Đồ án nền móng xây dựng dân dụng và công nghiệp (trần văn thắng)

Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: LÊ VĂN HIệp TRNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ GTVT KHOA CƠNG TRÌNH - - ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CHUYỀN NGÀNH : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP GIẢNG VIÊN HD : LÊ VĂN HIỆP SINH VIÊN LỚP SBD :TRẦN VĂN THẮNG : 71DLDD21 : 20017 Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VN THNG Page Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: L£ V¡N HIƯp SỐ LIỆU CHUNG Sơ đồ Cơng Trình 6m 6m 6m 6m -0.45 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 7m C1 7m 0.00 -0.45 Mặt cột Số tài liệu: Móng Móng Địa chất Cột Cột 10 Số liệu Số liệu địa chất: Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VĂN THẮNG Page §å ¸N NỊN Vµ MãNG GVHD: L£ V¡N HIƯp Số liệu  Tên đất (KN/m3) 17,5 Lớp đất lấp Cát pha,hạt Lớp trung Sét nửa cứng , Lớp Nâu vàng(IL=0.2) dày (m)  (độ) C (KN/m2) số SPT (N) Eo (kPa) 18,5 6,8 15 20 8320 19 25 20 26 33 12480 Tải trọng cơng trình: TT Ntc (T) Mtc ( Tm) Cột 42 6,2 Cột 10 280 9,6 * Cột vuông kích thước 0,3x0,3m, chiều mơ-men uốn mặt cắt Giới thiệu cơng trìnhvà sở tính tốn + Cơng trình thuộc dạng nhà dân dụng kết cấu khung chịu lực bê tông cốt thép + Các tiêu lý đất xác định thực nghiệm + Hệ số điều kiện làm viêc đất : m1= 1,2 m2= 1,1 + Hệ số an toàn tảI trọng tiêu chuẩn tảI trọng tính tốn n=1,2 + Khi tính tốn lấy: 1.1 (KN/m3) 1.1 (độ) cII = c/1.1 (KN/m2) II = /1,1 ; Lớp 15,9 0,00 0,00 II = Lớp 16,82 13,64 4,55 /1,1; cII = c/1,1 Lớp 17,27 18,18 23,64 + Ta có bảng quy đổi đơn vị tính tải trọng đầu cọc sau: TT Ntc (T) Ntc (KN) Mtc ( T.m) Mtc ( KN.m) Cột 42 420 6,2 62 Cột 10 280 2800 9,6 96 Dựa vào số liệu trên, ta thấy tải trọng tác dụng lên cột khơng lớn, cột 10 lớn Để đảm bảo điều kiện làm việc, an tồn sử dụng, xét đến tính kinh tế, ta chọn Phương án thiết kế sau: + Móng nơng chân cột số + Móng cọc chân cột số 10 PHẦN A: THIẾT KẾ MĨNG NƠNG Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VĂN THẮNG Page §å ¸N NỊN Vµ MãNG GVHD: L£ V¡N HIƯp I.PHƯƠNG ÁN NỀN MĨNG: + Tải trọng cơng trình khơng lớn Lớp đất lấp yếu , chọn giải pháp bóc hết lớp đất lấp vàđặt móng lớp đất thứ + Móng BTCT: Móng đơn cột + Móng băng tường + Tường ngăn bao che dùng móng gạch hay giằng, dầm móng để đỡ II VẬT LIỆU ĐÀI MĨNG DƯỚI CHÂN CỘT + Bê tơng M250 có Rb = 11500( KN/m2), Rk = 900 (KN/m2) + Thép chịu lực: CII , Ra = 280000(KN/m2) + Lớp lót bê tơng nghèo dày 10cm + Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày 3,5cm III THIẾT KẾ MĨNG NƠNG CHO CỘT 1 Xác định sơ kích thước đáy móng: Chọn kích thước sơ bộ: - Chiều sâu đặt móng h= 1,2 (m) - Chiều rộng đài móng b= (m) Kiểm tra kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực đáy móng: Giả thiết chiều cao móng hm= 1,9 m Áp lực tiêu chuẩn đế móng là: Rtc= (A.b.+B.h.+cII.D) Trong đó: Ktc– Hệ số tin cậy, lấy K tc=1 tiêu lý đất ddược xác định thực nghiệm II - dung trọng đất nằm trực tiếp đáy móng *II- dung trọng trung bình lớp đất tính từ đáy móng trở lên cII - lực dính tiêu chuẩn đáy móng A,B,D - Các hệ số khơng thứ ngun phụ thuộc vào góc ma sát  m1, m2 - hệ số điều kiện làm việc hệ số điều kiện làm việc cơng trình tác động qua lại với Lớp 71DLDD21 SV : TRN VN THNG Page Đồ áN NềN Vµ MãNG GVHD: L£ V¡N HIƯp Đáy đài đặt lớp đất thứ 2, có = 15o, tra bảng 2.2 trang 34 sách giáo trình Nền Móng – trường ĐH Công nghệ GTVT trị số A,B,D Ta có bảng sau: m1 1.2 m2 1,1 Ktc A b 0,32 Ghi chú: = =18(KN/m3) II 16,82 B 2.3 h 1,2 II 18,37 cII 4,55 D 4,845 Rtc = (0,325.1.16,82+2,3.1,2.18+4,55.4,845) = 101,89 (KN/m2) Diện tích đáy móng chịu tải trọng tâm: F= Trong đó: tb- Dung trọng riêng trung bình đất bê tơng Quy ước tb = 20~22 KN/m3 Ntc – tải trọng tiêu chuẩn đầu cột h – Chiều sâu đặt móng (tính từ đáy đài móng đến cos nền) Rtc - Áp lực tiêu chuẩn đế móng F= Chọn kF= 1,3, Flệch tâm = kF.F = 5,56.1,3 = 7,228 (m2) Chọn tỷ số kN=l/b = 1,3 Từ đó, ta có =2,068 (m) => chọn b=2 (m) Vậy chọn kích thước đài móng lxb (2,8x2,0) mét Tính lại Áp lực tiêu chuẩn đế móng Rtc = (0,325.2.16,82+2,3.1,2.18+4,55.4,845) = 109,1 (KN/m2) Độ lệch tâm: e== = 0.148 Áp lực tiêu chuẩn đế móng là: =*(1)+ = (KN/m2) tc p max = 125,19(KN/m2) tc p = 77,61(KN/m2) Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VĂN THẮNG Page Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: LÊ VĂN HIệp ptctb = 101,4(KN/m2) Điều kiện kiểm toán: + tc p max = 125,19(KN/m2)≤ 1,2.Rtc= 1,2.109,1 = 130,92 (KN/m2) tc p + = 77,61(KN/m2)> += 101,4 (KN/m2)Độ lún móng thỏa mãn Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VĂN THẮNG Page Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: LÊ VĂN HIệp Tính tốn độ bền cấu tạo móng: 6.1 Chọn vật liệu móng: Dùng bê tơng M250 có Rb = 115 Kg/cm2; Rk = Kg/cm2 (Rb = 11500 KN/m2, Rk= 900 KN/m2) Dùng cốt thép nhóm CII có Rs = 2800 Kg/cm2 (Ra = 280000 KN/m2) A/ xác định chiều cao móng theo điều kiện chống uốn Áp lực tính tốn đáy móng =*(1±)=(1±) =90.(1 ± ) Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VĂN THẮNG Page §å ¸N NỊN Vµ MãNG GVHD: L£ V¡N HIƯp  Chiều cao làm việc móng: ho L Trong đó: + ho – Chiều cao làm việc móng; ho = h-a + a – lấy gần lớp bê tơng bảo vệ cốt thép đáy móng; a = 4 10 cm + L – Khoảng cách từ đáy móng đến mặt ngàm cột L = = = 1,25 (m) + l – Cạnh đáy móng + lc – Bề dài cạnh cột +Rn – Cường độ chịu nén bê tơng + ptt – Áp lực tính tốn trung bình phía phần L; ptt= + – Áp lực tính tốn mặt ngàm cột =+(-) = 61,46 +(118,54 – 61,46)= 65,62 (KN/m2) ptt= = 92,08(KN/m2) ho 1,25= 0,54 (m) Chọn chiều cao làm việc móng ho = 0,6 (m) hm = ho + a = 0,6 + 0,05 = 0,65 m B/ xác định chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VN THNG Page 10 Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: L£ V¡N HIƯp Vậy chiều cao móng chọn hm =0,65 m Tính kết cấu móng Coi móng dầm conson, ngàm qua mép cột tải trọng phản lực áp lực + Mômen tương ứng với ngàm I – I MI-I = b.L2 Trong :L = = tt PItt  Pmin  = 1,25 (m) lL tt  Pmttax  Pmin  l = 65,62 (KN/m2) (đã tính phần chống chọc thủng) =>M1= 2,0.1,252= 157,66(KN.m) Diện tích cốt thép chịu mơ men MI-I Fa = == 10,43 (cm2) Chọn 12 (Fa = 1,131 cm2) Số thép cần thiết n = = 9,22 (Thanh) Chọn 11 Chiều dài cốt thép chịu mô men : l’ = l - 2.0,05 = 2,8 – 0,1 = 2,7 m Khoảng cách cần bố trí cốt thép dài : b’ = b - 2.0,05 = 2,0 – 0,1 = 1,9 m Khoảng cách cốt thép cạnh : a = = = 190 mm => Chọn 11 Φ12a190 thép CII bố trí phía + Mơmen tương ứng với ngàm II – II MII-II = l.B2 Trong : B = = = 0,85 (m) =>MII-II= 2,8.0,852 = 91,035 (KN.m) Diện tích cốt thép chịu mơ men MII-II =0,6 – 0,012 = 0,588 m Lớp 71DLDD21 SV : TRN VN THNG Page 12 Đồ áN NềN Và MãNG GVHD: L£ V¡N HIÖp Fa = = = 6,14 (cm2) Chọn 10 (Fa = 0,785 cm2) Số thép cần thiết n = = 7,82 (Thanh) Chọn Thanh Chiều dài cốt thép chịu mô men MII-IIlà : b’ = b -2.0,05 = 2,0 – 0,1 = 1,9 m Khoảng cách bố trí cốt thép dài : l’= l -2.0,05 = 2,8- 0,1 = 2,7 m Khoảng cách cốt thép cạnh : a = = = 335 mm => chọn a = 200 mm =>Chọn 14 Φ10a200 thép CII bố trí phía thép chịu mơmen mặt ngàm II– II Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VĂN THẮNG Page 13 Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: LÊ VĂN HIệp Mặt b»ng mãng Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VĂN THẮNG Page 14 Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: LÊ VĂN HIệp PHẦN II: MĨNG CỌC I TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CỌCCHO CỘT 1.Tải trọng tác dụng Ntc = 2800 KN Mtc = 96 KN.m Các hệ số điều kiện làm việc đất : m1 = 1,2 ; m2 = 1,1 Hệ số an toàn tải tiêu chuẩn tải tính tốn : n = 1,2 + Chọn độ sâu đặt đế đài: Đế đài cao 1.5m so với cốt thiên nhiên Chọn chiều cao đài hđ = 0,9m Lớp bêtơng lót vữa xi măng cát vàng Mác 75 dày 10cm, ăn phía đế đài 10cm Chọn loại cọc: Dùng loại cọc tiết diện 0,25 0,25m (4 14) Thép dọc chịu lực gồm  16 nhóm CII Bê tơng cọc B20, đầu cọc có mặt bích thép Phần cọc ngàm vào đài 0,15m Phần râu thép đập đầu cọc lớn 30. = 30.14 = 420 mm, lấy 0,55 m Đầu cọc cắm vào lớp cát pha,hạt trung sét nửa cứng 9,3m Vậy ta có chiều dài cọc là: Lcọc = 0,55 + 0,15 + 9,3 = 10 m Vậy ta chọn cọc dài 10m 3.Tính sức chịu tải cọc; + Sức chịu tải cọc theo vật liệu: Pvl =.(Rb.Fb + Ra.Fa) =1 Bê tơng B20 : có Rb = 11500 KN/m2 Thép AII : có Ra = 280000 KN/m2 Pvl= 1.(11500.0,252 + 280000.1,539.10-4)=623,78 KN Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VN THNG Page 15 Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: L£ V¡N HIÖp + Sức chịu tải cọc theo đất : n � � Pdn  ffc �cq.qb Ab  u.�f cfi i � i 1 � � Trong : fc : HƯ làm việc cọc đất ( fc = ) fcq fcf , : HƯ làm việc cđa ®Êt díi mịi cäc mặt bên cọc; ( fcq = 1, fcf =1) Ab : DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang mũi cäc, (m2) , Ab =0,0625 m2 u : Chu vi cäc (m)(u=4d=1 ) f : Cường độ sức kháng trung bình lớp đất thân cọc đóng cọc ép i li: chiÒu dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc (m); qb- Cường độ sức kháng đất mũi cọc (m) tra bang2 tcvn 10304 năm 2014 Lớp đất Loại đất Z Cát pha,cát hạt trung Cát pha,cát hạt trung Cát pha,cát hạt trung Sét nửa cứng,nâu vàng (m) 2,15 3,8 6,3 9,3 Độ sệt (m) 1,3 3 0,2 0,2 0,2 0,2 36,97 51,96 58,58 63,9 48,061 197,45 369,1 594,27 1208,88  Pđn =   Pđn =1510,57(KN)  Sức chịu tải cọc đơn cho phép: Ta =1,4  Pc  = = =1078,97( KN) 1.4827.0,0625 1.1.1208,88 Xác định số lượng cọc cách bố trí : Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VN THNG Page 16 Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: L£ V¡N HIÖp + Số lượng cọc sơ : nc   N 0tt 3360  1,  3, 74 1078,97  Pc  cọc Vì móng chịu tải lệch tâm lớn nên ta tăng số lượng cọc lấy nc’ = Mặt bố trí cọc Kiểm tra khả chịu tải cọc + Diện tích đế đài thực tế : Fdtt = 1,6.1,6 = 2,56 (m2) + Trọng lượng tính toán đài đất đài thực tế : Nđ,đtt = n.tb h.Fd = 1,2.20.(1,5+0,45/2).2,56 = 105,98 (KN) + Lực dọc tính tốn thực tế xác định đến cốt đài : Ntt = + = 2800.1,2 + 105,98 = 3465,98 ( KN) + Mơmen tính tốn xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện cọc đế đài : Mtt == 115,2 (KN) + Lực tính tốn truyền xuống cọc dãy biên : P tt max,min tt N tt M y x max 3465,98 115, 2.0,  ' �  � nc 4.0, 62 �x i Lớp 71DLDD21 SV : TRN VN THNG Page 17 Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: L£ V¡N HIÖp tt  Pmax  626(kN) tt Pmin  530 (kN) Tải trọng tác dụng lên cọc tính theo cơng thức sau : Pi = Ta lập bảng sau : Cọc Xi (m) -0,6 -0,6 0,6 0,6 + Trọng lượng tính tốn cọc : Pi (KN) 530 530 578 626 626 Pcọc = n.fcọc  cọc.Lc Trong đó:  cọc = 25 kN/m3 Lc = 10- 0,15- 0,55 = 9,3m Pc = 1,1.(0,25.0,25).25.9,3 = 15,98 ( KN ) Pđ=n.fđ.Lđ  đ=1,1.(0,25.0,25).9,3.(1.17,5+6,8.18,5+3.18,9)= 127,88 KN + Kiểm tra điều kiện chịu tảI cọc: Pttmax + Pc -Pđ= 626 + 15,98-127,88 = 514,1KN < Pđn = 1510,57 kN  Như thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên Và ta có: Pttmin = 530 KN > nên kiểm tra theo điều kiện chống nhổ Kiểm tra móng cọc theo TTGH 2: 6.1 Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng quy ước: + Độ lún móng cọc tính theo độ lún khối móng qui ước có mặt cắt abcd (hình vẽ) Do ma sát mặt xung quanh cọc đất bao quanh, tải trọng móng truyền diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép cọc đáy đài nghiêng góc  tb  Trong :  h h i i i Lớp 71DLDD21 SV : TRẦN VN THNG Page 18 Đồ áN NềN Và MóNG GVHD: L£ V¡N HIÖp tb  � h �h i i  i  1h1  2 h 150.6,  200.(9,3  6,3)   16, 60 h1  h 9,3 tb 16,   4.150 4 + Chiều dài đáy khối quy ước : LM = L’+ 2.LC.tgα = (1,2-2.0,25) + 2.9,3 tg(4,150) = 2,05 ( m ) + Bề rộng đáy khối quy ước : BM = B’ + 2.LC.tg = (1,2-2.0,25) + 2.9,3 tg(4,150) = 2,05 ( m ) + Chiều cao khối móng quy ước: ( tính đến cốt tự nhiên) 0, 45 HM = Lc + h = 9,3 + 1,5+ = 11,03 (m) + Trọng lượng tiêu chuẩn đất phạm vi từ đế đài đến mặt cốt tự nhiên: 20.0, 45 N = LM.BM.h.tb = 2,05.2,05 (1.17,5+ 0,5.18,5+ )=131,3 KN tc + Trọng lượng tiêu chuẩn đất từ đáy đài đến mũi cọc có trừ trọng lượng đất bị cọc chiếm chỗ: N2tc = ( LM.BM - ncọc.fcọc )   h i i = ( 2,05 2,05- 5.0,25.0,25).(6,3.18,5+3.18,9)= 673,94 KN + Trọng lượng tiêu chuẩn cọc phạm vi khối móng quy ước: N3tc = ncọc.fcọc  cọc.LC = 5.(0,25.0,25).25.9,3 =72,65 (KN) + Trọng lượng tiêu chuẩn khối móng quy ước : Nqưtc = N1tc + N2tc + N3tc = 131,3+ 673,94 + 72,65 = 877,89 KN + Tải trọng tiêu chuẩn đáy khối quy ước : Ntc = N0tc + Nqưtc = 2800+877,89 =3677,89 KN + Mômen tiêu chuẩn tương ứng trọng tâm đáy khối quy ước : Mtc = Mtco+ Qtco.( LC+hđ ) = 96 (KN.m) + Độ lệch tâm: e 96 M tc  0, 026 tc N = 3677,79 Lớp 71DLDD21 SV : TRN VN THNG Page 19 Đồ áN NềN Vµ MãNG GVHD: L£ V¡N HIƯp + áp lực tiêu chuẩn đáy khối qui ước: p tc max,min N tc 6.e  (1 � ) L M BM LM 3677,89 � 6.0, 026 � � 1� 2, 05.2, 05 2, 05 � � � =  tc Pmax  941,76 KN/m2 tc Pmin 808,57 KN/m2 → p tctb  tc tc p max  p 941, 76  808,57   875, 2KN / m2 2 + Cường độ tính tốn đất đáy khối qui ước: RM  m1 m2 ( A.BM II  B.H M II'  D.c II ) K tc Với: Ktc = tiêu lý đất lấy theo kết thí nghiệm trực tiếp đất Tra bảng 3.1/tr.27 HD ĐANM m1 = 1,2 m2 = 1,1 cơng trình có sơ đồ kết cấu mềm (khơng có khả đặc biệt để chịu nội lực thêm gây biến dạng nền) Đất đáy khối quy ước cát có: II = 200 tra bảng 3.2/tr27 HD ĐANM ta A = 0,51; B = 3,05; D = 5,66 II =18,5( kN/m3 ) Chiều cao khối móng qui ước: HM = 11,03 m Trọng lượng riêng trung bình đất đáy khối quy ước:  h 17,5.1  18,5.6,8  18,9.3  II'  � i i  18,13KN / m Hm = 11, 03 1, 2.1,1  RM = (0,51.2,05.18,5 + 3,05.11,03.18,13+5,66.5) = 867,98 (KN/m2) + Kiểm tra điều kiện áp lực đáy khối quy ước ptc max 941,76KN/m2