đồ án nền móng tham khảo

Đồ án nền móng tham khảo cho các bạn học ngành kỹ thuật xây dựng đây, Đồ án nền móng tham khảo cho các bạn học ngành kỹ thuật xây dựng đây,Đồ án nền móng tham khảo cho các bạn học ngành kỹ thuật xây dựng đây

Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chng Thuyết minh Đồ án móng Nội dung thuyết minh: A Các tài liệu dùng để thiết kế B ThiÕt kÕ mãng mét khung PhÇn ThiÕt kế móng nông thiên nhiên Phần Thiết kế móng nông đệm cát Phần Thiết kế mãng cäc A tµi liƯu thiÕt kÕ NhiƯm vơ đợc giao: Tự lựa chọn công trình để thiết kế phần móng Nội lực tải trọng tính toán nguy hiểm gây chân cột (đỉnh móng) Thiết kế phần móng công trình cho khung theo phơng án: Móng nông tự nhiên, nhân tạo móng cọc Sau chọn phơng án thích hợp cho móng lại - Tài liệu tham khảo : Giáo trình: Nền Móng công trình dân dụng công nghiệp Hớng dẫn đồ án Nền Móng (GSTS Nguyễn Văn Quảng Trờng Đại Học Kiến Trúc Hà Nội) Số liệu tính toán theo đề là: ã Phơng án móng nông thiên nhiên: + Phơng án địa chất: + Tải trọng tính toán chân cột: N0tt =73(T), M0tt =11.7(Tm), Q0tt = 8.8(T) ã Phơng án móng nông nhân tạo: + Phơng án địa chất: + Tải trọng tính toán chân cột: N0tt =73 (T), M0tt =11.7 (Tm), Q0tt = 8.8 (T) ã Phơng án móng cọc: + Phơng án địa chất: +Tải trọng tính toán chân cột: N0tt = 214(T), M0tt = 25.7(Tm),Q0tt =17.1 (T) Đặc điểm công trình: Theo vẽ mặt bằng, mặt cắt sơ đồ địa chất thuỷ văn công trình cần thiết kế nhà kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối tờng chèn Tra bảng 16 TCXD 45-78 (Bảng 3-5 sách hớng dẫn đồ án móng) cho nhà khung bê tông cốt thép tờng chèn, ta có: - Độ lún tuyệt đối giới hạn: Sgh = 0,08 m - Độ lún lệch tơng đối giới hạn: Sgh = 0,002 Phần I Móng nông tự nhiên I Tài liƯu thiÕt kÕ T¶i träng: - TiÕt diƯn cét: C3 : b xh =25 x40(cm) - T¶i träng tÝnh toán dới chân cột, tờng C3 : N0=73 (T) =730(kN) ; M0= 11.7(Tm)=117(kNm) ;Q0= 8.8(T) =88kN Sinh viªn thùc hiƯn: -1- GVHD: Th.S Hồ Viết Chương ThuyÕt minh ®å án Nền Móng - Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn: Không có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn nên số liệu tải trọng tiêu chuẩn chân cột đợc lấy nh sau: Ntc0=Ntt0/n ; Mtc0=Mtt0/n ; Qtc0=Qtt0/n (n hệ số vợt tải n=1.1 ữ1.5 lấy n=1.2) ⇒ C1 : Ntc = 608(kN) ; Mtc =97.5(kN) ; Qtc = 73(kN) Xử lý số liệu địa chất công trình: Nền đất gồm lớp, có số liệu địa chất nh bảng dới: Lp t Chiu dy (m) Trọng lượng riêng tự nhiên γw (kN/m3) Trồng trọt Sét Sét Cát pha Sét pha Cát bụi Cát trung Cát trung 0.5 1.1 1.3 1.2 3.0 3.5 17 18.1 18.4 19.2 18.5 19.2 19.2 20.1 Trọng lượng riêng hạt γh (kN/m3) Độ ẩm W % 26.9 26.5 26.5 26.8 26.5 26.5 26.4 43 38 22 30 23 18 16 NhËn xÐt tính chất lớp đất: Lớp 1: Đất trồng trọt, có chiều dày 0.5 m Lớp 2: Đất sét chiỊu dµy 1.1m Giới hạn chảy WL % 46 45 24 36 Giới hạn dẻo WP % Góc ma sát trong ϕ II (0) 27 26 18 22 11 17 18 16 30 35 38 Lực dính cII (kPa) Mô đun biến dạng E (kPa) 14 27 25 10 4000 10000 14000 10000 18000 31000 40000 γ h 26.9 = = 2.69 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.69 × 10 × (1 + 0.43) −1 = − = 1.125 - Hệ số rỗng: e0 = n γ 18.1 - ChØ sè dỴo : I d = WL − Wp = 46 − 27 = 19(%) - Tỷ trọng hạt : = Vì : Id = 19% >17% nên loại đất sét - Độ sÖt : B = W −Wp Id = 43 − 27 = 0.842 Từ độ sệt B = 0.842có trạng thái đất 19 sét trạng thái dẻo nhóo Lớp 3: Đất sét 3chiều dày 1.3m h 26.5 = = 2.65 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.65 × 10 × (1 + 0.38) −1 = − = 0.988 - Hệ số rỗng: e0 = n γ 18.4 - ChØ sè dỴo : I d = WL − Wp = 45 − 26 = 19(%) - Tỷ trọng hạt : = Vì : Id = 19% >17% nên loại đất sét - Độ sÖt : B = W −Wp Id = 38 − 26 = 0.632 Tõ ®é sƯt B = 0.632 cã trạng thái đất 19 sét trạng thái mm Lớp 4: Đất cát pha chiều dày 1.2m - Tû träng h¹t : ∆ = γ h 26.5 = = 2.65 γn 10 Sinh viªn thùc hiƯn: -2- Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S Hồ Viết Chương ∆.γ n (1 + W ) 2.65 × 10 × (1 + 0.22) −1 = − = 0.684 γ 19.2 - ChØ sè dỴo : I d = WL − Wp = 24 − 18 = 6(%) - Hệ số rỗng: e0 = Vì : Id = 6% < 7% nên loại đất cát pha - §é sƯt : B = W −Wp Id = 22 − 18 = 0.67 Tõ ®é sƯt B = 0.67 ta có trạng thái đất cát pha trạng thái dẻo mm Lớp 5: Đất sét pha 4, chiỊu dµy m γ h 26.8 = = 2.68 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.68 × 10 × (1 + 0.3) −1 = − = 0.883 - Hệ số rỗng: e0 = n 18.5 - ChØ sè dỴo : I d = WL − W p = 36 − 22 = 14(%) - Tỷ trọng hạt : = Vì : Id =7%< 14% < 17% nên loại đất sét pha - §é sƯt : B = W −Wp Id = 30 − 22 = 0.0.571 Tõ ®é sƯt B Ta có trạng thái đất sét 14 pha trạng thái dẻo mềm Lớp 6: Đất cát bi 1, chiều dµy 3.5m γ h 26.5 = = 2.65 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.65 × 10 × (1 + 0.23) −1 = − = 0.698 - HÖ số rỗng: e0 = n 19.2 - Tỷ trọng hạt : = Lớp 7: Đất cát trung 1, chiỊu dµy 5m γ h 26.5 = = 2.65 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.65 × 10 × (1 + 0.18) −1 = − = 0.629 - Hệ số rỗng: e0 = n 19.2 - Tỷ trọng hạt : = Lớp 8: Đất cát trung 2, chiỊu dµy 9m γ h 26.4 = = 2.64 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.64 × 10 × (1 + 0.16) −1 = − = 0.524 - Hệ số rỗng: e0 = n 20.1 - Tỷ trọng hạt : = Ta có trụ địa chÊt nh sau: Sinh viªn thùc hiƯn: -3- GVHD: Th.S Hồ Viết Chương 9000 5000 3500 3000 1200 1300 1100 500 Thuyết minh đồ án Nền Móng II.phơng án nền, móng - Tải trọng công trình lớn, lớp đất đất trồng trọt khả chịu tải tiến hành bóc bỏ lớp đất Lớp đất thứ hai đất sét dẻo nhóo dày 1.1m khả chịu tải yu vớ ta tiếp tục tiến hành bóc bỏ lớp Lớp đất thứ đất sét dẻo mm dày 1.3m khả chịu tải trung bình Thiết kế móng nông tự nhiên, đáy móng đặt lớp III.Chọn kiểm tra kích thớc móng Sinh viên thực hiện: -4- Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chng Ký hiệu móng đơn dới cột C3 M3 Chọn độ sâu đặt móng h = 2.2(m) tôn 0.45(m) so với mặt đất thiên nhiên Khi đế móng đặt lên lớp đất thứ sét Trọng lợng thân lớp đất tôn lấy tn = 16.5 (kN/m3) + Cờng độ tính toán lớp đất sét: m m R = (Abγ II + B.h.γ 'II + Dc II ) K tc Trong ®ã: m1 = 1.1 sÐt pha cã IL = 0.632 > 0,5 ( bảng 3-1.Tr27/HD ĐA) m2 = nhà khung Ktc = tiêu lý đất lấy theo kết thí nghiệm trực tiếp ®èi víi ®Êt SÐt pha cã: ϕII = 170 , cII = 27 (kN) Tra b¶ng 3-2.Tr27 cã: A = 0.39 ; B = 2.57 ; D = 5.15 TrÞ tính toán thứ trung bình đất từ đáy móng trở lên đến cốt thiên nhiên: h 16.5 × 0.45 + 17 × 0.5 + 18.1 × 1.1 + 18.4 × 0.15 γ 'II = ∑ i i = = 17.5(kN / m ) 0.45 + 0.5 + 1.1 + 0.15 hi Trị tính toán thứ hai đất dới đáy móng: II = 18.4(kN / m3 ) Giả thiết bề rộng đáy móng: b = 1.7 (m) 1.1 × R= × (0.39 × 1.7 × 18.4 + 2.57 × 2.2 × 17.5 + 5.15 × 27) ≈ 275.2(kN) N o tc 608 = = 2.63(m2) Diện tích sơ đáy mãng: F = R − γ tb h 275.2 − 20 ì 2.2 Vì móng chịu tải lệch tâm nên tăng diện tích móng lên: F*= 1.3 x F= 1.3 x 2.63= 3.42(m2) Chän b= l =1.3 b 3.42 = 1.62(m) chän b =1.7(m) 1.3 l = 1.7 x1.3 = 2.21(m) VËy chän b x l =1.7 x 2.2 m Fsơ bộ= 1.7 x2.2 = 3.74 (m2) Lúc cờng độ đất đợc tính lại: 1.1 ì R= (0.39 × 1.7 × 18.4 + 2.57 × 2.2 × 17.7 + 5.15 × 27) ≈ 276.46(kN) IV Kiểm tra kích thớc sơ đáy móng a Theo điều kiện áp lực đáy móng: áp lực tiêu chuẩn đế móng : Sinh viên thực hiện: -5- Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Viết Chương tc p tc = N o 1 ± 6e  + γ h max   tb lb l Chọn chiều cao đài móng hm= 0.7(m) Độ lệch tâm móng là: tc tc M + Q0 h m 97.5 + 73 × 0.7 e= = = 0.244m tc N0 608 p tc = max 608  × 0.244  × 1 ữ+ 20 ì 2.2 2.2 ì 1.7 2.2  p tc = 314.75(kN/m2) max p tc = 98.39 (kN/m2) p tc tb tc tc p max + pmin 314.75 + 98.39 = = = 206.57(kN / m ) 2 p tc =206.57(kN/m2) < R= 276.46(kN/m2) tb tc pmax = 314.75(kN / m ) < 1.2 × R = 331.75(kN / m ) VËy móng đảm bảo điều kiện áp lực đáy móng b KiĨm tra kÝch thíc mãng theo ®iỊu kiƯn biÕn dạng bt + ứng suất thân cốt 0.00 là: =0 + ứng suất thân đáy móng: bt=0 = i ì h i = 0.45 × 16.5 + 0.5 × 17 + 1.1× 18.1 + 0.15 × 18.4 = 38.6(kN / m ) z + ứng suất gây lún trọng tâm diện tích đáy móng : gl.0 = p tc σ bt=0 = 206.57 − 38.6 = 167.97(kN / m ) z =0 tb z + øng suÊt g©y lún độ sâu z gl = K oz gl= z z Chia lớp phân tố dày hi =b/5 = 0.34m Quá trình tính toán đợc lập thành bảng sau: Lớp Độ đất Điểm sâu l/b 2zi/b k0 z(m) 1.29 0.34 1.29 0.4 0.970 Líp 0.68 1.29 0.8 0.840 1.02 1.29 1.2 0.667 1.15 1.29 1.35 0.608 1.49 1.29 1.75 0.468 1.83 1.29 2.15 0.362 Líp 2.17 1.29 2.55 0.284 2.35 1.29 2.76 0.251 Sinh viªn thùc hiƯn: -6- σgl (T/m2) 167.97 162.93 141.09 112.04 102.13 78.61 60.81 47.70 42.16 σbt (T/m2) 38.6 44.86 51.11 57.37 59.76 66.29 72.82 79.34 82.8 GVHD: Th.S H Vit Chng Thuyết minh đồ án Nền vµ Mãng Líp5 10 11 12 2.69 3.03 3.37 3.71 1.29 1.29 1.29 1.29 3.16 3.56 3.96 4.36 0.202 0.166 0.138 0.116 33.93 27.88 23.18 19.48 89.09 95.38 101.67 107.96 Tại độ sâu 3.71m(điểm 12 thuộc lớp 5) kể từ đáy móng gl bt 3.7 = 19.48(kN / m ) < 0.2 × σ3.7 = 0.2 × 107.96 = 21.592(kN / m ) Do vËy ta lÊy giới hạn đến độ sâu 3.65m kể từ đáy móng Độ lún lớp phân tố là: Si = β oi 0.8 gl gl × σ zi × hi = ì zi ì hi Ei Ei Độ lún S = Si Kết tính lún đợc lập thành bảng sau: ứng suất gây lún lớp phân tố chiều dày trung bình hi (điểm) (m) δtbgl (T/m2) 0.34 165.45 (0-1) 0.34 152.01 (1-2) 0.34 126.57 (2-3) 0.13 107.09 (3-4) 0.34 90.37 (4-5) 0.34 69.71 (5-6) 0.34 54.26 (6-7) 0.18 44.93 (7-8) 0.34 38.05 (8-9) 10 0.34 30.91 (9-10) 10 0.34 25.53 (10-11) 11 0.34 21.33 (11-12) Tổng độ lún S(cm) E ®é lón Si (cm) 10000 0.443 10000 0.384 10000 0.305 10000 0.106 14000 0.153 14000 0.118 14000 0.093 14000 0.043 10000 0.092 10000 0.076 10000 0.063 10000 0.053 1.666 S =1.666(cm) tt p tt + p 325.61 + 64.77 max p = = = 195.19(kN / m ) 2 c Xác định chiều cao móng theo kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn: tt tb Khoảng cách từ mép móng đến mép cột là: L = Tính toán ứng suất mép móng ptt1 là: l − lc 2.2 − 0.4 = = 0.9(m) 2 tt tt p1 - p l-L = tt tt p max - p l Sinh viªn thùc hiện: -8- Thuyết minh đồ án Nền Móng ⇒p = tt tt tt ( l − L ) × ( p max − p ) l tt + p = GVHD: Th.S Hồ Viết Chương ( 2.2 − 0.9 ) × ( 325.61 − 64.77 ) + 64.77 = 218.9(kN / m ) 2.2 áp lực tính toán trung bình phần L là: Pott = tt Pmax + P1tt 325.61 + 218.9 = = 272.23(kN / m ) 2 ⇒ ChiÒu cao làm việc móng theo công thức tính cấu kiện bêtông cốt thép chịu uốn là: Pott ì l tt ho ≥ L 0.4 × ltr × Rb Trong ®ã: l tt = l = 2.2(m) , ltr = lc = 0.4(m) , ⇒ h ≥ 0.9 × 272.23 × 2.2 = 0.6(m) 0.4 × 0.4 × 8500 Làm lớp bêtông lót móng dày 10cm Lớp bảo vệ cèt thÐp abv=0,035m ChiỊu cao toµn bé mãng: hm=ho+a=0.6 +0.035 = 0.635(m) LÊy chiỊu cao mãng hm=0.7m ChiỊu cao lµm viƯc cđa mãng: h0 = 0.7- 0.035 = 0.665(m) ltb = lc+h0 = 0.4 + 0.665=1.065(m) d KiĨm tra chiỊu cao móng theo điều kiện đâm thủng Giả thiết coi móng conson ngàm mép cột, chịu phản lực đất po - Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng phía góc 45 0, gần coi cột đâm thủng móng theo mặt xiên góc 450 phía pomax Điều kiện chống đâm thủng không kể ảnh hởng thép ngang cốt xiên, đai, xiên: Q < Qb hay Nđt 0.75 x Rk x h0 x btb - kÝch thíc cét : C3 : bc x hc = 25 x 40 cm - Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3.5 cm ⇒ h0 = h - a = 0.7 - 0.035 = 0.665 m Ta cã: bc + 2.ho = 0.25 + x 0.665 = 1.58 (m) < b = 1.7(m) ⇒ btb = b c + × h 0.25 + × 0.665 = = 0.79(m) 2 Diện tích gạch chéo đáy tháp đâm thủng phía có áp lực pttmax là: Fđt = 0.2 x1.7=0.34 (m2) Sinh viên thực hiện: -9- GVHD: Th.S H Vit Chng Thuyết minh đồ án NỊn vµ Mãng tt N tt M tt tt P P max tt P 1700 200 2200 áp lực tính toán trung bình phạm vi diện tích gây đâm thủng Ptttb là: tt Ptb ' = tt Pmax + Ptt' tt Trong ®ã: Ptt' = Ptb + P1' = 195.19 + P1' l P1' Ta l¹i cã: tt = đt tt l P max − P lđt × ( P tt max − P tt ) 0.2 × ( 325.61 − 64.77 ) = 23.71(KN / m2) l 2.2 ' tt ' ⇒ Ptt = Ptb + P1 = 195.19 + 23.71 = 218.9(KN / m ) ⇒P = ' = Vậy áp lực tính toán trung bình phạm vi diện tích gây đâm thủng là: tt ' Pmax + Ptt 325.61 + 218.9 = = 272.26(KN / m ) 2 tt Lực gây đâm thủng là: N đt = Ptb ' × Fđt = 272.26 × 0.34 = 92.57(KN) tt Ptb ' = Lực chống đâm thủng lµ: 0.75 x Rbt x h0 x btb=0.75 x 750 x 0.665 x0.79 =295.51(KN) VËy: N®t = 92.57(KN) < 0.75 x Rbt x h0 x btb =295.51(KN) móng không bị phá hoại theo đâm thủng e Tính toán cốt thép cho móng: Cốt thép dùng cho móng chịu mômen áp lực phản lực đất gây Khi tính momen ngời ta quan niệm cánh nh conson đợc ngàm vào tiết diện qua chân cột ã Mô men tơng ứng với mặt ngàm I-I 2p tt + p1tt × 325.61 + 217.9 M I = l × L × max = 2.2 × 0.9 × = 258.13(KNm) 6 Diện tích cốt thép để chịu m«men MI FaI = MI 258.13 = = 1.54 × 10−3 (m ) = 15.4(cm ) 0.9 × h o × R s 0.9 × 0.665 × 280000 Sinh viªn thùc hiƯn: - 10 - Thut minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chương 8Ø10 a200 1500 12Ø12 a130 12Ø12 a130 8Ø10 a200 2100 Phần III THIếT Kế Móng cọc I.Tài liệu thiết kÕ 1.T¶i träng: - TiÕt diƯn cét: C3 : b xh =30 x50(cm) - Tải trọng tính toán dới chân cét, têng Sinh viªn thùc hiƯn: - 25 - GVHD: Th.S H Vit Chng Thuyết minh đồ án Nền vµ Mãng C3 : N0=214 (T) =2140(kN) ; M0= 25.7(Tm)=257(kNm) ;Q0= 17.1(T) =171(kN) - Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn: Không có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn nên số liệu tải trọng tiêu chuẩn chân cột ®ỵc lÊy nh sau: Ntc0=Ntt0/n ; Mtc0=Mtt0/n ; Qtc0=Qtt0/n (n hệ số vợt tải n=1.1 ữ1.5 lấy n=1.2) C1 : Ntc = 1783(kN) ; Mtc =214(kN) ; Qtc =142.5(kN) 2.Xử lý số liệu địa chất công trình: Nền ®Êt gåm líp, cã sè liƯu ®Þa chÊt nh b¶ng díi: Lớp đất Chiều dày (m) Trọng lượng riêng tự nhiên γw (kN/m3) Trồng trọt Sét Sét Cát pha Sét pha Cát bụi Cát trung Cát trung 0.5 1.1 1.3 1.2 3.0 3.5 17 18.1 18.4 19.2 18.5 19.2 19.2 20.1 Trọng lượng riêng hạt γh (kN/m3) Độ ẩm W % 26.9 26.5 26.5 26.8 26.5 26.5 26.4 43 38 22 30 23 18 16 NhËn xÐt tÝnh chÊt c¸c lớp đất: Lớp 9: Đất trồng trọt, có chiều dày 0.5 m Lớp 10: Đất sét chiều dày 1.1m Giới hạn chảy WL % 46 45 24 36 Giới hạn dẻo WP % Góc ma sát trong ϕ II (0) 27 26 18 22 11 17 18 16 30 35 38 Lực dính cII (kPa) Mơ đun biến dạng E (kPa) 14 27 25 10 4000 10000 14000 10000 18000 31000 40000 γ h 26.9 = = 2.69 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.69 ×10 × (1 + 0.43) −1 = − = 1.125 - Hệ số rỗng: e0 = n 18.1 - Chỉ sè dỴo : I d = WL − W p = 46 − 27 = 19(%) - Tû träng h¹t : = Vì : Id = 19% >17% nên loại đất sét - Độ sệt : B = W − Wp Id = 43 − 27 = 0.842 Từ độ sệt B = 0.842có trạng thái đất 19 sét trạng thái dẻo nhóo Lớp 11: §Êt sÐt 3chiỊu dµy 1.3m γ h 26.5 = = 2.65 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.65 ×10 × (1 + 0.38) −1 = − = 0.988 - Hệ số rỗng: e0 = n 18.4 - ChØ sè dỴo : I d = WL − W p = 45 − 26 = 19(%) - Tû träng hạt : = Vì : Id = 19% >17% nên loại đất sét - Độ sệt : B = W − Wp Id = 38 − 26 = 0.632 Từ độ sệt B = 0.632 có trạng thái đất 19 sét trạng thái mm Lớp 12: Đất cát pha chiều dày 1.2m - Tû träng h¹t : ∆ = γ h 26.5 = = 2.65 γn 10 Sinh viªn thùc hiƯn: - 26 - Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S Hồ Viết Chương ∆.γ n (1 + W ) 2.65 ×10 × (1 + 0.22) −1 = − = 0.684 γ 19.2 - ChØ sè dỴo : I d = WL − W p = 24 − 18 = 6(%) - Hệ số rỗng: e0 = Vì : Id = 6% < 7% nên loại đất cát pha - Độ sệt : B = W Wp Id = 22 − 18 = 0.67 Tõ ®é sệt B = 0.67 ta có trạng thái đất cát pha trạng thái dẻo mm Lớp 13: §Êt sÐt pha 4, chiỊu dµy m γ h 26.8 = = 2.68 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.68 × 10 × (1 + 0.3) −1 = = 0.883 - Hệ số rỗng: e0 = n γ 18.5 - ChØ sè dỴo : I d = WL − W p = 36 − 22 = 14(%) - Tỷ trọng hạt : = Vì : Id =7%< 14% < 17% nên loại đất sÐt pha - §é sƯt : B = W − Wp Id = 30 − 22 = 0.0.571 Tõ ®é sệt B Ta có trạng thái đất sét 14 pha trạng thái dẻo mềm Lớp 14: Đất cát bụi 1, chiỊu dµy 3.5m γ h 26.5 = = 2.65 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.65 × 10 × (1 + 0.23) −1 = − = 0.698 - Hệ số rỗng: e0 = n 19.2 - Tỷ trọng hạt : = Lớp 15: Đất cát trung 1, chiều dày 5m h 26.5 = = 2.65 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.65 ×10 × (1 + 0.18) −1 = − = 0.629 - Hệ số rỗng: e0 = n 19.2 - Tỷ trọng hạt : = Lớp 16: Đất cát trung 2, chiều dày 9m h 26.4 = = 2.64 γn 10 ∆.γ (1 + W ) 2.64 ×10 × (1 + 0.16) −1 = − = 0.524 - Hệ số rỗng: e0 = n 20.1 - Tû träng h¹t : ∆ = Ta cã trơ địa chất nh sau: Sinh viên thực hiện: - 27 - GVHD: Th.S Hồ Viết Chương 9000 5000 3500 3000 1200 1300 1100 500 Thuyết minh đồ án Nền Móng 3.Tiêu chuẩn xây dựng: Sinh viên thực hiện: - 28 - Thuyết minh đồ án Nền Mãng GVHD: Th.S Hồ Viết Chương - §é lón cho phép Sgh= cm Chênh lún tơng đối cho phép ∆S gh = 0.2% ( Tra L b¶ng3-5 trang 30, Hớng dẫn đồ án móng GS,TS Nguyễn Văn Quảng) - Phơng pháp tính toán phơng pháp hệ số an toàn nhất, lấy F s =2ữ3 ( Đối với đất cát không lấy đợc mẫu nguyên dạng nên lấy Fs =3, đất dính nên lấy Fs =2) II.phơng án nền, móng chọn loại cọc, kích thớc cọc phơng án thi công: Thiết kế móng cọc cho cột C2 cã têng chÌn Cét cã tiÕt diƯn 0,3x0,5 m - Lớp đất đất trồng trọt khả chịu tải tiến hành bóc bỏ lớp đất Sau đặt đài móng lớp thứ hai đất sét - Chọn chiều sâu đặt đáy đài: sõu i múng cc đài thấp cần bảo đảm cho đài đủ chiều cao chịu lực, để đài khỏi bị trồi lên mặt đất, khơng làm hư hại móng cơng trình lân cận Tính hmin- chiều sâu chơn móng u cầu nhỏ nhất: 17  ϕ  hmin = 0.7tg (450 − ) Q / γ ,b =  0.7tg ( 45 o −  17.1 / (1.84 ×1.8) = 1.1(m) 2  Trong ®ã: Q: Tổng lực ngang: Qx = 17.1 (T) γ , : Dung trọng tự nhiên lớp đất đặt đài γ = 1.81 (T/m3) b : Bề rộng đài chọn sơ b = 1.8 (m) ϕ : Góc ma sát ϕ = 17 hmin= 0.96 (m) ; chọn hm = (m) > hmin=1.1 (m), với mốc 0.00m cao cốt tự nhiên 0.45m → Với độ sâu đáy đài đủ lớn, lực ngang Q nhỏ, tính tốn gần ỳng coi nh b qua ti trng ngang - Địa chất có lớp, lớp thứ lớp đất cát hạt trung trạng thái chặt vừa lớp đất tốt, nên tiến hành đặt mũi cọc lp đất Chiều sâu từ mũi cọc đến đài là: l = (0.05 +1.3+1.2 +3.0+3.5 +5+1.95)=16m Dïng cäc cã độ dài cọc 8m Chọn loại cọc có kÝch thíc tiÕt diƯn 0.3x0.3 m - VËt liƯu sư dụng: + Đài móng: Dùng bê tông B15 có Rn = 850T/m2 ; Rk = 75T/m2 Dïng cèt thÐp nhãm AII cã Rs = 28000 T/m2 + Cäc: Dïng bª t«ng B15 cã Rn=850 T/m2 Dïng cèt thÐp däc nhãm AII cã Rs = 28000 T/m2, ®ai dïng thÐp AI - Tính toán cốt thép chịu mô men cho cọc vận chuyển cẩu lắp: Sau sơ đồ tính toán cốt thép chịu mô men cọc vận chuyển cẩu lắp: Sinh viên thực hiện: - 29 - GVHD: Th.S Hồ Viết Chương ThuyÕt minh đồ án Nền Móng Móc cẩu Bố trí móc cẩu q 0,0214ql2 0,0215ql2 Sơ đồ tính cọc vËn chuyÓn q 0,0214ql2 0,0683ql2 Bè trÝ cèt thÐp cäc ®èi xøng S¬ ®å tÝnh 2.M max Tỉng diƯn tÝch cèt thÐp däc: Fa = cäc cÈu l¾p R a (d − 2a ) Dïng cèt thÐp nhãm AII cã Rs = 28000 T/m2 Sinh viªn thùc hiƯn: - 30 - GVHD: Th.S Hồ Viết Chương ThuyÕt minh đồ án Nền Móng Lớp bê tông bảo vệ cèt thÐp däc abv = 0.025m Gi¶ thiÕt a = 0.04m Mmax = 0,0683ql2 Víi q = 1.5 × n × γbt × Fcäc = 1.5 × 1.1 × 2.5 × d2 = 4.125 × d2 (1,5: hƯ sè ®éng lùc) → Mmax = 0.0683 × 4.125 × d2 × l2 =0.2817 × d2 × l2 Trong ®ã: d - chiều dài cạnh cọc, d = 0.3 m l - chiỊu dµi cđa cäc, l = m × 0.2817 × 0.32 × 82 → Fa = = 0.00052 m2 = 5.2cm2 28000 × (0.3 − × 0.04) Chọn 414 có Fa= 6.16 cm2 Cọc đợc hạ xuống búa Điêzen, không khoan dẫn Vì móng chịu mô men lớn nên ta ngàm cọc vào đài cách phá vỡ phần bê tông đầu cọc cho trơ cốt thép dọc đoạn 20 ì = 20 ì 14 = 280 mm chôn cọc vào đài thêm đoạn 10cm Lư ớiưthépư50x50 ỉ6ưaư=ư50ư(5ưlớp) Ø6 Ø20 4Ø14 Ø6 Ø20 1000 1500 (a = 50) 4000 (a = 100) (a = 200) 750 Ø6 1656 1000 (a = 100) 500 (a = 50) 8000 cÊu t¹o cäc bêtông cốt thép III Xác định sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc Sức chịu tải trọng nén theo phơng dọc trục cọc BTCT tiết diện đặc hình lăng trụ xác định theo công thức: Pvl = ( Rb Fb + Ra Fa ) Với: ϕ lµ hƯ sè nén dọc, =1.0 cọc không xuyên qua lớp bùn Rb, Ra cờng độ chịu nén tính toán bê tông, cốt thép Fb, Fa diện tích tiết diện bê tông, cốt thép dọc Pvl = 1× (850 x 0.3 + 0.00052 x 28000) = 91.06T = 910.6kN Sức chịu tải cọc theo cờng độ đất Ta xác định cờng độ cọc theo cờng độ đất theo kết thí nghiệm phòng a Xác định sức chịu tải cọc theo đất nền: Chân cọc tỳ lên lớp cát hạt trung chặt vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát n Pd = m.(m R R.F + U.∑ m fi f i l i ) m = cọc lăng trụ, mũi cọc tỳ vào sét pha mR = 1; mfi = hạ cọc cách đóng cọc đặc búa điêzen Chia đất thành lớp đồng zi H tính từ cốt thiên nhiên Sinh viên thực hiÖn: - 31 - 1656 ỉ25 300 70 30 Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chng Cờng độ tính toán ma sát mặt xung quanh cọc đất bao quanh f i đợc tra theo bảng 0.00 -0.45 -0.95 -2.05 -3.35 -4.55 -7.55 -11.05 -16.05 -18.00 Líp ®Êt SÐt SÐt Cát pha SÐt pha C¸t bụi li (m) 0.05 1,3 1.2 2 1.5 zi (m) 2.05 3.35 4.55 6.55 7.55 9.55 11.05 fi ((kN)) 4.68 13.68 14.26 20,31 21,81 45.93 47.26 Sinh viªn thùc hiƯn: - 32 - mfi.li.fi (kNm) 0.23 17.78 17.11 40.62 21,81 91.86 70.89 Σmfi.li.fi (kNm) 714.51 Thuyết minh đồ án Nền Móng Cát trung1 Cát trung 2 1.95 13.05 15.05 16.05 18 GVHD: Th.S Hồ Viết Chương 66.79 73.06 74.38 76.38 133.58 146.12 74.38 148.941 H = 17.55m tra bảng đợc R = 4408 (kN) → Pd = × (1 × 4408 × 0.3 × 0.3 + × 0.3 × 714.51) = 1254kN Sức chịu tải tính toán cọc theo ®Êt nỊn: P 1254 Pd' = d = = 895.8 (kN) Kd 1.4 Kd = 1.4 hÖ sè an toàn đất Sức chịu tải tính toán cäc: Pctt = min(Pv , Pd' ) = Pd' = 895.8 kN Xác định số lợng cọc bố trí cọc móng: áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc gây Pctt 895.8 = 1106 (kN) p tt = = (3 × d ) (3 × 0.3) Diện tích sơ đế đài tt N0 2140 = 2.02 (m2) Fd = tt = p − γ tb × hd × n 1106 − 20 × ì 1.1 Trọng lợng đài đất đài tt = 88.9(kN) N d = n ì Fì hd 1.1 tb 2.02 ×2 20× × × = d Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài lµ tt tt N tt = N + N d = 2140 +88.9 = 2228.9(kN) Số lợng cọc sơ bé lµ N tt 2228.9 = 2.48(cäc) nc = tt = Pc 895.8 Để kể đến ảnh hởng mômen lÊy sè cäc nc’ = Chän s¬ bé kÝch thớc đài cọc 1.4x2.3m (diện tích 3.22 m2) Sinh viªn thùc hiƯn: - 33 - GVHD: Th.S Hồ Viết Chương 450 300 250 100 ThuyÕt minh ®å ¸n NỊn vµ Mãng 450 300 1400 300 100 250 500 100 250 900 900 250 100 2300 Chän sơ chiều cao đài cọc: h1 hd h2 Chiều cao đài hđ đợc chọn theo điều kiện chống chọc thủng sơ chọn hđ từ điều kiện đáy tháp chọc thủng vừa trùm hết cạnh cọc biên Khi phản lực cọc ®Ịu n»m ®¸y th¸p chäc thđng, lùc chäc thđng = chiều cao đài thoả mÃn Khi đáy tháp chọc thủng trùm hết cạnh cọc biên theo cạnh dài cột có: lđ = ì (C +h2) + lcét 2.3 − 0.5  0.3  l −l −  0.25 − → h2l = d cơt − C = ÷ = 0.75(m) 2  Tơng tự đáy tháp chọc thủng trùm hết cạnh cọc biên theo cạnh ngắn điều kiƯn lµ: 1.4 − 0.3 0.3 b −b − ( 0.25 − ) = 0.45(m) → h2b = d cot − C = 2 → h2 = max(h2l , h2b) = 75(m) C h2 lc ld ChiÒu cao đài chọn sơ bộ: Sinh viên thực hiện: - 34 - h2 C Thuyết minh đồ án Nền Mãng GVHD: Th.S Hồ Viết Chương → h® = h1 + h2 = 0.1 + 0.75= 0.85 m.Vậy Ta chọn chiều cao đài móng 0.85m Víi h1 lµ chiỊu sâu cọc ngàm vào đài Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc dÃy biên Diện tích đế đài thực tế: Fd = 1.4 ì 2.3 = 3.22(m2) Trọng lợng tính toán đài đất đài tt N d = n ì Fd' ì h × γ tb = 1.1 × 3.22 × × 20 = 141.68 (kN) Lực dọc tính toán xác định ®Õn cèt ®Õ ®µi lµ tt tt N tt = N + N d = 2140 + 141.68 = 2281.68(kN) Mô men tính toán xác định tơng ứng với trọng tâm diện tích cọc mặt phẳng đế ®µi: tt tt M tt = M + Q0 hd = 257 + 171 × 0.85 = 402.35(kNm) Lùc truyền xuống cọc dÃy biên tt N tt M y × xmax 2281.68 420.35 × 0.9 tt Pmax = ' ± = ± nc × 0.92 xi ∑ tt Pmax = 497.04 kN tt Pmin = 263.51kN > → Cäc kh«ng bị nhổ Trọng lợng tính toán cọc kể từ đáy đài: Qc = 0.3 ì 0.3 ì (16-0.1) ì 25 × 1.1 = 39.4(kN) tt Cã Pmax + Qc = 497.04+39.4 = 536.44 kN < Pctt = 895.8 kN Thoả mÃn điều kiện lực max truyền xuống cọc d·y biªn KiĨm tra nỊn mãng cäc theo TTGH a Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng quy ớc Độ lún móng cọc đợc tÝnh theo ®é lón cđa nỊn khèi mãng qui íc abcd Sinh viªn thùc hiƯn: - 35 - Thut minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chương ±0.00 -0.45 -0.95 -2.05 -3.55 -4.55 -7.55 -11.05 -16.05 -18.00 Gãc më: α = ϕtb = ∑ ϕ tb ϕi hi ∑ hi 17 × 1.25 + 180 × 1.2 + 160 × + 300 × 3.5 + 350 × + 380 × 1.95 = = 26.850 1.25 + 1.2 + + 3.5 + + 1.95 →α= φtb 26.850 = = 6.710 4 Chiều dài đáy khối qui ớc: LM = L + ì H ì tg Sinh viên thực hiện: - 36 - Thuyết minh đồ án Nền vµ Mãng GVHD: Th.S Hồ Viết Chương 0.3 + ì 16 ì tg(6.71) = 5.86(m) Bề rộng đáy khèi qui íc: 0.3 BM = B + × H × tgα= LM=0.9 +2 × +2 × 16 × tg(6.71) = 4.96(m) Trọng lợng tiêu chuẩn khối móng qui ớc từ đáy lớp lót trở lên: N1tc = LM × BM × h × γ tb = 5.86 × 4.96 × (2 +0.1) × 20 = 1220.75(kN) Trọng lợng riêng trung bình đất từ đáy lớp lót đến chân cọc: i hi 'II = ∑ hi LM = 1.8+2 × 18.4 × 1.25 + 19.2 × 1.2 + 18.5 × + 19.2 × 3.5 + 19.2 × + 20.1 × 1.85 1.25 + 1.2 + + 3.5 + + 1.85 = 19.1(kN/m3) Trọng lợng khối móng quy ớc phần dới lớp lót cha kể bê tông cọc: tc N = ( LM × BM − × f c ) × γ'II × ∑ hi = (5.86 × 96- × 0.32) × 19.1 × (1.25+1.2+3+3.5+5+1.85) = 8608.5 (kN) Trọng lợng cọc phạm vi khối móng quy íc: N ctc = × f c × ∑ hi × 25 = =6 × 0.32 × ( 1.25 + 1.2 + + 3.5 + + 1.85 ) ì 25 =213.3(kN) Trọng lợng khối móng qui ớc: tc tc tc tc N qu = N1 + N + N c = 1220.75 + 8608.5 + 213.3 = 10042.55(kN) Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến ®¸y khèi qui íc: tc tc N tc = N + N qu = 1783+10042.55 = 11825.9(kN) M« men tiêu chuẩn tơng ứng trọng tâm đáy khối qui ớc: tc tc M tc = M + Q0 × ( hd + lcoc − 0.4 ) = 214 + 142.5 ì (0.85 + 16 0.4) = 2558.25(kNm) Độ lƯch t©m: M tc = 2558.25 = 0.22(m) tc e = tc 11825.9 N áp lực tiêu chuẩn đáy khèi quy íc: tc max p N tc × etc 11825.9  × 0.22  = (1 )= ì ữ LM ì BM LM 5.86 × 4.96  5.86  → p tc = 498.52(kN) max p tc = 397.7(kN) tc tc p max + p 498.52 + 397.7 p = = = 448.11 (kN) 2 tc tb Sinh viªn thùc hiện: - 37 - Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chng áp lực tính toán đất đáy khối qui ớc: m ì m2 RM = × ( 1.1 × A × BM × γ II + 1.1 × B × H M × γ'II + × D × c II ) K tc Ktc = m1 = 1.1 cho nỊn lµ sÐt pha cã IL >0.5 m2 = sơ đồ kết cấu công trình mềm = 17o tra bảng đợc A = 0.39; B = 2.57; D = 5.15 ChiỊu cao cđa khèi mãng qui ớc lấy đến cốt thiên nhiên: HM = 16 +2 = 18(m) Trọng lợng riêng đất đáy khối móng quy ớc: II = 18.4(kN/m3) Trọng lợng riêng trung bình đất từ đáy móng quy ớc đến cốt thiên nhiên: ihi 'II = Hy 0.45 ì 16.5 × 0.5 × 17 + 1.1 × 18.1 + 1.3 × 18.4 + 1.2 × 19.2 + × 18.5 + 3.5 × 19.2 + × 19.2 + 1.95 × 20.1 16 + = 18.9 kN/m3 1 × × (1.1 × 0.29 × 2.57 × 18.4+1.1 × 2.57x18 × 18.9 +3 × 5.15 × 38) ⇒ RM = = 1869.66 (kN) Cã: p tc = 498.52 (kN) < 1.2 × RM = 1.2 × 1869.66 = 2243.6(kN) max p tc = 448.11(kN) < RM = 1869.66(kN) tb Vậy thoả mÃn điều kiện áp lực dới đáy móng quy ớc b Kiểm tra điều kiện biến dạng ứng suất thân đất cao ®é ®¸y líp ®Êt trång trät: σ zbt=0,5 = 0.5 ì 17 = 8.5(kN) ứng suất thân đất đáy lớp đất sét 5: zbt=1.6 = 8.5+1.1 ì 18.1 = 28.41(kN) ứng suất thân đất đáy lớp đất sét 3: zbt= 2.9 = 28.41+1.3 ì 18.4 = 52.33(kN) ứng suất thân ®Êt ë ®¸y líp ®Êt c¸t pha 2: σ zbt= 4.1 = 52.33+1.2 ì 19.2 = 75.37(kN) ứng suất thân đất đáy lớp đất sột pha 4: σ zbt=7.1 = 75.37+3 × 18.5 =130.87 (kN) øng suÊt thân đất đáy lớp đất cát bi 1: σ zbt=10.6 = 130.87+3.5 × 19.2 = 198.07 (kN) ứng suất thân đất đáy lớp đất c¸t trung 1: σ zbt=15.6 = 198.07 +5x19.2=294.07 (kN) øng suất thân đất đáy múng quy ước: Sinh viªn thùc hiƯn: - 38 - GVHD: Th.S H Vit Chng Thuyết minh đồ án Nền Mãng σ zbt=17.55 = 294.07 +1.95x20.1=333.265 (kN) øng suÊt g©y lún đáy móng quy ớc: gl=0 = p tc − σ bt=HM = 448.11 -333.265 = 114.86 (kN) z tb z Chia nỊn ®Êt díi mãng quy íc thành lớp phân tố có chiều dày: hi BM 4.96 = = 1.2m đảm bảo lớp chia đồng 4 Gọi z độ sâu kể từ đáy móng quy ớc ứng suất gây lún độ sâu zi: gl = K0xσ gl=0 z z l 5.86 = = 1.2 b 4.96 Độ lún lớp phân tố thứ i: gl β × σ gl × hi σ zi × hi zi Si = ∑ = 0.8 × Ei Ei i =1 K0 tra bảng theo 2z/b z Điểm (m) 1.2 2.4 2z/b l/b 0.5 0.97 1.2 - K0 σ zgl (kN) 114.86 0.921 105.78 0.731 84.03 σ gl z σ bt z bt (kN) σz 333.265 0.34 357.38 0.29 381.50 0.2 Ei (kN) Si (m) 40000 40000 40000 0.0026 0.0022 Giới hn nn ly n im Tại độ sâu 2.4 m kể từ đáy móng quy ớc có Độ lún cña mãng: S= ∑S i =1 i =0.48cm < Sgh = cm Thoả mÃn điều kiện độ lún tuyệt đối giới hạn IV Tính toán độ bền cấu tạo đài cọc Chọn vật liệu đài cọc: Dùng bê tông B15 có Rb = 8500(kN) ; Rbt = 750 (kN) Dïng cèt thÐp nhãm AII cã Rs = 280000 (kN) Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng: Với chiều cao đài đà chọn hđ = 0.85 m đáy tháp chọc thủng vừa trùm kín cạnh cọc biên Lực chọc thủng Pcth = đài không bị chọc thủng, Nh chiều cao đài đà chọn hđ = 0.85 m hợp lý Tính toán mô men thép đặt cho đài cọc: Mô men tơng ứng với mặt ngàm I - I: Sinh viên thực hiện: - 39 - ... Viết Chng Thuyết minh đồ án Nền Móng b áp lực tính toán đáy móng: tt tt Pmin Pmax tt II II 250 1700 725 I P1 400 I 900 2200 Sơ đồ tính toán móng Tải trọng tính toán đáy móng: tt N tt = N = 730kN... trung bình Thiết kế móng nông tự nhiên, đáy móng đặt lớp III.Chọn kiểm tra kích thớc móng Sinh viên thực hiện: -4- Thuyết minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chng Ký hiệu móng đơn dới cột C3... Chương 9000 5000 3500 3000 1200 1300 1100 500 Thuyết minh đồ án Nền Móng 3.Tiêu chuẩn xây dùng: Sinh viªn thùc hiƯn: - 28 - Thut minh đồ án Nền Móng GVHD: Th.S H Vit Chng - Độ lún cho phép Sgh= cm