đồ án nền móng công trình

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Đây là lần đầu tiên làm đồ án không có nhiều kinh nghiệm trong tính toán, thiết kế chonên trong phần thuyết minh và bản vẽ không thể tránh những sai sót mong thầy bỏ qua

và chỉ dẩn them để em có thể hoàn thành tốt hơn những đồ án tiếp theo

Cuối cùng em xin chân thành cám ơn thầy VÕ THANH LONG đã chỉ dẩn,giải quyết cho em những thắc mắc trong quá trình tính toán và thiết kế để hoàn thành tốt đồ án này!!!

CHƯƠNG 1 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT KHU VỰC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

I Điều kiện địa kỹ thuật

Vùng khảo sát địa chất tại khu nhà ở cao tầng HOÀNG LONG quận 11 TP HồChí Minh

Bảng 1.1 Thống kê các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1, 2, 3, 4

Trang 2

II Điều kiện địa chất thủy văn

Mực nước ngầm trong các hố khoan quan sát được sau 24h khoan như bảng sau:

Bảng 1.2: Mực nước tĩnh trong các lỗ khoan

Thí nghiệm mẩu nước ăn mòn bê tong tại hố khoan, theo công thức Kurlov nước có tênlà: BICACBONAT- CLORUA- NATRI- MAGIE

Nhận xét: nước không có tính ăn mòn đối với bê tong

III Đánh giá sơ bộ

- Cụ thể:

Hố khoan Mực nước tĩnh(m)

Trang 3

+ Lớp 2: Sét pha lẩn sạn sỏi laterit, nâu đỏ- xám trắng, trạng thái dẻo cứng.

+ Lớp 3: Cát pha, nâu hồng, nâu, nâu vàng, vàng, trạng thái dẻo

+ Lớp 4: Sét, hồng, trạng thái dẻo cứng

- Các lớp đất trong khu vực khảo sát đã trải qua quá trình nén chặt tự nhiên nên

có cường độ chịu lực tốt, tính nén lún nhỏ, khả năng biến dạng nhỏ, giá trịNspt từ 9-20 búa Lớp đất thứ 1 có thể đặt móng cho các công trình có tảitrọng nhỏ

- Đối với công trình có tải trọng trung bình nên đặt các loại móng cọc vào lớpthứ 3 hoặc thứ 4/ Tuy nhiên khi thiết kế tùy tải trọng công trình mà sử dụngloại móng cho phù hợp

- Bảng thống kê các chỉ tiêu cơ lý nêu ra đầy đủ các giá trị tính toán của cácthông số địa kỷ thuật của các lớp đất đóng vai trò chủ yếu trong nền móngcông trình Khi thiết kế nền móng cần lưu ý tới những đặc điểm trên

Trang 4

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÔNG TRÌNH

I Quy mô công trình, tính toán tải trọng và sơ đồ bố trí móng

Quy mô công trình

 Diện tích nhà là 40 x 80(m);

 Công trình nhà gồm 13 tầng, mỗi tầng cao 3.5m;

 Bước cột theo chiều rộng là 5m và chiều dài là 8m;

 Dầm móng 70cm x 120cm

 Dầm sàn 40cm x 60cm

 Bề dày sàn: 15cm, tường bao: 20cm, tường ngăn: 12cm

 Cột 40cm x 40cm

 Khối lượng thể tích bêtông (T/m3)

 Khối lượng thể tích bêtông + đất: (T/m3)

 Khối lượng thể tích của tường: (T/m3);

 Hoat tải: 0.15(T/m2)

 Tải trọng gió lấy hệ số: 0.13

 Bê tông Mac 300

 Thép I20 loại AII

II Tính toán tổ hợp tải trọng và sơ đồ bố trí móng

a Tính toán tải trọng thường xuyên tác dụng lên đáy móng

 Tải trọng cho 1 tầng

Trang 6

b Tính toán tải trọng tạm thời

Tải trọng tạm thời do người và nội thất bỏ qua tầng trệt lấy theo quy phạm ở đây chọn hoạt tải = 0.15(T/m2)

N2 = hoạt tải diện tích = 0.15 80 40 13 = 6240(T)

Tải trọng gió tác dụng lên công trình lấy theo quy phạm là:

Tải trọng tính toán tác dụng lên một đơn vị diện tích móng:

d Xác định tải trọng tính toán tác dụng lên mỗi móng

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng M1:

Trang 7

CHƯƠNG 3

LÝ THUYẾT VỀ MÓNG CỌC

Lý thuyết SGK

CHƯƠNG 4 PHƯƠNG PHÁP CỌC ÉP

Chọn cọc có kích thước là 0.4m x 0.4m, chọn thép bố trí trong cọc là 4 thanh

Phi 18, loại AII

Chọn chiều sâu chôn móng là 2m

M2 M2

Hình 2.1 Sơ đồ bố trí cọc trong móng cọc đóng.

Trang 8

Tải trọng tác dụng lên mỗi móng M1, M2 và M3 như sau:

Bảng 1.4 Tổng hợp tải trọng tính toán tác dụng xuống các móng

Diện tích F i (m 2 )

Tải trọng N tti (T) 188 376 752

I Thiết kế giải pháp móng cọc ép

a Chọn cọc, độ sâu chôn cọc và chôn đài

Cọc đóng có tiết diện là 0.4 x 0.4 m,cọc dài 32m, chiều dài mỗi đoạn cọc là

L= 8m, số lượng là 4 đoạn cọc, cọc ngàm vào đài 10 cm

Vùng khảo sát địa chất

Cao trình đáy đài là 2m so với mặt đất tự nhiên

Bê tông cọc có Mác là 300: Rn = 130 (KG/cm2)

Cốt thép chịu lực loại AII 4∅18: Rc = (2800KG/cm2)

II Tính toán sức chịu tải của cọc

a Tính toán sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

Theo TCXD 205:1998, sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc đượcxác định như sau

Trang 9

 b

F

diện tích tiết diện ngang của bê tông

 Rb là cường độ tính toán của bê tông khi nén mẫu hình trụ:

Rb=1300 (T/m2)

 Ra là cường độ tính toán của cốt thép;

Vậy sức chịu tải của cọc là:

Pvl = 0.848 x (1300 x 0.158982 + 28000 x 0.001018) = 199.433(T)

b Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Theo TCXD 205 – 1998, sức chịu tải của cọc được xác định như sau:

Sức chống cực hạn của mũi cọc được xác định theo công thức

Trong đó:

 qp là cường độ chịu tải của mũi cọc, được xác định theo công thức:

Trang 10

 c là lực dính của đất tại độ sâu mũi cọc, c = 8.3 (T/m2) ;

 Nc, Np, Nγ là các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất tạimũi cọc tra theo bảng φ = 23050’ Nc = 18.69 ; Np = 9.1; Nγ = 5.27;

 γ là trọng lượng thể tích đẩy nổi của đất tại độ sâu mũi cọc, γ = 1,07(T/m3);

 dp là đường kính của cọc hoặc cạnh của cọc, dp = 0,4 (m);

Trang 11

Kết quả tính toán giá trị fi và li theo các giá trị trên được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.6: Kết quả tính toán giá trị fi và li

Lớp

Độ sâu

zi (m)

c(T/m2) Φ

(T/m2)Vậy, sức chịu tải của cọc đơn theo cường độ đất nền là:

(T/m2)

c Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý đất nền

Sức chịu tải của cọc treo được xác định như sau:

Trang 12

Trong đó:

 m là hệ số làm việc của cọc trong đất, m = 1;

 mR, mf là hệ số điều kiện làm việc của đất, mR = 1, mf = 1 tra bảng

A-3 TCXD 205-1998

 Ap là diện tíc tiết diện ngang của mũi cọc; Ap = 0.40.4 (m2)

 u là chu vi tiết diện ngang cọc; u = 4 0.4m

 li chiều dài lớp thứ i tiếp xúc với cọc

 fi cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc, tra bảng A-2 TCXD 205-1998

 R cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc đối với lớp sét cứng có chỉ

số sệt Il = 0.37, ở độ sâu 34 (m), R = 454 (T/m2)(tra bảng A-1)

Kết quả tính toán giá trị cường độ tính toán của ma sát thành fi và bề dày li theo độ sâu được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.7: Kết quả tính toán giá trị cường độ:

Trang 13

Chọn FS= 1.5 vậy sức chịu tải cho phép của đất nền là:

d Tính toán sức chịu tải theo chỉ sô SPT

Trong đó:

– Số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc

– Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất dính

– Giá trị trung bình của SPT trong lớp đất rời

– Diện tích tiết diện mũi cọc

– Chiều dài cọc nằm trong lớp đất dính

– Chiều dài cọc nằm trong lớp đất rời

� – Chu vi tiết diện cọc

– Hiệu số giữa trọng lượng cọc và trọng lượng đất bị cọc thay thế

Với ; (tính trong lớp 2); (tính trong lớp 3)

 Lựa chọn sức chịu tải để tính toán móng

Phương pháp tính toán Sức chịu tải cho phép

Trang 14

Theo chỉ số SPT 146T

Vì mục đích kính tế và an toàn nên ta chọn sức chịu tải của cọc đơn để tính cho

móng công trình là Qa = 187.86(T)

III Xác định số lượng cọc, tiết diện đài cọc và bố trí cọc

Trọng lượng của đài và đất trên đài:

Bảng 1.8: Kết quả tính toán móng và số lượng cọc:

Trang 15

400200

400

29603160

Trang 16

400 800 400 800 400 800 400

4160 4360

IV Kiểm tra chất lượng cọc theo khả năng chịu lực

Từ nc ta tính được ở trên và cách bố trí cọc, ta tính được kích thước và diện tích của đài tương ứng như bảng sau:

Bảng 1.9: Kết quả tính toán diện tích đài sơ bộ:

Trang 17

Kết quả tính toán trọng lượng đài và lực thực tế truyền xuống cho mỗi móng đượctrình bày như bảng sau:

Bảng 1.10: Kết quả tính toán trọng lượng lực truyền xuống đài:

Trọng lượng đài và đất trên đài

Lực truyền xuống thực tế (T) 100.34 132.37 130.96Trọng lượng của cọc:

(T)Kiểm tra lực truyền xuống cọc:

 P1 + Pc = 100.34 + 15.36 = 115.7 (T) < P = 187.86 (T);

 P2 + Pc = 132.37 + 15.36 = 147.73 (T) < P = 187.86 (T);

 P3 + Pc = 130.96 + 15.36 = 146.32 (T) < P = 187.86 (T)

Vậy, cọc đóng ban đầu chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực dưới đế đài

V Kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ hai

a Xác định các yếu tố của móng khối quy ước

Vì nền chịu tải trọng của móng cọc ma sát nên độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền móng khối quy ước

Móng khối quy ước có dạng hình tháp, các kích thước xác định theo góc nghiêng với φtb được xác định như sau:

Trong đó: φi và hi là góc ma sát trong và bề dày lớp đất mà cọc xuyênqua

Ta được:

Trang 18

Chiều dài, rộng và cao của móng khối quy ước:

Trong đó:

 L, B là khoảng cách giữa hai mép của hai hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau theo hai phía;

 H là chiều dài của cọc trong đất ;

 h là chiều sâu đặt đài

Trọng lượng móng khối quy ước:

Trong đó:

Ndtt là trọng lượng của đài cọc và đất trên đài cọc

Nctt là trọng lượng của tất cả các cọc nằm trong móng khối:

Nqutt là trọng lượng của móng khối không có cọc:

Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy móng khối quy ước

Trang 19

Ứng suất tiêu chuẩn của tác dụng lên nền tại đáy móng khối quy ước là:

Kết quả tính toán kích thước, trọng lượng, trị lực tiêu chuẩn và ứng suất tiêu chuẩn theo móng khối quy ước được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.12: Kết quả tính toán ứng suất tiêu chuẩn:

Kích thước móng khối

Chiều rộng (m) 6.47 7.67 7.67Chiều dài (m) 7.67 7.67 8.87

2199.91

2528.67Trọng lượng tổng của móng có diện tích khối

(T)

2102.64

2497.1

Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng xuống móng (T) 188 376 752

Trị lực tiêu chuẩn (T) 2290.64 2873.16 3656.8Ứng suất tiêu chuẩn (T/m2) 46.16 48.84 53.75

b Xác định cường độ tính toán của đất nền ở đáy móng khối quy ước

Cường độ tính toán của đất nền ở đáy móng khối quy ước được xác định theo công thức sau:

Trong đó :

 Hệ số tin cậy Ktc = 1

 Hệ số điều kiện là việc của nền đất và công trình: m1 = 1,1; m2 = 1

Trang 20

 σ1tc = 46.16 (T/m2) < R1 = 157.26 (T/m2);

 σ2tc = 48.84 (T/m2) < R2 = 158.24 (T/m2);

 σ3tc = 53.75 (T/m2) < R3 = 158.24 (T/m2)

Vậy, móng cọc thỏa mãn điều kiện để tính lún theo vật liệu đàn hồi

c Tính lún cho móng khối quy ước

Chia đất nền dưới móng khối quy ước thành các lớp phân tố có bề dày hi = BM/5 cho đến khi thỏa điều kiện: σbt > 0,1σgl thì dừng và tính độ lún trong phạm vi ảnh hưởng của móng Trong đó các giá trị σbt và σgl được tính như sau:

Trang 21

Công thức tính lún cho phân tố như sau :

Trong đó:

 Ei là mô đun biến dạng của phân lớp ; Elớp3 =1391.7 (T/m2)

 β là hệ số xét đến nở hông của đất, lấy gần đúng cát pha: β =0,72

Tính lún cho móng M1: LM/BM = 1.18547

Kết quả tính toán ứng suất σtb, σgl theo độ sâu được trình bày như bảng sau:

Bảng 1.14: Kết quả tính toán lún móng M1:

7.78468896

38.39429

4.932026

0.0052114962.58

8

36.58

0.782128

6.61680288

39.77887

6.011796

0.0044296493.88

2

37.88

0.643028

5.44001688

41.16345

7.566787

0.0036418445.17

6

39.17

0.522284

4.41852264

42.5480

6.47 40.47 1 0.40154 3.3970284 43.93261 12.93266 0.002274156

0.024178733

Ta thấy S2 = ΣSi = 2.4178733(cm) < 8 (cm), thỏa mãn điều kiện

Tính lún cho móng M2: LM/BM = 1

Trang 22

Kết quả tính toán ứng suất σtb, σgl theo độ sâu được trình bày như bảng sau:

Z Độ sâu(m) Z/BM K0i σgli (T/m2) σbti

(T/m2) σbti /σgli Si (m)

1.534 35.534 0.2 0.9184 10.22914 38.52269 3.729146 0.0081983.068 37.068 0.4 0.7768 8.651998 40.16407 4.596774 0.0069344.602 38.602 0.6 0.634 7.061492 41.80545 5.862304 0.0056596.136 40.136 0.8 0.51 5.68038 43.44683 7.573779 0.0045537.67 41.67 1 0.386 4.299268 43.66465 10.05698 0.003446

0.037717

Tính lún cho móng M3: LM/BM = 1.1564Kết quả tính toán ứng suất σtb, σgl theo độ sâu được trình bày như bảng sau:

Trang 23

6.136 40.136 0.8 0.519495 8.336859 43.44683 5.211415 0.0066167.67 41.67 1 0.398012 6.387297 43.66465 6.836171 0.0050699.204 43.204 1.2 0.323614 5.193364 45.12195 8.688386 0.00412210.738 44.738 1.4 0.249217 3.999431 46.57925 11.64647 0.003174

0.06154

d Kiểm tra tính xuyên thủng

Tính chiều cao đài

Chọn Mác bê tông làm đài cọc là 300, cọc ngàm vào đài 10cm Lớp bê tông bão

vệ dày 10cm,lớp bê tong lót là vữa xi măng cát vàng Mác 75 đá 4x6 dày 10cm và

20cm thép lấy bằng thép loại AII

 Chiều cao làm việc của móng M1 là h 0

(T/m2)

Giải ra được vậy nên ta chọn

 Chọn chiều cao làm việc của móng M2 là h 0 = 0.7m

(T/m2)

Ta giải được nên ta chọn

 Chọn chiều cao làm việc của móng M2 là h 0 = 0.9m

(T/m2)

Ta giải được nên ta chọn

Trang 24

e Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc trong nhóm

arctg(d/s)Trong đó:

Trang 25

f. Kiểm tra tính chịu uốn

Kiểm tra tính chịu uốn cho móng M1

Mô hình lực gây ra tác dụng uốn đài móng:

350500350

Hình 2.5 Mô hình tính toán biến dạng uốn đài móng cọc đóng M1

Momen tác dụng lên móng M1 theo mặt I-I, được xác định theo công thức:

Trong đó:

 P1 là tải trọng tính toán của công trình truyền xuống cọc,

P1 = 94 (T);

 r1 là khoảng cách từ tim cọc đến các tiết diện I-I, r1 = 0.4 (m)

Suy ra, giá trị momen là:

Tiết diện cốt thép tối thiểu trong đài là:

Chọp thép 10Φ22a110, chiều dài mỗi thanh thép là 2mTheo mặt II-II chọn 10Φ12a200

Trang 26

350

950 500 950

Hình 2.6 Mô hình tính toán biến dạng uốn đài móng cọc đóng M2

Trong đó:

P1 =125.33T

 r1 = 0.6mSuy ra, giá trị momen là:

Tiết diện cốt thép tối thiểu trong đài theo mặt I-I là:

Trang 27

Momen tác dụng lên móng M1 theo mặt II-II, được xác định theo công thức:

Trong đó:

P1 = 125.33T

 r1 = 0.4mSuy ra, giá trị momen là:

Mặt I-I, Chọp thép 13Φ18a150,chiều dài mỗi thanh thép là 2m

1550 350

Trang 28

Chọp thép 18Φ28a105, chiều dài mỗi thanh thép là 3.2m-Momen tác dụng lên móng M3 theo mặt II-II được xác định theo công thức:

Trong đó:

 P1 là tải trọng tính toán của công trình truyền xuống cọc

P1 = 125.33 (T)

 r là khoảng cách từ tim cọc đến các tiết diện I-I, r1 = 0.4m

Suy ra, giá trị momen là:

Trang 29

Chọp thép 26Φ18a120, chiều dài mỗi thanh thép là 2m

g Kiểm Tra Cọc Theo Điều Kiện Cẩu Lắp

Để đảm bảo điều kiện chịu lực tốt nhất khi vận chuyển thì vị trí móc cần bố trí saocho momen dương lớn nhất bằng trị số momen âm lớn nhất.Từ điều kiện này ta xác định được đoạn:

Trang 30

Khi vận chuyển cọc cũng từ điều kiện cân bằng momen tính được khoảng cách b:

b = 0.294 L Trị số momen

Lưu ý: Vì khi vận chuyển và cẩu cọc,cọc chịu tải trọng động nên khi tính toán momen cần nhân với hệ số vượt tải (n=1.5)

Trọng lượng bản thân cọc kể đến hệ thống động khi cẩu lắp và dựng cọc:

Khi cẩu vận chuyển,momen lớn nhất:M = 1.32(T.m)

Khi dựng cọc lên giá búa,momen lớn nhất: M = 2.64(T.m)

Có Fa chọn là nên thỏa điều kiện cẩu lắp

Trang 31

CHƯƠNG 5 PHƯƠNG PHÁP CỌC NHỒI

I Thiết kế giải pháp móng cọc khoan nhồi

a Chọn kích thước cọc, thép và độ sâu chôn đài

Cọc nhồi có đường kính 0.8m, cọc dài 32m, cọc ngàm vào đài 10cm

Độ sâu chon móng 2m so với mặt đất tự nhiên

Trang 32

II Tính toán sức chịu tải của cọc

a Tính toán sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

 Sức mang tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

 Ru là cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi;

 Fb là diện tích của cọc bê tông;

 Ran là cường độ tính toán của cốt thép;

 Fa là diện tích của cốt thép;

 Cường độ tính toán của bê tông cọc khoan nhồi được xác định như sau:

 Cường độ chịu nén của cốt thép:

(T/m2)

 Diện tích tiết diện của cốt thép:

Diện tích của cọc bê tông:

Vậy, sức chịu tải là

b Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Theo TCXD 205 – 1998, sức chịu tải của cọc được xác định như sau:

Trong đó:

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	1,01 MB