PHẦN I : MỞ ĐẦU Môn học “cơ học đất – nền móng ” là môn học không thể thiếu đối với sinh viên khoa công trình các trường đại học kỹ thuật.Hiểu biết sâu sắc về đất nền để thiết kế giải pháp nền móng công trình hợp lý, có tính khả thi,đảm bảo tính kỹ thuật và tính kinh tế là yêu cầu bắt buộc đối với các kỹ sư xây dựng, các kỹ sư địa chất công trình – địa kỹ thuật. Trong quá trình học môn học này, giúp cho sinh viên hiểu biết về : Đối với môn “ cơ học đất ” : + Sự hình thành và tính chất cơ lý của đất; + Sự phân bố ứng suất trong khối đất; + Biến dạng của đất và sức chịu tải của nền đất; + Tính ổn định của mái đất và áp lực đất lên tường chắn; Đối với môn “ nền và món công trình ” : + Những kiến thức cơ bản nhất về nền và móng công trình; + Các giải pháp gia cố, xử lý nền đất yếu; + Các giải pháp nền móng công trình; Vì vậy, để làm sáng tỏ những nhận định trên, mỗi sinh viên lớp Địa chất công trình địa kỹ thuật AK58 đã hoàn thành “ đồ án cơ học đất nền móng ” dưới sự chỉ đạo của thầy Nguyễn Văn Phóng phó bộ môn Địa chất công trình trường Đại học Mỏ Địa chất
PHN I : M U Mụn hoc c hoc õt nờn mong la mụn hoc khụng thờ thiờu ụi vi sinh viờn khoa cụng trinh cac trng hoc ky thuõt.Hiờu biờt sõu sc vờ õt nờn thiờt kờ giai phap nờn mong cụng trinh hp ly, co tinh kha thi,am bao tinh ky thuõt va tinh kinh tờ la yờu cõu bt buục ụi vi cac ky s xõy dng, cac ky s ia chõt cụng trinh ia ky thuõt Trong qua trinh hoc mụn hoc nay, giup cho sinh viờn hiờu biờt vờ : - ụi vi mụn c hoc õt : + S hinh va tinh chõt c ly cua õt; + S phõn bụ ng suõt khụi õt; + Biờn dang cua õt va sc chiu tai cua nờn õt; + Tinh ụn inh cua mai õt va ap lc õt lờn tng chn; - ụi vi mụn nờn va mon cụng trinh : + Nhng kiờn thc c ban nhõt vờ nờn va mong cụng trinh; + Cac giai phap gia cụ, x ly nờn õt yờu; + Cac giai phap nờn mong cụng trinh; Vi võy, lam sang to nhng nhõn inh trờn, mụi sinh viờn lp ia chõt cụng trinh- ia ky thuõt A-K58 a hoan ụ an c hoc õt- nờn mong di s chi ao cua thõy Nguyờn Vn Phong- bụ mụn ia chõt cụng trinh trng hoc Mo- ia chõt ấ BAI Cho tng nha cụng nghiờp co kich thc 1x30m; lng tng la P1tc (T/m); lng cõu chay va võt treo P 2tc (T/m) Tng t trờn nờn õt gụm lp : Lp 1: Cat pha deo, day 3m; Lp 2: Set pha, day 3m; Lp 3: Set day vụ tõn; Cac sụ liờu cho bang: Cac gia tri tai ấ Sễ Tai P (T/m) P2tc (T/m) 30 tc II.10 Cac chi tiờu c ly cua lp ( cat pha ) Lp cat pha Khụi sụ II.10 Goc lng Khụi thờ tich lng t riờng ụ õm nhiờn w s W (T/m3) (T/m3) (%) 1,86 2,69 23 Hờ sụ rụng ng vi cac cõp ma ap lc P= 1;2;3;4 (KG/cm2) sat tron 0,739 Cac chi tiờu c ly cua lp va lp 0,69 0,658 0,633 Lc kờt dinh Hờ sụ thõm g C K (ụ) (kG/cm2) (cm/s) 18 0,22 7,0.10-5 Lp set pha Lp set Khụi ấ Sễ II.10 Khụi lng Hờ sụ Hờ sụ Hờ sụ thờ tich rụng nen lun thõm tich t k nhiờn w t nhiờn w (T/m3) 1,80 o 0,818 a1-2 (cm2/kG) (cm/s) 0,036 2,2.10-6 lng thờ Hờ sụ (T/m3) 1,86 rụng o Hờ sụ nen lun Hờ sụ thõm a1-2 (cm2/kG) 0,840 0,028 k (cm/s) 0,8.10-7 YấU CU: : Thiờt kờ mong di tng nha cụng nghiờp : Xac inh tai gii han cua õt nờn di ay mong theo gia thiờt nờn õt la ban khụng gian biờn dang tuyờn tinh : Tinh toan va v biờu ụ ụ lun cua nờn õt di ay mong theo thi gian BAI LAM 1, Thiờt kờ mong di tng nha cụng nghiờp a, Chon chiờu sõu t mong - Theo bai, ta thiờt kờ mong di tng nha cụng nghiờp co kich thc 1x30m, co tai cua tng va lng cõu chay va võt treo.Tng c t trờn lp õt gụm lp: cat pha, set pha va lp set day vụ tõn.Cac lp õt co kha nng chiu tai tụt nờn ta chon giai phap mong bng, mong co ụ cng hu han, chon ụ sõu t mong h= 1.5m b, Xac inh chiờu rụng mong * Chiờu rụng mong b c xac inh theo cụng thc : b + k 1b k2 = ( II.1 ) vi: k1= M1.h + M2 M3 k = M M 1= M2 = 4cotg M = M1 - Theo bai : Ta co = 18 ( ụ ) ; cII = 0,22 ( kG/cm ) ; w = 1,86 ( T/m ) ; h = 1,5 (m) ; m =tb = 2,0 2,2 (T / m3 ) = 18 ụ nờn tra bang 2.3 ta c M1 = 6,32 M2 = 12,31 M3 = 2,32 Co = 2,0 2,2 (T/m3) Chn m= = P1tc + P2tc k1 = 6,32.1,5 + 12,31 2,32 = 20,11 k2 = 2,32 = 46,15 Thay k1 va k2 vao (II.1) ta c : b2 + 20,11.b 46,15 = b = 2,1 m chn b = 3m * Kiểm tra bgh Do móng có độ cứng hữu hạn nên chiều móng phải thoả mãn điều kiện sau : b bgh = bt + 2.hm.tag Trong đó: bt chiều rộng tờng hm- chiều dày móng Theo lý thuyết bê tông hay bê tông cốt thép tag =1 Theo bai ta co bt = Vi mong co ụ cng hu han nờn : tg tk 0,5 hm Chn hm = 0,7 => = 2,4 Kiờm tra ; tagtk = = = 1,43 Chn hm cho tag = 1,4 -1,7 hm = 0.7 Võy chiờu rụng cua mong b = 3m c, Xác định sức chịu tải đất = m.(A.b + B.h) + c.D Ta co = 18 ụ nờn tra bang c : A= 0,43 B= 2,73 D= 5,31 = 1.(0,43.3 + 2,73.1,5).1,86 + 0,22.10.5,31 = 21,69 (T/m2) *Xac inh kich thc mong va kiờm tra - xac inh kich thc mong ( F ) F = = = 1,99 (m2) Kiờm tra : Theo bai co F = l.b = 30.3 = 90 (m2) F thoa man iờu kiờn : F d, Kiểm tra điều kiện chịu lực đất dới móng : Xét cho mét chiờu dài móng : _ Lực tác dụng lên móng lệch tâm nên cần xác định ứng suất lớn bé mép móng ; P P tc tb = tc +G F mintc = tc +G F maxtc = P tc +G F M tc + 1,2.R tc W M tc W R tc Ptc = Ptc1 + P2tc = 30 + = 37 ( T/m ) G = b.h tb = 3.1,5.2,1 = 9,45 ( T/m ) F = b.L = 3.1 = ( m2) Mtc = P2tc 0,3= 7.0,3 = 2,1 ( T m ) L.b W = = 1,5 ( m3 ) maxtc = + = 17,48 < 1,2 (T/m2) tc = tbtc = - = 13,48 (T/m2) = 15,48(T/m2) Võy nờn õt u iờu kiờn chiu lc e, Tinh toan bờ tụng - cụt thep - Chiờu day bờ tụng : h0 > vi : m la hờ sụ lam viờc cua bờ tụng ; m = R cp la cng ụ khang ct cho phep cua bờ tụng (7-10% theo mac bờ tụng ) ac la chiờu rụng cua tng ; lõy ac = 1m bc la chiờu dai cua mong ; lõy theo 1m n vi chiờu dai Chon mac bờ tụng 200 => Rcp = 140 T/m2 Ta co : P = P tc n = 37.1,2 = 44,4 (T/m2) Vi : n la hờ sụ vt tai = 1,1 - 1,2 h0 > = = 0,08m Chon chiờu day lp bờ tụng bao vờ la 0,04m Chiờu day lp bờ tụng tinh toan la h0 = hm e = 0,7 0,04 = 0,66 m Tính toán số lợng cốt thép : Số lợng cốt thép bố trí vào móng cho móng đủ sức chống lại mômen uốn phản lực gây mép móng : F a= Ma m.ma Ra h0 Mb Fb= m.ma Ra h0 Trong : ma hệ số liên quan đến đồng đất đá ma=(0,9 ữ1,0) Chọn ma=1 Ra: cờng độ chịu kéo cốt thép; phụ thuộc vào chất lợng thép công trình.(theo trạng thái giới hạn) - Chọn loại thép CT0 Ra=1800(kg/cm2) = 18000(T/m2) Do móng chịu tải trọng lệch tâm theo phơng a tính mômen uốn Ma mômen uốn theo phơng b coi nh không + i (a a c ) ( 2b + bc ).( max ) 24 Ta có: Ma = (1) i : ứng suõt tiêu chuẩn mép tờng có phía max i = + ( max - ).