ĐỒ ÁN NÓNG
GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NỀN MÓNG -- ĐỀ BÀI : THIẾT KẾ NỀN MÓNG CHO MỘT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG THEO CÁC SỐ LIỆU 1.Sơ đồ mặt bằng :Vẽ lại hình. 2.Kích thước cột: 35 x 50 (cm 2 ) 3.Tải trọng tính toán : ( số 21) TẢI TRỌNG CỘT GIỮA CỘT BIÊN N(T) M(Tm) Q(T) N(T) M(Tm) Q(T) Tổ hợp cơ bản 85,50 2,22 1,25 75,35 2,46 2,00 Tổ hợp bổ sung 96,80 3,2 1,80 85,80 3,80 2,50 4.Kết quả thí nghiệm nén lún: (số: 35-14-5) Số Lớp đất Hệ số rỗng e i ứng với các cấp áp lực P i (Kg/cm 2 ) P 0 =0 P 1 =1 P 2 =2 P 3 =3 P 4 =4 16 Sét 0674 0,643 0,622 0,610 0,600 9 Á cát 0,604 0,656 0,535 0,512 0,500 8 Cát hạt trung 0,684 0,674 0,650 0,634 0,622 5.Kết quả thí nghiệm đất: (số: 35-14-5) Số Lớp đất Chiều dày (m) Tỷ trọng () Dung trọng e (g/cm 3) Độ ẩm tự nhiên w(%) Giới hạn nhão w nh (%) Giới hạn dẻo w d (%) 1 tc (độ) C 1 tc (kg/cm 2 ) 35 Sét 3 2,69 1,96 22 37 17 16 0,03 14 Á cát 4 2,66 1,99 20 23 17 22 0,18 5 Cát hạt trung ∞ 2,64 1,96 25 - - 30 0,30 PHẦN 1:SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH VÀ ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN 1.Đánh giá tình hình nền đất : 1.1.Lớp 1 : Sét (dày 3m) Chỉ số dẻo: =−= dnh wwA 37-17 =20 Chỉ số sệt: = − = A ww B d 22 17 0,25 20 − = 0<B ≤1 => Đất á cát ở trạng thái dẻo Độ bảo hòa nước: = ∆ = 0 1 01,0 e w G 0,01 22 2,69 0,674 × × = 0,878 G 1 =0,878>0,8 => Đất sét ở trạng thái bão hòa nước 1.2. Lớp 2: Á cát (dày 4m) SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -1- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng Chỉ số dẻo: =−= dnh wwA 23-17= 6 Chỉ số sệt: = − = A ww B d 20 17 6 − = 0,5 0<B ≤1 => Đất á cát ở trạng thái dẻo Độ bão hòa nước: = ∆ = 0 01,0 e w G 0,01 20 2,66 0,604 × × = 0,88 G =0,88>=0,8 => Đất á cát ở trạng bão hoà nước .3. Lớp 3: cát hạt trung (dày vô cùng) Độ bão hòa nước: = ∆ = 0 01,0 e w G 0,01 25 2,64 0,684 × × = 0,964 G=0,964>0,8 => Đất á cát hạt vừa ở trạng thái bão hoà nước. Trạng thái: cát hạt trung có e 0 =0.684 (0.55<=e<=0.7) đất cát ở trạng thái chặt vừa. 2.Mặt cắt địa chất công trình: H=4m H=m L?p 1: sét L?p 2: Á cát L?p 3: Cát h?t trung H=3m 3.Đề xuất phương án thiết kế móng: * Phương án thứ nhất - Thiết kế và tính toán móng nông BTCT + Móng cho cột giữa + Móng cho cột biên *Phương án thứ hai - Thiết kế và tính toán móng cọc đài thấp + Móng cho cột giữa SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -2- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng + Móng cho cột biên PHẦN 2:THIẾT KẾ MÓNG NÔNG CỘT GIỮA (MÓNG M 1 ) 2.1.Chọn vật liệu làm móng:Là bê tông cốt thép - Chọn bê tông: Mác 200 có + Cường độ chịu kéo: 2 75( / ) k R T m= + Cường độ chịu nén: 2 850( / ) n R T m= - Chọn cốt thép. + Chọn thép làm thép đai là CI có 2 17500( / ) k R T m= + Chọn thép làm thép chịu lực: 2 28000( / ) k R T m= 2.2.Chọn chiều sâu chôn móng : Theo giả thiết mạch nước ngầm cách mặt đất thiên nhiên 3.0m. Dựa điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn,tải