Đồ án môn học :Thiết kế nền và móng cho công trình , xây dựng dân dụng & công nghiệp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (355 KB, 42 trang )
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Đề: Thiết kế nền và móng cho công trình
xây dựng dân dụng & công nghiệp .
1- Đề số : 4 .
2- Sơ đồ mặt bằng móng : Sơ đồ 4
3- Tải trọng tính toán ở mặt móng :
Bảng I-1 : Bảng tải trọng tính toán .
Tải
Trọng
Cột giữa Cột biên
N (T) M (Tm) Q (T) N (T) M (Tm) Q (T)
Tổ hợp cơ bản 79.30 2.15 1.00 70.75 2,50 1,50
Tổ hợp bổ sung 100.45 4.50 1.40 75.60 5.65 1.55
3- Kết quả thí nghiêm nén lún :
STT Lớp đất Hệ số rỗng e
i
ứng với các cấp áp lực P
i
(KG/cm
2
)
e
0
(%) e
1
(%) e
2
(%) e
3
(%) e
4
(%)
20
16
7
A sét
A cat
Cát hạt trung
0.669
0.610
0.685
0.655
0.575
0.650
0.638
0.555
0.625
0.628
0.540
0.612
0.619
0.530
0.605
4- Kết quả thí nghiệm đất :
STT Lớp
đất
Chiều
dày h
(m)
Tỷ
trọng (
∆
)
Dung
trọng
γ
(g/cm
3
)
Độ ẩm
tự nhiên
W (%)
G/hạn
nhão
W
nh
(%)
G/hạn
dẻo
W
d
(%)
Góc
nội ma
sát
ϕ
(
0
)
Lực
dính đvị
C(kg/c
m
2
)
20
16
7
A sét
A cat
Cát
hạt
trung
4
4
∞
2.67
2.66
2.65
1.98
1.95
1.95
26
18
24
30
22
_
20
16
_
18
22
28
0.19
0.20
0.06
5- Kích thước cột :
F = 55 x 40 cm
2
Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3 m
Độ lún giới hạn S
gh
= 10 cm .
I- Đánh giá tình hình nền đất :
I .1 .Đánh giá sơ bộ tình hình nền đất : gồm 3 lớp đất .
* Về tính chất cơ lý :
a- Lớp thứ nhất : lớp đất á sét , h = 4 m.
Độ sệt B =
6,0
2030
2026
=
−
−
=
−
−
dnh
d
WW
WW
0,5 < B = 0,6
≤
0,75 nên đất ở trạng thái dẻo mềm .
Độ bảo hoà nước : G=
1.03766865,2
643,0
24.01,001,0
0
==∆
e
W
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
0,8 < G = 1.04
nên đất ở trạng thái bão hoà nước .
b- Lớp thứ hai :lớp đất sét, h = 4 m.
Độ sệt B =
33,0
1622
1618
=
−
−
=
−
−
dnh
d
WW
WW
B = 0,33
≤
0,5 nên đất ở trạng thái deo cung .
Độ bảo hoà nước : G=
0.784918 66,2
610,0
18.01,001,0
0
==∆
e
W
0.5 < G = 0,785 < 0,8 nên đất ở trạng thái am .
c- Lớp thứ ba :lớp cát hạt trung , h = 3 m.
Đánh giá theo độ rỗng : 0,55 < e
0
= 0,692 < 0,65 nên đất ở trạng thái chặt vừa .
Độ bảo hoà nước : G=
93,065,2
685,0
24.01,001,0
0
==∆
e
W
G = 0,93 > 0,8 nên đất ở trạng thái bảo hoà nước .
* Về tính biến dạng của đất : Tính biến dạng của đất
a- Lớp thứ nhất : lớp đất á sét , h = 4 m.
Hệ số nén lún :
Pi(KG) 0 1 2 3 4
e
i
0.669 0.655 0.638 0.628 0.619
a(cm
2
/KG) 0,014 0,017 0,010 0,009
Ứng với cấp áp lực P = 0 – 2 KG/cm
2
a
I
=
2
017,0014,0 +
= 0,0155 (cm
2
/KG)
b-Lớp thứ hai : lớp đất á cat , h = 4 m.
Hệ số nén lún :
Pi(KG) 0 1 2 3 4
e
i
0.610 0.575 0.555 0.540 0.530
a(cm
2
/KG) 0,035 0,02 0,015 0,01
Ứng với cấp áp lực P = 0 – 2 KG/cm
2
a
II
=
2
02,0035,0 +
= 0,0275 (cm
2
/KG)
c- Lớp thứ ba : lớp cát hạt trung , h = 3 m.
Hệ số nén lún :
Pi(KG) 0 1 2 3 4
e
i
0.685 0.650 0.625 0.612 0.605
a(cm
2
/KG) 0,035 0,025 0,013 0,007
Ứng với cấp áp lực P = 0 – 2 KG/cm
2
a
III
=
2
025,0035,0 +
= 0,03 (cm
2
/KG)
I .2 . Đánh giá nền đất theo trình tự các lớp đất :
- Lớp thứ nhất :
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Đất bão hoà nước , dẻo mềm
0,01 < a
I
= 0,0155 (cm
2
/KG) < 0,1 : Lớp á sét có tính nén lún trung bình
- Lớp thứ hai :
Đất am , dẻo mềm
0,01 < a
II
= 0,0275 (cm
2
/KG) < 0,1 : Lớp sét có tính nén lún trung bình
- Lớp thứ ba :
Đất bão hoà nước , chặt vừa .
0,01 < a
III
= 0,03 (cm
2
/KG) < 0,1 : Lớp cát hạt trung có tính nén lún trung bình
Kết luận : Nền đất khá tốt trạng thái dẻo mềm , chặt vừa, hệ số nén lún a
0-2
khá bé, tính nén
lún trung bình , tải trọng không lớn, nên có khả năng dùng làm nền thiên nhiên cho các công trình .
II - Các phương án thiết kế nền móng :
Phương án thứ nhất : Thiết kế và tính toán móng nông BTCT
Móng cho cột giữa
Móng cho cột biên .
Phương án thứ hai : Thiết kế và tính toán móng cọc đài thấp
Móng cho cột giữa
Móng cho cột biên .
Thiết Kế Và Tính Toán Nền Móng
Phương án I : Móng Nông
I- Móng nông cột giữa :
I .1 - Vật liệu làm móng :
Bê tông Mac 200 có R
n
= 90 kG/cm
2
R
k
= 7,5 kG/cm
2
Cốt thép A
II
có R
a
= 2400 kG/cm
2
I .2 - Xác định chiều sâu chôn móng :
Vấn đề đề xuất , so sánh và chọn phương án nền móng có liên quan chặt chẽ tới việc
chọn chiều sâu chôn móng vì đay là một khâu cơ bản nhất trong thiết kế nền móng .
Căn cứ vào 5 yếu tố chính đẻ chọn chiều sâu chôn móng :
- Địa chất công trình và địa chất thuỷ văn
- Trị số và đặc tính của tải trọng
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
- Đặc điểm cấu tạo của công trình
- Điều kiện và khả năng thi công móng
-Tình hình của các móng lân cận
+ Về địa chất công trình:
Nền đất bao gồm các lớp đất tốt , viêc chọn chiều sâu chôn móng phụ thuộc vào tính
toán .Đặt móng saau hơn mặt đát 0,5 m.Lớp thứ nhất có góc ma sát
ϕ
vàlực dính c tương đối
lớn , đất dẻo nên đặt móng ở lớp thứ nhất .
+ Về địa chất thuỷ văn : Mưc nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3 m . Đặt
mống cao hơn mực nước ngầm 0,5m hoặc nếu không thoả mãn thì đưa móng xuống dưới
mực nước ngầm để tránh biên độ dao dộng của mực nước ngầm.
+ Tri số và đặt tính của tải trọng :
Tải trọng của công trình thuộc loại trung bình , mômen và lực xô ngang tương đối bé.
+ Đặt điểm cấu tạo của công trình : Công trình không có tâng hầm .
+ Điều kiện và khả năng thi công móng :
Lớp thứ nhất có h = 4m , nên chọn chiều sâu chôn móng cao hơn mưc nước ngầm
để dễ dàng cho thi công.
+ Tình hình của các móng lân cận :
Các móng nên đặt ở cùng một độ sâu để bảo đảm khả năng chịu lưc là tốt
nhất.
