Thuyết minh Đồ án Nền Móng ĐH Tôn Đức Thắng

PHẦN 1 XÁC ĐỊNH CÁC TẢI TRỌNG TẠI CỔ CỘT 1.1 Phương án móng nông: Tải trọng tại chân cột móng 1: Tải trọng (kN) (kNm) (kN) Tải trọng tiêu chuẩn 850 10 10 Hệ số n 1.15 Tải trọng tính toán 977.50 11.50 11.50 Tải trọng tại chân cột móng 2: Tải trọng (kN) (kNm) (kN) Tải trọng tiêu chuẩn 650 45 55 Hệ số n 1.15 Tải trọng tính toán 747.50 51.75 63.25 1.2. Phương án móng sâu: (nhân tải trọng trên với hệ số  = 5) Tải trọng tại chân cột móng 1: Tải trọng (kN) (kNm) (kN) Tải trọng tiêu chuẩn 4250 50 50 Hệ số n 1.15 Tải trọng tính toán 4887.50 57.50 57.50 Tải trọng tại chân cột móng 2: Tải trọng (kN) (kNm) (kN) Tải trọng tiêu chuẩn 3250 225 275 Hệ số n 1.15 Tải trọng tính toán 3737.50 258.75 316.25 PHẦN 2. ĐÁNH GIÁ VÀ THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 2.1. Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất: Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất được xát định theo số liệu đề bài: hồ sơ địa chất 2(mực nước ngầm ở độ sâu 3m). Dùng chỉ số dẻo để xát định sơ bộ tên gọi của lớp đất: Dùng độ sệt để sát định trạng thái của lớp đất: Lớp đất W (%) Wnh (%) Wd (%) IP (%) Kết quả tra bảng Kết luận tên đất IL Kết quả tra bảng Kết luận trạng thái đất 1 28.5 33.8 19.7 14.1 7(%) ≤ IP < 17(%) Đất á sét 0.62 0.5 ≤ IL Độ lún tính tốn nhỏ độ lún cho phép 4.1.2.2 Xác định chiều cao làm việc móng: Xác định tiết diện cột: Dùng bêtơng B15 có Rb = 8.5MPa; Rbt = 0.75Mpa Diện tích cột xác định theo công thức: Fm  (1  1.5) Nctc 850  (1 1.5)  (0.1  0.15) m2 Rb 8.5 103   Chọn diện tích cột: Fc  bc  lc  0.3  0.4  0.12  m2  Móng chịu tải lệch tâm nên ta xét mặt chọc thủng nguy hiểm lực gây chọc thủng ứng với mặt là: tt N xt  Fxt   max  Theo điều kiện chọc thủng: tt N xt  Fxt   max  Nct  0.75  Rbt  h0  btb tt  max  N0tt M 0tt 1145.5 34.5    6  296.21 KPa  Fm Wx  2.1  2.12 tt   N 0tt M 0tt 1145.5 34.5    6  249.27  KPa  Fm Wx  2.1  2.12  tbtt  N0tt 1067.1   254.07  KPa  Fm  2.1 G2   Aqu  nc Ac    hi   i    Aqu  Add   hm     Aqu  Ac   h  hm    i 1     34.141   0.352  117.56   10.34  10  9.41  3.5  9.96      34.141  10.24  1.05 17.56   34.141  0.42     1.05   17.56 =7581.36  kN  o Trị tiêu chuẩn lực dọc tính đến đáy khối móng quy ước: tc Nqu  G1  G2  N0tc  746.55  7581.36  4250  12577.91 kPa  o Momen tiêu chuẩn tâm đáy khối móng qui ước: tc M qu  M 0tc  H tc  H qu  50  50  21.5  1125(kNm) Độ lệch tâm: e  tc M qu N  tc qu 1125  0.089  m  12577.91 Ap lực tiêu chuẩn đáy khối quy ước:  tc max,min  tc N qu Aqu (1  6e 12577.91  0.089 )  (1  ) Lqu 34.141 5.843 tc tc  max  402.08  kN / m2  ;   334.741 kN / m2  ;  tbtc  402.08  334.741  368.411 kN / m2   Cường độ đáy khối móng quy ước: RMtc  m1m2 (1.1ABqu II  1.1BH qu 'II  3DcII ) Ktc Trong đó: Ktc = 1: hệ số tin cậy Với đất mịn no nước ta có:m1 = 1.2, m2 = 1.1 Mũi cọc lớp đất thứ có   28038' : A = 1.02; B = 5.08; D = 7.53 cII  18 (kN / m2 ) ; Bqu = 5.843 m ; Hqu=21.5 1.11.2 (1.11.02  5.843  9.62  1.1 5.04  17.56   10.34   9.41 10  9.62  3.5   7.53 18)  2332.36 kN / m2 RMtc      tc  402.08 (kN/m2 ) 1.2R  1.2  2332.36  2798.83 kN / m2 >  max tc M    RMtc  2332.36 kN/m2 >  tbtc  368.411 kN / m2  Vậy ứng suất đáy móng khối quy ước thỏa mãn điều kiện ổn định đất 1.1.1 Kiểm tra độ lún khối móng qui ước: Ap lực thân đáy khối móng qui ước trọng lượng khối móng qui ước gây - Ứng suất gây lún đáy khối móng qui ước (tại điểm 0):  zgl0   tbtc    i hi  368.411  17.56   10.34   9.4110  9.62  3.5  136.26  kN / m2  Áp lực thân đáy khối móng quy ước trọng lượng khối móng qui ước:  zbt0  G1  G2 746.55  7581.36   243.93 kN / m2 Aqu 34.141   Chia đất đáy khối móng qui ước thành lớp BM 5.843   1.1686  m  :  glzi  k0   glz 0 5 l 2z Đi Độ sâu K0 Lớp đất b ểm z (m) b Các mịn chặt vừa bảo hòa nước; ’=9.62 kPa; E=6836 (kPa)  glzi (kPa)  gltb (kPa)  btzi (kPa) S (cm) 133.42 243.93 1.825 136.26 1.1686 0.4 0.96 130.70 255.05 2.3372 0.8 0.8 108.92 119.81 266.29 1.639 3.5058 1.2 0.606 82.50 95.71 277.54 1.309 4.6744 1.6 0.449 4.9 1.677 0.427 S   S (cm) 61.13 58.18 71.82 288.78 59.68 290.93 0.982 0.157 5.912 21500 5843 4.242 243.93 255.05 266.29 136.26 130.7 108.92 277.54 82.5 288.78 288.78 61.13 58.18 Tại độ sâu Zi = 4.9 m ta có  bt  290.93  KPa  >5x  gl   58.18  290.9  KPa  Độ lún nền:  Si  5.912  cm < Sgh = cm => độ lún tính tốn nhỏ độ lún cho phép 1.1.2 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng: 700 1050 100 950 1250 45° 350 1300  350 350 1300 1200 600 1300  3200 1000 300 225 700 1300  300 175 y x 950  3200 - Lực chống xuyên thủng:  0.6  2.5  Ncx    0.95  0.9 103  0.9  1192.725  kN     - Lực gây xuyên thủng theo phương trục y: N xt   P2  P5  P8   -  0.175  0.175    693.36     1040.04  kN  0.35  0.35  Lực gây xuyên thủng theo phương trục x: N xt   P3  P6   0.225  0.225    671.29     863.087  kN  0.35  0.35  1.1.3 Tính cốt thép cho đài cọc:  1300 1300 1000 1300  y 3200 1200 600 300 225 700 1300  300 175 x 950  3200 I-I Pc 950 300 1250 I-I Pc 0.95xPc  Momen mặt ngàm I: Pc = N2 +N5 +N8 =3x 693.36=2080.08 (kN) 950 300 1250 ứng với M1  0.95  Pc  0.95  2080.08  1976.076  kNm  h0  hm  a  As1    1050  50  10  940  mm     M1 1976.076   8.3421103 m2  8342.1 mm2 0.9  h0  Rs 0.9  0.94  280 103 Khoảng cách cần bố trí thép theo phương trục y: b '  b  2abv  15  3200   50  15  3070  mm  Chọn 17  25 , có As = 8345 mm2  Khoảng cách tim cốt thép: s = 3070  191.88  mm  , chọn s=190 mm 16 Khoảng cách mép cốt thép gần s’ = 190-=174 mm Chiều dài theo phương trục x : b* = b-2abv=3200-2x50=3100 mm  Momen ứng với mặt ngàm II: II-II Pc1 0.7xPc2 II-II 1xPc2 +0.3xPc1 Pc2 Pc2 Pc1 700 300 300 1300 Pc1  N3  671.29  kN  ; Pc2  N1  N2  693.36  649.13  1342.49  kN  M1  1 Pc2  0.3  Pc1  11342.49  0.3  671.29  1543.877  kNm  h0  hm  h1  a    As2    1100  100  40  22  10  928  mm     M2 1543.877   6.602 103 m2  6602 mm2 0.9  h0  Rs 0.9  0.928  280 103  Khoảng cách cần bố trí thép theo phương trục x: l '  l  2abv  15  3200   50  15  3070  mm  Chọn 18  22 , có As = 6842.4 mm2 Khoảng cách tim cốt thép: s = 3070  180.59  mm  , chọn s=180 (mm) 17 Khoảng cách mép cốt thép gần s’ = 180-=158 mm Chiều dài theo phương trục x : l* = l-2abv=3200-2x50=3100 mm 5.2 Thiết kế móng 2: Tải trọng Tải trọng tiêu chuẩn Hệ số n N c (kN) 3250 M cx (kNm) 225 1.15 H cy (kN) 275 Tải trọng tính tốn 3737.50 258.75 316.25 5.1.1 Xác định sơ chiều sâu chơn móng: tạm lấy bề rộng đài móng b = 2.6 m   hmin  0.7tg (450  ) 2   H 0tt b  0.7  tg (450  11030'  316.25 )  (m) 17.56  2.6 (Dung trọng tự nhiên lớp đất 1, lớp đất đặt đài:   17.56  kN / m3  ) Vậy sơ chọn chiều sâu chơn móng h = m Làm lớp bê tơng lót vữa xi măng đá mac 75 dày 10 cm  Chiều dài cọc l=0.5+1+5+10+3.5 = 20 = 20m Dùng cọc dài m 12m nối lại Nối cọc cách hàng thép vào thép dọc cọc  Chiều dài cọc tính từ đáy đài chiều dài thực trừ đoạn cọc dài 500 mm, gồm đoạn 10 cm ngàm vào đài móng 40 cm để đập cọc lây để đập lấy thép râu: Lc=20-0.5=19.5 m 5.1.4 Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu: Như trường hợp móng ta có:  Nvl  2066.49  kN  3.1.5 Sức chịu tải theo cường độ đất đất nền: Nñ  1265.407  kN  lấy = 0.3m Suy khoảng cách ngắn từ mép cột đến mép đáy đài 0.125 > 0.1 Theo điều 4.4.12 TCXDVN 189-1996 khoảng cách từ mép đến đáy đài không nhỏ 10 cm Vậy khoảng cách hợp lý Bố trí hình vẽ: x 2700 500 2200 600 85 14 300 1050 1050 300 2700 300 1050 y 1050 300 Mặt cắt đáy đài (cọc tiết diện hình vng cạnh bc=350 mm) Diện tích đế đài: Add  2.72  7.29  m2  3.1.7 Xác định kích thước tiết diện cột: Diện tích cần thiết tiết diện cột: (bêtơng cột B25 có Rb = 14.5MPa) N0tt 3737.5  (1.1 1.5)  0.283  0.386 m2 Rb 14.5 103 h Chọn tiết diện cột với tỷ lệ:  1.1 ; chọn bc  lc  0.5  0.6  0.3 m2 b   Fc  (1.1 1.5)   3.1.8 Kiểm tra lại chiều sâu chơn móng chiều cao đài cọc: Chiều rộng đài móng b = 2.7 m:  h  0.7tg (450  ) 2 H 0tt  0.7  tg (450  11030'  57.5 )  0.835(m) 20  2.7  tbb Vậy chọn chiều sâu chơn móng hm = m Chọn chiều cao đài cọc hđ = 900 m 3.1.9 Kiểm tra tải trọng tác động lên đầu cọc: Diện tích đáy đài cọc: Add  7.29 (m2 ) Xát định trọng lượng mặt cắt quy ước: - Trọng lượng đài: tt Nđà  n  Add  hđ   bt i  1.1 7.29  0.9  25  180.43 (kN ) - Trọng lượng đoạn cột BTCT từ mặt đất thiên nhiên đến mặt đài cọc: Nctt  n  Fc  h  hñ    bt  1.1 0.3    0.9   25  9.075 (kN ) - Trọng lượng khối đất đài: Nñtt  n  Add  h  hñ    N ctt      1.1 7.29    0.9   17.56  9.075  144.913 (kN ) - Tổng trọng lượng đài, đoạn cột tính từ mặt đất thiên nhiên trở xuống đất tác dụng lên cốt đế đài: tt tt Ndd  Nđà  Nđtt  Nctt  180.43  9.075  144.913  334.416(kN ) i Lực dọc tính toán tác dụng lên cốt đế đài: tt N tt  N0tt  Ndd  3737.5  334.416  4071.92(kN ) Momen tính tốn tâm đế đài: M tt  M 0tt  H tt h  258.75  316.25   891.25(kNm)  Lực truyền xuống cọc biên: tt N max,min  N tt M tt ymax 4071.92 891.25 1.05    nc 1.052  yi   N tt max tt  695.97  kN  ; Nmin  467.44  kN   Lực truyền xuống 3, 6: N tt  N tt 4071.92   581.7  kN  nc Trọng lượng tính tốn cọc: tt Ncoï c  1.1 Fc Lc  1.1 25  0.35  19.5  65.69  kN  tt tt Nmax  Ncoï  695.97  65.69  761.66  kN  > Ntc'  766.9(kN ) => Như lực lớn c truyền xuống dải biên khơng vượt q sức chịu tải tính tốn cọc đất tt Nmin  367.52  kN  > nên kiểm tra điều kiện chống nhổ 3.1.10 Kiểm tra áp lực tác dụng lên đất khối móng qui ước:    tb ( tb - góc ma sát trung bình lớp đất) tb   1h1  2 h2  3h3  4 h4 h1  h2  h3  h4 11 30 '1  16050 '  13030 '10  28038' 3.5  16.9680   10  3.5 tb 16.9680     4.2420 4 Kích thước khối đáy khối móng qui ước: Lqu  Bqu  2.45  19.5  tg (4.2420 )  5.342  m  Diện tích khối móng qui ước: Aqu  Lqu Bqu  5.32  28.09  m2  Chiều cao khối quy ước: H qu  Lc  h  19.5   21.5(m) Trọng lượng khối móng qui ước:  Trọng lượng đài cọc: G1   Add hm  nc Ac Lc    bt   7.29  0.9   0.352 19.5  25  603.49  kN   Trọng lượng đất: G2   Aqu  nc Ac    hi   i    Aqu  Add  hm     Aqu  Ac   h  hm    i 1     28.09   0.352  117.56  10.34  10  9.41  3.5  9.96      28.09  7.29   0.9 17.56   28.09  0.3     0.9  17.56 =6192.64  kN  o Trị tiêu chuẩn lực dọc tính đến đáy khối móng quy ước: tc Nqu  G1  G2  N0tc  603.49  6192.64  3250  10046.13  kPa  o Momen tiêu chuẩn tâm đáy khối móng qui ước: tc M qu  M 0tc  H tc  H qu  225  275  21.5  6137.5(kNm) Độ lệch tâm: e  tc M qu N tc qu  6137.5  0.611 m  10046.13 Ap lực tiêu chuẩn đáy khối quy ước:  tc max,min  tc N qu Aqu (1  6e 10046.13  0.611 )  (1  ) Lqu 28.09 5.343 tc tc  max  603.029  kN / m2  ;   112.252  kN / m2  ; 603.029  112.252  357.641 kN / m2 mm Cường độ đáy khối móng quy ước: RMtc  (1.1ABM  II  1.1BH M  'II  3DcII ) Ktc  tbtc    Trong đó: Ktc = 1: hệ số tin cậy Với đất mịn no nước ta có:m1 = 1.2, m2 = 1.1 Mũi cọc lớp đất thứ có   28038' : A = 1.02; B = 5.08; D = 7.53 cII  18 (kN / m2 ) ; Bqu = 5.343 m ; Hqu=21.5 1.11.2 RMtc  (1.11.02  5.343  9.62  1.1 5.08  17.56   10.34   9.41 10  9.62  3.5   7.53 18)  2325.24 kN / m2   tc  605.02 (kN/m ) 1.2RMtc  1.2  2325.24  2790.3  kN / m2  >  max RMtc  2325.24  kN/m2  >  tbtc  357.641 kN / m2   Vậy ứng suất đáy móng khối quy ước thỏa mãn điều kiện ổn định đất 1.1.4 Kiểm tra độ lún khối móng qui ước: - Ứng suất gây lún đáy khối móng qui ước (tại điểm 0):  zgl0   tbtc    i hi  357.641  17.56   10.34   9.4110  9.62  3.5  125.61 kN / m2  - Áp lực thân đáy khối móng quy ước trọng lượng khối móng qui ước:  zbt0  G1  G2 603.49  6192.64   241.94 kN / m2 Aqu 28.09   Chia đất đáy khối móng qui ước thành lớp Bqu  5.3  1.06  m  ;  glzi  k0   glz 0 Lớp đất Các mịn chặt vừa bảo hòa nước; ’=9.62 kPa; E=6836 (kPa) Đi Độ sâu ểm z (m) l b 2z b K0  glzi (kPa)  gltb (kPa)  btzi (kPa) S (cm) 123.1 241.94 1.539 1 125.61 1.0686 0.4 0.96 120.59 2.1372 0.8 0.8 100.49 3.2058 1.2 0.606 4.2744 1.6 0.449 S   S (cm) 252.22 110.54 262.5 1.382 76.12 88.31 272.78 1.104 56.40 66.26 283.06 0.828 4.853 21500 5843 4.242 241.94 252.22 262.5 272.78 283.06 125.61 120.59 100.49 76.12 56.40 Tại độ sâu Zi = 4.2744 m ta có  gl  284.57  KPa  >5x  gl   56.4  282  KPa  Độ lún nền:  Si  4.853 cm < Sgh = cm => độ lún tính tốn nhỏ độ lún cho phép Kiểm tra độ lún lệch hai móng: S gh  5.912  4.853  0.001998  S gh  0.002 530 1.1.5 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng: 600 900 100 800 1050 45° 350 350  350 500 2100 175  2100 2700 600 y 1100 x 1100 250  250 - 125 300 1050  1050 300 2700 Lực chống xuyên thủng:  0.5  2.1  Ncx    0.8  1.05 103  0.8  873.6  kN     - Lực gây xuyên thủng theo phương trục y: N xt   P2  P5  P8   -  125 125  695.97    745.68  kN  350 350 Lực gây xuyên thủng theo phương trục x: N xt   P3  P6   1.1.6 Tính cốt thép cho đài cọc: 175 175  581.7    872.55  kN  350 350   Momen ứng với mặt ngàm I: 800  2100 500 2100 600 300 1050 750 y  1050 300 2700 250 x 1100 250  1100 I-I Pc 750 300 1050 I-I Pc 0.75xPc 750 300 1050 Pc = N2 +N5 +N8 =3x 695.97=2087.91 (kN) M1  0.75  Pc  0.75  2087.91  1565.93  kNm  h0  hm  h1  abv  As1    900  100  50  10  740  mm  ( h1 : đoạn ngàm cọc vào móng)    M1 1565.93   8.397 103 m2  8397 mm2 0.9  h0  Rs 0.9  0.74  280 103  Khoảng cách cần bố trí thép theo phương trục x: b '  b  2abv  15  2700   50  15  2570  mm  Chọn 14  28 , có As = 8620.53 mm2 Khoảng cách tim cốt thép: s = 2570  197.7  mm  Ch ọn s = 190  mm  13 Khoảng cách mép cốt thép gần s’ = 190-=162 mm Chiều dài theo phương trục x : b* = b-2abv=2700-2x50=2600 mm  Momen ứng với mặt ngàm II: II-II Pc1 Pc2 450 300 300 1050 0.75xPc2 II-II 1.05xPc2 +0.3xPc1 Pc1 300 750 Pc2 300 1050 Pc1  N3  581.7  kN  ; Pc2  N1  N2  695.97  467.44  1163.41 kN  M  0.95  Pc2  0.25  Pc1  1.05 1163.41  0.3  581.7  1396.09  kNm  h0  hm  h1  abv    As2    900  100  50  25  10  715  mm     M2 1396.09   7.7483 103 m2  7748.3 mm2 0.9  h0  Rs 0.9  0.715  280 10  Khoảng cách cần bố trí thép theo phương trục x: l '  l  2abv  15  2700   50  15  2570  mm  Chọn 16  25 , có As = 7853.98 mm2 Khoảng cách tim cốt thép: s = 2570  171.33  mm  Chọn s = 170  mm  15 Khoảng cách mép cốt thép gần s’ = 170-=145 mm Chiều dài theo phương trục x : l* = l-2abv=2700-2x50=2600 mm ... đồ án Nền Móng GS.TS Nguyễn Văn Quảng), lớp đất tương ứng đất sét, có IL=-0.29 < 0.5 ta có: m1 = 1.2, m2 = 1.0 - Với   16050'  16.8330 nội suy theo bảng 3.2 (Tài liệu hướng dẫn đồ án Nền Móng. .. đồ án Nền Móng GS.TS Nguyễn Văn Quảng), lớp đất tương ứng đất sét, có IL=-0.29 < 0.5 ta có: m1 = 1.2, m2 = 1.0 - Với   16050'  16.8330 nội suy theo bảng 3.2 (Tài liệu hướng dẫn đồ án Nền Móng. .. Đối với móng 1, chọn kích thước tiết diện đáy móng bm x lm = (m) x 2.1 (m)  Đối với móng 2, chọn kích thước tiết diện đáy móng bm x lm =1.4(m) x 1.7(m) Chiều cao đài móng lấy chung cho móng 0.6