ĐỒ án nền MÓNG ; bản vẽ đồ án nền móng, hướng dẫn đồ án nền móng

đồ án nền móng thiết kế móng đơn, thiết kế móng nông, thiết kế móng băng, thiết kế móng cọc; hướng dẫn làm đồ án nền móng, những vấn đề cơ bản về nền móng công trình; hướng dẫn thống kê địa chất chi tiết, đầy đủ các bước; hướng dẫn tính thép móng băng, móng đơn, các sơ đồ tính hợp lý.; bản vẽ tổng thể đồ án nền móng; cách trình bày bản vẽ đồ án nền móng

KHOA XÂY DỰNG & CHƯD

BỘ MÔN CƠ HỌC ĐẤT & NỀN MÓNG

MÃ LỚP HP: 161FENP310618 GVHD: ThS NGUYỄN TỔNG HỌC KỲ: 1 – NĂM HỌC: 2016-2017

TP.HỒ CHÍ MINH – 12/2016

1 Tại sao phải thống kê địa chất? 1

2 Phân loại các chỉ tiêu cơ lý của đất: 1

2.1 Chỉ tiêu vật lý: 1

2.2 Chỉ tiêu cường độ: 2

2.3 Chỉ tiêu về biến dạng: 2

3 Các bài toán cơ bản trong nền móng: 3

4 Phương pháp thống kê: 4

A/ ĐỊA CHẤT MÓNG NÔNG BH3: 6

5 Phân chia đơn nguyên địa chất: 6

6 Tiến hành thống kê: 6

7 Bảng tổng hợp thống kê địa chất BH3: 12

B/ ĐỊA CHẤT MÓNG CỌC HK2: 15

5 Phân chia đơn nguyên địa chất: 15

6 Tiến hành thống kê: 15

7 Bảng tổng hợp thống kê địa chất HK2: 27

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN 30

1 Tại sao chọn phương án móng đơn? 30

2 Cấu tạo móng đơn: 31

3 Các bài toán kiểm tra kích thước móng: 31

4 Các thông tin đầu vào tính toán móng: 32

5 Lưu đồ: 33

6 Tính toán: 34

6.1 Số liệu tính toán: 34

6.2 Tính toán thiết kế móng đơn: 34

6.2.1 Xác định kích thước sơ bộ: 34

6.2.2 Kiểm tra các điều kiện: 36

6.2.3 Xác định chiều cao móng h: 42

6.3 Tính toán và bố trí thép cho móng: 44

6.3.1 Theo phương cạnh dài: MC 1 – 1 44

6.3.2 Theo phương cạnh ngắn: MC 2 – 2 46

1 Tại sao chọn phương án móng băng: 47

2 Cấu tạo của một móng băng: 47

3 Các bài toán xác định kích thước móng băng: 48

4 Các thông tin đầu vào để tính toán móng băng: 48

5 Lưu đồ: 48

6 Tính toán: 51

6.1 Số liệu tính toán: 51

6.2 Tính toán thiết kế móng băng: 52

6.2.1 Tổng hợp nội lực, xác định điểm đặt tâm lực G: 52

6.2.2 Sơ bộ kích thước móng: 53

6.2.3 Tính sức chịu tải theo trạng thái giới hạn II: 54

6.2.4 Kiểm tra kích thước móng: 55

6.2.5 Kiểm tra điều kiện chống cắt của cánh móng: Pcat Pccat 62

6.2.6 Tính toán dầm móng băng: 63

6.2.7 Tính toán và bố trí thép cho bản móng: 67

6.2.8 Kiểm tra neo và nối cốt thép: 68

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MÓNG CỌC 69

1 Tại sao chọn phương án móng cọc? 69

2 Các thông tin đầu vào để tính toán: 69

3 Lưu đồ: 71

4 Tính toán, thiết kế: 72

4.1 Số liệu tính toán: 72

4.2 Tính toán, thiết kế: 73

4.2.1 Chiều sâu chôn đài: 73

4.2.2 Xác định sức chịu tải của cọc: 73

4.2.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc: 80

4.2.4 Kiểm tra sức chịu tải thiết kế của cọc: 81

4.2.5 Kiểm tra điều kiện ổn định: 82

4.2.6 Kiểm tra điều kiện biến dạng: S S = 8 cm 84

4.2.7 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng: 87

4.2.8 Tính toán cốt thép cho đài: 88

CHƯƠNG I: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

1 Tại sao phải thống kê địa chất?

- Do hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số

lượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọn

được chỉ tiêu đại diện cho nền

- Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu, hạt độ mà ta phân chia

thành từng lớp đất

- Theo TCVN 9362-2012 đất được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá

trị có đặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động đủ nhỏ Vì vậy ta phải loại trừ

những mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất

- Dùng phương pháp thống kê toán học để xử lý các chỉ tiêu riêng và rút ra các chỉ tiêu

tiêu chuẩn, chỉ tiêu tính toán cho một lớp đất

=> Vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng

2 Phân loại các chỉ tiêu cơ lý của đất:

2.1 Chỉ tiêu vật lý:

- Đất là sản phẩm của sự phong hóa đá gốc,gồm 3 pha vật chất : pha rắn,pha lỏng,pha khí

Tính chất vật lý của đất phụ thuộc vào 3 pha vật chất và tỷ lệ vê số lượng giữa 3 pha vật

chất này

- Các chỉ tiêu tính chất vật lý của đất có thể được chia làm 2 loại như sau:

2.2 Chỉ tiêu cường độ:

- Cường độ chống cắt được hiểu là lực chống trượt lớn nhất trên một đơn vị diện tính tại

mặt trượt khi khối đất này trượt lên khối đất kia

- Sức chống cắt phụ thuộc vào lực dính đơn vị (c) và góc nội ma sát (φ).)

- Nhiệm vụ của người thiết kế nền móng thực tế là nhận định, đánh giá các số liệu kết quả

thí nghiệm xác định c và φ) mà đơn vị khảo sát địa chất cung cấp Từ đó chọn lấy trị số c

và φ) hợp lý hơn, đáng tin cậy hơn để dùng cho việc tính toán thiết kế nền móng

2.3 Chỉ tiêu về biến dạng:

- Chỉ tiêu cơ lý về biến dạng (Module biến dạng E) là chỉ tiêu quan trọng nhất cho các bài

toán nền móng (tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ hai: tính lún) và địa kỹ

thuật khác (bài toán tường chắn đất, chuyển vị tường vây) Việc lựa chọn đúng giá trị

module biến dạng E phản ánh đúng đắn sự làm việc của các lớp đất trong nền là điều kiện

tiên quyết để tính toán, dự báo được chính xác giá trị biến dạng của nền (độ lún, chuyển

vị hố đào )

- Thông thường hiện nay có 2 các xác định trị số module biến dạng của đất:

• Cách thứ nhất là dựa vào thí nghiệm nén trong phòng Phòng thí nghiệm sử dụng thiết

bị máy nén một trục, nén đất không nở hông

• Cách thứ hai là tiến hành thí nghiệm nén đất ở hiện trường bằng cách gia tải lên một

tấm nén cứng đặt trên mặt đất và theo dõi độ lún của tấm nén Từ đó tính toán ra module

biến dạng của đất

3 Các bài toán cơ bản trong nền móng:

Bài toán về cường độ

Khả năngchống lật

Khả năngchống trượt

4 Phương pháp thống kê:

Start

Thông sốđầu vào

Phân chia đơnnguyên địa chất

Loại sai số thô(I)

Tính Atb

σ,ν

No

ν ≤ [ ν ]Yes

Tính Atc , Att

End

(I): Loại sai số thô:

Start

Thông sốđầu vào

A A

n i

n 1

2

)(

1



CM Ai

A 

Yes

No Tính Atb

σ,ν

End

A/ ĐỊA CHẤT MÓNG NÔNG BH3:

5 Phân chia đơn nguyên địa chất:

Thống kê lớp đại diện: Lớp đất số 2:

 Thống kê các chỉ tiêu đơn:

 Trọng lượng riêng tự nhiên: γ tn (KN/m 3 )

Ta thấy tất cả |γtn -γtb| < σ cm ν ' nên không có sai số thô bị loại.

a/ Kiểm tra thống kê:

- Kiểm tra sai số thô để loại trừ trong việc xác định  i của mỗi cấp áp lực theo tài

liệu thí nghiệm, ta có sức kháng cắt của đất được xác định ở 3 cấp áp lực  1 = 100

kN/m2,  2 = 200 kN/m2,  3 = 300 kN/m2 với 3 giá trị cho mỗi cấp áp lực

Xác định hệ số biến thiên ν của i ở 1 = 100 kN/m2, ta có:

Ta thấy |´τ−τ i| lớn nhất bằng 4.3 < σcm ν '= 6.33 nên không có sai số thô bị loại

Xác định hệ số biến thiên ν của i ở 2 = 200 kN/m2, ta có:

Ta thấy |´τ−τ i| lớn nhất bằng 7.97 < σcm ν '= 11.93 nên không có sai số thô bị loại.

Xác định hệ số biến thiên ν của i ở 3 = 300 kN/m2, ta có:

* Theo trạng thái giới hạn 2 : Xác suất độ tin cậy α = 0.85

Với n= 9 tra bảng ta được tα = 1.12

10.18 ÷13.08

B/ ĐỊA CHẤT MÓNG CỌC HK2:

5 Phân chia đơn nguyên địa chất:

6 Tiến hành thống kê:

Thống kê lớp đại diện: Lớp đất số 3:

 Thống kê các chỉ tiêu đơn:

 Trọng lượng riêng tự nhiên: γ tn (KN/m 3 )



= √1.410813 = 0.33

n = 13 →Tập hợp mẫu với cấp áp lực ’ = 2.56

)(

→Tập hợp mẫu với cấp áp lực Tập hợp mẫu được chọn

a/ Kiểm tra thống kê:

)(

)(

2

)(

3 HK2-17 0.03

 Thống kê các chỉ tiêu kép:

 Lực dính c và góc ma sát trong φ

- Kiểm tra sai số thô để loại trừ trong việc xác định  i của mỗi cấp áp lực theo tài

liệu thí nghiệm, ta có sức kháng cắt của đất được xác định ở 3 cấp áp lực  1 = 50

kN/m2,  2 = 100 kN/m2,  3 = 150 kN/m2 với 12 giá trị cho mỗi cấp áp lực

( ´τ−τ i)2=√128.296812 = 3.27

Ta có: ν '= 2.52 => σcm ν '= 8.24

Ta thấy |´τ−τ i| < σcm ν '= 8.24 nên không có sai số thô bị loại

Tính hệ số biên thiên ν để loại trừ sai số thô và phân chia lại các đơn nguyên địa chất

Ta thấy |´τ−τ i| < σcm ν '= 7.71 nên không có sai số thô bị loại.

Xác định hệ số biến thiên ν của i ở 2 = 100 kN/m2, ta có:

Ta thấy |´τ−τ i| < σcm ν '= 8.69 nên không có sai số thô bị loại.

Xác định hệ số biến thiên ν của i ở 3 = 150 kN/m2, ta có:

τ = 96.723.6 = 0.037< 0.3 →Tập hợp mẫu với cấp áp lực Tập hợp mẫu với cấp áp lực 3 = 150 kN/m2 được chọn

- Sau khi loại bỏ sai số thô, các số liệu được tính vào bảng sau:

Vậy mẫu có ѵtanφ) , ѵ c ≤[ѵ]= 0.3 nên tập hợp mẫu được chọn.

b/ Xác định giá trị tiêu chuẩn:

* Theo trạng thái giới hạn 2 : Xác suất độ tin cậy α = 0.85

Với n=36 tra bảng ta được tα = 1.05

3 9.7-37.7 28

Cát hạtthô; trạngthái chặt-chặt vừa

29.68÷

30.95

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN

1 Tại sao chọn phương án móng đơn?

- Tài liệu địa chất:

Mô tả đất

Giá trị

100-400

Đấtsanlấp

Sétnửacứng

14.04÷

16.46

Ta thấy lớp đât số 1 là lớp đất tương đối tốt để đặt móng vào

- Tải trọng: Ta thấy cột 1-F có tải trọng không lớn lắm=> Có thể sử dụng phương án

móng đơn

- Hệ lưới cột: Ta thấy cột 1-F là cột biên, khoảng cách với cột lân cận là tương đối

xa (5m), rất tiện cho việc thi công đào và đắp đất

2 Cấu tạo móng đơn:

3 Các bài toán kiểm tra kích thước móng:

3.1 Kiểm tra kích thước đáy móng (LmxBm):

a/ Kiểm tra sức chịu tải của đất nền (Trạng thái giới hạn I):

Ntt: là tải trọng tính toán trên nền

 là sức chịu tải của nền;

ktc là hệ số độ tin cậy; chọn ktc≥1.2

b/ Kiểm tra điều kiện ổn định:

c/ Kiểm tra độ lún ổn định (Trạng thái giới hạn II):

Biến dạng của nền không được vượt quá trị số giới hạn cho phép để sử dụng công

4 Các thông tin đầu vào tính toán móng:

- Hồ sơ của công trình; nội lực tại chân cột N, M, Q

- Tài liệu thống kê địa chất

- Vật liệu làm móng

5 Lưu đồ:

Start

N = k

Yes

xt, PcxTính lún S

YesNo

No

Yes

Tính  

6.1.1 Nội lực dưới chân cột:

Theo TCVN 9362 – 2012, sức chịu tải tiêu chuẩn theo TTGH II được xét thêm

điều kiện làm việc đồng thời giữa nền và công trình là:

Do công trình không có tầng hầm nên sức chịu tải tiêu chẩn theo TTGH II được

xét thêm điều kiện làm việc đồng thời giữa nền và công trình khi không có tầng

6.2.2 Kiểm tra các điều kiện:

a/ Kiểm tra điều kiện ổn định:

Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng:

tc tc tc tc

Vậy thoả điều kiện ổn định.

b/ Kiểm tra điều kiện biến dạng: S S = 8 cm

Theo TCVN 9362-2012, Độ lún nền móng theo phương pháp cộng lớp xác định (có hoặc

không kể đến ảnh hưởng của các móng lân cận) theo công thức:

n

i i i=1 i

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

0.760.74

0.72 0.7

- Để tính lún, ta áp dụng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố: Ta chia đất nền

thành nhiều lớp có chiều dày hi thỏa hi ≤ 0.2xb = 0.2x 2.4 = 0.48 (m); chọn hi =

0.45m

- Độ sâu dừng tính lún là tại vị trí có Pgl = 0.2Pbt (đất thường)

Tại độ sâu z = 3.8 (m) có: E= 6376.91 Kpa > 5000 Kpa

 Coi như tắt lún, ta dừng tính lún ở độ sâu z = 4.05(m)

n i i=1

54.94

64.1 68.17

65.57

56.01 52.04

44.42

38.16

33.08

28.77

c/ Kiểm tra điều kiện cường độ:

Kiểm tra theo điều 4.7 TCVN 9362:2012 :

Tính nền theo sức chịu tải:Φ = b×L×(A ×b×γ + B ×h×γ + D ×c )I I I 'I I I

tt tt

tt tt d

N = N + γ D F = 662.3+ 22×1.5×2.4×2.8 = 884.06 (KN)

M = M = 93.37 (KNm)

- Độ lệch tâm:

tt d

L tt D b

n1.5

n0.3

n tt x i=1 tt d

γ q I

c

H72.54

6.3.1 Theo phương cạnh dài: MC 1 – 1

 Áp lực tính toán dưới đáy móng không xét khối móng qui ước:

tt tt tb

 Khoảng cách cốt thép bố trí:

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

1 Tại sao chọn phương án móng băng:

- Địa chất của lớp đất thứ nhất không đủ tốt vì: Lực dính cI = 5.84 (KN/m2) tương đối

nhỏ, góc ma sát ở trạng thái giới hạn I nhỏ (9.540)

- Tải trọng công trình không lớn lắm vì: Các lực ngang và moment ở chân cột 1-A, 1-B,

1-C, 1-D không lớn; chỉ có nén N lớn => Thích hợp với móng băng để hạn chế lún của

công trình do N gây ra

- Khoảng cách giữa cột 1B, 1C, 1D tương đối ngắn (3m, 3.5m); nếu làm móng đơn thì 2

móng sẽ nằm sát nhau, gây khó khăn cho việc thi công (đào đất, lấp đất,…)

2 Cấu tạo của một móng băng:

3 Các bài toán xác định kích thước móng băng:

Đáy móng phải thỏa điều kiện:

 Bài toán biến dạng lún: S S = 8 cm

 tt tc

ΦNk





Chiều cao móng thỏa điều kiện:Pcat Pccat

Chiều cao dầm móng thỏa điều kiện:

4 Các thông tin đầu vào để tính toán móng băng:

- Hồ sơ của công trình; nội lực tại chân cột N, M, Q.

- Tài liệu thống kê địa chất

Tính cốt thép

- Vật liệu làm móng

5 Lưu đồ:

S S

 tt tc

Φ

N = k

- Bê tông sử dụng B20 có Rb = 11.5 MPa, Rbt = 0.9 Mpa.

Mô tả đất

Giá trị

100-400

Đấtsanlấp

Sétnửacứng

14.04÷

16.46

6.2 Tính toán thiết kế móng băng:

6.2.1 Tổng hợp nội lực, xác định điểm đặt tâm lực G:

- Chọn chiều cao sơ bộ dầm móng:

Độ lệch tâm hướng về bên phải.

Đoạn mở rộng để tâm lực trùng tâm móng:

- Xem công trình là kết cấu cứng; chọn m1 = 1.2, m2 = 1

- Do kết quả lấy từ bảng thống kê nên chọn ktc = 1.1

Sức chịu tải theo trạng thái giới hạn II:

2 II

1.2×1

R = ×(0.2085×2.0×20.35 + 1.8497×1.5×20.35 + 11.14×4.3125) = 123.26 (KN/m )

1.1

6.2.4 Kiểm tra kích thước móng:

a/ Theo điều kiện ổn định của đất nền:

Áp lực tiêu chuẩn trung bình tại đáy móng:

 Thỏa điều kiện ổn định!

b/ Theo điều kiện biến dạng lún: S≤ [S] = 8 cm

(có hoặc không kể đến ảnh hưởng của các móng lân cận) theo công thức:

n

i i i=1 i

 Áp lực bản thân tại đáy móng:

σ = γ ×1.3 + γ ×(D - 1.3) = 18×1.3 + 20.35×(1.5 - 1.3) = 27.47 (KN/m )

 Để tính lún, ta áp dụng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố: Ta chia đất nền

thành nhiều lớp có chiều dày hi thỏa hi ≤ 0.2xb = 0.2x 2 = 0.4 (m); chọn hi =

0.7 0.6 0.5

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0.6

0.62 0.64 0.66 0.68 0.7 0.72 0.74

0.76

0.74 0.72 0.7

83.24 81.58 75.25 66.51 57.52 49.53 44.37 38.62 33.80 29.63 26.14 23.14

Tại vị trí z = 3.75m thì E = 5884.3 Kpa nên ta dừng tính lún tại đây

Điều kiện biến dạng lún: S = 6.6 cm < S = 8 cm 

 Thỏa điều kiện biến dạng lún

c/ Theo điều kiện cường độ:

Kiểm tra theo điều 4.7 TCVN 9362:2012 :

Tính nền theo sức chịu tải:Φ = b×L×(A ×b×γ + B ×h×γ + D ×c )I I I 'I I I

- Độ lệch tâm theo 2 phương: e = e = 0b L

- Kích thước tiết diện quy đổi: b = b = 2.0 m; L = L = 13.3 m

- Theo mục 4.7.7 khả năng chịu tải của đất nền dưới đáy móng:

0.25

n1.5

n0.3

Thoả điều kiện về cường độ.

