ĐỒ án nền MÓNG ( GÔM THUYẾT MINH VÀ FIE BẢN VẼ )

Là lớp đất yếu nên không đặt đượcmũi cọc... Lớp đất tươngđối tốt có thể đặt được mũi cọc nhưng bề dày lớp nhỏ 4.7m không đảm bảo điều kiện đặt mũi cọc.. Bề dày lớp 19.3m là lớp đất tốt đ

Đ án N n Móng GVHD: Tr n Văn ồ ề ầ

Đ c ứ

PHỤ LỤC

Phần 1 SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

2

1.1 Số liệu địa chất công trình 2

1.2 Bảng tổng hợp số liệu địa chất công trình 3

Phần 2 THIẾT KẾ MÓNG NÔNG 5 Chương 1 Số liệu đầu vào 5 1.1 Địa chất công trình 5

1.2 Tải trọng công trình 6

Chương 2 Thiết kế móng nông 7 2.1 Xác định kích thước móng 7

2.2 Kiểm tra điều kiện biến dạng của móng 9

2.3 Tính toán kết cấu móng 11

2.4 Các bản vẽ 15

Phần 3 THIẾT KẾ MÓNG CỌC 17 Chương 1 Số liệu đầu vào 17 1.1 Địa chất công trình 17

SVTH: Nguy n Th H nh Nhóm: 01 ễ ị ạ Page

Đ án N n Móng GVHD: Tr n Văn ồ ề ầ

Đ c ứ

1.2 Tải trọng 18

1.3 Kết cấu 18

Chương 2 Thiết kế móng cọc 19 2.1 Chọn loại cọc, kích thước cọc 19

2.2 Xác định sức chịu tải của móng cọc theo nền đất 20

2.3 Xác định số lượng cọc, bố trí mặt bằng cọc 24

2.4 Tính toán nội lực đầu cọc 25

2.5 Tính toán về cọc 38

2.6 Tính toán đài cọc 45

2.7 Kiểm tra điều kiện đất nền dưới mũi cọc 47

2.8 Các bản vẽ 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

SVTH: Nguy n Th H nh Nhóm: 01 ễ ị ạ Page

Trong lớp 1 phát hiện 2 loại thấu kính cát kết cấu chặt vừa ( dàykhoảng 5.5m, lỗ khoan TH5 ) và sét cát màu xám trắng, trạng tháidẻo mềm ( dày khoảng 1.7m, lỗ khoan TH6).

SVTH: Nguy n Th H nh Nhóm: 01 ễ ị ạ Page

Lớp đất Lớp 1:

Bùn sét

Lớp 2:

Đất sét

Lớp 3:

Cát mịn

Lớp 4: Cát pha sét

Đ án N n Móng GVHD: Tr n Văn ồ ề ầ

Đ c ứ

SVTH: Nguy n Th H nh Nhóm: 01 ễ ị ạ Page

Đ án N n Móng GVHD: Tr n Văn ồ ề ầ

Đ c ứ

Phần 2THIẾT KẾ MÓNG NÔNG Chương 1 Số liệu đầu vào

1.1 Địa chất công trình

Số liệu địa chất công trình

Lớp 3: Cát mịn màu trắng đục, chặt vừa, bề dày thay đổi từ 9m (TH4)đến 29.6m (TH6)

Lớp 4: Cát pha sét, màu xám trắng, nâu đỏ, trạng thái cứng, lớp nàygặp ở các lỗ khoan TH1, TH2, TH3, TH8, bề dày lớp thay đổi từ2.8m (TH8) đến 7m (TH2)

Đơn vị tính

Lớp đất Lớp 3:

Đây là bài toán tính toán móng chịu lực lệch tâm.

Góc ma sát trong = 20 ta tra bảng và nội suy ta được: A=0.5148

B=3.0591 D=5.6572 (Tra bảng 2-2, trang 11 bài giảng nền móng của Thầy Trần Văn Đức)

Chọn chiều sâu chôn móng là 1.5m

Giả thiết tỷ số l/b=α với α=1.2

Trước hết ta tính toán kích thước móng chịu tải đúng tâm ta có côngthức sau:

P tc <= R tc

Với

SVTH: Nguy n Th H nh Nhóm: 01 ễ ị ạ Page

với b=2m, l=2.4m ta kiểm tra lại điều kiện áp lực trong trường hợp

chịu tải lệch tâm

SVTH: Nguy n Th H nh Nhóm: 01 ễ ị ạ Page

z ( m )

h ( m )

σbt 2z/

b k0 σgl

P (kN/m 2)

E (KN/m 2)

S (cm ) 3

151

16000

0.43

109

0.32

77.6

0,23

42.8

0.12

16000

0.07

25.0

0.06

Dừng lại ở lớp phân tố thứ 5 vì có: σbt=122.85(kN/m2) ; σgl=16.4

(kN/m2).

Nên thỏa mản quan hệ σbt > 5 σgl

SVTH: Nguy n Th H nh Nhóm: 01 ễ ị ạ Page

2.3 Tính toán kết cấu móng

Thay các hệ số vào bất phương trình sau:

A1h0 3 + A2h0 2 + A3ho +A4≥ 0

 26.45*h0 3 + 956.32*h0 2 +248.07*ho ≥ 0

 ho ≥ 0,5082

Vậy ta chọn

ho = 0.6 (m) = 60 (cm)

Chọn abv = 5(cm) suy ra h=65 cm

2.3.2 Tính toán điều kiện mômen

0.5(b-bc) I

Sơ đồ tính toán môment

Ta xét các mặt cắt cạnh cột như các ngàm để xác định moment đáymóng, từ đó ta tính toán cốt thép cho móng, tính thép như BTCT

Ta có:

Tính cốt thép theo bê tông, ta xét theo :

Tra bảng ta lựa chọn thép là:

16 Φ 10a 120 có As=1469 (mm 2 )

2.4 Các bản vẽ

TL: 1/25

MẶ T CẮ T A-A

TL: 1/25

MẶ T CẮ T B-B

TL: 1/25

Phần 3 THIẾT

KẾ MĨNG CỌC Chương 1 Số liệu đầu vào

Lớp đất Lớp 1:

Bùn sét

Lớp 2:

Đất sét

Lớp 3:

Cát mịn

Lớp 4: Cát pha sét

B = 1,61 Bùn Sét do độ sệt lớn hơn 1 nên lớp đất này không huy

động được sức kháng trực tiếp Là lớp đất yếu nên không đặt đượcmũi cọc

Lớp 2:

B = 0.52 Đất sét màu sặc sỡ, trạng thái dẻo cứng Lớp đất tương

đối tốt có thể đặt được mũi cọc nhưng bề dày lớp nhỏ 4.7m không

đảm bảo điều kiện đặt mũi cọc

Lớp 3:

Cát mịn màu trắng đục, chặt vừa Bề dày lớp 19.3m là lớp đất tốt

đảm bảo điều kiện đặt mũi cọc, nên ta lựa chọn đặt mũi cọc tại lớpnày

1.3 Kết cấu

Thiết kế móng cọc đài thấp

Chương 2 Thiết kế móng cọc

2.1 Chọn loại cọc, kích thước cọc

Chọn loại cọc:

Cọc bê tông cốt thép

Hệ số điều kiện làm việc của bê tông: γ b = 0,9

Móng được đúc bằng bê tông B30 (M450) (Bảng 13 bài giảng nền

móng Thầy Trần Văn Đức)

Cường độ chịu nén tính toán R b = 17 (MPa)

Cường độ chịu kéo tính toán R bt = 1.2 (MPa)

Mô-đun đàn hồi E b = 32.5*10 3 (MPa)

Cốt thép trong móng loại CII có cường độ chịu kéo tính toán cốt thép

Cọc được thiết kế 8 cây thép chịu lực 8Φ18 có

As = 4 = 20.36 (cm 2 ).

Diện tích tiết diện ngang cọc

Chọn chiều sâu chôn đài:

Chọn chiều sâu chôn đài D f = 3(m)  Như vậy đài cọc sẽ đặt trực tiếplên lớp đất thứ 1

Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp:

Độ chôn sâu của đài cọc thỏa điều kiện lực ngang tác động ởđáy công trình cân bằng với áp lực đất tác động lên đài cọc

Df ≥ 0,7hmin = 0,7.tg(45 o - )

Với :

φ, γ: góc ma sát trong và trọng lượng riêng của đất từ đáy

đài trở lên mặt đất

Htc: tải ngang tiêu chuẩn tác động lên móng

b: cạnh của đáy đài theo phương vuông góc với tải ngang H.

 Df ≥ 0,7.tg(45 o - ) =1.83 (m).

 Vậy với D f = 3(m) thỏa mãn điều kiện làm việc đài cọc.

Xác định kích thước cột:

Fc ≥ = = 0.75(m 2 )  Chọn cột vuông cạnh b c ≥ 0.75 (m).

 Chọn tiết diện cột 1000*1000(mm).

2.2 Xác định sức chịu tải của móng cọc theo nền đất

2.2.1 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý:

u= 4*0.3 = 1.2 chu vi của mũi cọc (m).

mf = 1 : hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc fsi : ma sát bên tác dụng lên cọc tại điểm giữa của phân

lớp (kN/m 2 )

(Tra bảng 3-3 trang 34 bài giảng nền móng Thầy Trần Văn Đức)

li : chiều dày phân lớp thứ i (m)

Ta có: q p = 3380 (kN/m 2 ) độ sâu mũi cọc ở cao trình 23m

 Qp = 1*0,09*3380 = 304.2 (kN).

Chia đất nền chung quanh cọc thành những lớp h i ≤ 2(m).

Bề dày

Độ sệt

Ma sát fi ulifi Zmũi

67.591112.3513.715.717.719.721.723.725.85

222220.72222222.3

1.611.611.610.520.520.52cátcátcátcátcátcátcát

0002525.625.8752.754.756.758.760.762.764.85

0006061.4421.73126.48131.28136.08140.88145.68150.48210.11

Asi : chu vi của cọc tại vị trí xét (m).

Sức chịu tải cho phép của cọc:

 Qs2 = As.fs2 l2 = u.l.fs2 l 2 = 4*0,3*4.7*66.29= 373.88(kN).

Thành phần ma sát bên tác dụng lên cọc tại điểm giữa của phânlớp 3:

fs3 = c3 + tg = = c3 + (1-sinφ3) tg

= γ1.h1 + γ2*h2 + γ3*

=14.5*5 + 18.9*4.7 + 19.28* = 289.54(kPa).

 fs3= 32.4 + [1 – sin(20 o )]*289.54*tg(20 o ) = 101.74(kN/m 2 ).

 Qs3= As.fs3 l3 = u.l3.fs3.l= 4*0.3*13.3*101.74 =1623.77 (kN).

Vậy ta có cường độ ma sát của đất nền tác dụng xung quanh cọclà:

Qs = Qs1 + Qs2 + Qs3 = 54.18+ 373.88+ 1623.77 = 2051.83(kN)

Thành phần sức chống ở mũi cọc Q p:

Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc theo Terzaghi:

qp = 1,3.c.Nc + Nq + α.γ.dp.Nγ

Trong đó:

Nc, Nq, Nγ: Các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong

của đất dưới mũi cọc theo TTGH I (tra bảng 3-5, trang 36 bài giảng

Nền móng Thầy Trần Văn Đức)

: ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi

cọc do trọng lượng bản thân đất, kPa.

α: hệ số phụ thuộc hình dạng cọc; lấy bằng 0,4 đối với cọc vuông.

dp : cạnh cọc vuông (m).

γ: trọng lượng riêng của đất ở độ sâu mũi cọc (kN/m 3 ).

Với φ = 20 o , tra bảng và nội suy ta được N c = 17.69; Nq = 7.439; Nγ

 Qp = Ap.qp = 0,09*3720.88 = 334.88 (kN).

 Qu = Qp + Qs = Ap.qp + Asi.fsi.li = 2051.83 +334.88

=2386.71(kN).

 Qa = + = 851.38 (kN).

2.2.3 Chọn sức chịu tải của cọc theo đất nền:

Chọn SCT theo cơ lý để tính toán và thiết kế  Q a = 960.24 (kN).

2.3 Xác định số lượng cọc, bố trí mặt bằng cọc

2.3.1 Xác định số lượng cọc

Số lượng cọc trong móng có thể xác định sơ bộ theo công thức (3-12)

bài giảng nền móng Thầy Trần Văn Đức:

n = β = 1,5 = 20.2

Trong đó:

β : Hệ số xét đến ảnh hưởng của moment tác động lên móng cọc (β= 1,5 ÷ 2).

N tt : tổng lực đứng kể đến cao trình đáy đài

Qa : Sức chịu tải tính toán của cọc

Vậy ta chọn số cọc được thiết kế là 20.

2.3.2 Bố trí mặt bằng móng

Theo các quy phạm về móng cọc hiện nay thì tại mặt phẳng mũi cọc

không được nhỏ hơn 3d; d là chiều dài của cạnh cọc.

Khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương có môment (theophương x):

S = 3d = 3*0.3 = 0.09 (m) ta chọn S=0.09 (m)

Khoảng cách giữa hai tim cọc theo phương không có môment(theo phương y):

2.4 Tính toán nội lực đầu cọc

2.4.1 Tính theo phương pháp chuyển vị

Gồm các bước sau:

Bước 1 : Xác định chuyển vị đơn vị của cọc tại mặt đất

Xác định hệ số biến dạng α b

Trong đó:

K: Hệ số tỉ lệ trung bình trong phạm vi ảnh hưởng, (T/m4) lấy

theo giá trị trung bình thông qua chiều sâu ảnh hưởng: h ah = 2*(d+1)= 2*(0.3+1)=2.6m

Lớp 1: B=1.61 >1 nên bỏ qua lớp này

Lớp 2: B=0.52 (đất sét,dẻo cứng) K=480(T/m 4 )=4800(KN/m 4 )

Lớp 3: e=0.6 suy ra K=500(T/m 4 ) =5000(KN/m 4 )

Eb: Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông cọc khi nén và kéo,

(T/m 2 ) lấy theo tiêu chuẩn thiết kê bê tông cốt thép Eb=32,5.10 6 kN/m 2

I==0,000675 m 4 : mô men quán tính tiết diện ngang của cọc

bc: chiều rộng quy ước của cọc, lấy

bc=1,5.d+0,5=1,5.0,3+0,5=0.95m (do d<0,8m)

Suy ra:

= = 0.7304

Xác định chuyển vị của cọc tại mặt đất:

chuyển vị ngang do H 0 = 1 gây ra

chuyển vị ngang do M 0 = 1 gây ra

chuyển vị góc xoay do M 0 = 1 gây ra

chuyển vị góc xoay do H 0 = 1 gây ra

Độ sâu tính đổi l e=α.l=0.730391*17.45=12.74;

l: chiều dài thực tế từ mũi cọc đến mặt đất tính toán.

Với l e, tra bảng ta được Ao, Bo,Co : Hệ số không thứ nguyên

=0,00013851

=0,00010928

Bước 2 : Xác định chuyển vị đơn vị của đỉnh cọc

L0=5 (m) : chiều dài tự do của cọc

h=18 (m) : chiều dài cọc nằm trong đất.

Bước 3 : Xác định phản lực đơn vị tải đỉnh cọc

Với các giá trị tính được ở bước 2 ta tính nhanh các giá trị sau:

ruv=�120osin ncos n

ruw=rwu=�120o n x sin ncos n�201 MHcos n

Lập và giải hệ phương trình ta được:

Với các hệ số đã bị triệt tiêu và các hệ số tính toán ở bước 4 ta tính rađược như sau:

-II 0.45

674.0014668 11.0009826

38.8641604

632.8750656 11.0009826

38.8641604

591.8141523 11.0009826

38.8641604Kiểm tra sai số:

-Moment :

Lực ngang :

2.4.2 Tính theo phương pháp gần đúng

Bước 1 : Xác định chiều dài chịu nén và uốn tính toán của cọc

Chiều dài chịu nén tính toán của cọc :

L0: chiều dài tự do của cọc

Với các giá trị trên ta có được giá trị của

LN=9,3+15,7+44.67 m

Chiều dài chịu uốn tính toán của cọc :

Do h>2.µ.d

h: là chiều sâu cọc nằm trong đất

µ: hệ số kinh nghiệm lấy 57

LM=L0 +µd=5+6.0,3=6.8 m

Bước 2: Xác định phản lực đơn vị của cọc

Do đây là móng cọc đối xứng và các cọc thẳng đứng nên α=0, do đó

F : diện tích tiết diện ngang của cọc.

E=32,5.10 6 kN/m 2 : mođun đàn hồi của vật liệu làm cọc

J : moment quán tính của tiết diện cọc đi qua trọng tâm.

n : số lượng cọc.

: Chiều dài chịu nén và chịu uốn tính toán

: tọa độ tim cọc tại cao trình đáy đài

m 2 )

Ji (m 4 ) LNi

L Mi

α i

sin αi

rvw=r wv

I

1

1.35

0

09

0.000675

837.2239

132242.0

2846

-56

88398.25

2

1.35

0

09

0.000675

837.2239

132242.0

2846

-56

88398.25

3

1.35

0

09

0.000675

837.2239

132242.0

2846

-56

88398.25

132242.0

2846

-56

88398.25

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

09

0.000675

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

-12

0.45

-0

09

0.000675

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

-13

0.45

-0

09

0.000675

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

-14

0.45

-0

09

0.000675

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

-15

0.45

-0

09

0.000675

837.2239

26164.14

2846

-56

29466.08

-IV 16 - 0 0.000 44 6 0 0 1 65480.18 837.22 132242.0 0.00 -

132242.0

2846

-56

88398.25

837.2239

132242.0

2846

-56

88398.25

837.2239

132242.0

2846

-56

88398.25

837.2239

132242.0

2846

-56

88398.25

Lập và giải hệ phương trình ta được:

Giải hệ phương trình ta được kết quả như sau:

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

2 1.3

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

3 1.3

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

4 1.3

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

5 1.3

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

6 0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

7 0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

8 0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

9 0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

12

-0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

13

-0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

14

-0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

15

-0.4

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

16

-1.3

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

17

-1.3

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

20

-1.3

5

0.000675

8

0.0099792

0.0153285

0.00064351

11.0016

Tổ

ng

220.032

2 )

sin αi

cos αi

L Ni

0.0099792

0.0153285

0.00064351

710.32508

0.0099792

0.0153285

0.00064351

710.32508

0.0099792

0.0153285

0.00064351

710.32508

0.0153285

0.00064351

710.32508

0.0099792

0.0153285

0.00064351

672.40169

0.0099792

0.0153285

0.00064351

672.40169

0.0099792

0.0153285

0.00064351

672.40169

0.0099792

0.0153285

0.00064351

672.40169

0.0099792

0.0153285

0.00064351

672.40169

0.0099792

0.0153285

0.00064351

634.47831

0.0099792

0.0153285

0.00064351

634.47831

0.0099792

0.0153285

0.00064351

634.47831

14

-0.4

0.09

3

0.0099792

0.0153285

0.00064351

634.47831

0.0153285

0.00064351

634.47831

0.0099792

0.0153285

0.00064351

596.55492

0.0099792

0.0153285

0.00064351

596.55492

0.0099792

0.0153285

0.00064351

596.55492

0.0099792

0.0153285

0.00064351

596.55492

0.0099792

0.0153285

0.00064351

596.55492

Tổn

Môment tại vị trí ngàm đầu cọc vào đài

LM i

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

0.00064351

35.32941

-Môment tại vị trí ngàm vào đất

LM i

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-2

1.3

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-3

1.3

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-4

1.3

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-5

1.3

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-6

0.4

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

0.4

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-8

0.4

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-9

0.4

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-10

0.4

5

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-14

-0.4

0.000675

792

0.0153285

0.00064351

39.4814

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

792

0.0153285

0.00064351

39.48147

-Kiểm tra kết quả tính toán

Q*cos αi

Q*sin αi

Q*sinαi* Xi

-11.001

-11.001

220.03

Kiểm tra sai số:

K: Hệ số tỉ lệ trung bình trong phạm vi ảnh hưởng, (T/m 4 ) lấy theo

giá trị trung bình thông qua chiều sâu ảnh hưởng: h ah = 2*(d+1)= 2*(0.3+1)=2.6 (m)

Lớp 1 : B=1.61 >1 nên bỏ qua lớp này.

Lớp 2 : B=0.52 (đất sét,dẻo cứng) K=480(T/m 4 )=4800(KN/m 4 )

Lớp 3 : e=0.6 suy ra K=500(T/m 4 ) =5000(KN/m 4 )

Eb : Môđun đàn hồi ban đầu của bê tông cọc khi nén và kéo, (T/m 2 )

lấy theo tiêu chuẩn thiết kê bê tông cốt thép E b=32,5.10 6 kN/m 2

I==0,000675 m 4 : mô men quán tính tiết diện ngang của cọc

bc=1,5.d+0,5=1,5.0,3+0,5=0.95m (do d<0,8m)