trọng công trình tác dụng và điều kiện thi công.Ta chọn chiều sâu chôn móng h m = 1,6m. 2.3.Sơ bộ xác định diện tích đáy móng theo áp lực tiêu chuẩn của đất nền R tc ( 45-78): Dùng tải trọng tiêu chuẩn: 85,50 71,25( ) 1,2 tt tc tb N N T n = = = 2,20 1,83( . ) 1,2 tt tc y tb M M T m n = = = 1,25 1,04( ) 1,2 tt tc x tb Q Q T n = = = a) Chọn chiều sâu chôn móng: h=1,6(m) b) Chọn sơ bộ kích thước bề rộng móng b=1,5(m) c) Xác định cường độ tiêu chuẩn của đất nền Tính áp lực tiêu chuẩn của đất nền theo TCXD (45-78) ( ) ' 1 2 . . . . . . tc tc tc m m R A b B h D c k γ γ = + + Trong đó: + m 1 , m 2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của đất nền và của công trình tác dụng qua lại với nền, tra theo PL 2.1 sách nền và móng Lê Xuân Mai xuất bản năm 2010. (m 1 =1.2, m 2 =1.1) + tc k là hệ số tin cậy,chọn tc k =1,1 + 0 16 = tc ϕ ⇒ A=0,36; B=2,43; D=5,00 + ' , γ γ là dung trọng đất đáy móng và đất từ đáy móng trở lên. ' , γ γ =1,94g/cm3=1,94T/m3 + tc C :lục dính tiêu chuẩn của đất dưới đáy móng. tc c =0,25KN/cm2 = 2,5(T/m2) Thay vào công thức ta có: SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -3- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng ( ) 1,2 1,1 0,36.1,5.1,94 2,43.1,6.1,94 5.2,5 25,308 1,1 tc R × = + + = (T/m2) d) Xác định sơ bộ kích thước đáy móng: 0 71,25 3,27 . 25,308 2,2.1,6 tc tc tb m N F R h γ ≥ = = − − (m2) 3,27 3,27 2,18( ) 1,5 a m b ≥ = = Kết hợp điều kiện 1,5( ) . 2( ) (1;1,3) b m a b a m α α = = <=> = = Kết luận: Kích thước đáy móng thoả mãn điều kiện, tạm thời có thể chấp nhận 2.4. Kiểm tra lún, quyết định kích thước mặt bằng móng 2.4.1 Xác định áp lực gây lún P gl = m tc tb h ×− γσ Trong đó tc tb σ = F N tc ∑ = m tc h F N ×+ γ P gl = ( ) ( ) 71,25 2,2 1,94 1,6 24,166 3 tc tb m N h F γ γ + − × = + − × = (T/m 2 ) 2.4.2.Chia nền đất dưới đáy móng thành n lớp phân tố: Chia nền đất dưới đáy móng thành n lớp phân tố với chiều dày )(6,05,14,04,0 mbh i =×== Chọn h i =0,5 (m) 2.4.3.Xác định ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra: iim d zi hh ∑ += . . γγσ Trong đó : h i là chiều dày lớp phân tố thứ i. i là dung trọng lớp đất thứ i (Nếu lớp đất trong mực nước ngầm thì dùng dn của lớp đất đó) . Với γ dn = e n + −∆ 1 )1( γ Lớp 1: γ dn1 = 1 (2,69 1) 1 0,674 × − + = 1,009 (g/cm 3) Lớp 2: γ dn2 = 1 (2,64 1) 1 0,604 × − + = 1,034 (g/cm 3 ) Lớp 3: γ dn3 = 1 (2,64 1) 1 0,684 × − + = 1,022 (g/cm 3 ) 2.4.4.Xác định ứng suất gây lún ở lớp đất thứ i do tải trọng ngoài gây ra: 0 2 . p gl gl k σ σ = Với k 0 là hệ số phụ thuộc vào tỷ số α b a = và b z2 ;ở đây z là độ sâu kể từ đáy móng của các lớp đất thứ i . 2.4.5.Xác định chiều sâu vùng chịu nén Ta tiến hành xác định chiều sâu Ha (m) dựa vào điều kiện 0,2 bt i γ γ δ δ ≤ SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -4- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng 2.4.6.Tính độ lún của các lớp đất phân tố (Si). ∑∑ + − == i i ii i h e ee SS 1 21 1 Trong đó: 1i e là hệ số rỗng ứng với cấp áp lực 1i Ρ được xác định dựa vào đường cong nén lún, phụ thuộc vào giá trị 1i Ρ 1i Ρ = 1 2 bt bt i zi γ δ δ − + 2i e là hệ số rỗng ứng với cấp áp lực 2i Ρ được xác định dựa vào đường cong nén lún phụ thuộc vào giá trị 2i Ρ 2i Ρ = 1i Ρ + 1 2 bt bt i zi γ δ δ − + 2.5.7.Tính độ lún cuối cùng của móng. 1 n tt i S Si = = ∑ Lớ p Đất i Z (cm ) 2 i z b a/b 0i K bt zi δ (kg/ 2 cm ) 1i Ρ (kg/ 2 cm ) 1i e zi δ (kg/ 2 cm ) 2i p (kg/ 2 cm ) 2i e ( ) i S cm Sét H= 0 0,00 1,33 0,2500 0,294 0,343 0,441 0,664 0,660 1,208 1,487 1,355 0,635 0,636 0,871 50 0,66 1,33 0,2235 0,392 1,080 0,723 100 1,33 1,33 0,1548 0,490 0,748 0,663 150 2,00 1,33 0,1004 0,588 0,485 0,212 Á Cát 200 2,67 1,33 0,0679 0,640 0,328 0,458 250 3,33 1,33 0,0506 0,692 0,245 0,152 300 4,00 1,33 0,0397 0,744 0,192 0,091 350 4,67 1,33 0,0286 0,796 0,138 0,061 400 5,33 1,33 0,0214 0,848 0,103 0,061 450 6,00 1,33 0,0178 0,900 0,086 SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -5- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng 0,294 0,392 0,490 0,640 0,692 0,588 0,744 0,796 0,848 1,208 1,080 0,748 0,485 0,328 0,245 0,192 0,138 0,103 0,086 0,900 1500 1500 3000 Sét h=3m Á cát h-4m 3,868( ) i S cm= ∑ Từ kết quả tính toán ta thấy tại độ sâu H=150+450=600(cm) ta có: 2 0,086( / ) 0,2 0,2.0,900 0,18( / 2) bt zi zj KG cm KG cm σ σ = < = = Nên ta chọn chiều sâu chịu nén là Ha=450(cm) (tính từ đáy đài) Vì 3,868( ) i S cm= ∑ < [ ] gh S =8cm nên thoải mản điều kiện về lún. 2.5. Kiểm tra nền theo trạng thái giới han 1 : 2.5.1.Kiểm tra sức chịu tải của nền: Vì nền đất dưới đáy móng không phải là nền đá,nền cát rất chặt.Vì vậy ta không cần kiểm tra sức chịu tải của nền. 2.5.2 Kiểm tra ổn định lật: Ta có: min tc σ =23,915(T/m2)>0 nên ta không cần phải kiểm tra ổn định lật. 2.5.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang. Ta có: tải trọng ngang tt o Q =1,25(T.m).khá nhỏ so với tải trọng đứng 0 85,50( ) tt N T= .Vì vậy ta không cần kiểm tra ổn định trượt ngang. 2.6.Chiều cao móng: o h h c= + SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -6- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng Vì đây là móng bê tông cốt thép,nên chiều cao của móng cần xác định phải đảm bảo độ bền chốn chọc thủng do tác dụng của ứng suất kéo chính gây ra. Chiều cao của móng o h h c= + 0 h :chiều cao làm việc của móng C: chiều dày lớp bê tông bảo vệ. Số liệu tải trọng: Ta sử dụng tải trọng tính toán,tổ hợp bổ sung để tính chiều cao móng. 0 96,80 tt N = (T) ; 3,20 tt o M = (T.m) ; 0 1,80 tt Q = (T) Số liệu kích thước + Kích thước cột: 0,35( ) c a m= ; 0,5( ) c b m= + Kích thước đáy móng: a= 2 (m); b=1,5(m) Điều kiện chọc thủng: .75,0 ≤ cth P 0 . . k tb R u h (*) Trong đó:+ cth P :Lực chọc thủng tính toán bằng hiệu số giữa lực dọc tính toán N tt và phản lực nền trong phạm vi đáy tháp chọc thủng + R k =75 (T/m2) vì chọn bê tông mác 200 Ta có 0 . tt tt tt ct tb ct P N F σ = − (*) Với 2 0 96,80 32,267( / ) . 2.1,5 tt tt tb N T m a b σ = = = ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 0 .* 2 2 0,35 2 0,5 2 ct ct ct c c F a b a h b h h h= = + + = + + Thay (*) vào phương trình ta có: ( ) ( ) 0 0 96,80 32,267* 0,35 2 0,5 2 tt ct P h h= − + + + tb u : Chu vi trung bình của tháp chọc thủng,được xác định ê 2 tr n d tb u u u + = Với: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 0 0 2 2 0,35 0,5 1,7( ) 2 2 2 2 2 0,85 4 1,7 2 0,85 4 ) 1,7 4 2 tr c c d ct ct c c tb u a b m u a b a h b h h h u h = + = + = = + = + + + = + + + = = = + Thay các giá trị vào phương trình(*) ta có: ( ) ( ) ( ) 0 0 0 0 96,80 32,127 0,35 2 0,5 2 0,75.75. 1,7 4 *h h h h− + + ≤ + 2 0 0 0 0 350,508 150,24 91,177 0 0,33 0,76 h h h h + − ≥ ≥ ≤ − Chọn 0 h 0,33≥ - Kết hợp với yêu cầu cấu tạo ta chọn 0 h =0,55(m) Vậy chiều cao của móng là 0 0,55 0,05 0,6( )h h c m= + = + = Với c chiều dỳ lớp bê tông bảo vệ, chọn c=0,05 2.7: Tính toán và bố trí cốt thép cho móng. Diện tích tiết diện cốt thép được xác định theo công thức. SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -7- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng Oaa tt a hRm M f 9,0 ≥ h 0 :chiều cao làm việc của cốt thép,có h 0 =0,55(m) R a :cường độ của cốt thép CII,có R a =280(MPa)=28000(T/m 2 ) 2 )(125,0 c tt tb tt II aabM −××= − σ 0 96,80 32,127 2 1,5 tt tt tb N a b σ = = = × × (T/m 2 ) 2 0,125 32,127 1,5(2 0,35) 16,399 tt I I M − = × × − = (T.m) Diện tích cốt thép đặt vuông góc với tiết diện I-I: 4 16,399 12,45 10 0,9 0,95 28000 0,55 I I a f − − = = × × × × (m 2 ) =12,45(cm 2 ) Diện tích cốt thép đặt vuông góc với tiết diện II-II: 2 )(125,0 c tt tb tt IIII bbaM −××= − σ 0 96,80 32,127 2 1,5 tt tt tb N a b σ = = = × × (T/m 2 ) 2 0,125 32,127 2(1,5 0,5) 8,031 tt II II M − = × × − = (T.m) 4 8,031 6,09 10 0,9 0,95 28000 0,55 II II a f − − = = × × × × (m 2 )=6,09(cm 2 ) *Chọn và bố trí cốt thép: -Theo phương cạnh a: chọn thép 12 có diện tích: 006.0006.014.3 ××= f a =0,000113(m 2 ) = 1,13(cm 2 ) số thanh thép: n a = f F a II a − = 12,45 1,13 =11,017 thanh, chọn 12 thanh Khoảng cách giữa 2 cốt thép liên tiếp: 150 2 5 11 a − × = = 15,45cm.Chọn a= 160(mm) - theo phương cạnh b: diện tích của thép 10 là: 005.0005.014.3 ××= f a =0.00008(m 2 ) =0.8(cm 2 ) số thanh thép: n a = f F a IIII a − = 6,09 0,8 =7,612 thanh, chọn 8 thanh Khoảng cách giữa 2 cốt thép liên tiếp: 150 2 5 7 a − × = = 24,28cm.Chọn a=250(mm) SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -8- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng PHẦN 3:THIẾT KẾ MÓNG NÔNG CỘT BIÊN (MÓNG M 2 ) 2.1.Chọn vật liệu làm móng:Là bê tông cốt thép - Chọn bê tông: Mác 200 có + Cường độ chịu kéo: 2 75( / ) k R T m= + Cường độ chịu nén: 2 850( / ) n R T m= - Chọn cốt thép. + Chọn thép làm thép đai là CI có 2 17500( / ) k R T m= + Chọn thép làm thép chịu lực: 2 28000( / ) k R T m= 2.2.Chọn chiều sâu chôn móng : Theo giả thiết mạch nước ngầm cách mặt đất thiên nhiên 3.0m. Dựa điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn,tải trọng công trình tác dụng và điều kiện thi công.Ta chọn chiều sâu chôn móng h m = 1,6m. 2.3.Sơ bộ xác định diện tích đáy móng theo áp lực tiêu chuẩn của đất nền R tc ( 45-78): Dùng tải trọng tiêu chuẩn: 75,35 62,79( ) 1,2 tt tc tb N N T n = = = 2,46 2,05( . ) 1,2 tt tc y tb M M T m n = = = 2,00 1,67( ) 1,2 tt tc x tb Q Q T n = = = a) Chọn chiều sâu chôn móng: h=1,6(m) b) Chọn sơ bộ kích thước bề rộng móng b=1,5(m) c) Xác định cường độ tiêu chuẩn của đất nền Tính áp lực tiêu chuẩn của đất nền theo TCXD (45-78) ( ) ' 1 2 . . . . . . tc tc tc m m R A b B h D c k γ γ = + + Trong đó: + m 1 , m 2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của đất nền và của công trình tác dụng qua lại với nền, tra theo PL 2.1 sách nền và móng Lê Xuân Mai xuất bản năm 2010. (m 1 =1.2, m 2 =1.1) + tc k là hệ số tin cậy,chọn tc k =1,1 + 0 16 = tc ϕ ⇒ A=0,36; B=2,43; D=5,00 + ' , γ γ là dung trọng đất đáy móng và đất từ đáy móng trở lên. ' , γ γ =1,94g/cm3=1,94T/m3 + tc C :lục dính tiêu chuẩn của đất dưới đáy móng. tc c =0,25KN/cm2 = 2,5(T/m2) SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -9- GVHD: Phạm Văn Ngọc Đồ án môn học: Nền Móng Thay vào công thức ta có: ( ) 1,2 1,1 0,36.1,5.1,94 2,43.1,6.1,94 5.2,5 25,308 1,1 tc R × = + + = (T/m2) d) Xác định sơ bộ kích thước đáy móng: 0 75,35 3,03 25,308 2,2.1,6 . tc tc tb m N F R h γ ≥ = = − − (m2) 3,03 3,03 2,026( ) 1,5 a m b ≥ = = Kết hợp điều kiện 1,5( ) . 2( ) (1;1,3) b m a b a m α α = = <=> = = Vậy kích thước sơ bộ: a=2(m):b=1,5(m) Kiểm tra điều kiện nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn: ≤ ≤ tctc tctc tb R R 2,1 max σ σ Trong đó: 0 62,79 2,2 1,6 24,45 1,5 2 tc tc tb tb h F N γ σ = + × = + × = × (T/m 2 ) )1( 66 minmax, 0 b e a e F GN tc ba tc ±±= + σ (T/m 2 ) (e b =0, e a = 2,05 1,67 1,6 0,064 62,79 2,2 1,6 1,5 2 M N + × ∑ = = ∑ + × × × (m) <a/6=0,33(m) lệch tâm bé) ⇒ { max min 62,79 2,2 1,6 1,5 2 6 0,064 29,144( / 2) max,min 19,756( / 2) 2 1,5 2 (1 ) T m tc T m σ σ σ + × × × × = = × = ± = Kiểm tra điều kiện: max 29,144 1.2 34,973 19,756 25,308 tc tc tc tc tb R R σ σ = ≤ = = ≤ = Kết luận: Kích thước đáy móng thoả mãn điều kiện, tạm thời có thể chấp nhận 2.4. Kiểm tra lún, quyết định kích thước mặt bằng móng 2.4.1 Xác định áp lực gây lún P gl = m tc tb h ×− γσ Trong đó tc tb σ = F N tc ∑ = m tc h F N ×+ γ P gl = ( ) ( ) 62,79 2,2 1,94 1,6 21,346 3 tc tb m N h F γ γ + − × = + − × = (T/m 2 ) 2.4.2.Chia nền đất dưới đáy móng thành n lớp phân tố: Chia nền đất dưới đáy móng thành n lớp phân tố với chiều dày )(6,05,14,04,0 mbh i =×== Chọn h i =0,5 (m) SVTH: Nguyễn Xuân Hòa Lớp: 33X3KT -10- . trượt ngang. Ta có: tải trọng ngang tt o Q =1,25(T.m).khá nhỏ so với tải trọng đứng 0 85,50( ) tt N T= .Vì vậy ta không cần kiểm tra ổn định trượt ngang.. ××= f a =0,000113(m 2 ) = 1,13(cm 2 ) số thanh thép: n a = f F a II a − = 12,45 1,13 =11,017 thanh, chọn 12 thanh Khoảng cách giữa 2 cốt thép liên tiếp: