Đồ án Nền Móng (hướng dẫn chi tiết)

Hướng dẫn chi tiết, dễ hiểu: Đồ án Nền Móng. Đã duyệt và bảo vệ được 9đ.Chi tiết lựa chọn bề rộng móng, Lựa chọn số cọc, kích thước cọc, chiều dài cọc, tính toán ổn định, độ sụt lún, sai số cho phép...

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN VÀ MÓNG

* *

*

Sinh Viên: Nguyễn Quang Thắng Giáo viên hướng dẫn: Lê Văn Hiệp LỚP: 63DCDB01

Hà Nội- 2014

SỐ LIỆU ĐẦU BÀI -Tải trọng tác dụng

- Điều kiện thủy văn và chiều dài nhịp:

Bảng số liệu thủy văn và chiều dài nhịp: 6

-Các chỉ tiêu cơ lý của đất

-Lớp 1:Bụi tính dẻo cao, màu xám xanh, xám đen, rất mềm

Lớp đất 2a: sét gầy pha cát, màu xám nâu, xám xanh, cứng vừa

Lớp 3: Lớp cát sét, cát bụi, màu xám trắng, xám vàng chặt vừa

Số búa trung bình của lớp thứ 2 ( lớp 3)

PHẦN 1: BÁO CÁO ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN CÔNG TRÌNH

1.1.Đặc điểm địa chất, thủy văn khu vực xây dựng công trình

1.1.1.Mô tả cấu tạo địa chất

Lớp thứ nhất :

Lớp 1: Bụi tính dẻo cao, màu xám đen, xám xanh, rất mềm

Chiều dày 3.58m Cao độ đáy là -2.38m Lớp đất có độ ẩm W=94.1%

Lớp thứ hai:

Lớp 2a là sét gầy pha cát, màu xám nâu, xám xanh

Chiều dày của lớp là 15.1m, cao độ mặt lớp là -2.28m, cao độ đáy là -17.48m

Lớp thứ hai:

Lớp 3 là cát sét, cát bụi, màu xám trắng, xám vàng chặt vừa

Chiều dày của lớp là 56.1m, cao độ mặt lớp là -17.48m, cao độ đáy lớp là -73.78m

PHẦN 2: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 2.1.Chọn sơ bộ kích thước công trình

2.1.1.Chọn vật liệu

+ Bê tông có f’c = 35 Mpa,có = 25KN/m3

+ Thép ASTM A615 có fy = 420Mpa

2.1.2.Kích thước và cao độ của bệ cọc

 Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT):

Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi mực nướcgiữa MNCN và MNTN là tương đối cao Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông, ta chọn các giá trịcao độ như sau:

Cao độ đỉnh trụ chọn như sau: Max

Trong đó:

MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN= 4.30mMNTT: Mực nước thông thuyền, MNTT= 2.80m

Htt: Chiều cao thông thuyền, Htt= 6.00m

Bảng 2.3.3.1.1 – Khổ giới hạn thông thuyền trên các sông có thông thuyền

Cấp đường sông

Khổ giới hạn tối thiểu trên mức nước cao có chu kỳ 20 năm ( m)

Theo chiều ngang Theo chiều thẳng

đứng( trên toàn CR)Cầu qua sông Cầu qua kênh

2.1.3.Kích thước cọc và cao độ mũi cọc

Theo tính chất của công trình là cầu có tải trọng truyền xuống móng là lớn, địa chất gồm

có 3 lớp, lớp thứ 3 rất dày và không phải là tầng đá gốc, nên chọn giải pháp móng là cọc khoan nhồi có mũi cọc nằm ở lớp 3 Cọc có đường kính 1.0m

Cao độ mũi cọc -43.8m

Lc=CĐĐB- Hb- CĐMC= -4.3 –(-43.8) = 39.5m

Trong đó:

CĐMC: cao độ mũi cọc, CĐMC= -43.8m

Kiểm tra: =>Thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh

Tổng chiều dài cọc sẽ là: L= Lc + 0.5m = 39.5 + 0.5 = 40 m (chiều sâu cọc ngàm vào bệ

MNTN

MNCN Cao độ đỉnh trụ

Moh - Hoạt tải momen KN.m 614

Hệ số tải trọng: Hoạt tải : nh = 1.75

Tĩnh tải : nt = 1.25

γbt= 25.0 kN/m3 : Trọng lượng riêng của bê tông

γn = 9,81 kN/m3: Trọng lượng riêng của nước

* Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHSD

- Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu:

* Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu ở TTGHCĐ

- Tải trọng thẳng đứng tính toán dọc cầu

+ Bê tông có = 35Mpa

+ Thép ASTM A615, có = 420 Mpa

ϕ : Hệ số sức kháng của bê tông, ϕ = 0.75

: Cường độ nén quy định của bê tông ở tuổi 28 ngày (Mpa)

: Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (Mpa).

Ag : Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, Ag = 785000mm2

Ast : Diện tích cốt thép, Ast= 16*3.14*32*32/4=12861 mm2Vậy : Pr =0.75×0.8×{0.85×35×(1326650– 12717) + 420×12717}

= 17023756.18N) = 17024(KN)

2.3.2.Sức kháng của cọc theo đất nền Q R

Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: QR= (theo công thức 10.7.3.2TCN)

Với: ( theo ct 10.7.3.2.4 TCN ); ( theo ct 10.7.3.2.3 TCN )

+ Đối với đất cát=0.55

a. Sức kháng thân cọc Q s

Qs = qs.As

As: là diện tích bề mặt thân cọc (mm2)

Do thân cọc ngàm trong 2 lớp đất, lớp đất thứ nhất và thứ 2 là đất dính, lớp đất thứ 1 là lớpđất rời nên ta sẽ dùng phương pháp α để tính Qs với lớp đất dính và phương pháp ước tính sứckháng của cọc dựa trên thí nghiệm hiện trường sử dụng kết quả SPT để xác định Qs với lớp đấtrời

Đối với lớp đất sét: (2a)

Theo phương pháp α, sức kháng đơn vị thân cọc qs như sau:

Trong đó:

Su: Cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (Mpa), Su = Cu =

α : Hệ số kết dính phụ thuộc vào Su và hệ số dính được tra bảng (Theo bảng 10.8.3.3.1-1)theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05

Qs = qs As và

Với ở đây

Z: chiều sâu dưới đất (mm)

Trong đó : AS: Diện tích bề mặt thân cọc (mm2 )

Hệ số Su

(MPa)

qs(MPa)

Qs=qsAs(N)

Qs =qs x As

Tong đó : Ap : diện tích mũi cọc (mm2)

qp : sức kháng đơn vị của mũi cọc (MPa)

N : số búa SPT chưa hiểu chinh (Búa/300mm)

2.4.2.Bố trí cọc, chọn kích thước bệ móng

a. Bố trí cọc trên mặt bằng

Tiêu chuẩn 22TCN 272 – 05 quy định :

 Khoảng cách từ mặt bên của bất kì cọc nào tới mép gần nhất của móng phảilớn hơn 225mm

 Khoảng cách tim đến tim các cọc không được nhỏ hơn 750mm hoặc 2.5 lầnđường kính hay bề rộng cọc, chọn giá trị nào lớn hơn

Với n = 6 cọc được bố trí theo dạng lưới ô vuông trên mặt bằng và được bố trí thẳng đứngtrên mặt đứng, với các thông số :

+ Số hàng cọc theo phương dọc cầu là 2 hàng Khoảng cách tim các hàng cọc theophương dọc cầu là 4000 mm

+ Số hàng cọc theo phương ngang cầu là 3 Khoảng cách tim các hàng cọc theo phươngngang cầu là 4000 mm

+ Khoảng cách từ tim cọc ngoài cùng đến mép bệ theo cả hai phương dọc cầu và ngangcầu là 1000 mm

TỔ HỢP TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐÁY BỆ

2.5.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ

2.5.1.Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

a Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc

Trường hợp tất cả các cọc đều thẳng đứng, tải trọng tác dụng lên đầu cọc được xác địnhtheo công thức sau:

(KN)Trong đó :

N : tổng tải trọng thẳng đứng ở TTGHCĐ ở đáy bệ, N= 19666(KN)

n: số lượng cọc trong móng

Mx, My : momen tải trọng ngoài ở TTGHCĐ lấy theo trục OX và OY ở đáy đài (KN.m)

xi, yi : tọa độ trọng tâm cọc i

Tải trọng tác dụng lên cọc được tính theo bảng sau:

(KN)(KN) (KN.m) (KN.m)

b Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn

Công thức kiểm toán:

2.5.2.Kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc

Công thức kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm:

: hệ số hữu hiệu; đối với cọc khoan nhồi trong đất cát thì = 1

Do cọc ngàm qua lớp đất rời nên Qg = Ql

Với Ql : Tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn

2.6.Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng

Độ lún ổn định của kết cấu móng được xác định theo móng tương đương

Ta có trường hợp này lớp đất tốt là lớp đất rời (lớp 3) Vì vậy móng tương đương nằmtrong lớp đất rời

Do mũi cọc ngàm trong lớp đất 3( đất cát ) và có chiều dầy rất lớn nên khi ta thi côngmóng công trình xong thì tính lún cũng xẩy ra rất nhanh và tắt hẳn và lớp đất gần như đã ổn định

Vì vậy ta có thể bỏ qua việc tính lún của móng công trình khi mũi cọc nằm trên nền đất cát.Với lớp đất rời ta có công thức xác định độ lún của móng như sau:

Sử dụng kết quả SPT: ρ= Ncorr

B I

q 30

Tro

ng đó: I = và q = S

No

Với:

: Độ lún của nhóm cọc (mm).

q : Áp lực tĩnh tác dụng tại 2Db/3 cho tại móng tươngđương, áp lực này bằng với tải trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm cọc được chia bởi diệntích móng tương đương và không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa cáccọc

N0: Tải trọng thẳng đứng tại đáy bệ ở TTGHSD, N0 = 14706KN

S : Diện tích móng tương đương

B : Chiều rộng hay chiều nhỏ nhất của nhóm cọc (mm), B = 5000 mm

Db : Độ sâu chon cọc trong lớp đất chịu lực: 26320 mm

D’: Độ sâu hữu hiệu lấy bằng 2Db/3 (mm), D’ = 17547mm

I : Hệ số ảnh hưởng của chiều sâu chôn hữu hiệu của nhóm

=> I = 0.5

 Tính q:

Kích thước của móng tương đương :

∗Chiều rộng móng tương đương chính bằng khoảng cách 2 tim cọc xa nhất theochiều ngang cầu + đường kính cọc:

Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo của thày các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt là giáoviên hướng dẫn thầy Lê Văn Hiệp, đã tận tình hướng dẫn em trong thời gian qua và rất mongđược thầy cô chỉ bảo thêm để giúp em tiến bộ hơn.