THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NỀN MÓNG-ĐH BACH KHOA TPHCM

Mẫu thuyết minh đồ án môn học nền móng- ĐH Bách Khoa TPHCM

I-THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT:

Công trình : Khu Nhà Ở Tân Qui ĐôngĐịa điểm : Phường Tân Phong – Quận 7 – TP.Hồ Chí Minh Công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế xây dựng công trìnhKhu Nhà Ở Tân Qui Đông tại địa điểm Phường Tân Phong – Quận 7 – TP.HCM đãđược thực hiện từ ngày 25-08-2000 đến 30-08-2000

Khối lượng đã khảo sát gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 35.0m Tổng độ sâu đã khoan là105m với 53 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng vàthí nghiệm sát địnhtính chất cơ lý của các lớp đất

1 Mục đích thống kê:

Sau khi có được các giá trị từ thí nghiệm, ta thấy có rất nhiều số liệu từ nhiều mẫuđất khác nhau, vì vậy, ta phải tiến hành thống kê để có được các giá trị phục vụ chotính toán nền móng

Thống kê là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng, đòi hỏi sựcẩn thận cao

Bước 3: Loại bỏ sai số ra khỏi tập hợp khi :

Với được tính như sau :

Nếu số lượng mẫu thí nghiệm n > 25

Nếu số lượng mẫu thí nghiệm n ≤ 25

là tiêu chuẩn thống kê, lấy theo số lượng mẫu thí nghiệm, ta tra bảng sau :

Bảng 1: Bảng thống kê chỉ số ν với độ tin cậy 2 phía α= 0.95

Số lượng mẫu n Giá trị v Số lượng mẫu n Giá trị v Số lượng mẫu n Giá trị v

Tính giá trị tiêu chuẩn Atc cho mỗi lớp đất:

Bước 6 : Tính toán giá trị tính toán cho mỗi lớp đất (page 28 tcxd45-78) :

Xác định với số mẫu n>= 6 phụ luc I page113 tcxd 45-78 )

Đối với cường độ nén một trục Rc (Qc) và dung trọng γ :

Trong đó : tα : hệ số phụ thuộc vào độ tin cậy = 0.95 (Khi tính nền theo cường

độ ) và (Khi tính nền theo biến dạng ) số bậc tự do n-1

n i

i tc tc

Đối với C, φ : , Với

Trong đó là hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α (điều 3.15 page 29 tcxd 45-78)

Khi tính nền theo biến dạng thì Khi tính nền theo cường độ thì

Bảng 3 : Bảng tra

3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.3.

b- Dung trọng đẩy nổi:

1 1-1 4.56 0.452631579 0.204875346 Nhận

2 1-3 4.76 0.252631579 0.063822715 Nhận

3 1-5 4.72 0.292631579 0.085633241 Nhận

1 1-3 4.76 0.213571429 0.04561276 Nhận

2 1-5 4.72 0.253571429 0.06429847 Nhận

3 1-7 5.01 0.036428571 0.00132704 Nhận

|γ i – γ tb | < ν x σ CM = 0.954819472 Thỏa

Giá trị tiêu chuẩn γ tc 19.042 KN/m 3

Giá trị tính toán γ tt : TTGH 1:

b- Dung trọng đẩy nổi

1 1-21 9.57 0.33090909 0.109500826 nhận

STT Số Hiệu Mẫu W % |W i – W tb | | W i – W tb | 2 Ghi chú

Giá trị tiêu chuẩn γ tc 19.537 KN/m 3

b- Dung trọng đẩy nổi

Lấy I L trung bình của 3 mẫu: 1-19, 2-19, 3-19 :

STT Số Hiệu Mẫu γ (KN/m 3 ) |γ i – γ tb | (KN/m 3 ) |γ i – γ tb | 2 Ghi chú

b- Dung trọng đẩy nổi.

STT Số Hiệu Mẫu γ (KN/m 3 ) |γ i – γ tb | (KN/m 3 ) |γ i – γ tb | 2 Ghi chú

Giá trị tiêu chuẩn I L 0.163 _

Bảng : THỐNG KÊ CÁC CHỈ TIÊU CỦA CÁC LỚP ĐẤT.

Lớp đất Đại lượng Đơn vị Giá trị Giá trị tính toán

Tiêu chuẩn Theo TTGH I Theo TTGH II

min max min max

Giá trị tính toán tại chân cột.

III XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC ĐÁY MÓNG BĂNG:

Chiều dài mỗi đầu thừa : lthừa=1/5lnhịp÷1/3 lnhịp =0.84 m÷1,4 m

Chọn lthừa = 1m

Tổng chiều dài móng băng: L=26.4 m

Khoảng cách đáy móng đến mực nước ngầm: 5.5-2.5 =3 m

Vậy không cần xét đến ảnh hưởng của nước ngầm đến sức chịu tải

Trong đó: c=15.1 kN/m2

A=0.29 ; B=2.17; D= 4.69 (Tra bảng ứng với φ=14º30’)

Df =2.5 mγ= 18.85 kN/m3

m1=1.2; m2=1.0

ktc=1.0 ( Số liệu lấy từ thí nghiệm)γ* =18.85 KN/m3 ta lấy lớp 2a

Kiểm tra điều kiện cho móng

- Tải trọng tập trung tại tâm đáy móng:

∑Ntc = 5657.74 KN

∑Htc = 16.70 KN

∑Mtc = 81.70 KNm

Gỉa sử chiều cao dầm móng là h =0.7 m

Kiểm tra điều kiện ổn định:

KN/m2 < Rtc

Vậy móng băng thoả điều kiện ổn định

Kiểm tra điều kiện lún ( theo phụ lục 3 page 113 tcxd 45-78 )

m (m

) 1

0 0.0 0.00 1 115.02

9 47.125 50.895 164.30

8

0.694 6

0.699 4

0.698 2

0.696 9

0.695 7

0.694 5

0.701 2

0.700 2

0.699 3

Sơ đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún:

→ hob=hb-a=0.2 m

Kiểm tra theo điều kiện xuyên thủng cho 1m dài móng

Kiểm tra nén thủng theo công thức :( điều 6.2.5.4 TCXD 356-2005)

α=1với bê tông nặng

Vậy kích thước móng đã chọn thỏa điều kiện xuyên thủng

775

momen tĩnh tiết diện đối với trục tại đáy móng:

Momen tĩnh tiết diện móng băng :

Diện tích tiết diện:

Suy ra chiều cao trọng tâm tính từ đáy móng:

Hệ số nền

Mođule dàn hồi của bê tông E=27000 Mpa

Qui tải trọng tại chân cột về trục tiết diện chữ T Khoảng cách a= 0.474 m

BIỂ U ĐỒ MOMENT (KNm)

BIỂ U ĐỒ LỰC CẮ T (KN)

BẢNG TỔNG HỢP GIÁ TRỊ MOMENT LỚN NHÁT TẠI TIẾT DIÊN GỐI VÀ NHỊP.

Moment(KNm) 259.46 325.41 581.98 584.34 330.88 249.62

Moment(KNm) -354.32 -354.82 -271.74 -349.42 -352.69

+ Kiểm tra điều kiện bản móng không cần đặt cốt đai:

Vậy bản móng không cần đặt cốt đai

VI -TÍNH CỐT THÉP

- Bê tông B20 giả sử γbi= 1

- Cốt thép loai AIII: Rs= 365 MPa giới hạn chảy Ra= 390MPa

* Cốt thép theo phương ngang:

Tính toán cho 1 m dài móng:

Bố trí thanh Φ14 a=200( 7.7 cm2/1m) dọc 1 m dài móng

Tính toán bố trí cốt đai:

Chọn cốt thép loai AII có R sw = 225 Mpa Giới hạn chảy R a = 300 MPa

Cốt đai φ8 có diện tích tiết diện asw=50 mm2

Cốt đai 3 nhánh (n=3)

- Trong đọan L/4 xung quanh cột:

Lực cắt lớn nhất trong dầm móng: Qmax= 595.33 (KN)

Theo điều 6.2.3.4 p.104 tcxd 356-2005

Đối với cấu kiện bê tông cốt thép không có cốt thép đai chịu lực cắt, để đảm bảo

độ bền trên vết nứt xiên cần tính toán đối với vết nứt xiên nguy hiểm nhất theođiều kiện:

(1)

c : là hình chiếu bằng của tiết diện nghiêng đang xét c ≤ 2h0

Trong đó: vế phải của công thức (1) lấy không lớn hơn vàkhông nhỏ hơn với bê tông nặng φb3 =0.6 ; φb4 =1.5

=>

=> Điều kiện không có cốt thép đai chịu lực cắt

Trong đó

φn: Hệ số xén đến lực dọc (φn=0)

=>Qb < Qmax nên phải bố trí cốt đai theo tính toán

Tính toán khoảng cách cốt đai:

Hệ số xét đến ảnh hưởng của cánh chịu nén trong tiết diện chữ T,

-Do cốt đai tính toán bố trí quanh cột mà tại đó tiết diện chữ T có cánh bị kéo nên

φf =0

Vậy trong đọan L/4 xung quanh cột đặt cốt đai theo khỏang cách S = 100 mm

- Trong đoạn từ L/4 đến 3L/4 quanh cột: chọn theo cấu tạo s=200mm

* Kiểm tra ứng suất nén chính:

trong đó:

Hệ số được xác định theo công thức: (74)

trong đó:

: đối với bê tông nặng : 0,01

Vậy dầm không bị phá hoại do ứng suất nén chính

PHẦN 3 TÍNH TOÁN MÓNG CỌC

I SỐ LIỆU TÍNH TOÁN MÓNG

Bêtông B25: R b = 11500 kN/m2; R bt = 900 kN/m2; E= 27x10 6 kN/m2 Cốt thép nhóm AII có Rs=280MPa, E = 210x10 6 kN/m2

Tải trọng tính toán:

Số liệu địa chất 2B

Bảng : THỐNG KÊ CÁC CHỈ TIÊU CỦA CÁC LỚP ĐẤT

Lớp đất Đại lượng Đơn vị Giá trị

Tiêu chuẩn

Giá trị tính toán Theo TTGH I Theo TTGH II

min max min max 1

Chọn 4 đoạn cọc có chiều dài mỗi đoạn cọc là L=10 m

- Đoạn cọc ngàm vào đài móng: 0.6 m gồm: đoạn neo vào đài là 0.1 m, đoạn đập đầu cọc 0.5 m

Chiều sâu mũi cọc z mũi=10 x 4-0.6+ 2=41.4 m

Tiết diện cọc: 400mm x 400mm

- Giả định hàm lượng thép là µ= 0.8%

* - SỨC CHỊU TẢI CHO PHÉP CỦA CỌC

a- Sức chịu tải theo vật liệu.

Trong đó φ là hệ số uốn dọc, được xác định như sau

- TH1: Khi thi công đóng cọc

Với l1 được tính từ đỉnh cọc đến đáy lớp đất yếu, do lớp đầu tiên là lớp bùn sét trạng thái rất mềm là lớp đất yếu

- TH2: khi cọc chịu tải công trình, ѵ=0.5

Moment quán tính tiết diện ngang của cọc:

Bê tông B25 có Eb =30x 106 ( KN/m2)

Chiều rộng qui ước của cọc: (d < 0.8 m)

Xác định hệ số nền qui ước: (theo tiêu chuẩn xây dựng 205:1998)

K=5000KN/m4

Hệ số biến dạng

- Chọn

Hệ số φ được xác định theo công thức:

b-Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền.

22÷23.1 22.55 1.1 0.354 0.97 49.9 53.242c

c- Sức chịu tải cho phép theo đặc trưng cơ học đất nền:

FSs: hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên: 1.5-2.0

FSp: hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc: 2.0-3.0Xác định sức chịu tải cực hạn do ma sát xung quanh cọc:

fsi: thành phần ma sát đơn vị giữa cọc và lớp đất thứ i (kN/m2)

σ’vi:ứng suất bản thân đất nền tại chính giữa lớp đất thứ i (kN/m2)

ca,φa=cI,φI đất nền đối với cọc bê tông cốt thép hạ bằng phương pháp đón lấy

li: chiều dày lớp đất thứ i (m)

Lớp z (m) li (m) (kN/mCI 2) tanΦI γsub

(kN/m3)

σvi’(kN/m2) ksi fsi

d- Sức chịu tải theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).

Trong đó:

Na : Chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc Na =14

Ap: diện tích tiết diện mũi cọc Ap=0.16m2

Nc: Chỉ số SPT của đất dính bên thân cọc

Lc: chiều dài phần cọc nằm trong lớp đất dính

Ns: Chỉ số SPT của lớp đất rời bên thân cọc Ns=0

Ls: chiều dài phần cọc nằm trong lớp đất rời: Ls=0

u: chu vi cọc u=1.6m

α=30 đối với cọc đóng

Sức chịu tải cho phép cọc: Q a =min[Q vl ,Q a1 ,Q a2 ,Q a3 ]=1251.09 kN.

