Đồ án nền và móng Đại Học Giao Thông Vận Tải, chi tiết, đã qua điểm cao. CHƯƠNG 1. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT • Hố khoan gồm lớp đất mặt và 3 lớp địa chất bên dưới • Mực nước ngầm ở độ sâu 6.6 (m) 1.1.1. Lớp đất mặt: Sét, sét pha màu nâu đen lẫn rễ cây, trạng thái nữa cứng. Lớp xuất hiện từ bề mặt địa hình tự nhiên, độ sâu đáy lớp thay đổi từ 2.973m (HK1). Bề dày lớp trung bình là 1.5m.
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG MỤC LỤC ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CHƯƠNG THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT • Hố khoan gồm lớp đất mặt lớp địa chất bên • Mực nước ngầm độ sâu 6.6 (m) 1.1.1 Lớp đất mặt: Sét, sét pha màu nâu đen lẫn rễ cây, trạng thái cứng Lớp xuất từ bề mặt địa hình tự nhiên, độ sâu đáy lớp thay đổi từ 2.973m (HK1) Bề dày lớp trung bình 1.5m 1.1.2 Lớp đất số 1: Sét pha lẫn laterit màu nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng đến cứng Độ sâu đáy lớp -0.027m (HK1) Bề dày lớp 3m Có tính chất lý dặc trưng sau: - Độ ẩm : W = 19.9% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.916 g/cm3 - Lực dính đơn vị : c = 0.337 kG/cm2 - Góc ma sát : φ = 16o28' 1.1.3 Lớp đất số 2a: Cát trung, thô đôi chỗ cát mịn lẫn bột màu vàng, xám vàng, trạng thái chặt vừa Lớp xuất sau lớp 1, độ sâu đáy lớp -8.527m (HK1) Bề dày lớp 8.5m Có tính chất lý dặc trưng sau: - Độ ẩm : W = 22.3% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.949 g/cm3 - Lực dính đơn vị : c = 0,027 kG/cm2 - Góc ma sát : φ = 28o1' 1.1.4 Lớp đất số 2b: Lớp xuất sau lớp 2a, độ sâu đáy lớp -25.527m (HK1) Bề dày lớp 17m Có tính chất lý dặc trưng sau: - Độ ẩm : W = 23.7% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.946 g/cm3 - Lực dính đơn vị : c = 0,025 kG/cm2 - Góc ma sát : φ = 28o01' 1.1.5 Kết luận: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG PL MẶ T CẮ T ĐỊA CHẤ T CÔ NG TRÌNH QUA HK1 - HK2 - HK3 Cô ng trình : Đòa điể m: Cao độ (m) KÝHIỆ U ĐỊ A CHẤ T & LỚ P ĐẤ T 6.0 4.0 4.473 0.0 4.505 0.0 2.973 1.5 3.005 1.5 2.0 0.0 4.5 0.0 3.539 1.0 Lớ p đấ t phủ : Sé t, sé t pha mà u nâ u đen lẫ n rễcâ y, trạng thá i nử a ng 1 -0.027 4.539 0.005 4.5 -4.495 9.0 -5.595 10.5 1.039 3.5 -0.481 5.0 Lớ p số1: TK1 -2.0 Sé t pha lẫ n laterit mà u nâ u đỏ , trạng thá i dẻ o ng đế n nử a ng Phụ lớ p 2a : 2a -4.0 -6.0 2a 2a 2b -8.0 -8.527 Caù t trung, thôđô i chỗcá t mòn lẫ n t mà u ng, xá m ng,, trạng thá i chặ t vừ a TK2 -8.481 13.0 Phụ lớ p 2b: Cá t mòn lẫ n t mà u xá m ng, đô i chỗlẫ n sé t, trạng thá i chặ t vừ a 13.0 Thấ u kính 1: -10.0 TK1 -12.0 -12.495 Cá t pha mà u xá m xanh, trạng thá i dẻ o 17.0 Thấ u kính 2: -14.0 TK2 -16.0 Sé t pha mà u xá m ng, trạng thá i dẻ o ng Thấ u kính 3: -18.0 2b 2b TK3 -20.0 Sé t pha nhiề u cá t mà u ng, trạng thá i nử a ng -22.0 Ranh giớ i cá c lớ p -24.0 -26.0 -25.527 -24.795 -25.495 30.0 29.3 30.0 TK3 -25.481 30.0 -28.0 Khoả ng cá ch (m) HK2 HK3 4.505 4.473 Cao độ(m) 4.539 HK1 Kýhiệ u hốkhoan 42.5 51.0 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CHƯƠNG THIẾT KẾ MÓNG BĂNG 2.1 SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TỐN Stt Địa chất No (kN) Mo (kN.m) Ho (kN) 10 DC1 400.1 20 22.5 L1 1.8m L2 6.0m L3 4.2m Cột Lực dọc N(kN) 240.06 Momen M(kNm) 10 Lực ngang H(kN) 13.5 L4 1.5m Cột 280.07 16 15.75 Cột 400.1 22 24.75 Cột 320.08 18 18 Cột 200.05 12 11.25 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG 2.2 CHỌN VẬT LIỆU CHO MĨNG • Móng làm bê tông cốt thép gồm: - Bê tông B20(M250) có: + Cường độ chịu nén Rb=11.5 MPa + Cường độ chịu kéo Rbt=0.9 MPa + Mô đun đàn hồi E=27000 MPa - Cốt thép: + Thép chịu lực (Ø >= 10): CII (SD295) có cường độ chịu kéo Rs=280 MPa, Rsw=225 MPa + Thép đai (Ø < 10): CI (SN235) có cường độ chịu kéo Rs=225 MPa, Rsw=175 MPa • Hệ số vượt tải: n = 1.15 • Trọng lượng riêng trung bình bê tơng đất: = 22kN/m3 2.3 CHỌN ĐỘ SÂU CHƠN MĨNG Chọn độ sâu chôn móng Df = 2m 2.3.1 Chọn tiết diện cột (cm2) Chọn tiết diện cột bc hc = 30 30 = 900 (cm2) 2.3.2 Xác định kích thước móng sơ B hs bc ho bs h bc ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Ghi chú: B: bề rộng móng hs: chiều cao dầm móng bs: bề rộng dầm móng h: chiều cao cánh móng bc: bề rộng cánh móng 2.3.1.2 Chiều cao bề rộng dầm móng • Chiều cao móng: Chọn hd = 0.7 m • Bề rộng dầm móng: Chọn bd = 0.4 m 2.4 LỰC TÁC DỤNG LÊN MÓNG 2.4.1 Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm đáy móng: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 2.4.2 Tổng hợp lực momen tâm đáy móng: = 444.111 kNm Mtt = 444.111 + 54 = 498.111 kNm 2.4.3 Quy đổi giá trị tiêu chuẩn: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 2.5 XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MĨNGCác tiêu lí nơi đặt móng 2.5.1 Chiều dài đầu thừa Vậy chọn La= Lb= 0.5 (m) 2.5.2 Chiều dài móng: L = La+ L1+ L2+L3+L4+Lb = 0.5+1.8+6+4.2+1.5+0.5 = 14.5 (m) 2.5.3 Xác định bề rộng móng băng • Giả sử B = 1m Lớp đất mặt: + Bề dày: 1.5m + Dung trọng: 18kN/m3 - Lớp 1: sét + Bề dày: 3m + Dung trọng tự nhiên: γw =19.16 kN/m3 + Lực dính đơn vị: c = 33.7 kN/m2 + Góc ma sát trong: = 16o28' Từ góc nội ma sát, tra bảng ta hệ số: A 0.376 B 2.497 D 5.072 o φ=16 28' Nc 14.09 Nq 5.17 Nγ 3.40 • Phụ tải hơng: • Sức chịu tải tiêu chuẩn: Chọn m1 =1.2; m2 = 1; ktc = (theo TCVN 9362:2012) ĐỒ ÁN NỀN MĨNG • Xét điều kiện áp lực: Mà F=b*l b = Chọn b = 1.2m 2.5.4 Kiểm tra ổn định • Tính lại 1.2 với B = 1.2m: = 390 kN/m2 => Đảm bảo điều kiện ổn định ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 2.5.5 Kiểm tra cường độ • Điều kiện cường độ đất • Sức chịu tải tới hạn • Áp lực tính tốn cực đại • Kiểm tra Thỏa điều kiện cường độ đất 2.5.6 Kiểm tra điều kiện biến dạng trượt • Điều kiện ổn định trượt: • Lực ma sát móng đất: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Lực cắt dọc thân cọc z 0.12 0.24 0.35 0.47 0.59 0.71 0.82 0.94 1.06 1.18 1.29 1.41 1.53 1.65 1.76 1.88 2.12 2.24 2.35 2.59 2.82 3.06 3.29 3.53 4.12 4.71 ze 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.2 2.4 2.6 2.8 3.5 A4 -0.005 -0.02 -0.045 -0.08 -0.125 -0.18 -0.245 -0.32 -0.404 -0.499 -0.603 -0.716 -0.838 -0.967 -1.105 -1.248 -1.396 -1.547 -1.699 -1.848 -2.125 -2.339 -2.437 -2.346 -1.969 1.074 9.244 B4 0 -0.003 -0.009 -0.021 -0.042 -0.072 -0.114 -0.171 -0.243 -0.333 -0.443 -0.575 -0.73 -0.91 -1.116 -1.35 -1.613 -1.906 -2.227 -2.578 -3.36 -4.228 -5.14 -6.023 -6.765 -6.789 -0.358 C4 0 -0.001 -0.003 -0.008 -0.016 -0.03 -0.051 -0.082 -0.125 -0.183 -0.259 -0.356 -0.479 -0.63 -0.815 -1.036 -1.299 -1.608 -1.966 -2.849 -3.973 -5.355 -6.99 -8.84 -13.69 -15.61 D4 1 1 0.999 0.997 0.994 0.989 0.98 0.967 0.946 0.917 0.876 0.821 0.747 0.652 0.529 0.374 0.181 -0.057 -0.692 -1.592 -2.821 -4.445 -6.52 -13.83 -23.14 Qz 8.9 8.8 8.7 8.4 8.1 7.7 7.3 6.8 6.4 5.9 5.4 4.9 4.4 4.0 3.6 3.2 2.9 2.7 2.4 2.3 2.2 2.3 2.6 3.1 3.6 4.4 1.6 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Áp lực ngang z ze A1 B1 C1 D1 áp lực 0.12 0.1 0.1 0.005 1.6 0.24 0.35 0.47 0.59 0.71 0.82 0.94 1.06 1.18 1.29 1.41 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.1 1.2 1 1 0.999 0.999 0.997 0.995 0.992 0.987 0.979 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.799 0.899 0.997 1.095 1.192 0.02 0.045 0.08 0.125 0.18 0.245 0.32 0.405 0.499 0.604 0.718 0.001 0.004 0.011 0.021 0.036 0.057 0.085 0.121 0.167 0.222 0.288 3.2 4.6 6.3 7.1 8.4 9.1 9.5 9.9 10.2 9.9 9.8 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1.53 1.65 1.76 1.88 2.12 2.24 2.35 2.59 2.82 3.06 3.29 3.53 4.12 4.71 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.2 2.4 2.6 2.8 3.5 0.969 0.955 0.937 0.913 0.882 0.843 0.795 0.735 0.575 0.347 0.033 -0.385 -0.928 -2.928 -5.854 1.287 1.379 1.468 1.553 1.633 1.706 1.77 1.823 1.887 1.874 1.755 1.49 1.037 -1.272 -5.941 0.841 0.974 1.115 1.264 1.421 1.584 1.752 1.924 2.272 2.609 2.907 3.128 3.225 2.463 -0.927 0.365 0.456 0.56 0.678 0.812 0.961 1.126 1.308 1.72 2.195 2.724 3.288 3.858 4.98 4.548 9.3 9.1 8.4 7.2 6.3 5.2 3.7 2.5 0.007 -2.4 -4.3 -5.5 -5.8 1.3 26 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 3.8 Kiểm tra ổn định xung quanh cọc Trong đó: : áp lực tính toán lên đất mặt bên cọc độ sâu z tính từ đáy đài Vì , lấy : giá trị tính toán góc ma sát trong, : lực dính đất, : ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng đất độ sâu z : hệ số, lấy : hệ số, lấy cho trường hợp lại , trừ trường hợp tính móng cơng trình chắn : hệ số kể đến phần tải trọng thường xuyên tổng tải trọng, lấy Từ “Bảng 3-12 Giá trị áp lực ngang ”, độ sâu so với đáy đài Vậy: Kết luận: Nền đất xung quanh cọc ổn định 3.9 Kiểm tra khả chịu cắt cọc Lực cắt lớn tải trọng ngang gây ra: Theo Mục 6.2.3.3 - TCVN 5574:2012, khả chịu cắt bê tông: Trong đó: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG b : chiều dài cạnh tiết diện, : chiều cao làm việc tiết diện cọc Chọn lớp bê tông bảo vệ : hệ số, lấy ϕn : bê tông nặng hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc, xác định sau: , lấy : lấy với trường hợp thi công cọc đóng (ép) : cường độ chịu kéo tính toán dọc trục Kiểm tra: Kết luận: bê tông cọc đảm bảo khả chịu cắt, bố trí cốt đai theo cấu tạo 3.10 Xác định chiều cao đài móng, kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng Chọn chiều cao sơ 0,6 m Chọn a0= 50 mm Chiều cao làm việc tiết diện đài: h0= h - a0 = 0,6 – 0,05 = 0,55 m Điều kiện kiểm tra: Trong đó: : lực gây xuyên thủng : lực chống xuyên thủng + + : hệ số, bê tông nặng : hệ số điều kiện làm việc bê tông đài cọc ĐỒ ÁN NỀN MÓNG : cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng đài + cọc + + : giá trị trung bình chu vi đáy tháp xuyên thủng : chiều cao làm việc đài cọc : góc gây xuyên thủng Xuyên thủng tự với góc α = 450 : + ĐỒ ÁN NỀN MÓNG - Lực gây xuyên thủng: Trong đó: n1: số cọc vùng xuyên thủng n: tổng số cọc - Lực chống xuyên thủng: , với: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Với góc nghiêng Đáy bé: Đáy lớn: Kiểm tra: Xuyên thủng hạn chế (ĐẠT) ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Vậy h = 0,6 (m) đảm bảo điều kiện xuyên thủng Kết luận: Đài cọc không bị cột xuyên thủng 3.11 Kiểm tra khả chống cắt cho đài Theo Mục 6.2.3.4 - TCVN 5574:2012, cấu kiện bê tông cốt thép không có cốt thép đai chịu lực cắt, để đảm bảo độ bền vết nứt xiên cần tính toán đối cới vết nứt xiên nguy hiểm theo điều kiện : Trong đó : - : tổng phản lực cọc nằm phạm vi phần đài chịu lực lớn - : khả chịu cắt bê tông, với : :đối với bê tơng nặng ĐỒ ÁN NỀN MĨNG - : hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc - : hệ số điều kiện làm việc bê tông đài cọc - : cường độ chịu kéo tính tốn bê tơng đài cọc - : bề rộng đài cọc - : chiều cao làm việc đài cọc - : chiều dài hình chiếu tiết diện nghiêng, lấy Điều kiện giới hạn Với : bê tông nặng Do Kiểm tra: Kết luận: bê tông đài cọc đảm bảo khả chịu cắt 3.12 Tính tốn cốt thép cho đài móng Cốt thép tính toán cho đài móng để đảm bảo khả chịu uốn đài tác dụng phản lực đầu cọc Giả thiết đài tuyệt đối cứng, xem đài làm việc consol có đầu ngàm vào mép cột đầu tự Moment ngàm phản lực đầu cọc gây với giá trị: Trong đó: - : khoảng cách từ tâm cọc thứ i đến mặt ngàm : phản lực đầu cọc thứ i Tính tốn cốt thép đài: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Với: - : hệ số điều kiện làm việc bê tông đài cọc : cường độ chịu nén tính tốn bê tơng : tra Bảng E.2 - TCVN 5574:2012, với bê tông B30 : cường độ chịu kéo tính toán cốt thép ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 3.12.1 Cốt thép đặt theo phương X Moment ngàm tương ứng với mặt cắt 2-2: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Hàm lượng cốt thép: Chọn Ø18a200 => Số cây => chọn 10 3.12.2 Cốt thép đặt theo phương Y Moment ngàm tương ứng với mặt cắt 1-1: Hàm lượng cốt thép: ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Chọn Ø18a200 => Số => chọn 10 Thép lớp chọn theo cấu tạo d12a200 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Gs Ts.Nguyễn Đình Cống (2011), Sàn sườn bê tơng tồn khối, NXB Xây dựng Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống (2010), Tính tốn tiết diện cột bê tơng cốt thép, NXB Xây dựng Gs.Ts.Nguyễn Đình Cống (2008) – Tập 2, Tính toán thực hành cấu kiện bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn TCVN 356-2005, NXB Xây dựng Châu Ngọc Ẩn (2007), Nền móng, NXB ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh PGs.Ts.Võ Phán (2012), Các phương pháp khảo sát trường thí nghiệm đất phòng , NXB ĐH Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TCVN 10304-2014 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 5574-2012 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép TCVN 2737:1995, Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế, NXB Xây dựng TCXD 205:1998, Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế