đồ án nền và móng

A - Mãng n«ng trªn nÒn tù nhiªn.
I. TµI liÖu thiÕt kÕ
I.1. Tµi liÖu c«ng tr×nh:
- Tải trọng tiêu chuẩn dưới chân các cột, tường (ghi trên mặt bằng):
N
tc
0
= N
tt
0
/n; M
tc
0
= M
tt
0
/n; Q
tc
0
= Q
tt
0
/n (n là hệ số vượt tải gần đúng có thể lấy
chung n = 1,1 – 1,2 ở đây chọn n = 1,15).
C1 : N
tc
0
= 68 T ; M
tc
0

= 9,3 Tm ; Q
tc
0
= 1,3 T
T2 : N
tc
0
= 33,5 T/m ; M
tc
0
=2,7 Tm/m ; Q
tc
0
= 1,3 T/m
I.2. Tµi liÖu ®Þa chÊt c«ng tr×nh:
- Phương pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng, kết hợp xuyên tĩnh
(CPT) và xuyên tiêu chuẩn (SPT).
- Khu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp có chiều dày hầu như không đổi.
Lớp 1 : số hiệu 54 dày a = 6,1 m
Lớp 2 : số hiệu 17 dày b = 4,5 m
Lớp 3 : số hiệu 86 rất dày
Mực nước ngầm ở độ sâu 6 m.
Lớp1: Số hiệu 54 có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
W
%
W
nh
%
W
d

%
γ
T/m
3

∆
ϕ
®é
c
Kg/cm
2
KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi
P(Kpa)
100 200 300 400
32,5 37,6 22,9 1.84 2.68 10,17
0
0,14 0,888 0,854 0,827 0,814 1,56 8
Từ đó có:
- Hệ số rỗng tự nhiên:
e
0
=
γ
γ
)1(. W
n
+∆
- 1 =
2,68.1.(1 0,325)
1,84

+
- 1 = 0,93

- 2 -

- Kt qu nộn khụng n ngang - eodometer: h s nộn lỳn trong khong ỏp lc 100 - 200
Kpa:
a
1-2
=
100200
200100
pp
ee


=
0,888 0,851
200 100


= 0,037 .10
-2

KPa
1

- Chỉ số dẻo A = 37,6% 22,9% = 14,7 % <17% đất là đất sét pha.
- Độ sệt B =
A

WW
d

=
32,5 22,9
14,7

= 0,65 trạng thái dẻo
Cựng vi cỏc c trng khỏng xuyờn tnh q
c
= 1,56 MPa = 156 T/m
2
v c trng
xuyờn tiờu chun N = 8 cho bit lp t trung bình
Mụ un nộn ộp(cú ý ngha l mụdun bin dng trong thớ nghim khụng n ngang):
E
0s
= . q
c
= 5. 156 = 780 T/m
2
(ng vi sột pha ly = 5-8).
Lớp 2: S hiu 17 cú cỏc ch tiờu c lý nh sau:
Trong đất các cỡ hạt d(mm) chiếm (%)
>10
10
ữ5
5 ữ 2 2 ữ1
1 ữ
0,5

0,5
ữ0,25
0,25
ữ0,1
0,1
ữ0,05
0,05
ữ0,02
<0,0
2
- - 10,5 29 33,5 16 6,5 4,5 - - 15,2 2,64 15,5 29
- Lng ht cú c > 0,25 mm chim 10,5+ 29 + 33,5+16 = 89% >50% Đất cát hạt vừa
- Có q
c
= 15,5 MPa

= 1550 T/m
2
t cỏt hạt vừa trng thỏi cht va ( 50 < q
c
< 150
kG/cm
2
), gn phớa xp e
0
0,5, =2.
e
0
=

)1(. W
n
+
-1 =
0
)1(.
e
W
n
+

=
2,64.1.(1 0,152)
1 0,5
+
+
= 2,03 T/m
3

- bóo ho G =
0
.
e
W
=
2,64.0,152
0,5
= 0,8 cú 0,5 < 0,8 < 0,8 t cỏt cht va, độ
m bóo ho.

- Mụ un nộn ộp E
0
= . q
c
= 2,0. 1550 = 3100 T/m
2

- Tra bảng ứng với q
c
= 1550 T/m
2
= 30
0
33
0
(ly giỏ tr nh ng vi cỏt bi v
trng thỏi cht nghiờng v phớa xp, giỏ tr ln ng vi cỏt hạt vừa cht va)
lấy = 40
0
Lp t 2 l t tt.
Lp3: S hiu 86 cú cỏc ch tiờu c lý nh sau:
W
%
W
nh
%
W
d
%

T/m
3



độ
c
Kg/c
m
2
Kết quả TN nén ép e ứng với
P(Kpa)
100 200 300 400
17,9 24,9 19,2 1.9 2.69 22,83
0
0,26 0,619 0,6 0,592 0,586 6,87 37
- 3 -

Từ đó có:
- Hệ số rỗng tự nhiên:
e
0
=
γ
γ
)1(. W
n
+∆
- 1 =
2,69.1.(1 0,179)

1,9
+
- 1 = 0,73

- Kết quả nén không nở ngang - eodometer: hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100 - 200
Kpa:
a
1-2
=
100200
200100
pp
ee
−
−
=
0,619 0,6
200 100
−
−
= 0,019 .10
-2

KPa
1

- ChØ sè dÎo A = 24,9% –19,2% = 5,7 % < 17% → ®Êt lµ ®Êt c¸t pha
- §é sÖt B =
A
WW

d
−
=
17,9 19,2
5,7
−
= -0,23→ tr¹ng th¸i nöa r¾n - dÎo
Cùng với các đặc trưng kháng xuyên tĩnh q
c
= 6,87MPa = 687 T/m
2
và đặc trưng xuyên
tiêu chuẩn N = 37cho biết lớp đất tèt
→ Mô đun nén ép(có ý nghĩa là môdun biến dạng trong thí nghiệm không nở ngang):
E
0s
= α . q
c
= 4. 687 = 2748 T/m
2
(ứng với c¸t pha lấy α = 3-5).
Kết quả trụ địa chất như sau:
- 4 -

Nhận xét: Lớp đất trên yÕu vµ dµy 6,1m kh«ng thÓ ®Æt mãng trùc tiÕp lªn líp ®Êt ®ã. Líp
®Êt 2, 3 cã xu híng tèt dÇn.
- 5 -

I.3. Tiêu chuẩn xây dựng.
- lỳn cho phộp S

gh
= 8 cm. Chờnh lỳn tng i cho phộp
gh
L
S
= 0,2 %
- Phng phỏp tớnh toỏn õy l phng phỏp h s an ton duy nht, ly F
s
= 2 -3
(i vi nn t cỏt khụng ly c mu nguyờn dng thỡ nờn ly F
s
=3, cũn i vi t
dớnh nờn ly F
s
= 2).
II. Phơng án nền, móng.
- Ti trng cụng trỡnh khụng ln. Lp t trờn cựng l sét pha, khỏ yu v dy 6,1 m
ng thi nc ngm sõu 6 m. õy chn gii phỏp gia c nn bng cc cỏt l kh
thi.
- Múng BTCT dng n di ct, múng bng BTCT di tng .
- Cỏc tng chốn, bao che cú th dựng múng gch hay dm ging .
- Cỏc khi nh cú ti chờnh lch c tỏch ra bi khe lỳn.
Vật liệu móng, giằng, cọc cát.
- Bờ tụng 250
#
R
n
= 1100 T/m
2
, R

k
= 88 T/m
2
.
- Thộp chu lc: AII R
a
=28000 T/m
2
- Lp lút: bờ tụng nghốo, mỏc 100, dy 10 cm
- Lp bo v ct thộp ỏy múng dy 3 cm.
- Chn vt liu lm cc cỏt: Chn loi cỏt vng, ht trung thụ, sch (hm lng SiO
2
>
70%, Mica < 0,15% ), tng lp 50 cm v rung hay m ng thi kộo ng dn
lờn.
Tớnh cht vt lý ca lp t sau khi gia c bng cc cỏt: Giả thit cc cỏt nộn cht t
e
nc
= 0,613 (chn theo kinh nghim e
nc
= e
0
- 0,3).
Ghi chỳ: Sau khi thi cụng phi thớ nghim (bn nộn, CPT ) xỏc nh cỏc ch tiờu c
lý ca t ó gia c iu chnh thit k.
Bớc 1: Chọn kích thớc của móng.
IV. Chọn chiều sâu chôn móng.
- Chọn chiều sâu chôn móng
h
m

- Tớnh t mt t ti ỏy múng (khụng k lp BT lút), chn h
m
=1,4 m.
- Chọn kích thớc đáy móng, chiều cao móng.
- Ký hiu múng n di ct C
1
, l M
1
, múng bng di tng T
2
l M
2
Chn kớch thc múng M
1
: b x l x h = 2x 2,4 x 0,55 (m)
M
2
: b x h = 1,2 x 0,3 (m)
Bớc 2: Chọn cọc cát
- 6 -

- §Æc trng cäc c¸t:
Chọn cọc cát có đường kính d = 40 cm, mũi cọc cát hạ vào lớp đất 2 (có tính chất xây
dựng tốt hơn) → chiều dài cọc cát h
c
= 5,4m (cắm vào lớp 2 một đoạn 0,7 m), chiều dày
lớp đệm 30 cm.
- Diện tích cần nén chặt rộng hơn đáy móng ≥ 0,2b về mỗi phía
→ F
nc

≥ 1,4b.(l + 0,4.b)
≥ 1,4. 2. ( 2,4+ 0,4. 2) = 8,96 m
2
→ Chọn F
nc
= 8,96 m
2
- Số lượng cọc cát: n ≥
4
.
2
d
F
nc
π
.
0
0
1 e
ee
nc
+
−
=
2
8,96
3,14.0,4
4
.
0,94 0,64

1 0,94
−
+
≈ 11 cọc
- Khoảng cách các cọc cát tính theo giả thiết bố trí tam giác đều:
L ≤ 0,952.d.
nc
ee
e
−
+
0
0
1
= 0,952.0,4.
1 0,94
0,94 0,64
+
−
= 0,96 m
→ Chọn khoảng cách cọc cát là l
c
= 0,9 m
- Bề dày lớp đệm cát h
đ
= 30 cm
- Bố trí cọc cát: Bố trí dạng lưới tam giác gần đều như hình vẽ.
Bíc 3: X¸c ®Þnh ¸p lùc cña c«ng tr×nh díi ®¸y mãng.
- Giả thiết móng cứng, bỏ qua ảnh hưởng của móng
bên cạnh (vì bước cột > 2b dự kiến) và bỏ qua Q

0
(vì
Q
0
nhỏ và h
m
đủ sâu ).
- Áp lực tiếp xúc dưới đáy móng :
p
tc
≈
mtb
tc
0
h.
F
N
γ+
=
68
2.1
2.2,4
+
,4 = 16,97T/m
2
p
tc
max
=
p

tc
+
W
M
tc
0
= 16,97 +
2
9,3.6
2.2,4
= 21,81 T/m
2
- 7 -
No
Mo
P
min
P
max

p
tc
min
=
p
tc
-
W
M
tc

0
= 16,97 -
2
9,3.6
2.2,4
= 12,12 T/m
2
-p lc gõy lỳn p
gl
:
p
gl

m
tc
hp .'
= 16,97 -1,84.1,4 = 14,39 T/m
2
- p lc tớnh toỏn:

p
tt

mtb
tt
0
h.
F
N
+

=
78,2
2.1,4
2.2,4
+
= 19,09T/m
2
p
tt
max
=
p
tt
+
W
M
tt
0
= 19,09+
2
10,7.6
2.2,4
25,75 T/m
2
p
tt
min
=
p
tt

-
W
M
tt
0
= 19,09-
2
10,7.6
1,6.2
12,43 T/m
2
Bớc 4: Kiểm tra sự làm việc đồng thời của công trình, móng và nền.
4.1 Kiểm tra sức chịu tải của nền.
Tại đáy móng:
iu kin kim tra:
p
R
đ
p
max
1,2R
đ

Trong ú p ó tớnh trong bc VI v sc chu ti ca nn tớnh gn ỳng theo cụng thc
Terzaghi: R
0
=
CNnqNnbNn
ccqq
5,0

++



N
,
q
N
,
c
N
: Hệ số phụ thuộc góc ma sát trong

- Vi
1
= 13,17
0
N

= 1,741 ; N
q
= 3,3161 ; N
c
= 9,902
n


= 1 0,2.
l
b

= 1 - 0,2.
1,6
2
= 0,84 ; n
q
=1; n
c
= 1 + 0,2.
l
b
=1 + 0,2.
1,6
2
= 1,16
- Cỏc h s m
i
, i
i
= 1
R
0
=
0,5.0,84.1,741.1,84.1,6 (2,69 1).1,8.1,4 9,6.0,8.1,17
1,84.1
2,5
+ +
+
= 6,41 T/m
2
Gi thit rng sau khi gia c, cỏc thớ nghim kim nh li cho bit: R

đ
3.R
0đ

R
đ
= 3.6,41 19,23T/m
2
Vậy
p


R
đ
( 16,97T/m
2
< 19,23 T/m
2
)
p
max


1,2.R
đ
( 21,81T/m
2
< 1,2. 19,23 = 23,076 T/m
2
)

Nn t di ỏy múng sc chu ti v kớch thc chn nh trờn l hp lý.
Kiểm tra lớp đất dới mũi cọc cát :
- Ti sõu 6,8 m cú:
- 8 -

+ Ứng suất do trọng lượng bản thân:
σ
bt
=
γ
’.h
m
+
γ
gc
.h
gc

γ
gc
– dung trọng riêng của nền đất sau khi gia cố, có thể tính gần
đúng như sau:
γ
gc
=
F
)FF.(F
cát1cát
−γ+γ

F
cát
– diện tích phần gia cố cọc cát
F – diện tích tính trên một ô tam giác vùng gia cố.
ở đây vì γ
1
= γ
cát
= 1,8 T/m
3

→

σ
bt
= 1,8. 1,4 + 1,8 . 6,4 =14,04 T/m
2
+ ứng suất do tải trọng ngoài gây ra:
σ
2
= k
0
. (
p
-
γ
’.h
m
)
ta có z/b = 6,4/2 = 3,2; l/b = 2,4/2 =1,2

→
k
0
= 0,06
→

σ
2
= 0,06.(16,13 – 1,8. 1,4) = 0,8166T/m
2
vậy
σ
bt

≈
> 5
σ
2

→
không cần kiểm tra lớp đất dưới đáy cọc cát.
4.2 KiÓm tra ®é biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt
Phạm vi nén lún tới độ sâu 6,8 m gồm 2 lớp đất, coi cọc cát gia cố gần hết chiều dày nén
lún và nền sau khi gia cố là đồng nhất, vì vậy gần đúng ta có thể tính độ lún của nền bằng
phương pháp áp dụng trực tiếp kết quả lý thuyết đàn hồi:
S =
gl
0
2
0

p b.
E
1
ϖ
µ−

Trong đó:
µ
0
= 0,25 - hÖ sè në h«ng
- Giả thiết các thí nghiệm kiểm tra lại cho kết quả môdul biến dạng của nền đất đã gia cố:
E
0
= 3.E
1
= 3.240 = 720 T/m
2

ω - hệ số ω
const
(Tra bảng trang 16 - phụ lục Bài giảng Nền và Móng - T.S Nguyễn Đình
Tiến.)

==
2
4,2
b
l
1,2 → tra bảng có ω =1,08
p

gl
= 14,39 T/m
2
→ S =
2
1 0,25
.2.1,08.14,39
720
−
≈ 0,04 m = 4 cm
- Kết luận : Tổng độ lún đất nền S = 4 cm < Sgh = 8 cm. Vậy móng thỏa mãn điều kiện
độ lún tuyệt đối.
Chú ý: Sau khi tính lún của móng M2 và M3 cần xác định độ chênh lún tương
đối giữa các móng và kiểm tra điều kiện:
gh
L
S
L
S ∆
≤
∆

- 9 -

Bớc 5: Tính toán độ bền bản thân móng
5.1 Kiểm tra chiều cao móng.
- Ct õm thng múng theo hỡnh thỏp nghiờng v cỏc phớa gúc 45
0
, gn ỳng coi ct õm
thng múng theo mt mt xiờn gúc 45

0
v phớa p
0max
. iu kin chng õm thng khụng
k nh hng ca thộp ngang v khụng cú ct xiờn, ai:
Q < Q
b
hay P
t
0,75.R
k
. h
0
.

b
tb
- Kớch thc ct: 0,35 x 0,5 (m)
- Chn chiu dy lp bo v a = 3cm vy ta cú: h
0
h - a = 0,55 0,03 = 0,52 m
Ta có: bc + 2.h
0
= 0,35 + 2.0,52 =1,39 m < b = 2 m
vậy b
tb
= b
c
+ h
0

= 0,87 m
- Tính P
đt
( hợp lực phản lực của đất trong phạm vi gạch chéo):
P
t
=
dt
p
.l
dt
.b =
bl
pp
dt
t
tt

2
0max
+

l
t
=
0
2
h
al
c

=
52,0
2
5,04,2


= 0,43 m
p
ot
= p
tt
min
+ (p
tt
max
- p
tt
min
).
l
ll
dt

= 12,43 + (25,75 12,43).
4,2
43,04,2
= 23,36 T/m
2

P
t
=
25,75 22,36
.0,43.2
2
+
= 20,68 T
- Ta cú: 0,75.R
k
.h
0
.b
tb
= 0,75.88.0,52.0,87
= 30 T

> P
t
= 20,68 T
m bo iu kin chng õm thng.
5.2 Tính toán cờng độ trên tiết diện thẳng đứng - Tính toán cốt thép.
Tớnh toỏn cng trờn tit din thng gúc ti
v trớ cú Mụmen ln.
- Tính cốt thép theo phơng cạnh dài l:
+ Mụmen ti mộp ct M
ng
= M
max
M

l
ng

b
lpp
ng
tt
ng
.
2
.
2
2
max
+
p
0ng
= p
tt
min
+ (p
tt
max
- p
tt
min
).
l
ll
ng

)(

- 10 -
500
3
5
0

= 12,43+(25,75-12,43).
4,2
95,04,2 −
= 20,478 T/m
2
→ M
l
ng
=
2
20,478 25,75 0,95
. .2
2 2
+
= 20,86 T.m
+ Cèt thÐp yªu cÇu:
F
a
=
0
20,86
0,9. . 0,9.28000.0,52

l
ng
a
M
R h
=
= 15,9 cm
2
Chän 11 φ14 a 200 (F
a
= 16,93 cm
2
)
- TÝnh cèt thÐp theo ph¬ng c¹nh ng¾n b:
+ M«men t¹i mÐp cét
M
b
ng
=
l
b
p
ng
tt
.
2
.
2
=
2

0.825
19,09. .2,4
2
= 15,59 T.m
+ Cèt thÐp yªu cÇu:
F
a
=
0
15,59
0,9. . 0,9.28000.0,52
b
ng
a
M
R h
=
=11,9 cm
2
Chän 11 φ 12a 240 (F
a
= 12,44 cm
2
). Bè trÝ cèt thÐp nh h×nh vÏ
( với khoảng cách cốt thép chọn như trên có thể coi là hợp lý).
Bố trí cốt thép như hình vẽ :
( Với khoảng cách cốt thép như trên có thể coi là hợp lý)
Ghi chó.
1. Hệ dầm giằng: bố trí hệ giằng ngang, dọc để tăng độ cứng của móng và công trình
đồng thời kết hợp đỡ tường chèn, tường bao. Cấu tạo giằng xem bản vẽ.

Giằng GM1 : b
g
x h
g
=0,22 x 0,5 m
- 11 -
0.95 m

2. Khi b trớ cc cỏt c gng theo hỡnh tam giỏc u v phi cn c vo mt bng
cụng trỡnh b trớ cho hp lý.
3. Khi cỏc lp t yu cn gia c cú chiu dy khỏ ln, cc cỏt ch cn gia c ht
chiu dy nộn lỳn.
Phần II tính toán móng băng
Vật liệu móng, giằng.
- Chn bờ tụng 250
#
R
n
= 1100 T/m
2
, R
k
=88 T/m
2
.
- Thộp chu lc: AII R
a
=28000 T/m
2
.

- Lp lút: bờ tụng nghốo, mỏc thp 100
#
, dy 10cm.
- Lp bo v ct thộp ỏy múng dy 3cm.(thng chn 3 5 cm).
Bớc 2: Chọn kích thớc của móng.
- Chọn chiều sâu chôn móng
h
m
- Tớnh t mt t ti ỏy múng (khụng k lp BT lút).chọn h
m
=1m.
- Kớch thc múng : b x h = 1,8x 0,5 (m)
Bớc 3: Xác định áp lực của công trình dới đáy móng.
- Ct di di 1m v xột nh múng n
- Gi thit múng di tng l múng cng, b qua nh
hng ca múng bờn
- p lc tip xỳc di ỏy múng :
p
tc

mtb
tc
0
h.
F
N
+
=
33,5
2.1

1.1,8
+
= 20,61T/m
2
p
tc
max
=
p
tc
+
W
M
tc
0
= 20,61+
2
2,7.6
1.1,8
= 25,61 T/m
2
p
tc
min
=
p
tc
-
W
M

tc
0
= 20,61-
2
2,7.6
1.1,8
= 15,61 T/m
2
-p lc gõy lỳn p
gl
:
p
gl

m
tc
hp .'
= 20,61-1,84.1,8 = 18,77 T/m
2
- p lc tớnh toỏn:

p
tt

mtb
tt
0
h.
F
N

+
=
38,53
2.1
1.1,8
+
= 23,04T/m
2
p
tt
max
=
p
tt
+
W
M
tt
0
= 23,04+
2
3,11.6
1.1,8
31,92 T/m
2
- 12 -
No
Mo
P
min

P
max

p
tt
min
=
p
tt
-
W
M
tt
0
= 23,04-
2
3,11.6
1.1,8
14,88 T/m
2
Bớc 4: Kiểm tra sự làm việc đồng thời của công trình, móng và nền.
4.1 Kiểm tra sức chịu tải của nền.
Tại đáy móng:
iu kin kim tra:
p
R
đ
p
max
1,2R

đ

Trong ú p ó tớnh trong bc VI v sc chu ti ca nn tớnh gn ỳng theo cụng thc
Terzaghi: R
0
=
CNnqNnbNn
ccqq
5,0
++



N
,
q
N
,
c
N
: Hệ số phụ thuộc góc ma sát trong

- Vi
1
= 13,17
0
N

= 1,741 ; N
q

= 3,3161 ; N
c
= 9,902
n


= 1; n
q
=1; n
c
= 1
- Cỏc h s m
i
, i
i
= 1
R
0
=
0,5.0,84.1,741.1.1 (3,31 1).1,84.1 9,9.1.1
1,84.1
2,5
+ +
+
= 8,89 T/m
2
Gi thit rng sau khi gia c, cỏc thớ nghim kim nh li cho bit: R
đ
3.R
0đ

R
đ
= 3.8,89 26,67T/m
2
Vậy
p


R
đ
( 23,04T/m
2
< 26,67T/m
2
)
p
max


1,2.R
đ
( 31,92T/m
2
< 1,2. 26,67 = 32T/m
2
)
Nn t di ỏy múng sc chu ti v kớch thc chn nh trờn l hp lý.
Kiểm tra lớp đất dới mũi cọc cát :
- Ti sõu 6,8 m cú:

+ ng sut do trng lng bn thõn:

bt
=

.h
m
+

gc
.h
gc


gc
dung trng riờng ca nn t sau khi gia c, cú th tớnh gn
ỳng nh sau:

gc
=
F
)FF.(F
cỏt1cỏt
+

F
cỏt
din tớch phn gia c cc cỏt
F din tớch tớnh trờn mt ụ tam giỏc vựng gia c.
õy vỡ

1
=
cỏt
= 1,8 T/m
3




bt
= 1,8. 1,4 + 1,8 . 6,4 =14,04 T/m
2
+ ng sut do ti trng ngoi gõy ra:

2
= k
0
. (
p
-

.h
m
)
ta cú z/b = 6,4/2 = 3,2; l/b = 2,4/2 =1,2

k
0
= 0,06
- 13 -

2
= 0,06.(16,13 1,8. 1,4) = 0,8166T/m
2
vy

bt


> 5

2


khụng cn kim tra lp t di ỏy cc cỏt.
4.2 Kiểm tra độ biến dạng của nền đất
Phm vi nộn lỳn ti sõu 6,8 m gm 2 lp t, coi cc cỏt gia c gn ht chiu dy nộn
lỳn v nn sau khi gia c l ng nht, vỡ vy gn ỳng ta cú th tớnh lỳn ca nn bng
phng phỏp ỏp dng trc tip kt qu lý thuyt n hi:
S =
gl
0
2
0
p b.
E
1

à

Trong ú:
à
0
= 0,25 - hệ số nở hông
- Gi thit cỏc thớ nghim kim tra li cho kt qu mụdul bin dng ca nn t ó gia c:
E
0
= 3.E
1
= 3.240 = 720 T/m
2

- h s
const
(Tra bng trang 16 - ph lc Bi ging Nn v Múng - T.S Nguyn ỡnh
Tin.)

1
1,8
l
b
= =
1,2 tra bng cú =1,08
p
gl
= 18,77 T/m
2

S =
2
1 0,25
.2.1,08.18,77
720

0,04 m = 4 cm
- Kt lun : Tng lỳn t nn S = 4 cm < Sgh = 8 cm. Vy múng tha món iu kin
lỳn tuyt i.
Bớc 5: Tính toán độ bền bản thân móng
5.1 Kiểm tra chiều cao móng.
- Ct õm thng múng theo hỡnh thỏp nghiờng v cỏc phớa gúc 45
0
, gn ỳng coi ct õm
thng múng theo mt mt xiờn gúc 45
0
v phớa p
0max
. iu kin chng õm thng khụng
k nh hng ca thộp ngang v khụng cú ct xiờn, ai:
Q < Q
b
hay P
t
0,75.R
k
. h
0
.

b
tb
-
B rng tng b=0.22m
- Chn chiu dy lp bo v a = 3cm vy ta cú: h
0
h - a = 0,5 0,03 = 0,47 m
vậy b
tb
= 1 m
- Tính P
đt
( hợp lực phản lực của đất trong phạm vi gạch chéo):
- 14 -

P
đt
=
dt
p
.l
dt
.b =
bl
pp
dt
t
tt

2

0max
+

• l
đt
=
0
2
h
al
c
−
−
=
1,8 0,22
0,47
2
−
−
= 0,32 m
• p
ot
= p
tt
min
+ (p
tt
max
- p
tt

min
).
l
ll
dt
−
= 14,88 + (31,92 – 14,88).
1,8 0,32
1,8
−
= 28,89 T/m
2
→ P
đt
=
31,92 28,89
.0,32.1
2
+
= 9,73 T
- Ta có: 0,75.R
k
.h
0
.b
tb
= 0,75.88.0,47.1
= 31,02 T

> P

đt
= 9,73 T
→ Đảm bảo điều kiện chống đâm thủng.
5.2 TÝnh to¸n cêng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng ®øng - TÝnh to¸n cèt thÐp.
Tính toán cường độ trên tiết diện thẳng góc tại vị trí có Mômen lớn.
- TÝnh cèt thÐp theo ph¬ng ngang:
+ Mômen tại mép cột M
ng
= M
max
M
l
ng
≈
b
lpp
ng
tt
ng
.
2
.
2
2
max
+
- 15 -

p
0ng

= p
tt
min
+ (p
tt
max
- p
tt
min
).
l
ll
ng
)( −

= 14,88+(31,92-14,88).
1,8 0,79
1,8
−
= 24,44 T/m
2
→ M
l
ng
=
2
24,44 31,92 0,79
. .1
2 2
+

= 9,813 T.m
+ Cèt thÐp yªu cÇu:
F
a
=
0
9,813
0,9. . 0,9.28000.0,47
l
ng
a
M
R h
=
= 7,75 cm
2
Chän 7 φ12 a 140 (F
a
= 7,92 cm
2
)
- TÝnh cèt thÐp theo ph¬ng dọc:
Cèt thÐp theo ph¬ng däc ta ®Æt theo cÊu t¹o víi μ=0.2%
F
a
= μ.l.h =0.002.1,8.0,25=9,1 cm
2
Chän 11φ10 a 180 (F
a
= 8,64cm

2
)
- 16 -

Phần II - móng cọc đài thấp

I. Số liệu công trình: (nhà công nghiệp):
- Cột ( toàn khối hoặc lắp ghép )
Tiết diện cột : l
C
x b
C
= 600x400 ( mm x mm )
Cao trình cầu trục: 6,3 m; cao trình đỉnh cột: 8,5m
- S liu ti trng tớnh toỏn:
+ Ti trng ng ti nh ct (Ti trng thng xuyờn) P
a
= 300 kN.
+ Ti trng ngang ti nh ct v giú P
g
= 30,6 kN.
+ Lc hóm cu trc ngang T
c1
= 3,6 kN.
+ Lc hóm cu trc dc T
c2
= 3 kN.
+ Ti trng cu trc (Ti trng s dng) P
c
= 350 kN.

2. Nền đất:
Cao trình mặt đất tự nhiên : +0.00m.
Bề dày lớp đất phủ móng khoảng 0.3 ữ 1m.
Lớp đất số hiệu chiều dày(m)
1
2
3
4
II.Yêu cầu :
- Xác định tổ hợp tải trọng cơ bản tác dụng lên móng: N
0
, M
0
, Q
0
.
- Phân loại đất, trạng thái đất.
- Đề xuất hai phơng án móng cọc đài thấp và thiết kế một phơng án.
- Bản vẽ có kích thớc 297x840 ( đóng cùng vào thuyết minh ), trên đó thể hiện:
- 17 -

Cao trình cơ bản của móng cọc đã thiết kế và lát cắt địa chất ( tỷ lệ từ 1:150 đến
1:100); các chi tiết cọc (tỷ lệ 1:20 1:10); các chi tiết đài cọc ( tỷ lệ 1:50 1:30); Bảng
thống kê thép đài, thép cọc; các ghi chú cần thiết
Giáo viên hớng dẫn
Phạm Thị Loan
i. Tài liệu thiết kế
I.1. Tài liệu công trình
- c im kt cu: Nh cụng nghip mt tng, mt nhp cú cu trc. Kt cu nh khung
ngang BTCT mt tng cú cu trc, thi cụng ton khi. Gn ỳng coi s tớnh ct l ct

conxon: Tit din ct l
c
xb
c
= 0,6 x 0,4 (m), cao trỡnh nh ct 8,5 m, cao trỡnh cu trc
6,3m
- Ti trng tớnh toỏn ti chõn ct:
N
0

= P
a
+P
c
+ 1,1.G 300 + 350 + 1,1. 0,4.0,6.8,5.25 = 706 kN = 70,6 T
M
0y

= (8,5. P
g
+ T
c1
.6,3 + P
c
.l
c
).0,9
= (8,5.30,6 +3,6.6,3 +350.0,6).0,9 = 443,5 kN.m 44,35 T.m
M
0x

= T
c2
.6,3 = 3.6,3 = 18,9 kN.m = 1,89 T.m
Q
0x
= P
g
+ T
c1
= 30,6 + 3,6 = 34,2 kN = 3,42 T
Q
0y
= T
c2
= 0,3 T.
- T hp ti trng tiờu chun: Khụng cú t hp ti tiờu chun nờn s liu ti trng ti
chõn ct cú th c ly nh sau:
N
tc
0
= N
tt
0
/n; M
tc
0
= M
tt
0

/n; Q
tc
0
= Q
tt
0
/n
(n l h s vt ti gn ỳng cú th ly chung n = 1,1 1,2 õy chn n = 1,15).
Ti trng ti chõn ct:
N
0
tc
= P
a
+P
c
+ G = (300 + 350)/1,15 + 0,4.0,6.8,5.25 616,6 kN = 61,66 T
M
0y
tc
38,6 T.m
M
0x
tc
= 1,64 T.m
Q
0x
tc
= 2,97 T
Q

0y
tc
= T
c2
= 0,26 T.
- lch tõm e
y
=
N
M
y
0
=
66,64
47,40
= 0,63
- 18 -

Nhận xét: độ lệch tâm khá lớn, mômen theo phương dọc nhỏ.
I.2. Tµi liÖu ®Þa chÊt:
- Phương pháp khảo sát: Khoan, kết hợp xuyên tĩnh (CPT) và xuyên tiêu chuẩn(SPT).
- Khu vực xây dựng, nền đất gồm 4 lớp có chiều dày hầu như không đổi.
Lớp 1 : số hiệu 101 dày a = 3,2 m
Lớp 2 : số hiệu 301 dày b = 6,3 m
Lớp 3 : số hiệu 201 dày c = 6,8 m
Lớp 4 : số hiệu 401 rất dày
Lớp 1: Số hiệu 101, dày 3,2 m có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
W
%
W

nh
%
W
d
%
γ
T/m
3
∆
ϕ
®é
c
kg/cm
2
KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng
víi P(KPa)
q
c
(MPa
)
N
50 100 150 200
27,9 30,4 24,5 1,86
2,6
8
10
0
0,09
0,82
5

0,77
9
0,76
1
0,74
1
1,2 8
Từ đó có:
- Hệ số rỗng tự nhiên :
e
0
=
γ
γ
)1(. W
n
+∆
- 1
=
86,1
)299,01.(1.68,2 +
- 1 = 0,872
- Kết quả nén eodometer:
hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa:
a
12
=
100200
741,0779,0
−

−
= 3,8. 10
-4
(1/kPa)
- Chỉ số dẻo: A = W
nh
- W
d
= 30,4 – 24,5 = 5,9 → Lớp 1 là lớp đất cát pha.
- Độ sệt: B =
A
WW
d
−
=
9.5
5.249.27 −
= 0,576 → trạng thái dẻo mềm gần dẻo cứng.
- Mô đun biến dạng: q
c
= 2 MPa = 200 T/m
2
→ E
0
= α.q
c
= 4.200 = 800 T/m
2

(cát pha dẻo mềm chọn α = 4).

Líp 2:
Số hiệu 301, dày h
2
= 6.3 m;
Chỉ tiêu cơ lý của đất:
- 19 -
BiÓu ®å thÝ nghiÖm nÐn Ðp e-p

36,5 32,8 18,1 1,73 2,69 4
0
5 0,1 0,21 1
- Chỉ số dẻo: A= W
nh
- W
d
= 32,8 – 18,1 = 14,7% → Lớp 2 là lớp đất sét pha.
- Độ sệt của đất là: B =
A
WW
d
−
=
7.14
1.185.36 −
= 1,25 → trạng thái nhão.
- Hệ số rỗng: e
2
=
γ
γ

)01.01( W
n
+∆
- 1 =
1
73,1
)26,01.(1.69,2
−
+
= 1,77-1 = 0,96
- Môdun biến dạng E = α.q
c
lớp 2 là sét nhão chọn α = 5 → E = 5. 21 = 105 T/m
2
Lớp 3:
Số hiệu 201, h
3
= 6,8 m; Các chỉ tiêu cơ lý của đất:
Trong ®Êt c¸c cì h¹t d(mm) chiÕm (%)
1÷
2
0.5÷
1
0.25
÷ 0.5
0.1 ÷
0.25
0.05
÷0.1
0,01 ÷

0, 05
0,002
÷ 0,01
<
0.002
5 10.5 30.5 30 12 10 2 0
16,8 2,64 7,5 28
Cỡ hạt d ≥ 0.5mm chiếm 15.5%
d > 0.25mm chiếm 46 %
d > 0.1mm chiếm 76 %
Ta thấy hàm lượng cỡ hạt lớn hơn 0,15mm trên 75% → lớp 3 là lớp cát hạt nhỏ, lẫn
nhiều hạt thô.
- Sức kháng xuyên q
c
= 7,5 Mpa = 750 T/m
2
→ lớp 3 là loại cát hạt vừa ở trạng thái chặt
vừa → ϕ = 33
0
, e
0
= 0,65.
- Dung trọng tự nhiên γ =
1
)01,01(
0
+
+∆
e
W

n
γ
=
65,1
)168,01.(1.64,2 +
=1,86 T/m
3
- Mô đun biến dạng: q
c
= 7,5 Mpa =750 T/m
2
→ E
0
= α.q
c
chän α = 2
→ E
0
= 2.750 = 1500 T/m
2
.
Líp 4:
Số hiệu 401, rất dày.
Chỉ tiêu cơ lý của đất:
Trong đất các cỡ hạt d(mm) chiếm (%)
>
10
5
÷ 10
2

÷ 5
1
÷ 2
0,5
÷ 1
0,25
÷ 0,5
<
0,25
>
10
- 20 -

2 8 28 35 17.5 6.5 3 2 17 2,63 12 40
C ht d >10 mm chim 2%
d >2 mm chim 38%
Thy hm lng c ht ln hn 2mm trờn 25% vy lp 4 l lp cỏt si.
Sc khỏng xuyờn q
c
= 12 MPa = 1200 T/m
2
cỏt thuc trng thỏi cht va.
Mụ un bin dng E
1
= q
c
lp 4 l cỏt si cht va chn = 2.
E
1
= 2.12 = 24 MPa = 2400 T/m

2
.
Ta cú kt qu tr a cht nh sau:

Nhận xét :
Lp t th nht v th hai thuc loi mm yu, lp 3 khỏ tt v dy, lp 4 rt tt
nhng di sõu.
I.3. Tiêu chuẩn xây dựng.
lỳn cho phộp S
gh
= 8 cm . Chờnh lỳn tng i cho phộp
gh
L
S
= 0,3 %
II. đề xuất phơng án:
- 21 -
Cát pha, dẻo mm, =1,86 T/m
3
, =2.68,

= 10
0
, c

=1,5 T/m
2
,
B = 0.576, q
c

= 200 T/m
2
, N=8, E
0
= 800 T/m
2
Sét pha, nhão, E
0
=105 T/m
2
, =1,73 T/m
3
, =2.68


= 4
0
5, c

=1 T/m
2
, q
c
= 42 T/m
2
, N =1
Cát hạt nhỏ, chặt vừa
=1.86T/m
2
, =2.64, = 33

0
, E
0
=1500 T/m
2

qc = 750 T/m
2
,
, N= 28
Sỏi, chặt
=1,96 T/m
2
, = 2.63, =36
0
, E
0
= 2400 T/m
2

qc = 1200 T/m
2
,
,

N = 40

- Cụng trỡnh cú ti khỏ ln, c bit lch tõm ln.
- Khu vc xõy dng bit lp, bng phng.
- t nn gm 4 lp:

+ Lp 1: cỏt pha do gn nhóo khỏ yu.
+ Lp 2: sột nhóo lp yu, dy 6,3 m.
+ Lp 3: l lp cỏt cht va tớnh cht xõy dng tt v cú chiu dy 6,5 m.
+ Lp 4: lp si cht, tt nhng di sõu.
Nc ngm khụng xut hin trong phm vi kho sỏt
- Chn gii phỏp múng cc i thp.
+ Phng ỏn 1: dựng cc BTCT 25 x 25 cm, i t vo lp 1, mi cc h sõu
xung lp 3 khong 2 4m. Thi cụng bng phng phỏp ộp.
+ Phng ỏn 2: dựng cc BTCT 30 x 30 cm, i t vo lp 1, mi cc h sõu
xung lp 3 khong 2 4m. Thi cụng bng phng phỏp úng.
+ Phng ỏn 3: dựng cc BTCT 30x30, i t vo lp 1. Cc h bng phng
phỏp khoan dn v úng vo lp 4. Phng ỏn ny n nh cao nhng khú thi
cụng v giỏ thnh cao.
õy chn phng ỏn 1.
iii. Thiết kế móng theo phơng án 1
Phơng pháp thi công và vật liệu móng cọc.
i cc:
+ Bờ tụng : 250
#
cú R
n
= 1100 T/m
2
, R
k
= 88 T/m
2
+ Ct thộp: thộp chu lc trong i l thộp loi AII cú Ra = 28000 T/m
2
.

+ Lp lút i: bờ tụng nghốo 100
#
dy 10 cm
+ i liờn kt ngm vi ct v cc (xem bn v ). Thộp ca cc neo trong i
20d ( õy chn 40 cm ) v u cc trong i 10 cm
Cc ỳc sn:
+ Bờ tụng : 300 # R
n
= 1300 T/m2
+ Ct thộp: thộp chu lc - AII , ai - AI
+ Cỏc chi tit cu to xem bn v.
Bớc 1: Chọn đài và cọc
1.1 Chiều sâu đáy đài h
m
Tớnh h
min
- chiu sõu chụn múng yờu cu nh nht:
h
min
= 0,7.tg(45
0
-
2

).
b
Q
'.

- 22 -

Q : Tổng các lực ngang: Q
x
= 2,97 T
γ’ : dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài γ = 1,86 (T/m
3
)
b : bề rộng đài chọn sơ bộ b =1,8 m
ϕ : góc ma sát trong ϕ = 15
0
h
min
= 0,586 m ; ở đây chọn h
m
= 1,2 m > h
min
= 0,586 m
→ Với độ sâu đáy đài đủ lớn, lực ngang Q nhỏ, trong tính toán gần đúng coi như bỏ qua
tải trọng ngang.
1.2 Cäc
- Tiết diện cọc 25 x 25 (cm) . Thép dọc chịu lực 4φ 16 AII
- Chiều dài cọc: chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp 3 khoảng 3,2m → chiều dài cọc
l
c
= (3,2 + 6,3 + 3,2) - 1,2 + 0,5 = 12 m
Cọc được chia thành 2 đoạn dài 6 m. Nối bằng hàn bản mã.
Bíc 2: Søc chÞu t¶i cña cäc:
2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu
P
VL

= m. ϕ. (R
b
F
b
+ R
a
F
a
)
Trong đó:
m : hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc loại cọc và số lượng cọc trong
móng, ϕ hệ số uốn dọc. Chọn m =1, ϕ =1.
F
a
: Diện tích cốt thép, F
a
= 8.04 cm
2
. F
b
: Diện tích phần bê tông
F
b
= F
c
- F
a
= 0,25.0,25 – 8,04.10
-4
= 617 .10

-4
m
2
.
→ P
VL
= 1.1.(1300.617.10
-4
+ 2,8.10
4
8,04.10
-4
) = 102,7 T.
2.2 Sức chịu tải của cọc theo đất nền
- Xác đinh theo kết quả của thí nghiệm trong phòng (phương pháp thống kê):
Sức chịu tải của cọc theo nền đất xác định theo công thức:
P
gh
= Q
s
+ Q
c
sức chịu tải tính toán P
đ
=
Fs
P
gh
Q
s

: ma sát giữa cọc và đất xung quanh cọc Q
s
= α
1

ii
n
i
i
hu
τ
∑
=1
(l
i
chứ ko phải h
i
)
Q
c
: Lực kháng mũi cọc. Q
c
= α
2
. R. F
Trong đó: α
1
,α
2
- Hệ số điều kiện làm việc của đất với cọc vuông, hạ bằng phương pháp

ép nên α
1
= α
2
= 1.
F = 0,25.0,25 = 0,0625 m
2
.
u
i
: Chu vi cọc. u
i
= 1 m.
- 23 -

R : Sức kháng giới hạn của đất ở mũi cọc. Với H
m
= 13,2 m, mũi cọc đặt ở lớp cát hạt
nhỏ lẫn nhiều hạt to, chặt vừa tra bảng được R ≈ 3200 kPa = 320 T/m
2
.
τ
i
: lực ma sát trung bình của lớp đất thứ i quanh mặt cọc. Chia đất thành các lớp
đất đồng nhất, chiều dày mỗi lớp ≤ 2m như hình vẽ. Ta lập bảng tra được τ
i
(theo giá trị
độ sâu trung bình l
i
của mỗi lớp và loại đất, trạng thái đất).

Lớp đất Loại đất
h
i
m
l
i
m
τ
i
T/m
2
101 Cát pha,dẻo B = 0.576 2,2 2 1,4
301 Sét pha, nhão B = 1,25 Đất yếu bỏ qua
201
Cát hạt nhỏ lẫn nhiều hạt to, trạng
thái chặt vừa
10.3 1,6 5,5
11.9 1,6 6,0
P
gh
= [1(1,4. 2 + 5,5. 1,6 + 6,0. 1,6 ) + 320.0,25.0,25 ] = 41,2 T
→ P
đ
=
4,1
2,41
F
P
s
gh

=
≈ 29,5 T
- Theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPT:
P
®
=
s
gh
F
P
=
32
Q
c
÷
+
251 ÷,
s
Q
hay P
®
=
32 ÷
+
sc
QQ
- 24 -

Trong ú:
+ Q

c
= k.q
cm
.F : sc cn phỏ hoi ca t mi cc.
k - h s ph thuc loi t v loi cc, tra bng 5.11 cú k = 0,5.
Q
c
= 0,5.750.0,0625= 23,44 T.
+ Q
s
= U.
i
ci
q

.h
i
: sc khỏng ma sỏt ca t thnh cc.

i
- h s ph thuc loi t v loi cc, bin phỏp thi cụng, tra bng 5.11

1
= 40, h
1
= 2 m ; q
c1
= 200 T/m
2

3
=100, h
3
= 2,2 m ; q
c3
= 7,5 Mpa = 750 T/m
2
(b qua lp 2)
Q
s
=1.(
40
200
.2 +
100
750
.3,2 ) 34 T.
Vy P

=
2
34
+
2
23.44
28,72 T
- Theo kt qu thớ nghim xuyờn tiờu chun SPT:( theo cụng thc Meyerhof)
P =
32
Q

c
ữ
+
s
Q

+ Q
c
= K
1
.N
tb
.F
c
sc khỏng phỏ hoi ca t mi cc (N
tb
- s SPT ca lp t ti mi
cc). Q
c
= 400. 28. 0,0625 = 700 T
+ Q
s
=
) (.lN U
2
1
ii2 tb
n
i
NLUKK =

=
: sc khỏng ma sỏt ca t thnh cc.
(Vi cc ộp: m = 400, K
2
= 2)
N
i
ch s SPT ca lp t th i ma cc i qua (b qua lp 2)
Q
s
= 2. 1.(8.3,2 + 28.3,2) = 230,4 T
[P] =
3
4,230700 +
310 KN 31 T
Sức chịu tải của cọc lấy theo kết quả xuyên tĩnh [P] = 28,7 T
Bớc 3: Chọn số lợng cọc và bố trí
Chn 5 cc b trớ nh hỡnh v
(m bo khong cỏch cỏc
cc 3d - 6d).
- 25 -

- T vic b trớ cc nh trờn kớch thc i:
B

x L

= 1,8 x 2,7 m
- Chn h

= 0,8m h
0
0,8 - 0,1 = 0,7 m(cơ sở để chọn bề dày của đài cọc ?)
Bớc 4: Tính toán kiểm tra sự làm việc đồng thời của công trình, móng cọc
và nền.
4.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc.
- Theo cỏc gi thit gn ỳng coi cc ch chu ti dc trc v cc ch chu nộn hoc kộo.
+ Trng lng ca i v t trờn i:
G


F

.h
m .

tb
= 1,8. 2,2. 1,2.2 = 9,5 T.
+ Ti trng tỏc dng lờn cc c tớnh theo cụng thc
P
i
=
n
N


=
n
1i

2
i
ix
y
y.M


=
n
1i
2
i
iy
x
x.M
+ Ti trng tớnh vi t hp ti tiờu chun ti ỏy i l:
N
tc
= 61,66 + 9,5 = 70,16 T.
M
tc
x
= M
0x
tc
= 1,64 Tm.
M
y
tc
= M

0y
tc
= 38,2 Tm.
Q
x
tc
= 2.97 T
Q
y
tc
= 0.28 T.
Vi x
max
= 1,1 m, y
max
= 0,65 m.
P
max,min
=
5
16,70

2
65,0.4
65,0.64,1

2
1,1.4
1,1.6,38
+ Ti trng truyn lờn cc khụng k trng lng bn thõn cc v lp t ph t ỏy i

tr lờn tớnh vi ti trng tớnh toỏn:
P
0i
=
n
N
tt
0


=
n
1i
2
i
i
tt
x0
y
y.M


=
n
1i
2
i
i
tt
y0

x
x.M
Bng s liu ti trng cỏc u cc.
Cc x
i
(m) y
i
(m) P
i
(T) P
0i
(T)
- 26 -