III CHỌN SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC

Trong đó: n: số cọc

β: hệ số xét đến ảnh hưởng của momen và lực ngang (k=1.2÷1.5)

=> Chọn số cọc là 4 cọc

Bố trí cọc trong đài:

x y

KIỂM TRA PHẢN LỰC ĐẦU CỌC:

Chiều cao đài 0.8 m

1.Tổng tải trọng tác dụng lên trọng tâm của hệ cọc và trọng tâm của đáy đài cọc:

Trong đó :

Fđ:Diện tích đài cọc

γtb : Dung trọng trung bình giữa bê tông và đất

2.Tổng moment tính toán tác dụng lên đáy đài:

Lớp 2c 15.340 3.7

Chiều dài của khối móng khối quy ước theo phường x :

Chiều dài của khối móng khối quy ước:

Diện tích khối móng quy ước:

Aqư= Bqư Lqư =4.65 4.65=21.6225 (m2 )

Moment chống uốn của móng khối qui ước

Thể tích dài:

Khối lượng đất trong móng khối móng quy ước:

Khối lượng đất trong móng khối móng quy ước bị đài và cọc chiếm chỗ:

Khối lượng đài và cọc:

Khối lượng tổng cộng trên móng qui ước:

* Tải trọng qui về móng khối qui ước:

- ứng suất dưới đáy móng khối qui ước:

- Xác định sức chịu tải của đất nền :

=> Điều kiện ổn định của đất nền đều thỏa:

- Tính độ lún móng khối qui ước

- Xác định độ lún :

- Điều kiện tính lún trong phạm vi đất nền:

- Chia chiều dày lớp phân tố : 0.8 m

Kiểm tra xuyên thủng đài cọc

- Điều kiện chống xuyên thủng:

Pxt ≤ Pcx

Giả sử Chiều cao đài cọc hđ = 0.5 m Chọn a0 = 0.12m => h0 = 0.5-0.12=0.38 m

- Mặt bên của tháp xuyên thủng nghiêng một góc 450 so với trục thẳng đứng nên ta

Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang (Phụ lục G – 205:1998)

- Mômen đã chuyển thành lực dọc trong cọc, vì vậy mômen đầu cọc Mo = 0

- Lực cắt lớn nhất tác dụng lên 1 cọc là:

- Hệ số biến dạng:

Chiều dài cọc trong đất tính đổi:

bc Chiều rộng quy ước của cọc, khi

Tra bảng G.2 TCXD205-1998 ta có: Ao=2.441; Bo=1.621; Co=1.751

- Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị Ho=1 gây ra:

- Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bởi lực đơn vị Mo=1 gây ra:

- Góc xoay của tiết diện cọc bởi lực đơn vị Ho=1 gây ra:

- Moment uốn và lực cắt tại đầu cọc:

- Chiều sâu tính đổi

- Áp lực σz (kN/m2),moment uốn Mz (kNm), lực cắt Qz trong các tiết diện cọc đượctính theo công thức sau:

Giá trị áp lực ngang dọc theo thân cọc

5.72 3.5 1.074 -6.789 -13.692 -13.826 -5.882

- Kiểm tra ổn định đất nền quanh cọc (G.6 – 205:1998)

Trong đó: ở độ sâu -1.47 m kể từ đáy đài

300 700

 Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp

- Bố trí 2 móc cẩu và dùng móc cẩu trong sơ đồ cẩu cọc để dựng cọc

- Khi cẩu cọc:

Trọng lượng bản thân cọc kể đến hệ số động khi cẩu lắp và dựng cọc:

Vậy moment lớn nhất khi cẩu lắp và dựng cọc:

Bố trí mỗi bên cọc 2φ20 có : As,1bên = 6.28 cm2

- Tính cốt thép làm móc cẩu:

Lực kéo ở một nhánh:

Diện tích cần thiết :

- Lực cắt lớn nhất xuất hiện khi dựng cọc :

Qmax =0.424ql = 0.424x6x10 =25.44 KN

+ Khả năng chịu cắt của bê tông cọc:

Vậy cốt đai trong cọc đặt theo cấu tạo

- Kiểm tra hàm lượng cốt đai trong khoảng cách 3d tại hai đâu cọc:

Trong đó c =0.6 m (khoảng cách từ Pmax đến Ntt tại chân cột)

- Đồng thời Qbo cần thỏa điều kiện:

+

+

=>Thỏa điều kiện trên Vậy chọn Qbo = 2427.6 KN

Có Qmax =2146.3 KN < Qbo = 2427.6 KN =>Thỏa điều kiện chống cắt