doãn văn hùng đồ án nền móng

MỞ ĐẦU Cơ học đất , móng cơng trình hai mơn học khơng thể thiếu sinh viên khoa cơng trình trường đại học kỹ thuật Hiểu biết sâu sắc đất nền, trình học xảy tác dụng tải trọng ngồi từ thiết kế giải pháp móng hợp lý yêu cầu bắt buộc kỹ sư xây dựng, kỹ sư địa chất cơng trình – địa kỹ thuật Trên thực tế kỹ sư Địa chất cơng trình thường có kiến thức tốt đất ngược lại kiến thức thiết kế kết cấu móng cịn hạn chế Trên sở Bộ mơn Địa chất cơng trình, Trường đại học Mỏ - Địa chất dựa vào chương trình đào tạo mơn Cơ học đất, Nền móng cho sinh viên ngành địa chất cơng trình, bên cạnh đồ án kèm để sinh viên nắm rõ học bước đầu làm quen với việc thiết kế đưa giải pháp móng thích hợp cho cơng trình nhằm đảm bảo an tồn cho cơng trình mang lại hiệu kinh tế cao Nội dung đồ án gồm phần sau: Mở đầu Phần 1: Thiết kế móng Phần 2: Xác định vùng biến dạng dẻo Phần 3: Tính lún theo thời gian Kết Luận Hà Nội, Tháng … Năm Sinh viên thực Đề bài: Trên đất sét dẻo mềm người ta đắp khối đất cát pha có kích thước hình V.1 10 10 10 Hình V.1 Trên khối đất đắp, người ta dự định xây nhà công nghiệp Chiều rộng tường bt = 0.5m Tải trọng truyền xuống đáy tường Ptc = 27 ( T/m) Các tiêu lý đất đắp đất cho bảng V.2 Đất đắp Đề Số V.1 H (m) b1 (m) b2 (m) 10 10 Đất K.lg thể tích TN Góc ma sát Lực dính kết Góc ma sát γw ( T/m3) ϕ ( độ ) C (kG/cm2) ϕ ( độ ) 1.88 27 0.15 14 Lực dính kết C (kG/cm2) 0.27 Nhiệm vụ thiết kế : Thiết kế móng tường nhà công nghiệp Xác định vùng biến dạng dẻo đất, qua đánh giá mức độ ổn định đất Xác định độ lún cuối lớn móng khối đất đắp Biết rằng, hệ số rỗng đất đắp trước đặt móng ε1= 0.753 sau đặt móng ε2= 0.702 Phần I : Thiết kế móng  Chọn móng nơng thích hợp nhất, cụ thể móng băng có độ cứng hữu hạn với chiều sâu chơn móng h =1,5m Tính tốn kích thước móng : Xét trạng thái cân giới hạn : Ptc + G = σ.b.1 ; G = h.F (1) ; ( lấy = 2,2 T/m3) (2) F : diện tích đáy móng, lấy tải trọng tác dụng lền chiều dài 1m => F= b.1 = b; N=F Rtc (T) (2) N phản lực tác dụng lên đáy móng Rtc : sức chịu tải đất đáy móng, tính theo TCVN 9320: 2012  Rtc = m1m2 ( A.b.γ II + B.h.γ * II + D.cII − γ II h ) ktc ; (3) Trong đó: ktc – hệ số tin tiêu lý tin cậy xác định thí nghiệm trực tiếp đất k tc lấy 1,0; Nếu tiêu lấy theo bảng quy phạm ktc lấy 1,1; γ II – khối lượng thể tích trung bình lớp đất nằm đáy móng; γII* - khối lượng thể tích trung bình lớp đất nằm đáy móng; cII – lực dính tiêu chuẩn đáy móng; A,B,D hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc � lấy theo bảng tra: (bảng 14); m1, m2 – hệ số làm việc hệ số điểu kiện làm việc cơng trình tác dụng qua lại với (lấy theo 4.6.10) Ở ta lấy m1= 1,1 ; m2= 1; h0 – chiều sâu đến tầng hầm tính (m) , khơng có tầng hầm lấy 0; b – cạnh bé ( bề rộng ) đáy móng, (m) ; h- chiều sâu đặt móng, ( m) ; ta có N=Ptc +G (4) Từ (1) ,(2),(3) ,(4) ta suy chiều rộng móng băng nghiệm phương trình bậc hia sau: � b2 + K1.b -K2 = (*) Ta có góc ma sát lớp đất đắp : ϕ = 27 >> tra bảng ta : M1=5,105 M2=7,86 M3=1,105 Theo quy phạm tính tải trọng giới hạn ta có giá trị hệ số A, B, D sau : A = 0,91 B = 4,65 D = 7,15 Lực dính c = 0,15(kG/cm2) = 1,5 ( T/m2) Từ (*) ta có : K1=M1.h+M2 CII/ γ II - M3 γ tb h/m γ II =7,07 K2 =M3.Ptc/m γ II =15,86 Thay vào K1,K2 (*) ta có phương trình : b2 + 7,07b-15,86,= � b1 = 1,8(m) b2 = -8,86(m) (loại );  chọn b = 1,8(m) Vì ta chọn móng băng có độ cứng hữu hạn nên : 1< tanαtk b ≤ b gh= bt + 2.hm.tgαtk = 0,5 +2 0,7 tgαtk =1,9( thoản mãn ) Ta có ứng suất trung bình đáy móng băng Chiều rộng b=2,2(m) tính cho 1m chiều dài σtb=+ γtb.h =27/2,2 +2,2.1,5= 15,5 Rtc = m1m2 ( A.b.γ II + B.h.γ * II + D.cII − γ II h ) ktc ~ 28 ͌ hi móng chịu tác dụng tải trọng phát sinh phân lực gây tạo K lực cắt với trị số Q=σtb.a.L Với a khoản cách từ mép tường mép móng , a = (m) , L=1 (m) →Q = 15,5.1.1 = 17,05 (T) Chiều dày làm việc bê tơng h0 > Trong : Rcp cường độ kháng cắt bê tông Chọn bê tông mác 200 móng chịu ép uốn nên ta lấy Rcp=162(T/m2) Gọi i=0,04(m) chiều dày lớp bi tông phủ cốt thép ,nên chiều dày hoạt động móng băng m hệ số làm việc móng lấy m = với chiều dày lớp bê tông bảo với i = 0,04m h0 = hm – i = 0,7 – 0,04 = 0,3(m) (thỏa mãn) 0,3 ≥ (thỏa mãn ) Mô men uốn gây cho phản lực M = Q.= 17,05 = 8,52(T.m) Tổng diện tích cốt thép chịu lực cho m dài móng băng Fa= =5,12 (cm2) Với Fa,Fb tổng diện tích cốt thép theo cạnh a,b m,ma hệ số làm việc bê tông cốt thép lấy 0,9-1 h0 chiều cao làm việc bê tông lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ e = 0,04m ta có : h0 = hm - i = 0,7-0,04=0,66 m Ra : cường độ chịu kéo cốt théo lấy 2800 kG/cm2 Vậy ta có Fa = 5,2 cm2 Số lượng cốt thép có 1m chiều dài móng Chọn thép ϕ10 có fa = 0,785cm2 Ta có : n = = = Khoảng cách thép C = = 19,2 cm Cốt đai chọn thép ϕ6 , chọn bước cốt đai : u = 22cm Số thép mặt cắt ngang móng n1= = = 2.Bản vẽ thi công Phần : xác định vùng biến dạng dẻo qua đánh giá mức độ ổn định đất Khi tải trọng tác dụng lên đất tăng dần đến lúc hình thành khu vực biến dạng dẻo,tức đất bị phá hoại (τ>σ tgϕ +c) Theo điều kiện cân giới hạn Mor-Renkin viết cho đất dính: Sin2ϕ = (σ (σ z − σ y ) + 4.τ yz z + σ y + 2.c cot gϕ ) Đất trạng thái cân giới hạn góc lệch θ ma sát đất ϕI Vì vậy,để xác định vùng biến dạng dẻo đất cần phải tìm ≥ điểm mà có θmax ϕI nối chúng lại với nhau.Ta có tải trọng lớn khối đất đắp(tính trọng lượng cột đất) là: P1= γII H= 1,88.10=18,8 (T/m2) Tải trọng cơng trình bên phần gia tăng tải xây dựng cơng trình gây đất: P2= 10 11 12 Hình V.2 : hình biểu diễn vùng biến dạng dẻo đất 13 Phần : Tính độ lún cuối - Xác định hệ số nén lún : Áp dụng công thức tính hệ số nén lún : a = Với ε1 = 0,753 , ε2 = 0,702 P1 : Là tải trọng ứng với trước xây dựng cơng trình độ sâu đặt móng Ta có : P1 = γ.h = 1,88.1,5 = 2,82 ( T/m2) P2 : Là tải trọng phân bố đáy móng sau xây dựng cơng trình P2 =σ + γ.h= 15,5 +2,82= 18,32( T/m2)  a= = 0,003 (T/m2)= 0,03 cm2/kG)  Hệ số nén lún tương đối : a0 = = 0,01( cm2/kG) Độ lún cuối lớn : S = Pgl.hs.ao Ở : Pgl = P2 - P1 =18,32-2,82=15,5( T/m2) 1,55(kG/cm2) Móng đặt cát pha => µtb = 0,3  Trị số Aω cho móng , tra bảng III.2 ta có : Aωconst = 2,6  Chiều dày lớp đất tương đương : hs = Aωconst.b = 2,6.2,2= 5,72 (m)=572(cm)  Độ lún cuối lớn móng : S = Pgl.hs.ao = ( P2 – P1).hs.ao = 1,55.572.0,01 =7,8 (cm)  Vậy độ lún cuối móng cơng trình khối đất đắp: S = 7,8 (cm) 14 Kết luận Đồ án trình bày nội dung, nhiệm vụ, phương pháp tính tốn móng đơn cho nhà cơng nghiệp Tính tốn thiết kế giải pháp móng đảm bảo yêu cẩu kỹ thuật kinh tế, xác định tải trọng giới hạn theo tác giả khác nhau, tính vẽ biểu đồ lún theo thời gian cơng trình Việc tích lũy kiến thức hai mơn học học đất móng cơng trình giúp tơi nhiều việc thực đồ án Tuy nhiên yếu tố kinh nhiệm chưa có nên việc thiết kế tính tốn cịn chưa hợp lý kính mong thầy bạn góp ý thêm để tơi hồn thiện kiến thức kinh nghiệm thực tế Xin chân thành cảm ơn giúp đỡ, góp ý thầy hướng dẫn: T.S: Nhữ Việt Hà số bạn bè lớp giúp đỡ trình thực đồ án Tài liệu tham khảo Giáo trình học đất ( nhà xuất xây dựng ) Giáo trình móng cơng trình ( nhà xuất xây dựng ) 15 16 17 ... ε1= 0.753 sau đặt móng ε2= 0.702 Phần I : Thiết kế móng  Chọn móng nơng thích hợp nhất, cụ thể móng băng có độ cứng hữu hạn với chiều sâu chơn móng h =1,5m Tính tốn kích thước móng : Xét trạng... độ lún cuối móng cơng trình khối đất đắp: S = 7,8 (cm) 14 Kết luận Đồ án trình bày nội dung, nhiệm vụ, phương pháp tính tốn móng đơn cho nhà cơng nghiệp Tính tốn thiết kế giải pháp móng đảm bảo... Thiết kế móng tường nhà công nghiệp Xác định vùng biến dạng dẻo đất, qua đánh giá mức độ ổn định đất Xác định độ lún cuối lớn móng khối đất đắp Biết rằng, hệ số rỗng đất đắp trước đặt móng ε1=