Đồ án nền móng công trình

Biểu đồ phân bố ứng suất trong đất nền Dự báo dộ lún được thể hiện trong bản sau: Trong đó: 1 1... Biểu đồ phân bố ứng suất trong đất nền Dự báo dộ lún được thể hiện trong bản sau: Tro

MỤC LỤC

Phần 1: MÓNG NÔNG 2

I/ Số liệu công trình 2

II/ Xử lý số liệu 2

III/ Phương án móng 5

A THIẾT KẾ MÓNG C 1 6

1/ Tải trọng truyền xuống móng 6

2/ Xác định kích thước đáy móng 6

3/ Kiểm tra lại kích thước đáy móng 8

4/ Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGH 2 9

5/ Tính độ bền và cấu tạo móng 11

6/ Tính toán và bố trí thép 15

B THIẾT KẾ MÓNG C 2 18

1/ Tải trọng truyền xuống móng 18

2/ Xác định kích thước đáy móng 18

3/ Kiểm tra lại kích thước đáy móng 19

4/ Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGH 2 21

5/ Tính độ bền và cấu tạo móng 23

6/ Tính toán và bố trí thép 27

Phần 2: MÓNG CỌC 30

I/ Số liệu công trình 30

II/ Phương án móng 31

III/ Xác định tải trọng truyền xuống móng từ cao trình MĐTN 35

IV/ Đánh giá điều kiện địa chất 35

V/ Tính toán cấu tạo cọc 36

Phần 1: MÓNG NÔNG I/ Số liệu công trình:

+ Công trình: Các móng có nội lực tính toán dưới cân cột tại cao độ mặt đất như sau:

(độ)

c (kg/cm2)

28.6 31.2 24.7 1.8 2.66 11040’ 0.08

Kết quả thí nghiệm nén e-p

với tải trọng nén P (kPa)

KQ xuyên tĩnh qc (MPa)

KQ xuyên tiêu chuẩn N

d L

P

W W I

=> Lớp 1 thuộc loại đất cát pha – dẻo

+ Modul biến dạng (tr.259 sách Cơ học đất_Châu Ngọc Ẩn): E    qc

Ứng với đất cát pha      3 E 3 1.77 5.31( MPa)

2/ Lớp đất 2: Số hiệu 65, dày 5.5m, có chỉ tiêu cơ lý sau:

(độ)

c (kg/cm2)

28 34.6 22.1 1.84 2.7 13050’ 0.18

Kết quả thí nghiệm nén e-p

với tải trọng nén P (kPa)

KQ xuyên tĩnh qc (MPa)

KQ xuyên tiêu chuẩn N

d L

P

W W I

Ứng với đất sét pha      7 E 7 2.25 15.75 ( MPa)

3/ Lớp đất 3: Số hiệu 73, có chỉ tiêu cơ lý sau:

(độ)

c (kg/cm2)

22 27.1 20.6 1.9 2.67 18029’ 0.23

Kết quả thí nghiệm nén e-p với

tải trọng nén P (kPa)

KQ xuyên tĩnh qc (MPa)

KQ xuyên tiêu chuẩn N

d L

P

W W I

e



        

+ Modul biến dạng (tr.259 sách Cơ học đất_Châu Ngọc Ẩn): E    qc

Ứng với đất cát pha      3 E 3 4.5 13.5( MPa)

4/ Kết quả trụ địa chất

III/ Phương án móng:

- Tải trọng công trình không lớn lắm

- Lớp đất thứ 2 có độ dày 5.5m; có tính chất cơ lý tốt hơn so với lớp thứ 1 có

độ dày 1,5m và mực nước ngầm nằm khá sâu (6.7m) so với mặt lớp đất thứ 2 Nên lớp đất thứ 2 là lớp đất thích hợp cho việc đặt móng

=> Dùng móng đơn bêtông cốt thép và đặt vào lớp thứ 2

0.00 m Lớp 1: Đất cát pha – dẻo

Lớp 2: Đất sét pha – dẻo cứng

Lớp 1: Đất cát pha – dẻo

6.70 m 1.5 m

5.5 m

1.2 1.0

1.0

II tc

F b

Bề dài móng: l  2.0 1.2 2.4 (m)  Vậy kích thước đáy móng C1 : b l 2.0m2.4m

3/ Kiểm tra lại kích thước đáy móng

Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng do các tải trọng tiêu chuẩn gây ra là:

tc tc tc

tc tc tc

tc tc

tc tb

P P

2 min

tc

tc

tc tb

P P P

min

2

22.569 1.2R 24.82 (T/m )16.228 0

19.339 20.684 (T/m )

tc tc

tc tb

P P

Ta nhận thấy lớp đất thứ 3 có  3 2 của lớp thứ 2 nên ta không cần kiểm tra cường độ tại đỉnh lớp thứ 3

4/ Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGH 2:

Ta có lực gây lún tại trọng tâm của đáy móng:

Biểu đồ phân bố ứng suất trong đất nền

Dự báo dộ lún được thể hiện trong bản sau:

Trong đó:

1 1

Dựa vào tam giác đồng dạng trên biểu đồ phân bố áp lực dưới đáy móng, ta tính được áp lực tại mặt cắt  -  (tại mép cột)

1 min max min

2

1.35

2.41.35

2.418.164 (T/m )

P l h

61.5 3.5 65 (cm)

m

h a

2.420.033 (T/m )

6/ Tính toán và bố trí thép:

* Sơ đồ tính thép cho móng C1

max

ttP

0

22.371 10

14.434 (cm )0.9 0.9 28000 0.615

s

s

M A

s s

A n a

Diện tích cốt thép chịu moment uốn M2:

4

2 2

1

0

16.832 10

11.059 (cm )0.9 0.9 28000 (0.615 0.011)

s

s

M A

1

M

tt tb

P

2

M

Chọn thép  10; as 0.7854 (cm )2

Số thép cần đặt: 1 11.059

14.083 0.7854

s s

A n a

1.2 1.0

1.0

II tc

F b

 Bề dài móng: l 1.5 1.4 2.1 (m)Vậy kích thước đáy móng C1 : b l 1.5m2.1m

3/ Kiểm tra lại kích thước đáy móng

Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng do các tải trọng tiêu chuẩn gây ra là:

tc tc tc

tc tc tc

F W

P P P

tc tc tc tb

P P

2 min

tc

tc

tc tb

P P P

min

2

22.569 1.2R 24.82 (T/m )16.228 0

19.339 20.684 (T/m )

tc tc tc tb

P P

Ta nhận thấy lớp đất thứ 3 có  3 2 của lớp thứ 2 nên ta không cần kiểm tra cường độ tại đỉnh lớp thứ 3

4/ Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGH 2:

Ta có lực gây lún tại trọng tâm của đáy móng:

Biểu đồ phân bố ứng suất trong đất nền

Dự báo dộ lún được thể hiện trong bản sau:

Trong đó:

1 1

2.0 1.4 2.0 4.8 (T.m)1.5 2.1

2 0

Dựa vào tam giác đồng dạng trên biểu đồ phân bố áp lực dưới đáy móng, ta tính được áp lực tại mặt cắt  -  (tại mép cột)

1 min max min

2

0.9

2.10.9

2.118.0823 (T/m )

P l h

61.5 3.5 55 (cm)

m

h a

2.420.218 (T/m )

6/ Tính toán và bố trí thép:

* Sơ đồ tính thép cho móng C2

max

ttP

0

12.497 10

9.269 (cm )0.9 0.9 28000 0.515

s

s

M A

s s

A n a

1

M

tt tb

P

2

M

2 2

1

0

7.510 10

5.912 (cm )0.9 0.9 28000 (0.515 0.011)

s

s

M A

s s

A n a

PHẦN 2: MÓNG CỌC I/ Số liệu công trình:

II/ Xử lý số liệu địa chất

1/ Lớp đất thứ 1: Số hiệu 40, dày 5.6m, có chỉ tiêu cơ lý nhu sau:

(độ)

c (kg/cm2)

29,9 30,4 24,5 1,78 2,66 8050' 0,06

Kết quả thí nghiệm nén e-p

với tải trọng nén P (kPa)

KQ xuyên tĩnh qc (MPa)

KQ xuyên tiêu chuẩn N

+ Chỉ số sệt:

0.915 5.9

d L

P

W W I

+ Modul biến dạng (tr.259 sách Cơ học đất_Châu Ngọc Ẩn): E    qc

Ứng với đất cát pha      3 E 3 0.42 1.26( MPa)

(độ)

c (kg/cm2)

31,2 29,5 22,7 1,7 2,68

Kết quả thí nghiệm nén e-p

với tải trọng nén P (kPa)

KQ xuyên tĩnh qc (MPa)

KQ xuyên tiêu chuẩn N

+ Chỉ số sệt:

1.25 6.8

d L

P

W W I

+ Modul biến dạng (tr.259 sách Cơ học đất_Châu Ngọc Ẩn): E    qc

Ứng với đất cát pha      3 E 3 0.32 0.96( MPa)

3/ Lớp đất 3: Số hiệu 73, dày 4.8m, có chỉ tiêu cơ lý sau:

(độ)

c (kg/cm2)

22 27.1 20.6 1.9 2.67 18029’ 0.23

Kết quả thí nghiệm nén e-p với

tải trọng nén P (kPa)

KQ xuyên tĩnh qc (MPa)

KQ xuyên tiêu chuẩn N

100 200 300 400

+ Chỉ số sệt:

0.22 6.5

d L

P

W W I

+ + Modul biến dạng (tr.259 sách Cơ học đất_Châu Ngọc Ẩn): E    qc

Ứng với đất pha     3 E 3 4.5 13.5( MPa)

4/ Lớp đất 4: Số hiệu 80, có chỉ tiêu cơ lý sau:

(độ)

c (kg/cm2)

28,8 41,9 25,7 1,9 2,72 16045' 0,29

Kết quả thí nghiệm nén e-p với

tải trọng nén P (kPa)

KQ xuyên tĩnh qc (MPa)

KQ xuyên tiêu chuẩn N

+ Modul biến dạng (tr.259 sách Cơ học đất_Châu Ngọc Ẩn): E    qc

Ứng với đất sét pha      7 E 7 4.28 29.96( MPa)

5/ Kết quả trụ địa chất:

Lớp 2: Đất cát pha – nhão (sệt)

3

1.7 (T/m ) 1.068

III/ Xác định tải trọng truyền xuống móng từ cao trình mặt đất tự nhiên:

IV/ Đánh giá điều kiện địa chất:

- Đất tại nơi xây dựng công trình gồm 3 lớp:

 Lớp 1: Đất cát pha – dẻo; dày 5.6m

 Lớp 2: Đát cát pha – nhão (sệt); dày 3m

 Lớp 3: Đát cát pha – dẻo; dày 4.8m

 Lớp 4: Đất sét pha – nữa cứng;

mũi cọc vào Lớp đất thứ 4 có trạng thái nữa cứng và rất dày, nên ta sẽ đặt mũi cọc vào lớp đất này

* Phương án 1: Dùng cọc BTCT 25cm25cm, đài cọc đặt vào lớp thứ 1; mũi cọc hạ xuống lớp đất thứ 4 khoảng 3 4 (m) Thi công bằng phương pháp đóng

(ép)

* Phương án 2: Dùng cọc BTCT 30cm30cm, đài cọc đặt vào lớp thứ 1; mũi cọc ha xuống lớp đất thứ 4 khoảng 1 3 (m) Thi công bằng phương pháp đóng

(ép)

Chọn phương pháp 2 do cọc khá dài và móng chịu tải trọng lệch tâm

V/ Tính toán cấu tạo cọc:

1/ Vật liệu móng cọc:

a – Đài cọc:

- Sử dụng Bêtông B20 (#250)

2 2

- Thép cọc neo trong đài một đoạn 30 

- Đầu cọc trong đài một đoạn a  10 (cm)

b – Cọc đúc sẵn:

- Sử dụng Bêtông B25 (#250)

2 2

Chiều dài cọc : lcoc  15.4 2 13.4 (m)  

Cọc cọc dài 14 (m) ta chia cọc làm 2 đoạn mỗi đoạn dài 7 (m)

c – Kiểm tra cọc trong quá trình vận chuyển, lắp dựng:

- Trọng lượng đơn vị của cọc:

* Sơ đồ tính toán khi vận chuyển cọc

- Moment lớn nhất khi cẩu cọc:

1 0.0215 0.0215 0.375 7.0 0.3911 (T.m)

- Chọn chiều dày lớp betông bảo vệ: a 4 (cm)

- Chiều dày làm, việc của cọc: ho    30 4 27 (cm) 0.27 (m) 

- Diện tích tiết diện cốt thép chịu moment uôn của cọc là 2 16 (4.02 cm ) 2

* Sơ đồ tính toán khi lắp dựng cọc

- Moment lớn nhất khi cẩu cọc:

Vậy cọc đủ khả năng chịu uốn khi lắp dựng

2/ Sức chịu tải của cọc:

a – Theo điều kiện vật liệu:

P    R    A R A

- Thép chịu lực trong cọc là 4 16  ; A s  4 2.01 8.04 (cm ) 2

- Diện tích tiết diện ngang thân cọc: F 0.302 0.09 (m )2

- Chu vi tiết diện ngang thân cọc: u  4 0.30 1.2 (m)

- Chia lớp đất xung quanh thân cọc thành những lớp đất có li  2 mvà đồng nhất

* Sơ đồ tính sức chịu tải của cọc

- fi: Sức kháng ma sát bên của cọc tại điểm giữa của các lớp đất thứ i (tra bảng 5.3/270 sách Nền và móng các công trình dân dụng và công nghiệp_Nguyễn Văn Quảng) Ta có bảng fi như sau:

a

Q Q

 : ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ i theo phương thẳng đứng

Ta có bảng tính toán như sau:

A : diện tích tiết diện ngang chân cọc

c:lực dính của đất dưới mũi cọc

'

vp

 : ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại cao trình mũi cọc

 : dung trọng lớp đất dưới mũi cọc

Tra bảng 4.14/353 sách Cơ học đất_Châu Ngọc Ẩn ta được:

0

4 16 45'

12.1634.6633.413

c

q

N N

2.9 12.163 27.988 4.663 1.9 0.3 3.413167.710 (T/m )

Sức chịu tải cho phép P2   Qa 39.753 (T)

* Tĩnh theo kết quả xuyên tĩnh (CPT):

;

ci si i

q q

Diện tích sơ bộ đáy đài:

2

2.403 (m )49.077 1.1 2 2

tt sb

tb

N F

sb

TK

N n P

Do móng chịu tải lệch tâm lớn và qua tính toán sợ bộ; ta chọn số cọc là 6 cọc

4/ Kiểm tra điều kiện chịu tải của mỗi cọc:

Với số cọc là 6, ta bố trí cọc như hình bên dưới và chọn diện tích thực tế của đài cọc là:

P   (không cần kiểm tra điều kiện cọc bị nhổ)

Thỏa điều kiện áp lực truyền xuống móng:

VI/ Kiểm tra độ lún móng cọc:

Độ lún móng cọc được tính theo độ lún của khối móng quy ước ABCD Trong đó:

- Chiều cao khối móng quy ước: H M 15.4 (m)

- Trong lượng khối móng quy ước:

tc y tc M

M e N

Theo phương cạnh ngắn khối móng quy ước:

' 2

5.843

0.018 (m)320.786

tc x tc M

M e N

1 2 min

* Tính lún cho khối móng quy ước:

- Ứng suất bản thân do đất nền gây ra tại đáy móng quy ước:

* Bảng tính giá trị ứng suất khối móng quy ước

Giới hạn nén lún được lấy tại điểm số 5, có độ sâu kể từ khối móng quy ước

M M

 Dự báo dộ lún được thể hiện trong bản sau:

Trong đó:

1 1

e được nội suy theo P2i

* Bảng tính lún khối mong quy ước

Tổng độ lún S 0.0043 (m) =0.43 (cm)S gh 8 (cm)

Vậy khối móng quy ước thỏa điều kiện lún tuyệt đối

VII Tính toán và bố trí thép đài cọc:

- Chọn chiều cao đài cọc hd    h0 a 0.75 0.15 0.90 (m)  

 Hàng cọc chọc thủng đài trên tiết diện nghiêng

1/ Kiểm tra cọc chọc thủng đài:

Với chiều cao h0  0.75 (m)thì đáy tháp chọc thủng phủ hết các cọc nên không cần kiểm tra điều kiện cọc chọc thủng đài

2/ Kiểm tra cột chọc thủng đài theo tháp chọc thủng:

* Tháp chọc thủng (mặt đứng)

* Tháp chọc thủng (mặt bằng)

c2

c1

Theo hình vẽ trên ta có:

32.652 34.452 19.812 21.612 6.972 8.772124.27 (T)

2 0

0.450 (m)

0.450 (m)0.150 (m)

0.375 (m)

c

c c

          

 

2 0

3/ Kiểm tra cọc góc chọc thủng đài:

2

0.450 (m)0.450 (m) 0.450 (m)

0.375 (m)0.150 (m) 0.450 (m)

0.450 (m)0.750 (m) 0.5 0.375 (m)

          

 

2 0

1 0.375 0.450[2.121 (0.45 ) 3.354 (0.450 )] 90 0.75

Đài thỏa điều kiện cọc góc chọc thủng đài

4/ Kiểm tra hàng cọc chọc thủng trên tiết diện nghiên:

0.375 ( )

1.5650.75 (m)

2 0

+ Momen quay quanh mặt ngàm I-I:

s s

A n a

Chọn thép  12; as 1.13 (cm )2

Số thép cần đặt: 1 10.291

9.099 1.13

s s

A n a

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Văn Quảng Nền và móng các công trình dân dụng – cộng

nghiệp – 2011

[2] Châu Ngọc Ẩn Cơ học đất – 2010

[3] Tài liệu học tập trên lớp