(1- tg tk Trong : hm.tg tk a ) (2) b bt = 2hm = = 1,43 Vi : b- chiều rộng móng bt- chiều rộng tờng hm- chiều dày móng Mặt khác P max = Thay a =3 m n + G F = P tc tc n + G F + M tc n W = = 17,48(T/m2) M tc n W = = 13,48(T/m2) tg tk = 1,43 , max , vào biểu thức (2) ta đợc i = 13,48 + (17,48-13,48).(1-) = 16,14(T/m2) Thay i , b bc ,a ac vào biểu thức (1) Ma = (3-1)2.(2.3+1).() = 19,61(T.m) Vậy tổng diện tích tiết diện ngang thép đợc bố trí vào công trình là: Fa= = = 16,5.10-4 (m2) Chọn thép có đờng kính 12(mm) fa = = = 1,13.10-4 ( m2) Fa Số thép cho đơn vị chiều dài : n a = f a = 14,6 Chn na = 15 (thanh) Khoảng cách cốt thép : Ca= = 0,16(m) = 16 (cm) Để bê tông cốt thép làm việc đồng thời cốt thép chịu lực phải có khoảng cách 18(cm) ,thoả mãn điều kiện 15(cm) Ca 20 (cm) Mtc 15ỉ12 G =17,48(T/) = 13,48(T/ 2, Xac inh tai gii han cua nờn õt di ay mong theo gia thiờt nờn õt la ban khụng gian biờn dang tuyờn tinh - Theo bai ta co: (T/à3) h (m) (rad) cotg c (T/m2) 1,86 1,5 0,314 3,08 2,2 Theo cụng thc Maxlop: Pgh = .h + = 17, 59(T/m2) Theo cụng thc Purunovski: P0 = .h + = 21,71 (T/m2) Theo cụng thc Iaropolxki: Pgh = .h + = 19,52(T/m2) Purunovski Rtc Maxlop Iaropolxki 21,69(T/ 21,71(T/m2) 19,52(T/ m2) 17,59(T/m2) m2) Kờt luõn : +) So sánh công thức ta thấy R tc nhỏ so với Maxlop va Iaropolxki +)Sức chịu tải tính bảng tăng dần vùng biến dạng dẻo công thức giả thuyết tăng dần 3, Tớnh toỏn v v biu lỳn ca nn t di múng theo th i gian a Tớnh ụ lỳn cuụi cựng cua tõm mong ụ l rng ban u e0 = = = 0,778 Stt Pi (t) ei 4 0,778 0,739 0,691 0,658 0,633 Thi ng Cong Nộn Lỳn Xac inh hờ sụ lun a cua lp cat pha: Htb = = 15,48 (T/m2) = 1,548 (KG/cm2) P1 = zbt = 1,86 1,5 = 2,79 (T/m2) = 0,279 (KG/cm2) P2 = Htb + zbt =1,548 + 0,279 = 1,827 (KG/cm2) a1 = = = 0,03 Tớnh ụ lỳn cuụi cựng S vi S=aom.hs.Pgl Ta co l/b = 10 ; = 0.3 suy A.wo=3,12 Tính chiều sâu hs =Aw0b =3,12 = 9,36 (m) Ta có Pgl = P - h = - 2.1,5 =6,25 (T/m2) =0,625 (KG/cm2) Hệ số rút đổi aoi lớp hệ số a om bình quân , độ lún cuối a0i(cm2/KG hi zi ai(cm2/KG) ei 0,7 ) (m) (m) ) 13,8 pha sét 0,03 78 0,8 0,017 10,8 pha 0,036 18 0,8 0,02 sét 0,028 40 0,015 9,36 4,68 cát + ei voi ao m = voi aoi= S( aom(cm2/KG m) 0,012 0,07 a oi hi z i 2hs2 b) Tính lún theo thơi gian hi (m) cát pha sét ki (cm/s) 7,0.10-5 2,2.10-6 H km (m)=2hs (cm/s) 18,72 1.59.10-7 Cvm (cm2/nam) 397500 pha sét 9,36 0,8 H h i ki km aom n voi km = Cvm = Vì hệ số thấm giảm dần theo chiều sâu nên ta chọn sơ đồ voi h = H = 18,72 (m) 3.14 C vm t 4h N= N=0,28t t=3,5N +) = 1- Theo s nộn lỳn (tra bang ta c) STT 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 N 0,02 0,04 0,06 0,09 0,18 0,29 t (năm) 0,07 0,14 0,21 0,315 0,63 1,015 St =t S 1,4 1,75 2,1 2,45 2,8 3,15 KT LUN án trình bày nội dung , nhiệm vụ , phơng pháp tính toán tờng chắn đất nhìn chung trờng hợp tờng chắn có tơng đối đồng , mực nớc ngầm gây áp lực đẩy nên tính toán không mang hoàn toàn ý nghĩa tính toán tờng chắn thực tế mà trờng hợp riêng Qua qua trinh tiờn hanh ụ an c hoc õt- nờn mong em rut c nhiờu iờu bụ ich cho riờng minh Em xin chõn cam n thõy giao Nguyờn Vn Phong a hng dn em hoan ụ an ! Sinh viờn thc hiờn V Quang Huy