ĐỒ án nền và MÓNG TÍNH TOÁN và THIẾT kế MÓNG đơn TÍNH TOÁN và THIẾT kế MÓNG BĂNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO  ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG GVHD : TS LÊ PHƯƠNG SVTH : NGUYỄN VĂN HOÀNG MSSV : 19149122 NGÀNH : CNKT CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TP.HCM, Ngày… , tháng… , năm … MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG CHƯƠNG I: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1.1 XỬ LÝ VÀ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ĐỂ TÍNH TỐN NỀN MĨNG Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế móng có số lượng hố khoan nhiều số lượng mẫu đất lớn lớp đất lớn vấn đề đặt lớp đất phải chọn đại diện tiêu cho Ban đầu khoan lấy mẫu dựa vào quan sát thay đổi màu , hạt độ mà ta chia thành lớp đất Theo TCVN 9362-2012 gọi lớp địa chất cơng trình tập hợp giá trị có đặc trưng lý phải có hệ số biến động nhỏ (v) Vì ta phải loại trừ mẫu có chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho đơn nguyên chất Vì thống kế địa chất cơng việc quan trọng tính tốn móng 1.2 PHÂN CHIA ĐƠN NGUYÊN ĐỊA CHẤT 1.2.1 Hệ số biến động: - Chúng ta dựa vào hệ số biến động - Hệ số biến động ν ν phân chia đơn nguyên ν= xác định theo công thức: σ A n A= - Trong giá trị trung bình đặc trưng: σ= - Độ lệch bình phương trung bình: Trong : nghiệm Ai ∑A i i =1 n n Ai − A ) ∑ i =1 ( n −1 : giá trị riêng đặc trưng từ thí nghiệm riêng; n : số lần thí NGUYỄN VĂN HỒNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG Lưu ý: Khi kiểm tra để loại trừ sai số thô tiêu kép lực dính (c) ϕ góc ma sát ( ) độ lệch bình phương trung bình xác định sau: σ= n Ai − A ) ∑ i =1 ( n−2 1.2.2 Qui tắc loại trừ sai số thô: - Trong tập hợp mẫu lớp đất có hệ số biến động lại ta phải loại trừ số liệu có sai số lớn bé - Trong trưng [ ν] ν ≤ [ ν] đạt cịn ngược : hệ số biến động lớn nhất, tra bảng tuỳ thuộc vào loại đặc Bảng 0.1 Hệ Số Biến Động Lớn Nhất Theo Tcvn 9362-2012 Đặc trưng đất Hệ số biến động Tỷ trọng hạt 0.01 Trọng lượng riêng 0.05 Độ ẩm tự nhiên 0.15 Giới hạn Atterberg 0.15 Module biến dạng 0.30 Chỉ tiêu sức chống cắt 0.30 Cường độ nén trục 0.40 [ ν] Kiểm tra thống kê, loại trừ giá trị lớn bé Ai theo công thức sau: A − A i ≥ Vσ cm       σ cm = Trong ước lượng độ lệch: Lưu ý: Khi n ≥ 25 lấy n Ai − A ) ∑ i =1 ( n σcm = σ NGUYỄN VĂN HOÀNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG Bảng 0.2 Bảng tra giá trị V Số lần xác Giá trị Số lần Giá trị Số lần Giá trị định n chuẩn số xác chuẩn số xác chuẩn số V định n V định n V 2.07 21 2.80 36 3.03 2.18 22 2.82 37 3.04 2.27 23 2.84 38 3.05 2.35 24 2.86 39 3.06 10 2.41 25 2.88 40 3.07 11 2.47 26 2.90 41 3.08 12 2.52 27 2.91 42 3.09 13 2.56 28 2.93 43 3.10 14 2.60 29 2.94 44 3.11 15 2.64 30 2.96 45 3.12 16 2.67 31 2.97 46 3.13 17 2.70 32 2.98 47 3.14 18 2.73 33 3.00 48 3.14 19 2.75 34 3.01 49 3.15 20 2.78 35 3.02 50 3.16 1.3 GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT 1.3.1 Gía trị tiêu chuẩn tiêu đơn: - Giá trị tiêu chuẩn tất tiêu đơn (chỉ tiêu vật lý độ ẩm, khối lượng thể tích, số dẻo, độ sệt, tiêu học môdun tổng biến dạng,cường độ kháng nén, ) giá trị trung bình cộng kết thí nghiệm A riêng lẻ sau loại trừ sai số thơ *Lưu ý: NGUYỄN VĂN HỒNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG - Đối với tiêu vật lý gián tiếp (hệ số rỗng, số dẻo…) modun tổng biến dạng giá trị tiêu chuẩn chúng xác định từ giá trị tiêu chuẩn tiêu thí nghiệm mà tính giá trị tiêu chuẩn tiêu gián công thức học đất 1.3.2 Giá trị tiêu chuẩn tiêu kép: - Các giá trị tiêu chuẩn tiêu kép lực dính đơn vị (c) góc ma sát ϕ ( ) thực theo phương pháp bình phương cực tiểu quan hệ tuyến tính τi ứng suất pháp ứng suất tiếp cực hạn thí nghiệm cắt tương τ = σ.tgϕ + c đương, Lực dính đơn vị tiêu chuẩn c tc góc má sát tiêu chuẩn xác định theo công thức sau : cτtc = ( n σ∑ i =1 Δ tan ϕtc = i ∑σ n i =1 i −τ∑ σ i =1 n i ∑ n i =1 i i ) n n 1 n  n τ σ − τ  ∑ i i ∑ i ∑ σi ÷ ∆  i =1 i =1 i =1  Trong : Δ = n ∑ i =1σ i2 − n (∑ σ ) n i =1 i *Lưu ý: Nếu theo cơng thức tính ∑ ∑ n tgφtc = công thức: c tc < chọn c tc = tính lại theo στ i =1 i i n i =1 i σ 1.4 ĐẶC TRƯNG TÍNH TỐN CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT: 1.4.1 Giá trị tính tốn tiêu đơn: - Nhằm mục đích nâng cao độ an tồn cho ổn định chịu tải, số tính toán ổn định tiến hành với đặc trưng tính tốn NGUYỄN VĂN HỒNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG A tc A = kd tt - Giá trị tính tốn tiêu đơn xác định theo công thức sau: Trong đó: Atc giá trị tiêu chuẩn đặc trưng xét kd = - Hệ số an tồn đất xác định theo cơng thức: - Chỉ số độ xác ρ 1ρ± ρ= xác định theo công thức: tνα n tα α hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy υ - Hệ số động xác định theo mục 1.2.1 α - Khi tính theo biến dạng (TTGH II) = 0.85 α - Khi tính theo cường độ (TTGH I) = 0.95 Trong đó: * Lưu ý: - Số lượng tối thiểu thí nghiệm tiêu với đơn nguyên địa chất cơng trình cần phải đảm bảo - Nếu phạm vi đơn ngun địa chất cơng trình có số lượng mẫu giá trị tính tốn tiêu chúng tính tốn theo phương pháp trung bình cực tiểu trung bình cực đại A tc + A max A = tt A tc + A A = tt - Việc chọn tính theo hai cơng thức tùy thuộc vào tiêu làm tăng độ an tồn cho cơng trình 1.4.2 Giá trị tính tốn tiêu kép: A tt = - Giá trị tính tốn tiêu kép xác định theo cơng thức sau: A tc kd - Trong đó: Atc giá trị tiêu chuẩn đặc trưng xét NGUYỄN VĂN HỒNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG kd = - Hệ số an tồn đất xác định theo cơng thức: 1ρ± tgϕ - Đối với tiêu kép như: lực dính c hệ số ma sát thức: Ta có cơng ρ = tα ν - Hệ số biến động νc = σc c tc ν tgφ = ν xác định theo công thức sau: σ tgφ tgφtc - Độ lệch bình phương trung bình xác định theo công thức sau: n ∑i σ Δ i =1 σ cτ = σ σ tgφ = στ n Δ στ = Khi tính theo biến dạng (TTGH II) dùng Khi tính theo biến dạng (TTGH I) dùng n σ tgφ tc + c tc − τ i ) ∑ i =1 ( i n−2 α = 0.85 α = 0.95 *Lưu ý: ϕ - Để tìm trị tiêu chuẩn trị tính tốn c cần phải xác định không nhỏ τ σ giá trị trị số áp lực pháp tuyến ϕ τ - Khi tìm giá trị tính tốn c, dùng tổng số lần thí nghiệm làm n Bảng 0.3 Bảng tra giá trị hệ số Số bậc tự (n-1) Rn (n-2) c Hệ số γ φ tα tα ứng với xác suất tin cậy α 0.85 0.9 0.95 0.98 0.99 1.34 1.89 2.92 4.87 6.96 NGUYỄN VĂN HOÀNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG 1.25 1.64 2.35 3.45 4.54 1.19 1.53 2.13 3.02 3.75 1.16 1.48 2.01 2.74 3.36 1.13 1.44 1.94 2.63 3.14 1.12 1.41 1.90 2.54 3.00 1.11 1.40 1.86 2.49 2.90 1.10 1.38 1.83 2.44 2.82 10 1.10 1.37 1.81 2.40 2.76 11 1.09 1.36 1.80 2.36 2.72 12 1.08 1.36 1.78 2.33 2.68 13 1.08 1.35 1.77 2.30 2.65 14 1.08 1.34 1.76 2.28 2.62 15 1.07 1.34 1.75 2.27 2.60 16 1.07 1.34 1.75 2.26 2.58 17 1.07 1.33 1.74 2.25 2.57 18 1.07 1.33 1.73 2.24 2.55 19 1.07 1.33 1.73 2.23 2.54 20 1.06 1.32 1.72 2.22 2.53 25 1.06 1.32 1.71 2.19 2.49 30 1.05 1.31 1.70 2.17 2.46 40 1.05 1.30 1.68 2.14 2.42 60 1.05 1.30 1.67 2.12 2.39 - Các đặc trưng tính tốn theo TTGH I TTGH II có giá trị nằm khoảng tc A tt = AΔA ± - Tùy theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) dấu (-) để đảm bảo an toàn NGUYỄN VĂN HỒNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG - Khi tính tốn theo cường độ ổn đinh ta lấy đặc trưng tính tốn α TTGH I (nằm khoảng lớn = 0.95) - Khi tính tốn theo biến dạng ta lấy đặc trưng tính tốn theo TTGH II α (nằm khoảng nhỏ = 0.85) *Phân loại tiêu* γ  ,  γ '  , W *Chỉ tiêu lý ( ) gồm tiêu vật lý bản: Trọng lượng riêng đất , độ ẩm đất , trọng lượng riêng hạt Các tiêu vật lý khác: - Trọng lượng riêng khô đất: - Trọng lượng riêng ướt đất: - Trọng lượng riêng bão hòa: - Trọng lượng riêng đẩy nổi: ε - Hệ số rỗng đất: γd γw γ sat γ dn - Độ bão hòa đất: G - Độ rỗng đất: m - Tỷ trọng hạt: Gs * Chỉ tiêu cường độ: lực dính (c) góc nội ma sát (φ); ứng suất cắt τ * Các tiêu biến dạng: Hệ số nén lún, modun biến dạng, hệ số rỗng ứng với cấp áp lực * Từ loai tiêu trên, phân thành loại tiêu đặc trưng để phục vụ tính tốn, thiết kế móng: - Chi tiêu đơn: γ , e - p - Chỉ tiêu kép: c , φ - Chỉ tiêu trực tiếp: γ, w - Chỉ tiêu gián tiếp: γd NGUYỄN VĂN HOÀNG - 19149122 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG Bảng 4.33 Bảng Kết quả thí nghiệm nén e-p lớp đất P (kN/m2) 50 100 200 400 e 0.62 0.59 0.57 0.56 0.55 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG Bảng 4.34 Bảng tính lún Phân tố Điểm z(m) z/b k0 Pgl 1 2 3 4 5 0.000 1.000 1.000 2.000 2.000 3.000 3.000 4.000 4.000 5.000 5.000 6.000 0.000 0.370 0.370 0.741 0.741 1.111 1.111 1.481 1.481 1.852 1.852 2.222 0.827 0.827 0.492 0.492 0.292 0.292 0.184 0.184 0.125 0.125 0.089 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 194.95 σgl σ bt (kPa) 194.95 161.27 161.27 95.97 95.97 56.95 56.95 35.93 35.93 24.38 24.38 17.44 (kPa) 189.72 200.49 200.49 211.26 211.26 222.03 222.03 232.80 232.80 243.57 243.57 254.34 Si P1i P2i e1i e 2i 195.11 373.22 0.56 0.55 0.59 205.88 334.50 0.56 0.55 0.41 216.65 293.10 0.56 0.56 0.25 227.42 273.85 0.56 0.56 0.15 238.19 268.34 0.56 0.56 0.10 248.96 269.86 0.56 0.56 0.07 Tổng độ lún : 1.557 (cm) (cm) σbt / σgl 0.97 1.24 1.24 2.20 2.20 3.90 3.90 6.48 6.48 9.99 9.99 14.59 E (Mpa) Lớp 31.53 32.4 32.4 32.4 32.4 32.4 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG Ta có phân tố E= a + c(N spt + 6) = 10 40 + 3.5(18 + 6) = 10.51 10 Tại độ sâu z=6 (m) ta có: E = 32.4(Mpa) > 5(Mpa) σ bt = 14.59 > σ gl → Ta dừng tính lún n S = ∑ Si = 1.557 ( cm ) ≤ [ S] = 10 ( cm ) i=1 Tổng độ lún: → Thỏa điều kiện biến dạng lún ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG Hình 4.20 Biểu đồ lún móng cọc 4.5 Tính tốn đài cọc 4.5.1 Tính tốn chiều cao đài Điều kiện cần cho kích thước cột: N tt 1608.7 Fcot ≥ = = 0.11( m ) R b 14.5 ×10 Chọn kích thước cột: bc × h c = 300 × 300 ( mm ) ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG Chiều cao đài cọc: h d = 800(mm) Bm − h c 1.5 − 0.3 = = 0.6 2 M I− I = 532.058 × 0.3 + 532.058 × 0.3 = 319.235(kN.m) - Tính diện tích cốt thép: M I−I 319.235 ×106 As = = = 2006.25(mm ) 0.9R s h 0.9 × 260 × 680 - Bố trí cốt thép chọn Ø16 có as = 201 (mm2) - Số thép cần dùng tối thiểu là: n= A s 2006.25 = = 10 as 201 => chọn 10 - Khoảng cách thép là: a= L − 100 1500 − 100 = = 155.55(mm) n −1 10 − => chọn a = 150mm ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG 4.6 Kiểm tra khả cẩu lắp cọc 4.6.1 Khi vận chuyển cọc Hình 4.24- Sơ đồ tính tốn để đặt móc cẩu a) Móc cẩu vận chuyển b) Móc cẩu để đưa lên thiết bị đóng cọc - Trường hợp vận chuyển + Momen gối: Mga=0.02qL2 + Momen nhịp: Mnha=0.025qL2 - Trường hợp lắp dựng: + Momen gối: Mgb=0.02qL2 + Momen nhịp: Mnhb=0.07qL2 Như vậy, giá trị lớn ứng với hai sơ đồ Mnhb=0.07qL2 Trong đó: - L: chiều dài đoạn cọc (m) - q: trọng lượng thân cọc, (kN/m), tính sau: q = k d γ bAb 1.5 ÷ γ b Ở đây: kd hệ số động, lấy , trọng lượng đơn vị bê tông, (kN/m3), Ab diện tích tiết diện ngang cọc (m2) Từ giá trị Momen tính tốn lượng cốt thép cần thiết kiểm tra với lượng cốt thép chọn ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG - Nếu cọc đúc nhà máy có móc cẩu để tiện chất dở cọc lên xuống - Trọng lượng cọc: q d = k d A b γ b = 1.5 × 0.09 × 25 = 3.375 (kN / m) kd = 1.5 : Hệ số động - Cọc có tiết diện b × h = 300 × 300 (mm), bố trí thép 4Ø20, lấy lớp bê tông bảo vệ cọc a = 25mm → Chiều cao làm việc cốt thép => h = 300 - 25 = 275 (mm) - Momen uốn lớn cọc: M max = 0.07qL2 = 0.07 × 3.375 × 92 = 19.14 ( kNm ) - Diện tích cốt thép cần dùng cho việc cẩu lắp: M max 19.14 × 106 As = = = 297.44(mm ) 0.9R s h 0.9 × 260 × 275 , φ Bố trí thép dọc 20 có As=1256.6(mm2) Bê tơng cọc B25: Rb=14.5(MPa) Cốt thép CB300-V: Rs=260(MPa) Chọn lớp bê tông bảo vệ a=25(mm) a tt = 25 + 10 = 35(mm) → h = h − a tt = 300 − 35 = 265(mm) Lượng cốt thép chịu uốn: ξ= As R s 628.3 × 260 = = 0.142 R b bh 14.5 × 300 × 265 α m = ξ(1 − 0.5ξ) = 0.142(1 − 0.5 × 0.142) = 0.132 [ M] = α m γ b R b bh 02 = 0.132 × 1× 14.5 × 300 × 2652 × 10 −6 = 40.3(kN.m) Kiểm tra: M=19.14(kN.m) (MPa) σbt = 17.786 > σgl → Ta dừng tính lún ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD:... ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Ths LÊ PHƯƠNG CHƯƠNG I: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1.1 XỬ LÝ VÀ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ĐỂ TÍNH TỐN NỀN MÓNG Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết