Đồ án nền móng (1)

GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG I ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH +Cơng trình thiết kế nhà khung bê tơng cốt thép khơng có tường chèn +Tra TCVN 9362 -2012 có trị biến dạng cho phép: - Độ lún lệch tuyệt đối lớn : Sgh=0,08m - Độ lún lệch tương đối : Sgh=0,002 II.ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH-ĐỊA CHẤT THỦY VĂN Vị trí địa hình: +Hiện trạng cơng trình khu đất trống san lấp mặt bằng, thuận tiện cho việc khoan, khảo sát địa chất Địa tầng tiêu lý: Bảng tiêu lý lớp đất Chiều Lớp đất Số hiệu Loại đất dày (m) Trọng lượng riêng tự nhiên (kN/m ) Tt S3 Sét Sf4 Sét 2,0 4,5 Cf4 Cát 3,0 pha Ct1 Cát trung (kN/m3) Độ ẩm W % Giới Giới Góc hạn chảy hạn dẻo ma sát WL WP II % % (o) Lực dính cII (kPa) Mơ đun biến dạng E (kPa) Sức kháng mũi 8,0 Chỉ số xuyên SPT qc N30 (kPa) 17 - - - - - - 18,4 26,5 38 45 26 17 27 - 10000 - 1400 5,0 pha Trồng trọt lượng riêng hạt s  Trọng 18,5 26,8 30 36 22 16 10 18,3 26,4 30 31 25 15 28 19,2 26,5 18 - - 35 - SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 10000 7800 31000 1800 2200 10300 45 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Lớp 1: Đất trồng trọt, có chiều dày trung bình 2,0m + Lớp đất khơng đủ chịu lực để làm móng cơng trình, khơng có tính xây dựng, phải bóc bỏ lớp phải đặt móng xuống lớp đất đủ khả chịu lực Lớp : Đất sét dày trung bình 4,5m: + Có độ sệt:  nền đất lớp trạng thái ‘dẻo mềm’ = +Hệ số rỗng: e= +Trọng lượng riêng đẩy nổi: +Đất sét trạng thái ‘dẻo mềm’ có mơđun biến dạng E = 10000 (kPa) đất tốt Lớp 3: Sét pha dày trung bình 5,0m có: +Độ sệt: đất lớp trạng thái ‘dẻo mềm’ +Hệ số rỗng: +Trọng lượng riêng đẩy nổi: +Đất sét pha trạng thái ‘dẻo mềm’ có mơđun biến dạng E =10000(kPa) tốt Lớp 4:Lớp cát pha dày trung bình 3,0m có: +Độ sệt: SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page đất GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG đất lớp trạng thái ‘dẻo’ SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG MNN SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG +Hệ số rỗng: +Trọng lượng riêng đẩy +Đất cát pha trạng thái ‘dẻo’ có mơđun biến dạng E =7800(kPa) đất trung bình Lớp 5:Lớp cát trung dày trung bình 8,0m có: +Hệ số rỗng:  0,55 Chọn b=3,2m  l=3,2.1,125=3,6m Chọn kích thước lxb=3,6x3,2 (m) Kiểm tra kích thước móng theo trạng thái giới hạn II  Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn đáy móng -Với b=3,2m, tính lại R: +Độ lệch tâm: Đạt SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG  Kiểm tra điều kiện kinh tế: Như kích thước đế móng 3,2x3,6 (m) đạt yêu cầu thiết kế  Kiểm tra điều kiện áp lực bề mặt lớp đất yếu  Trọng lượng riêng hiệu lớp đất: +Từ mặt đất đến đáy lớp 1: +Từ mặt lớp đến mực nước ngầm: +Từ mực nước ngầm đến hết đáy lớp thứ 2:  Kiểm tra điều kiện: Ứng suất thân đáy móng: + +Ứng suất thân mực nước ngầm: Ứng suất thân đáy lớp thứ (dưới mực nước ngầm): + +Áp lực gây lún đáy móng: +Ứng suất gây lún đáy lớp 2: Tra bảng ta có:  Tổng ứng suất mặt lớp đất yếu: SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG +Cường độ tính tốn đất yếu: =1,1 móng đặt lên lớp đất sét pha có m m2 =1 nhà khung kết cầu mềm ktc =1 tiêu lý xác định thí nghiệm trực tiếp đất cII = 10 (kPa) φII= 16  tra bảng có A = 0,35; B = 2,43; D = mặt đất yếu nằm mực nước ngầm BIỂU ĐỒ KIỂM TRA ÁP LỰC TRÊN NỀN ĐẤT YẾU SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 10 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 0.00m -0.45m -3.00m -4,20m A B C D E -23,65m F SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 45 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Điểm F: σv(F)=170,42+10,129.8,7=258,54(kPa) Lớp đất sét : =>αp= 0,81 Lớp sét pha : =>αp=0,94 =>αp=1,0 Lớp cát pha: Lớp đất ls,i Nsi fs,i fs,i.ls,i cu,i lc,i σv cu/ σv 84.44 0.52 Đất sét 43.7 2.75 Sét pha 50 Cát pha 31.2 Cát trung 8.7 45 Tổng cộng 15 123.4 214.4 0.41 0.15 ap L/d fL fc,i 0.8 0.9 76 76 76 0.8 0.8 0.8 31.3 41.6 27.6 130 130 fs,i.ls,i 86.26 208.0 82.98 377.2 (kN) Sức chịu tải giới hạn theo viện kiến trúc Nhật Bản là: (kN)  Kết luận: Chọn (Pv; ; ; ) = (891,23; 855;1010;557,85) kN vào tính tốn Vậy chọn sức chịu tải tính tốn cọc: Xác định số lượng cọc bố trí cọc cho móng:  Xác định số lượng cọc, bố trí cọc: - Lực chọn để tính tốn Pc = 557,85(kN) -Áp lực tính tốn cọc tác dụng lên đế đài phản lực đầu cọc gây ra: SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 46 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG -Diện tích sơ đế đài: (Với ) -Tổng lực dọc sơ đáy đài: Số lượng cọc sơ bộ: tải lệch tâm (chọn m = 1,3 móng chịu ) → chọn số cọc n = cọc -Bố trí cọc đài: SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 47 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG +Khoảng cách từ tim cọc biên đến mép: c +Khoảng cách tim cọc là: 3d=3.250=750 (mm) n2 chọn: l 0,7d=0,7.25=17,5cm; chọn c=25=250mm (3d)2-m2 250.2+650.2=1800(mm) b 250.2+400.2=1300(mm) → Chọn kích thước móng bxl = 1,3x1,8(m) có F=2,34 (m2)  Tổng lực dọc tính tốn đáy đài với kích thước đài bxl = 1,3x1,8(m) =1692+1,1.20.2,76.1,3.1,8+44,53=1878,61(kN) =1,3.0,675.17,65.(4,2-1,325)=44,53 SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 48 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MĨNG + L= + edc = -Tổng mơmen tính tốn: Mtt = M0tt + Q0tt.hđ +Ndc.edc= 219,06+ 186.0,7 +51,12.1,125= 399,35(KNm) -Lực truyền xuống cọc dãy biên: → Pttmax= 529,32 (kN) → Pttmin=222,13 (kN) >0 → cọc đài không chịu lực nhổ nên không kiểm tra điều kiện nhổ -Trọng lượng tính tốn cọc kể từ đáy đài: → Pttmax + Pttc = 529,32+20,3=549,62 (kN) < Pc = 557,85 ( kN) Kiểm tra điều kiện kinh tế:  Thỏa mãn điều kiện kinh tế → số lượng cọc chọn hợp lý SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 49 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MĨNG Kiểm tra móng cọc theo trạng thái giới hạn I  Kiểm tra điều kiện áp lực đáy khối móng quy ước *Xác định kích thước khối móng quy ước: -Góc ma sát trung bình đất phạm vi chiều dài làm việc cọc lclv=19,45m: → - Chiều dài đáy móng khối quy ước: LM = L* + 2Lclv tg = (2*0,65+2*0,125) + 2.19,45.tg6,10 = 5,7(m) (0,125 nửa đường kính cọc =0,25/2=0,125) - Bề rộng đáy khối quy ước: BM = B* + 2Lclv tg = (2*0,4+2*0,125)+ 2.19,45 tg6,10 = 5,2(m) - Chiều cao khối móng quy ước: HM = 3,75+19,45 = 23,2 ( m) *Xác định trọng lượng khối quy ước: + Trọng lượng đài đất phạm vi từ đáy đài lên: = LM BM htb tb = 5,7.5,2.2,56.20=1517,6( kN) + Cọc ép cọc chiếm chỗ làm giảm thể tích khối đất mà khơng làm tổng trọng lượng khối đất phạm vi khối móng quy ước thay đổi → Trọng lượng đất phạm vi từ đáy đài lên đến chân cọc là: + Trọng lượng cọc phạm vi khối quy ước: SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 50 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG → Tổng lực nén tiêu chuẩn đáy móng quy ước là: +Trọng lượng khối đất lấp phạm vi 3,05m từ mặt đất tự nhiên đến đỉnh đài +Tổng Mô men tiêu chuẩn đáy đài : SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 51 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 0.00m -0.45m -3.00m -4.20m -23.65m SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 52 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Độ lệch tâm tải trọng tiêu chuẩn đáy móng: Áp lực tiêu chuẩn đáy móng quy ước : → =281,67 *Cường độ tính tốn là: Tra bảng 2-1(Tính tốn thực hành móng cơng trình) m1=1,2 đất cát hạt vừa; m2=1 nhà khung bê tông cốt thép khung mềm Ktc=1 tiêu lý đất lấy theo số liệu thí nghiệm trực tiếp đất Cát hạt vừa có II = 350 → A = 1,68; B = 7,73; D = 9,595 cII =0 (do cát hạt vừa) → SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 53 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn đáy móng: Thỏa mãn  Kiểm tra biến dạng nền: -Ứng suất thân đáy khối quy ước: -Áp lực gây lún đáy khối quy ước: < Nền đất khơng bị lún Tính tốn độ bền cấu tạo cho đài  Chọn vật liệu đài móng: -Dùng bê tơng có cấp độ bền B20 -Cốt thép nhóm CII Rb=11500 kPa ; Rbt=900 kPa ;Rs=280000 kPa -Chiều cao làm việc hữu ích bê tơng đài móng h0=hđ-lngàm =0,7-0,15=0,55(m)  Kiểm tra điều kiện đâm thủng: -Khi vẽ tháp đâm thủng từ mép cột nghiêng góc 450 so với phương thẳng đứng cột ta thấy tháp nằm trùm trục cọc Như đài cọc không bị đâm thủng SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 54 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MĨNG  Tính tốn thép đặt cho đài cọc: -Chiều cao làm việc hữu ích bê tơng móng: h0= 0,7 - 0,15 = 0,55 (m) -Tính lực truyền lên cọc thứ i: +Tổng tải trọng đáy đài: =1692+1,1.20.2,76.(1,3.1,8)+44,53=1878,61(kN) SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 55 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG =219,6+186.0,7=349,8(kNm) +Lực truyền lên cọc đài: P1,4=375,72-206,98.0,65=241,183(kN) P2,3=375,72+206,98.0,65=510,26(kN) P5=375,72(kN) Sơ đồ tính thép *Mặt ngàm I-I: - Mơ men tương ứng với mặt ngàm I-I : SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 56 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG MI-I = r2 (P2+P3) =0,425.(2.510,26)= 433,7(kNm) ) ( Với -Diện tích cốt thép tương ứng với mặt ngàm I-I: (đặt song song cạnh ngắn) -Chiều dài thép : l*= l - 2.abv = 1800 - 2.35 = 1730(mm) -Khoảng cách hai trục cốt thép cách nhau: -Yêu cầu cấu tạo : -Chọn 1318 có AS = 33,06( cm2), khoảng cách Chọn a2 = 100(mm) -Tính lại h02: ho2 = hđ - 0,15 - 0,5  = 0,7 - 0,15 - 0,5.0,018 = 0,541 (m) -Mômen đài chịu với cốt thép chọn là: MI-I = 0,9.Rs.ho.As chọn = 0,9.280000.0,541.34,54.10-4 = 450,71(kNm) >433,7(kNm) →Thép chọn đảm bảo *Mặt ngằm II-II: MII-II=r2 (P1+P2) = 0,225.(241,183+510,26)=169,07(kNm) SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 57 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MĨNG ( Với -Diện tích cốt thép tương ứng với mặt ngàm II-II: SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 58 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG -Chiều dài thép : b*= b - 2.abv = 1300- 2.35 = 1230 (mm) -Khoảng cách cốt thép cạnh nhau: (Trong n số thép) -Yêu cầu cấu tạo : Chọn 1112 có AS = 12,43( cm2), khoảng cách Chọn a2 = 170(mm) -Tính lại h02: ho2 = hđ - 0,15 - 0,5 1 = 0,7 - 0,15 - 0,5.12,43.10^-4= 0,549 (m) - Mômen đài chịu với cốt thép chọn là: MI = 0,9.Rs.ho.As chọn = 0,9.280000.0,549.12,43.10-4 =171,97 (kNm) > 169,07(kNm) →Thép chọn đảm bảo SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page 59 ... KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG đất lớp trạng thái ‘dẻo’ SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG MNN SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 Page GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG +Hệ... HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MÓNG III.3 PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC Chọn loại cọc, kích thước cọc, phương án thi công  Chọn tiết diện, chiều dài,vật liệu, thép… +Xác định móng trục thiết kế: Móng thiết kế móng. .. TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Page 20 GVHD: LÊ KHẮC HƯNG ĐỒ ÁN NỀN MĨNG III.2 THIẾT KẾ MĨNG ĐƠN BÊ TƠNG CỐT THÉP CHÔN NÔNG TRÊN NỀN ĐỆM CÁT Lựa chọn cát làm nền: Dùng cát hạt trung làm