Đồ án nền móng đại học giao thông vận tải TPHCM + file bản vẽ

Vật liệu:Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có Rbt = 0.88 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông), Rb = 11.0 MPa ( cường độ chịu nén của bê tông), mô đun đàn hồi Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Cốt thép trong móng loại AI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Hệ số vượt tải  giữa bê tông và đất lấy bằng 2.2 Tm3 = 22 kNm3 A. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT Khu vực xây dựng gồm 3 lớp đất có chiều dày hầu như không đổi:Lớp 1: số hiệu 50 dày 2.11mLớp 2: số hiệu 77 dày 2.61mLớp 3: số hiệu 24 rất dày

 Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs  280 MPa

 Cốt thép trong móng loại AI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs  225 MPa

d L

d L

0  IL  0.24 1   Đất ở trạng thái dẻo cứng nữa rắn (N=19)

 Mô đun biến dạng : E0   qc   4 4.16 16.64(  MPa )

(sét pha dẻo cứng  4 )

 Lớp 3: số hiệu 24 rất dày có các chỉ tiêu cơ lý sau:

 Sức kháng xuyên : qc = 21.2 (Mpa) tra bảng E.1 TCVN 9352 – 2012 ta biết được

lớp đất này có trạng thái chặt (15  qc  21.2 MPa )

 Lớp 3 là lớp cát sỏi ở trạng thái chặt với e 0 0.55 được chọn

 Mô đun biến dạng : E0   qc   2 21.2 42.4(  MPa ) (cát sỏi chọn  2 )

 Tra bảng E.3 TCVN 9352 – 2012 ta loại suy tìm được góc ma sát trong của đấtdựa vào q c 21.2MPa  36 240

 Cùng với kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh và chỉ số SPT N = 43 (khá chặt)

B THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

1 SƠ ĐỒ THIẾT KẾ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

Sơ đồ mặt bằng bố trí móng băng

 Cao trình mặt đất tự nhiên -0.200m; cao trình mặt nền 0.000

 Bảng thống kê tải trọng tác dụng vào móng

Trục cột Nút

Tải trọng tính toán

tt i

N

(kN)

tt i

M

(kNm)

tt i

 Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs  280 MPa

 Cốt thép trong móng loại AI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs  225 MPa

 Hệ số vượt tải n 1.15

 tb giữa bê tông và đất lấy bằng 2.2 (T/m3 ) = 22 (kN/m3 )

3 CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG

 Đáy móng nên đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp, lớp

đất quá yếu Vì vậy, chọn chiều sâu chôn móng D f 2m

4 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC ĐÁY MÓNG MÓNG

 Chiều dài đầu thừa của móng bang được chọn như sau :

0.2195

11 40 1.8783

4.3449

A B D

m1  1.2; m2  1.1 vì là đất sét pha có độ sệt I L 0.24

D f  1 1h   18 2 36(kN m/ 2)

Cho b=1( )m

29.46( )140.4 22 2

4.2 Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất đáy móng

 Điều kiện kiểm tra :

ax

min1.20

tc tc m

tc tc TB tc

L

 Tổng tải trọng tính toán tác dụng xuống tâm đáy móng

(quay cùng chiều kim đồng hồ)

 Cường độ sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng

125.74( / ) 1.2 171.55( / )122.89( / ) 142.96( / )120.04( / ) 0

m

tb tc

4.3 Kiểm tra điều kiện cường độ của nền đất đáy móng

 Điều kiện kiểm tra :  

2.814

1.54

c q

N N

367.01

2.66 2 138

z b





 

 tra bảng

Ta có :

24

16 10 1.5

gl z

Pa)

gl tb

(kPa)

P2(kPa)

 Độ lún của nền sét pha dẻo cứng :

0.8(27.8 0.3 25.28 0.3 23.2 0.3 21.42 0.3) 5.5 10 ( ) 0.06( )42400

tb

gl

i i

XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG

01.5 0.55

244.65

0.085528

Hình biểu diễn kích thước tiết diện ngang

4.6 Kiểm tra chiều cao làm việc của móng theo điều kiện xuyên thủng

 Các móng dưới chân cột B và D có khả năng bị chọc thủng lớn nhất, nên ta sẽkiểm tra điều kiện xuyên thủng tại hai vị trí ấy

 Tại cột biên : Nmaxtt = 711(kN)

Diện tích đáy móng :

2 1

2 max

171194.8( / )7.5

tt tt

Thỏa mãn điều kiện xuyên thủng

 Tại cột giữa : N ttmax = 922(kN)

Diện tích đáy móng : F2 = ´ =b l1 1.5 7 10.5( ´ = m2)

2 max

292287.81( / )10.5

tt tt

 Hệ số nền :

3

86.89

6076.22( / )0.5 0.5 0.0286

gl z

 Quy đổi hệ số nền về độ cứng của các lò xo :

 Lò xo số 1 đại diện cho vùng đất có diện tích : A11.5 0.05 0.075  m2

 Lò xo số 2 đại diện cho vùng đất có diện tích : A2 1.5 0.1 0.15  m2

 Sử dụng phần mềm SAP2000 để tính toán lực cắt và momn tại dầm

 Kết quả tính toán sau khi chạy phần mềm SAP2000 :

Sơ đồ momen của dầm móng

 Gối A : M A m( ax) 264.29(kNm)

 Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs  225 MPa Tra bảng  b  0.9; R  0.656; R  0.441

6.1 Tính toán cốt thép trong dầm móng băng

Xác định vị trí trục trung hòa :

0 d 0.8 0.05 0.75( )

h = -h a= - = m

3 0

( 0.5 ) 0.9 11.0 10 1.5 0.2 (0.75 0.5 0.2) 1930.5( )

f

=>Trục trung hòa qua cánh

Tại gối : tiết diện hình chữ nhật

f

b ´h ´ m

 Thanh thép số 1 : dùng momen tại các vị trí giữa nhịp

 Tính thép với tiết diện chữ T lật ngược Do M f M max 

Tiết diện tính toán làhình chữ nhật lớn có kích thước : b h  1.5 0.8  m

2 0

 Thanh thép số 2 : dùng momen tại các vị trí chân cột

 Tính thép với tiết diện chữ T lật ngược, nhưng tại vị trí các chân cột của dầmmóng có vùng bê tông chịu nén nằm về phía trên dầm  Tiết diện tính toán làhình chữ nhật nhỏ có kích thước : b hd  0.55 0.8  m

2 0

Vậy bê tông không đủ chịu lực cắt nên cần phải tính cốt đai cho dầm.

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

=>Bê tông không bị nén vỡ

Chọn cốt đai 10 với a sw 78.54mm2 số nhánh đai n = 3

max

max(1 )

b n b R bt b h s

Tìm được S = min ( Stt , Smax ,Sct ) = ( 415mm; 734mm; 267mm )

 Vậy chọn cốt đai 10 150a số nhánh là 3, bố trí trọng đoạn L/4 gần gối tựa

 Kiểm tra khả năng phá hoại dòn cho cốt đai:

s s s

=>đạt yêu cầu,không xảy ra hiện tượng phá hoại giòn

Kiểm tra khả năng chịu lực khi có cốt đai tham gia:

tt tt tt

s s

A n a

thanh

 Chọn 3 thanh 10 bố trí với khoảng cách

500 166.67( ) 3

Vậy bố trí thép f10 150a

 Thanh thép số 6: chọn và bố trí theo cấu tạo 10 200a

1  IP  6.7 7   Lớp 1 là lớp đất cát pha

 Độ sệt :

0.966.7

d S

Tỷtrọnghạt()

Sứckhángxuyêntĩnh

qc

Kếtquảxuyêntiêuchuẩn

Thô To Vừa Nhỏ Mịn

Đường kính hạt (mm)2-1 1-0,5 0,5-

0,25

0.1

0,25-0,05

0,1-0,01

0,05-0,002

 Tra bảng E.3 TCVN 9352 – 2012 ta nội suy tìm được góc ma sát trong của đất dựavào q c 9MPa  32 80

 Lớp 3 : số hiệu 16 dày 5.1m có các chỉ tiêu cơ lý sau:

Thành phần % tương ứng với các cỡ hạt Độ ẩm

tự

Tỷtrọnghạt

Sứckhángxuyên

Kết quảxuyêntiêu

0,25-0,05

3 /

d S

1.1 Đặc điểm kết cấu

Thi công toàn khối, gần đúng với sơ đồ cột là cột consol, với tiết diện cột

c c

L B    mm , cao trình cầu trục 6.61m, cao trình đỉnh cột 7.61m

1.2 Tải trọng tính toán tại chân cột

 Lớp 1: cát pha dẻo dày 3.1m

 Lớp 2: cát thô chặt vừa dày 4.1m

 Lớp 4: cát pha cứng, chặt dày vô hạn có tính chất xây dựng tốt nhưng ở dưới sâu.Nước ngầm không xuất hiện trong phạm vi khảo sát.

3 CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN ĐÀI

 Chọn chiều sâu chôn đài Hm  2 m , như vậy đài cọc sẽ đặt trong lớp thứ 1

 Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp, áp dụng điều kiện triệt tiêu lực ngang Qtc

min0.7

20.7 tan 45

Q h

Vậy với Hm  2 m , thỏa mãn điều kiện làm việc của đài cọc

4 CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHO VIỆC THI CÔNG VÀ VẬT LIỆU

 Chọn phương án 1 để thi công cọc

 Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông  b 0.9

 Đài móng: được đúc bằng bê tông B20 (M250) có Rbt = 0.88 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông), Rb = 11.0 MPa ( cường độ chịu nén của bê tông), mô đun đàn hồi E  26.5 10  3MPa 2.65 10  7kN m/ 2

 Cốt thép trong đài loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs  280 MPa

 Cốt thép trong đài loại AI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs  225 MPa

 Cọc được đúc bằng bê tông M300, có Rb = 13.0 MPa

 Cốt thép trong cọc loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs  280 MPa

 Cốt thép trong cọc loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs  225 MPa

 Cốt thép cọc chọn 4 20( A s 12.56cm2), cốt đai6

 tb giữa bê tông và đất lấy bằng 2.2 T/m3 = 22 kN/m3

 Lớp bê tông lót M100, dày 100mm

 Thép của cọc neo vào đài 30d (chọn 40d) và đầu cọc nằm trong đài 15cm

 Đài liên kết với cột và cọc là ngàm (xem bản vẽ)

5 CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỌC VÀ ĐOẠN CỌC

 Tiết diện cọc 300x300mm có các đặc trưng:

20.3 0.3 0.09

Chia cọc thành 2 đoạn,mỗi đoạn dài 7m.Nối bằng hàn bản mã

6 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

6.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Qavl   ( R Ab b  R As s)

Trong đó:

280( )

R  MPa

l b

Thay  =16.3 vào (1)=>=0.994

 Q avl (R A b b R A s s) 0.994(11 88744 280 1256) 1320     KN

6.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền

6.2.1 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu vật lý của đất nền

 Sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo đất nền

1

,

c u a

tc

R Q

k



Sơ bộ chọn ktc=1.65(móng có 6 đến 10 cọc) (mục 7.1.11b TCVN 10304-2014)Trong đó:

R c u, : Sức chịu tải cực hạn

R c u,  c.( cq.q Ab bu.cf.f l )i i (mục 7.2.2.1 TCVN 10304-2014) Trong đó :

 =1 : h s làm vi c c a c cc ệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ố ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ủa uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực

cq là h s làm vi c c a đ t dệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ố ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ủa uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ấy như sau: ưới mũi cọc, lấy i mũi c c, l y ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ấy như sau: cq=1.0

qb= 12600kN/m2 cường độ kháng của đất dưới mũi cọc, tra theo bảng 2ng đ kháng c a đ t dộc vào độ mảnh và theo thực ủa uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ấy như sau: ưới mũi cọc, lấy i mũi c c, tra theo b ng 2ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực

Ab – di n tích ti t di n mũi c c => Aệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ết diện mũi cọc => A ệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực b = 0.3 x 0.3 = 0.09m 2

u – chu vi ti t di n ngang thân c c => u = 4d = 4 x 0.3 = 1.2mết diện mũi cọc => A ệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực

fi – cường độ kháng của đất dưới mũi cọc, tra theo bảng 2ng đ s c kháng bên trung bình c a l p đ t th i d c thân c cộc vào độ mảnh và theo thực ứng lấy ủa uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ới mũi cọc, lấy ấy như sau: ứng lấy ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực

cf =1.0 h s làm vi c c a đ t trên thân c c , tra theo b ng 4ệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ố ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ệ số ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ủa uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ấy như sau: ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực

li chi u dài đo n c c n m trong l p đ t th iều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ i ạn cọc nằm trong lớp đất thứ i ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ằm trong lớp đất thứ i ới mũi cọc, lấy ấy như sau: ứng lấy

Chia lớp đất dưới đáy đài thành nhiều lớp có li  2 m và lập thành bảng:

 Sức chịu tải cho phép:

s P a

Qs: Sức chịu tải cực hạn do ma sát bên

Qp: Sực chịu tải cực hạn do mũi cọc

Độ sâugiữalớp (m)

Li(m)

ci(kN/m2)

(độ)

vi

(kN/m2)

1.3 0.4

p c v q

Mũi cọc cắm vào lớp đất 4 là lớp cát pha có  29 50o ,

Tra bảng hệ số sức chịu tải terzaghi ta được:

c

N =37.16 ;N q=22.46;N=19.7

qp= 1.3x5x37.16+(3.1x17.8+4.1x19.2+5.1x18.5+3.2x19)x22.46+0.4x0.3x19x19.7 =6778.52 KN/m2

a s p

b) Theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

 Sức chịu tải cho phép của một cọc đơn (theo công thức Nhật Bản):

1

(0.23

Q  N A u N L N L

Trong đó:

Na=37- chỉ số SPT dưới mũi cọc

Lc=6.3– chiều dày của nhóm đất dính, m

u=1.2m – chu vi của tiết diện cọc

Ap=0.09m2

=30 – hệ số, thi công bằng phương pháp đóng

 

3

1

30 37 0.09 1.2 (0.2 27 9.2 21 6.3)3

a

Q

106.092( ) 1060.92(T  kN)

 Vậy sức chịu tải của cọc tìm được:

7 CHỌN SỐ LƯỢNG CỌC VÀ BỐ TRÍ CỌC TRONG ĐÀI

 Số lượng cọc sơ bộ tìm được

9463.63

1060.92

tt sb

c tt

a

N n

 Kích thước của đài cọc là: L B d d 3300 3300 mm

8 KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

8.1 Kiểm tra cọc chịu lực dọc

 Tổng tải trọng lên đúng trọng tâm của hệ cọc và trọng tâm đáy đài cọc:

Bảng: kết quả tính toán phản lực đầu cọc

8.2 Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc

 Sức chịu tải của nhóm cọc: h óm

9 KIỂM TRA ỨNG SUẤT TẠI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC

9.1 Xác định kích thước khối móng quy ước

 Từ mép cọc ngay dưới đáy đài, ta hạ một góc  xuống dưới mặt phẳng mũi cọc,

i i tb

i

l l

 Chiều rộng khối móng quy ước:

 Chiều cao khối móng quy ước: H qu  2 14 16( ) m

 Diện tích khối móng quy ước:

27.00 7.00 49( )

qu qu qu

Momen chống uốn khối móng quy ước:

m3

9.2 Xác định trọng lượng khối móng quy ước

 Khối lượng đất trong móng quy ước:

9.3 Kiểm tra ổn định nền dưới khối móng quy ước

 Tải trọng quy về đáy khối móng quy ước

9463.631.15 1.15 14368.83 22598.07

tt y tc qu

98.079

tc qu tc

ax

2 min

469.67( / ) 1.2 1.2 1753.95 2104.74( / )452.70( / ) 0

10 TÍNH LÚN MÓNG QUY ƯỚC THEO TỔNG PHÂN TỐ

Đất nền được chia thành các lớp với chiều dày thỏa điều kiện:

mChọn hi=1m

11

z b





 

 tra bảng Với L=7 ; b=7 ; L/b=1

 Ứng suất bản thân của các lớp đất : zi bt h i

gl z

Pa)

gl tb

(kPa)

P2(kPa)

9 0.592 0.586 0.38

2 2 2 0.286 0.891 327.05 317.55 153.38 160.26 477.81 0.59 0.586 0.25

S=1.01cm < Sgh=8cm =>Thỏa điều kiện lún.

11 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN XUYÊN THỦNG CỦA ĐÀI

 Vẽ tháp xuyên th ng nghiêng góc 45ủa uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực 0 ta th y tháp xuyên bao trùm lên cácấy như sau:

đ u c c, do đó đài không b đâm th ng.ầu cọc, do đó đài không bị đâm thủng ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực ị đâm thủng ủa uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực

V y ch n hd=1.5mậy chọn hd=1.5m ọc phụ thuộc vào độ mảnh và theo thực

12 TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP CHO ĐÀI CỌC

 Bố trí cốt thép theo phương cạnh dài cổ cột (phương X)

Xét mặt cắt I-I:

3753.23 10

10638.41( )0.9 0.9 280 1400

I I SI

Vậy chọn thép 25 150a để bố trí thép cho đài cọc theo phương cạnh dài cổ cột

12.1 Bố trí cốt thép theo phương ngắn cổ cột (phương Y)

 Xét mặt cắt II-II:

3612.28 10

10239( )0.9 0.9 280 1400

II II SII

Vậy chọn thép 25 150a để bố trí thép cho đài cọc theo phương cạnh ngắn cổ cột

13 KIỂM TRA CỌC KHI VẬN CHUYỂN VÀ THI CÔNG

13.1 Tính cốt thép dọc trong cọc trong điều kiện vận chuyển

0.9 0.9 280 250

ch m

13.2 Tính cốt thép dọc trong cọc trong điều kiện lắp dựng

0.9 0.9 280 250

ch m

Vậy cốt thép đã chọn lúc đầu thỏa điều kiện

84.38( )280

moc s