Hướng dẫn bài tập nền và móng

Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Chương I : Sơ Bộ Đánh Giá Nền Đất Nghiên Cứu Các Phương Án Thiết Kế Móng I- Số liệu thiết kế : 1- Sơ đồ mặt : sơ đồ 2- Tải trọng tính tốn mặt móng : Bảng I-1 : Bảng tải trọng tính tốn Tải Cột Trọng N (T) M (Tm) Tổ hợp 82,50 3,50 Tổ hợp bổ sung 85,65 6,20 Q (T) 1,00 1,00 N (T) 75,63 75,95 Cột biên M (Tm) 4,00 6,50 Q (T) 2,05 1,50 3- Kết thí nghiêm nén lún : STT 25 34 Lớp đất Á sét Sét Cát hạt trung e0 (%) 0,607 0,659 0,667 Hệ số rỗng ei ứng với cấp áp lực Pi (KG/cm2 ) e1(%) e2(%) e3(%) 0,577 0,558 0,543 0,629 0,606 0,529 0,65 0,640 0,631 e4(%) 0,534 0,580 0,630 4- Kết thí nghiệm đất : STT Lớp đất Chiều dày h (m) Tỷ trọng () Dung trọng  (g/cm3) Độ ẩm tự nhiên W (%) G/hạn nhão Wnh(%) 25 34 Á sét Sét Cát hạt trung  2,67 2,72 2.64 1,96 1,90 2,00 18 22 20 22 40 _ G/hạn Góc Lực dẻo nội ma dính đvị Wd(%) sát C(kg/c m2 )  (0) 14 22 _ 22 20 30 0,15 0,28 0,08 5- Kích thước cột : F = 50 x 30; cm2 Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3; m Độ lún giới hạn Sgh = 8; cm II- Đánh giá tình hình đất nghiên cứu nghiên cứu phương án thiết kế móng : 1- Đánh giá sơ tình hình đất : gồm lớp đất a- Lớp thứ (No 25) : lớp đất sét, h = 4; m W − Wd 18− 14 Độ sệt B= = = 0,5 Wnh − Wd 22− 14 0,25 < B = 0,5 nên đất trạng thái dẻo 0,01W 0,01.18 = 2,67 = 0,79 Độ bảo hoà nước : G= e0 0,607 0,5 < G < 0,8 nên đất trạng thái ẩm Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Hệ số nén lún : Pi(KG) ei 0,607 a(cm2/KG) 0,577 0,558 0,03 0,019 0,543 0,015 b- Lớp thứ hai (No 34) :lớp đất sét, h = m W − Wd 22− 22 Độ sệt B= = =0 Wnh − Wd 40− 22 B = nên đất trạng rắn 0,01W 0,01.22 = 2,72 = 0,91 Độ bảo hoà nước : G= e0 0,659 G > 0,8 nên đất trạng thái bảo hoà nước Hệ số nén lún : Pi(KG) ei 0,659 0,629 0,608 0,592 a(cm2/KG) 0,03 0,021 0,016 0,534 0,009 0,58 0,012 c- Lớp thứ ba (No6 ) :lớp cát hạt trung , h = m Đánh giá theo độ rỗng : 0,55 < e0 < 0,7 nên đất trạng thái chặt vừa 0,01W 0,01.22 = 2,647 = 0,87 Độ bảo hoà nước : G= e0 0,667 G > 0,8 nên đất trạng thái bảo hoà nước Hệ số nén lún : Pi(KG) ei 0,667 0,650 0,640 0,631 0,630 a(cm2/KG) 0,017 0,010 0,009 0,001 Kết luận : Nền đất tốt trạng thái dẻo, nửa rắn, chặt vừa, hệ số nén lún a1-2 bé, lún, tải trọng khơng lớn, nên có khả dùng làm thiên nhiên cho cơng trình 2- Các phương án thiết kế móng : • Phương án thứ : Thiết kế tính tốn móng nơng BTCT Móng cho cột Móng cho cột biên • Phương án thứ hai : Thiết kế tính tốn móng cọc đài thấp Móng cho cột Móng cho cột biên Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Chương II : Thiết Kế Và Tính Tốn Nền Móng Phương án I : Móng Nơng I- Móng nơng cột : - Vật liệu làm móng : Bê tơng Mac 200 có Rn = 90 Rk = 7,5 Cốt thép C I có Ra = 2000 R’a Rad = Rax kG/cm2 kG/cm2 kG/cm2 = 2000 kG/cm2 =1600 kG/cm2 - Xác định diện tích đáy móng : Dùng tổ hợp bản, tải trọng tiêu chuẩn (N015) 82,50 = 68,75; T Ntc = 1,2 3,5 = 2,91; Tm Mtc = 1,2 1,00 = 0,83; T Ntc = 1,2 Chọn độ sâu chôn móng hm = 1,5; m Sơ chọn kích thước móng a = 2,4; m, b = ;m Cường độ tiêu chuẩn : Công thức : Rtc = m(Ab+Bhm )  + D.C m=1  = 22o nên tra bảng ta có A = 0,61, B = 3,44, D = 6,04 b = 2; m, hm = 1,5; m  = 1,96; T/m3, C = 0,15 KG/cm2 = 1,5; T/m2 Kết : Rtc = 1(0,61.2+3,44.1,5)1,96 + 6,04.0,15 = 21,56; T/m2 N tc N 0tc + G N 0tc  tc  tb = = = +  tb h m F F F 71,25 + 2.1,5 = 17,84; T/m2 = 2,4.2 M 0tc + Q0tc h m M tc d d tc   =   =  max, tb tb W W 2,91+ 0,83.1,5 tc = 20;T/m2  max, = 17,84  2.2,42 = 15,68; T/m2 Kiểm tra theo điều kiện sau : *  tctb = 17,84; T/m2 < Rtc =21,56; T/m2 tc *  max = 20; T/m2 < 1,2.Rtc = 1,2 21,56 = 25,87 T/m2 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng tc *  >0 Vậy điều kiện áp lực thoả mãn chọn sơ kích thước đáy móng a=2,4;m, b=2;m , h=1,5; m 2- Kiểm tra lún cho móng : Dùng tổ hợp tiêu chuẩn bản, tải trọng tiêu chuẩn a - Áp lực gây lún : Pgl =  tctb − .h m = 17,84 – 1,96 1,5 = 14,90; T/m2 = 1,49; KG/cm2  1,5; KG/cm2 b - Dung trọng đẩy :  ( − 1) 1(2,67 − 1)  dn1 = n = = 1,039 T/m3 + e1 + 0,607  n ( − 1) 1(2,72− 1) = = 1,037 T/m3 1+ e2 + 0,659  ( − 1) 1(2,64− 1)  dn3 = n = = 0,98 T/m3 1+ e3 1+ 0,667 c - Tính nén lún theo phương pháp cộng lún lớp :  dn2 = n Áp dụng công thức : S= a 0i Pi h i Trong : hi chiều dày lớp phân tố Pi áp lực trung bình điểm lớp thứ i, áp lực Pgl sinh a0i hệ số nén lún tương đối lớp thứ i a0i = + e0i Để đơn giản a0i xác định tương ứng với áp lực gây lún Pgl = 1,49  1,5 KG/cm2 hằngsố với lớp đất Lớp I : aI = 0,019; cm2/KG aI 0,019 a0I = = = 0,012 ;cm2/KG 1+ e0I 1+ 0,607 Lớp II : aII = 0,021; cm2/KG aII 0,021 a0I = = = 0,013; cm2/KG + e0II + 0,659 aIII = 0,010; cm2/KG aIII 0,010 a0III = = = 0,006 ;cm2/KG + e0III + 0,667 c - Chiều dày lớp phân tố : Chọn hi = 0,5; m cho tất lớp hi  0,4b = 0,4 = 0,8; m d - Tính vẽ biểu đồ ứng suất áp lực gây lún sinh điểm : ZiP = K 0i Pgl Lớp III: a 2z K0i = f( , i ) b b Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Zi = hm +   i hi Kết tính tốn thể bảng sau : Lớp Á SET SÉT Điểm Zi (cm) 50 100 150 200 250 300 350 400 450 a/b 2Zi/b K0i 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 1,000 0,934 0,741 0,535 0,379 0,250 0,209 0,162 0,127 0,103 1,2 1,2  Pzi (KG/cm2) 1,500 1,401 1,111 0,802 0,568 0,348 0,314 0,242 0,191 0,155 a0i  zi (KG/cm2) 0,294 0,392 0,490 0,012 0,542 0,594 0,646 0,6979 0,7498 0,8017 0,013 0,8536 S(cm) 3,583 1,5 Tại điểm thứ (thuộc lớp 2) có  ZP = 0,155 < 0,2  Z = 0,2 0,8536 = 0,171 KG/cm2 nên tính lún đến điểm thứ n 1,5 + 0,348 S =  a0i Pi h i = 50 [0,012 ( + 1,401 +1,111 + 0,802 + 0,568) + 0,348+ 0,155 + 0,013 ( + 0,314 + 0,242 +0,191)] = 3,533 cm Vậy S = 3,533 cm < Sgh = cm 1,5 Á SÉT 0,294 0,392 0,490 0,542 1,1 0,802 0,646 0,6979 0,7498 0,8017 0,8536 1,4 0,594 SEÙT 1,5 0,568 0,384 0,314 0,242 0,191 0,155 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng 0,75 Biểu đồ ứng suất đáy móng - Tính tốn móng theo trạng thái giới hạn độ bền : Dùng tổ hợp bổ sung tải trọng tính tốn : NTT = 85,65 T, MTT = 6,2 Tm, QTT = T Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng ( phá hoại theo mặt phẳng nghiêng ): Móng bê tông cốt thép M 200 cốt thép C-I, Ra = 2000 KG/cm2, tải trọng không lớn nên chọn : Chiều cao móng hm = 0,75; m Chiều dày lớp bảo vệ c = 0,05; m Tiết diện ac.bc = 0,5 0,3 = 0,15; m2 45 Điều kiện kiểm tra : PTTCT  0,75RkUtbho PTTCT = NTT -  TT TB FCT FCT = aCT.bCT = (ac +2ho)( bc + 2ho) = (0,5 +2 0,7)(0,3 + 0,7) = 3,23m2 TT aCT P CT = 85,65 – 17,84 3,23 = 28,027 T Utb = 2(ac + bc +2h0) = 2(0,5 + 0,3 + 0,7) = 4,4 m 0,75RkUtbho = 0,75 75 4,4 0,7 = 173,25 T 0,5 Vậy PTTCT  0,75RkUtbho nên chiều cao móng chọn an tồn 0,3 bCT 0,25 0,5 45 2,4 0,25 0,5 0,75 - Tính tốn cốt thép cho móng : a - Tính tốn ứng suất đáy móng :  N TT  TT = tb F 85 , 65  TT = 17,84 ; T/m2 tb = 2,4.2 M TT tt min W =14,22 6,2 + 1.0,75 TT = 21,46 ; T/m  max, = 17,84  2.2,42 = 14,22 ; T/m2 TT TT Thiên an toàn nên dùng  max thay cho  TT II tbI − I ,  tbII − II để tính tốn cốt thép b - Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt I–I : M TT Công thức : FI-Ia  0,9.m a R a h MTTI-I = 0,125 b(a-ac)2  TT tbI − I = 0,125 b(a-ac)2  TT max = 0,125 200(240-50)2 21,46.10-1 tt max =21,46 I 0,5 0,3 TT  TT max, =  tb  II 2,4 I Hướng dẫn Bài tập Nền Móng = 1936765; KGcm 1936765 Kết : FI-Ia = = 18,08; cm2 0,9.0,85.2000.70 Vậy chọn 12  14 có Fa = 18,46; cm2 200− 2.5 Khoảng cách : a = = 17,27cm , nên chọn a=175; mm 11 c - Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt II–II : M TT Công thức : FII-IIa  0,9.m a R a h MTTII-II = 0,125 a(b-bc)2  TT tbII − II Kết : = 0,125 a(b-bc)2  TT max = 0,125 240(200-30)2 21,46.10-1 = 1860582; KGcm 1860582 FII-IIa = = 17,37; cm2 0,9.0,85.2000.70 Vậy chọn 12  14 có Fa = 18,46; cm2 200− 2.5 Khoảng cách : a = = 17,27cm , nên chọn a=175; mm 11 Cốt thép bố trí thể vẽ II- Móng nơng cột biên : 1- Xác định diện tích đáy móng : Dùng tổ hợp bản, tải trọng tiêu chuẩn (N015) 75,63 = 63,025 ;T Ntc = 1,2 4,0 = 3,33; Tm Mtc = 1,2 2,05 = 1,71 ;T Ntc = 1,2 Chọn độ sâu chơn móng hm = 1,5; m Sơ chọn kích thước móng a = 2,2; m, b = 1,8; m Cường độ tiêu chuẩn : Công thức : Rtc = m(Ab+Bhm )  + D.C m=1  = 22o nên tra bảng ta có A = 0,61, B = 3,44, D = 6,04 b = 1,8; m, hm = 1,5; m  = 1,96; T/m3, C = 0,15 KG/cm2 = 1,5; T/m2 Kết : Rtc = 1(0,61 1,8+3,44 1,5)1,96 + 6,04 1,5 = 21,32; T/m2 Áp lực tải trọng tiêu chuẩn gây : N tc N 0tc + G N 0tc  tc  tb = = = +  tb h m F F F Hướng dẫn Bài tập Nền Móng  tctb = 63,025 + 2.1,5 = 18,92 ;T/m2 2,2.1,8 M tc + Q0tc h m M tc =  dtb  W W 3,33+ 1,71.1,5 = 24,41 ; T/m2 = 18,92  2,2.1,82 = 13,43 ;T/m2 d tc  max, =  tb  tc  max, Kiểm tra theo điều kiện sau : *  tctb = 18,92; T/m2 < Rtc =21,32; T/m2 tc *  max = 24,41; T/m2 0 Vậy điều kiện áp lực thoả mãn ta chọn sơ kích thước đáy móng a=2,2; m , b=1,8; m , h=1,5; m - Kiểm tra lún cho móng : Dùng tổ hợp tiêu chuẩn bản, tải trọng tiêu chuẩn a - Áp lực gây lún : Pgl =  tctb − .h m = 18,92 – 1,96.1,5 = 15,98; T/m2  1,6 KG/cm2 b - Tính nén lún theo phương pháp cộng lún lớp : n Áp dụng công thức : S= a 0i Pi h i Trong : hi : chiều dày lớp phân tố Pi : áp lực trung bình điểm lớp thứ i, áp lực Pgl sinh a0i : hệ số nén lún tương đối lớp thứ i a0i = + e0i Để đơn giản a0i xác định tương ứng với áp lực gây lún Pgl = 1,6  1,5 KG/cm2 hằngsố với lớp đất Lớp I : aI = 0,019; cm2/KG aI 0,019 a0I = = = 0,012 ;cm2/KG 1+ e0I 1+ 0,607 Lớp II : aII = 0,021; cm2/KG aII 0,021 a0I = = = 0,013; cm2/KG + e0II + 0,659 Lớp III: aIII = 0,010; cm2/KG aIII 0,010 a0III = = = 0,006 ;cm2/KG + e0III + 0,667 c - Chiều dày lớp phân tố : Chọn hi = 0,5 m cho tất lớp hi  0,4b = 0,4 1,8 = 0,72 m d - Tính vẽ biểu đồ ứng suất áp lực gây lún sinh điểm : Hướng dẫn Bài tập Nền Móng ZiP = K 0i Pgl a 2z K0i = f( , i ) b b  Zi = hm +   i hi Kết tính tốn thể bảng sau : Lớp Điểm Zi (cm) a/b 2Zi/b K0i  Pzi (KG/cm2) 0 1,000 1,600 Á 50 0,56 0,909 1,454 100 1,11 0,701 1,122 SET 150 1,22 1,67 0,480 0,768 200 2,22 0,336 0,538 250 2,78 0,242 0,397 300 3,33 0,178 0,285 350 3,89 0,136 0,218 SÉT 400 1,22 4,44 0,107 0,171 450 5,00 0,087 0,139 a0i  zi (KG/cm2) 0,294 0,392 0,490 0,542 0,012 0,594 0,646 0,6979 0,7498 0,8017 0,013 0,8536 S(cm) 3,607 1,5 Tại điểm thứ (thuộc lớp 2) ta có  ZP = 0,139 < 0,2  Z = 0,2 0,8536 = 0,171; KG/cm2 nên tính lún đến điểm thứ n 1,6 + 0,397 S =  a0i Pi h i = 50 [ 0,012 ( + 1,454 +1,122 + 0,768 + 0,538) + 0,397+ 0,193 0.013( +0,285 + 0,218 + 0,171)] = 3,558; cm Vậy S = 3,558; cm < Sgh = 8; cm nên thoả mãn điều kiện tính lún 0,294 1,5 Á SÉT 0,392 0,490 0,594 0,646 0,6979 0,7498 SEÙT 0,8017 0,8536 1,122 0,542 Biểu đồ ứng suất đáy móng 1,6 1,454 0,768 0,538 0,397 0,285 0,218 0,171 0,139 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng 0,75 - Tính tốn móng theo trạng thái giới hạn độ bền : Dùng tổ hợp bổ sung tải trọng tính tốn : NTT = 75,95; T, MTT = 6,05; Tm, QTT = 1.50; T a - Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng (phá hoại theo mặt phẳng nghiêng) : Móng bê tơng cốt thép M 200 cốt thép C-I, Ra = 2000; KG/cm2, tải trọng không lớn nên chọn : Chiều cao móng hm = 0,75; m Chiều dày lớp bảo vệ c = 0,05; m Tiết diện ac.bc = 0,5 0,3 = 0,15; m2 45 Điều kiện kiểm tra : PTTCT  0,75RkUtbho PTTCT = NTT -  TT TB FCT FCT = aCT.bCT = (ac +2ho)( bc + ho) = (0,5 +2.0,7)(0,3 + 0,7) = 1,9; m2 TT P CT = 75,95 – 19,18.1,9 = 35,51; T 0,5 Utb = ac + 2bc +h0 = 0,5 + 2.0,3 + 0,7 = 1,8; m aCT 0,75RkUtbho = 0,75 75 1,8 0,7 = 70,875; T TT Vậy P CT  0,75RkUtbho nên chiều cao móng chọn an 2,2 tồn - Tính tốn cốt thép cho móng : a- Tính tốn ứng suất đáy móng : Áp lực tải trọng tính tốn gây : N TT  TT  tb = F 75,95  TT = 19,18 ;T/m2 tb = 2,2.1,8 0,3 1,8 bCT 0,25 0,5 45 M TT W ,05+ 1,5.0,75 =  TT max, =19,18  1,8.2,22 = 24,12 ;T/m2 = 14,24 ;T/m2 TT TT Thiên an toàn nên dùng  TT max thay cho  tbI − I ,  tbII − II để tính tốn cốt thép TT  TT max, =  tb  10 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Kết tính tốn thể bảng sau : Lớp Điểm CÁT HẠT TRUNG Zi (cm) 100 200 300 a/b 2Zi/b 0,76 1,54 2,31 K0i  Pzi (KG/cm2)  zi (KG/cm2) 1,000 0,816 0,473 0,275 0,5 0,408 0,237 0,138 1,012 1,07 1,12 1,22 a0i S(cm) 0,01 2,817 Tại điểm thứ (thuộc lớp 3) ta có  ZP = 0,138 < 0,2  Z = 0,2 1,22 = 0,224; KG/cm2 nên tính lún đến điểm thứ n 0,5 + 0,138 S =  a0i Pi h i = 100.0,01.( + 0,408 +0,237 )= 0,964 cm Vậy S = 0,964 cm < Sgh = cm nên thoả mãn điều kiện tính lún 1,5 Á SÉT 8,5 SÉT 5,71 CÁT TRU NG 1,012 1,07 1,12 0,5 0,408 0,237 1,22 Biểu đồ ứng suất đáy móng0,138 19 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng - Kiểm tra vận chuyển treo giá búa : Dùng tổ hợp bổ sung tải trọng tính tốn để kiểm tra NTT = 85,65 T, MTT = 6,2 Tm, QTT = T a - Khi vận chuyển : a a Mmax M Tải trọng : q = k.F  bt = 1,5 0,3 0,3 2,5 = 0,338; T/m Khoảng cách từ gối tựa đến mút cọc : a = 0,207 l = 0,207 7,5 = 1,55; m Mômen lớn cọc chịu : Mmax = 0,043 ql2 = 0,043 0,338 7,52 = 0,82; Tm Cọc có cốt thép đặt đối xứng : Fa = 4,022; cm2 Khả chịu lực cọc : Mgh = Ra Fa (h0 – a’) = 20000 4,022 10-4 (30-8) 10-2 = 1,77; Tm Vậy Mmax = 0,82; Tm < Mgh = 1,77; Tm nên đủ khả chịu lực vận chuyển b – Khi treo cọc lên giá búa : a a Mmax M Q 20 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng 0,15 0,6 ° 45 Khoảng cách từ móc đến mút đầu cọc : a = 0,207 l = 0,207 7,5 = 1,55; m Mômen lớn cọc chịu : Mmax = ql2 /14= 0,388/14 7,52 = 1,56; Tm Vậy Mmax = 1,56; Tm < Mgh = 1,77; Tm nên đủ khả chịu lực treo lên giá búa 10 - Tính tốn cấu tạo đài cọc : Bê tơng đài Mac 200 có Rn = 90 kG/cm2 Rk = 7,5 kG/cm2 Cốt thép C I có Ra = 2000 kG/cm2 R’a = 2000 kG/cm2 Rad = Rax = 1600 kG/cm2 Dùng tổ hợp bổ sung tải trọng tính tốn : NTT = 85,65; T, MTT = 6,2; Tm, QTT = 1; T Chọn hđ = 0,75; m PCT Kiểm tra theo công thức : h0  0,75R K u tb 0,3 0,3 PCT : tổng nội lực cọc nằm đáy tháp chọc thủng PCT = vẽ tháp chọc thủng khơng có cọc nằm phạm vi đáy tháp chọc thủng Kết : đài cọc không bị chọc thủng nên chọn hđ = 0,75; m với lớp bảo vệ dày 15cm nên h0 = 0,6; m 11 - Tính tốn cốt thép cho đài cọc : Mơmen tương ứng với mặt cắt ngàm I-I : MI-I = r1 (P3 + P4) r1 = (1 – 0,5)/2 = 0,25; m P3 = P4 = Pmax = 26,16; T MI-I = 0,25 26,16 = 13,08; Tm Mômen tương ứng với mặt cắt ngàm II-II : MII-II = r2 (P1 + P3) r2 = (1 – 0,3)/2 = 0,35; m P1= P3= Pmax = 26,16; T MII-II = 0,35 26,16= 18,312; Tm Diện tích cốt thép tương ứng với mặt cắt ngàm I-I : M I −I 13,08 FaI = = = 0,00142;m2 0,9h0 ma R a 0,9.0,85.0,6.20000 = 14,2 cm2 Chọn 13  12 có Fa = 14,703; cm2 150− 2.5 = 11,6 ;cm  115; mm Khoảng cách :a = 12 21 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Diện tích cốt thép tương ứng với mặt cắt ngàm II-II : M II −II 18,321 FaII= = = 0,002; m2 0,9h0 ma R a 0,9.0,6.0,85.20000 = 20,00; cm2 Chọn 13  14 có Fa = 20,01; cm2 150− 2.5 Khoảng cách : a = = 11,6 ; cm = 115; mm 12 Cốt thép bố trí vẽ 20 L = 2350 a200 L = 1500 600 13 750 14 a115 L = 1600 13 12 a115 L = 1600 750 350 150 100 250 100 I 1000 II 100 250 1000 250 100 II 300 500 300 4 20 L = 2350 13 14 a115 L = 1600 100 250 300 I 13 12 a115 L = 1600 22 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng II - Móng cọc đài thấp cho cột biên : - Vật liệu làm cọc : Bê tơng cọc Mac 250 có Rn = 110 kG/cm2 Rk = 8,3 kG/cm2 Cốt thép C I có Ra = 2000 kG/cm2 R’a = 2000 kG/cm2 Rad = Rax = 1600 kG/cm2 Cốt thép dọc chịu lực chọn  16 có F = 8,04; cm2 - Chọn kích thước cọc : Chọn cọc hình vng có tiết diện 30 x 30; cm Chiều dài cọc 7,5; m Độ sâu chôn móng hm = 1,5; m, cách mực nước ngầm 1,5; m, nằm lớp sét Móng chịu mơmen lớn nên ngàm cọc vào đài cách phá vỡ phần bê tông đầu cọc để thép nhô 35; cm chơn thêm đoạn cọc cịn giữ nguyên vào đài cọc khoảng 15; cm Dùng tổ hợp bổ sung tải trọng tính tốn : NTT = 75,95 T, MTT = 6,5 Tm, QTT = 1,5 T - Xác định độ sâu chôn đài cọc : Công thức : h  0,7 hmin hmin = tg(450 -  /2) H .b  ,  : góc ma sát dung trọng đáy đài  H :tổng lực xơ ngang tính đến tổng lực đáy đài  H = 6,5/1,5 + 1,5 = 5,83; T b : bề rộng đáy đài vuông góc với lực xơ ngang, chọn b = 1,5 m 5,83 = 0,95; m => 0,7.hmin = 0,665; m 1,96.1,5 Kết : chọn h = 1,5; m - Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc theo đất : a - Theo vật liệu làm cọc : a - Theo vật liệu làm cọc : Công thức : Pv = m  (mRRbFb + RaFa) m : hệ số điều kiện làm việc, m = : hệ số uốn dọc, móng cọc đài thấp không xuyên qua than bùn chọn  =  mR : hệ số điều kiện làm việc củabê tông,tiết diện cọc = 0,3x0,3m chọn mR = Rb, Ra : cường độ chịu nén tính tốn bê tơng thép Fb, Fa : diện tích tiết diện bê tông cốt thép dọc Kết : Pv = 1.1(1.1100.0,3.0,3 + 20000.8,04.10-4) = 110,67; T hmin = tg(45 – 22/2) b - Theo đất : Mũi cọc tỳ lên lớp cát hạt trung trạng thái chặt vừa nên làm việc theo sơ đồ cọc ma sát Sức chịu tải cọc theo đất xác định theo công thức sau : 23 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng n Pđ = m(mRRF + u  mfi fi li ) (HD – ĐA – NM / 69) i =1 m mR : hệ số điều kiện làm việc cọc đất, cọc có tiết diện hình chữ nhật đường kính d< 0,8 m chọn m = : hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc, hạ cọc búa diezen chọn mR = 1,0 mfi : hệ số điều kiện làm việc đất mặt bên cọc, mfi =1 F : tiết diện mũi u : chu vi tiết diện ngang cọc li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc fi : ma sát bên lớp đất thứ i theo mặt xung quanh thân cọc R : cường độ chịu tải lớp đất mũi cọc, tra bảng chọn R = 385; T/m2 Chia đất thành lớp đồng hình vẽ Cường độ tính tốn ma sát xung quanh cọc đất bao quanh fi tra bảng, nội suy có : Z1 = 2,75; m, ásét có B = 0,5 => f1 = 1,925 T/m2, l1 = 2,5; m Z21 = 4,5; m, sét có B = => f21 = 5,45 T/m2, l2 = 1; m Z22 = 6; m, sét có B = => f22 = 5,8 T/m2, l22 = 2; m Z3 = 7,75; m, cát hạt trung => f3 = 6,15 T/m2, l3 = 1,5; m Kết : Pđ = 1(1 385.0,3.0,3 + 0,3.4(1,925.2,5 + 5,45.1 + +5,8.1+6,15.1,5) = 71,955; T Ở Pv = 110,67; T > Pđ = 71,955; T nên dùng Pđ để đưa vào tính tốn P 71,955 Vậy Pgh = d = = 51,4 ; T K TC 1,4 - Xác định sơ diện tích đáy đài : Áp lực tính tốn giả định tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc gây : Pgh 51,4 PTT = (N&M/316) = = 63,46 ;T/m2 (3d) (3.0,3) Diện tích sơ đế đài : N TT Công thức : Fđ = TT n (N&M/316) P −  tb h n NTT : tải trọng tính tốn xác định đến đỉnh đài  tb : trọng lượng thể tích bình qn đài đất đài lấy  tb = 2; T/m3 n : hệ số vượt tải, n = 1,2 h : chiều sâu chôn đài 75,95 / 1,2 = 1,27 ; m2 Kết : Fđ = 63,46 / 1,2 − 2.1,5 24 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng 0,0 Z3=7,75m Z22=6m Z21=4,5m 2,5 SÉT Z1=2,75m Á 0,15 0,35 0,75 1,5 0,75 cốt thiên nhiên 1,5 SÉT -8,5 CÁT HẠT TRU NG Sơ đồ xác định sức chịu tải cọc - Xác định số lượng cọc : Trọng lượng sơ đài cọc đất bậc đài : NđTT = n Fđ.h  tb =1,2.1,27.1,5.2 = 4,572; T 25 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Số lượng cọc móng : N TT + N TT d Cơng thức :nc =  gh P 75,95 + 4,572 = 2,35 cọc Kết :nc = 1,5 51,4 Vậy chọn số cọc nc = cọc chọn lại diện tích đáy đài Fđ = 1,5x1,5; m2 0,25 0,3 N M d 0,25 0,25 0,25 1,5 - Kiểm tra sức chịu tải cọc : a - Tải trọng tác dụng thẳng đứng : Pmax,min = 1,5 Sơ đồ bố trí cọc mặt : Công thức : 0,5 N d n  M x  n x i =1 max n ,k i : tổng tải trọng thẳng đứng tính đến đáy đài : tổng mơmen tải tải trọng gây so với trục qua trọng tâm tiết diện cọc đáy đài : khoảng cách từ cọc chịu nén kéo nhiều đến trục qua trọng tâm tiết diện cọc đáy đài xi : khoảng cách từ cọc thứ i đến trọng tâm tiết diện cọc đáy đài 79,95 + 4,752 (6,5 + 1,5.1,5)0,5  Kết : Pmax,min = 4.0,52 = 25,55; T = 16,81; T Vậy Pmax = 25,55; T  Pgh = 51,4; T Pmin =16,81; T > khơng có lực kéo nên khơng kiểm tra theo điều kiện chống xmaxn,k nhổ 26 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng b - Tải trọng tác dụng ngang : Điều kiện : H0  Hng  H = 1,5 = 0,375;T H0 = n Hng : sức chịu tải trọng ngang cọc, tra bảng ứng với chuyển vị ngang cọc  ng =1 cm Hng = 6; T Vậy :H0= 0,375; T  Hng = 6; T nên thoả mãn điều kiện chống chuyển vị ngang - Kiểm tra cường độ đất : Dùng tổ hợp bản, tải trọng tiêu chuẩn (N015) 75,63 = 63,025; T Ntc = 1,2 4,0 = 3,33; T Mtc = 1,2 2,05 = 1,71; T Ntc = 1,2 Giả thiết ta có móng khối quy ước ABCD với kích thứơc Aqu, Bqu, Hqu   i hi  = TB = Góc mở : 4 h i = (22.2,5 + 20.3 + 30.1,5) = 5,710 4.7 Chiều dài chiều rộng đáy khối quy ước : Aqu = Bqu = a + 0,3 + 2.l.tg(5,710) = + 0,3 + 2.7.tg(5,710) = 2,7; m 1,5 Chiều cao khối quy ước : Hqu = hm + L = 1,5 + = 8,5; m Sơ đồ đáy móng khối quy ước 8,5 5,71 Xác định trọng lượng khối quy ước : Trọng lượng đất đài cọc từ đáy đài trở lên : N1 = Aqu Bqu hm  tb 27 2,7 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng = 2,7 2,7 1,5 = 21,87; T Trọng lượng lớp đất sét từ đáy đài đến hết lớp N2 = (F0 – 4Fc)(  1h1 +  đn1h’) = (2,72 – 4.0,32)(1,96.1,5 + 1,039.1) = 27,57; T Trọng lượng lớp đất sét : N3 = (F0 – 4Fc)  đn2.h2 = (2,72 – 0,32)1,037.3 = 21,56; T Trọng lượng lớp cát hạt trung : N4 = (F0 – 4Fc)  đn3.h3 = (2,72 – 4.0,32).0,98.1,5 = 10,19; T Trọng lượng cọc : N5 = 4Fchc  bt = 4.0,3.0,3.7.2,5 = 6,3; T Vậy trọng lượng củakhối móng quy ước : Nqu = 21,87+ 27,57+ 21,56+10,19+ 6,3 = 87,49; T Tải trọng tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước : Ntc = Ntc0 + Nqu = 63,025 +87,49 = 150,52; T Điều kiện kiểm tra : *  tctb < Rtc tc *  max < 1,2.Rtc Áp lực tải trọng tiêu chuẩn gây : N tc  tc  tb = F 150,525  tctb = = 20,46 ; T/m2 2,7.2,7 M 0tc + Q0tc H qu M tc d d tc   =   =  max, tb tb Wqu Wqu 3,33+ 1,71.8,5 tc = 26,09; T/m2  max, = 20,46  2,7.2,7 = 15,2; T/m2 Cường độ tiêu chuẩn : Công thức : Rtc = m(A Bqu +B Hqu )  đn3+ D.C m=1  = 30o nên tra bảng có A = 1,15, B = 5,59, D = 7,95 Bqu = 2,6; m, Hqu = 8,5; m  đn3 = 0,98; T/m3, C = 0,08; KG/cm2 = 0,8; T/m2 Kết : Rtc = 1(1,15.2,7+5,59.8,5) 0,98 + 7,95.0,8 = 55,85; T/m2 Vậy thoả mãn điều kiện : *  tctb = 20,46 < Rtc = 55,85 tc *  max = 26,09 h0 = 0,6; m 11 - Tính tốn cốt thép cho đài cọc : 0,15 0,25 0,4 II 0,5 1,7 0,9 II 0,3 I 0,4 0,4 0,9 1,7 0,4 I Mômen tương ứng với mặt cắt ngàm I-I : MI-I = r1 (P3 + P4) 32 Hướng dẫn Bài tập Nền Móng r1 = (1 – 0,5)/2 = 0,25; m P3 = P4 = Pmax = 25,55; T MI-I = 0,25 25,55= 12,775; Tm Mômen tương ứng với mặt cắt ngàm II-II : MII-II = r2 (P2 + P4) r2 = + 0,25 – 0,3 = 0,95; m P2= P4= Pmax = 25,55; T MI-I = 0,95 25,55= 48,545 Tm Diện tích cốt thép tương ứng với mặt cắt ngàm I-I : M I −I 12,775 FaI = = = 0,00139;m2 0,9h0 ma R a 0,9.0,85.0,6.20000 = 13,9; cm2 Chọn 13  12 có Fa = 14,703; cm 150− 2.5 Khoảng cách a = = 11,6 ; cm  115 mm 12 Diện tích cốt thép tương ứng với mặt cắt ngàm II-II : M II −II 48,545 FaII = = = 0,00528; m2 0,9h0 ma R a 0,9.0,6.0,85.20000 = 52,8; cm2 Chọn 17  20 có Fa = 53,414; cm2 150− 2.5 Khoảng cách a = = 8,8 cm  90 mm 16 Cốt thép bố trí vẽ 33 ... tốn móng nơng BTCT Móng cho cột Móng cho cột biên • Phương án thứ hai : Thiết kế tính tốn móng cọc đài thấp Móng cho cột Móng cho cột biên Hướng dẫn Bài tập Nền Móng Chương II : Thiết Kế Và. .. 24,47