6.2.5 Kiểm tra điều kiện chống cắt của cánh móng: Pcat Pccat

- Chọn lớp bê tông bảo vệ: a = 50 (mm) => h0 = hc – a = 0.4 – 0.05 = 0.35 (m)

557.24

315 341.56

336.85 285.17

506.61

213.90 51.29

261.02

34.48 127.25

5

2 4

 Kích thước tiết diện:

Moment lớn nhất ở nhịp: Mnhipmax = 615.49 KNm < M = 6210 KNm f

 Trục trung hòa qua cánh, tính với tiết diện chữ nhật lớn: b ×h = 2000×900 (mm)'f d

Moment lớn nhất ở gối: Mgoimax = 185.54 KNm < M = 6210 KNm f

 Trục trung hòa qua cánh, tính với tiết diện chữ nhật nhỏ: b ×h = 450×900 (mm)d d

 Thông số vật liệu:

Thép AII có:Rs = Rsc = 280 MPa, Rsw= 225 MPa

Bê tông B20 có Rbt = 0.9 Mpa, Rb = 11.5 Mpa

- Tính toán cốt đai tại vị trí có lực cắt lớn nhất, tức bên phải gối A: Q = 557.24 KN

- Kiểm tra điều kiện tính toán cốt đai: Sức chống cắt của bê tông:

=> Bê tông không đủ chịu lực cắt, cần phải tính cốt đai chịu lực cắt

- Kiểm tra khả năng chống nén vỡ của bê tông dưới tác dụng của ƯS nén chính:

=> Tiết diện không bị phá hoại do ƯS nén chính.

- Chọn cốt đai Ø8; số nhánh cốt đai n = 2, Rsw = 175 MPa, Asw = 50.3 mm2

- Bước cốt đai được xác định bởi: s min(s ,stt max,s )ct

6.2.7 Tính toán và bố trí thép cho bản móng:

qtt=226.83 KN/m

q tt =226.83 KN/m M=81.94KNm

- Diện tích cốt thép:

6

2 s

- Cốt thép ở nhịp, sau khi đã cắt một số thanh, các thanh còn lại phải được neo

chắc chắn vào gối cột Diện tích cốt thép neo vào gối >1/3 tổng diện tích cốt thép

ở giữa nhịp và không ít hơn hai thanh Quy định chiều dài đoạn neo Lan1 ≥ 20d

 Nối cốt thép:

- Khi thanh thép không đủ chiều dài hoặc chồng lên nhau thì phải nối Không nên

nối cốt thép tại vùng có nội lực lớn: cốt thép ở nhịp nối tại gối và ngược lại

Chiều dài đoạn nối chổng quy định như sau: nối trong vùng chiều kéo: Lan2 ≥30d, nối trong vùng chịu nén Lan2 ≥ 2

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MÓNG CỌC

1 Tại sao chọn phương án móng cọc?

- Tài liệu địa chất:

- Tải trọng: Ta thấy cột 1-E có tải trọng lớn (Lực nén N = 1242.12 KN) nên không

thích hợp với các phương án móng nông; vì vậy, ta phải lựa chọn phương án móng

cọc để đảm bảo khả năng chịu lực

- Hệ lưới cột: Ta thấy khoảng cách giữa cột 1-E với các cột lân cận là khá xa (5 m), vì

vậy rất thuận tiện cho việc thi công đóng hoặc ép cọc

2 Các thông tin đầu vào để tính toán:

- Hồ sơ của công trình; nội lực tại chân cột N, M, Q.

- Tài liệu thống kê địa chất.

Mô tả đất

Giá trị

50-100

200

100-400

san

GH I