Như vậy , dựa vào 5 yếu tố trên ta chọn chiều sâu chôn móng là 1,5 m .
I .3 – Sơ bộ xác dịnh kích thước móng :
Dựa vào tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản
N
tc
=
1,2
79.30
= 66.09 T
M
tc
=
1,2
2,15
= 1,79 Tm
Q
tc
=
1,2
1,00
= 5/6 T
Kích thước móng đươc xác định dựa vào điều kiện cân bằng giữa áp lực trung bình đáy móng
và áp kực tiêu chuẩn của đất nền
d
tb
σ
≤
R
tc
R
tc
xác định theo TCVN 45-70 :
R
tc
= m((Ab+Bh
m
)
γ
+ D.C)
Trong đó :
R
tc
-cường độ áp lực tiêu chuẩn
b – bề rộng của móng
m – hệ số điều kiện làm viêc của móng m = 1 .
γ
- dung trọng của lớp đất đặt móng
C – lực dính kết đơn vị C = 0,19 kG/cm
2
= 1,9 T/m
2
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
A , B và D – các hệ số không có thứ nguyên , phụ thuộc vào
góc ma sát
ϕ
,
ϕ
= 18
o
nên tra bảng ta có A = 0.43, B = 2.72, D = 5.31 .(Tra bảng 2-2 trang 27 ,
sách Nền và Nóng – Lê Đức Thắng).
I .3 .1– Trường hợp móng chịu tải trọng đúng tâm :
m
tb
tc
tc
tb
h
ba
N
γσ
==
∑
.
+ N
tc
/(
α
.b
2
)
Trong đó : N
tc
: tải trọng tiêu chuẩn tính tới tân chân cột hoặc đỉnh móng
a : cạnh dài của móng
α
= a/b : Chọn sao cho ít tốn vật liệu nhất
α
= 1,2.
γ
tb
- dung trọng trung bình của vật liệu làm móng và đất nền . Lấy
γ
tb
= 2 T/m
3
Phương trình : b
3
+k
1
b
2
- k
2
= 0
Trong đó
γ
γ
γ
h
M
C
MhMk
tb
tc
.
3211
−+=
γα
32
m
N
Mk
tc
=
ϕ
tc
= 18
0
tra bảng ( 2-4 , trang 30 ) suy ra: M
1
= 6,32; M
2
= 12,31 ; M
3
= 2,32.
k
1
= 6,32.1,5 +
98,1
5,1.2
.32,2
98,1
9,1
12,31 −
= 17.78
k
2
=2.32 .
1.1,2.1,98
66,09
= 64,54
Phương trình : b
3
+ 17.78b
2
- 64.54 = 0
b = 1,82
Chọn b = 1,9 m
a =1,2.1, = 2,3
Chọn a = 2,3 m
Kiểm tra :
tc
tb
δ
< R
tc
T/m
2
R
tc
= m((Ab+Bh
m
)
γ
+ D.C)
R
tc
= 1((0,43.1,9 + 2,27.1,5 ).1,98 + 5,31.1,9) = 18.45 T/m
2
m
tb
tc
tc
tb
h
ba
N
γσ
==
∑
.
+ N
tc
/(
α
.b
2
)
tc
tb
δ
= 2.1,5 +
9,1.9,1.2,1
09,66
= 18,26 T/m
2
Vậy :
tc
tb
δ
≤
R
tc
I .3 .2– Trường hợp móng chịu tải trọng lệch tâm :
Kiểm tra : δ
max
≤
1,2 R
tc
δ
min
> 0
Trong đó :
δ
max
: áp lực lớn nhất tại đáy móng
δ
min
: áp lực nhỏ nhất tại đáy móng
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
N
tc
=
1,2
79.30
= 66.09 T
M
tc
=
1,2
2,15
= 1,79 Tm
Q
tc
=
1,2
1,00
= 5/6 T
046,0
09,66
5,1.6/579,1
.
=
+
=
+
=
tc
m
tctc
x
N
hQM
e
12.185,1.2
3.2.9,1
09,66
.
.
0
=+=+=
h
ba
N
tb
tc
tb
γδ
T/m
2
h
a
e
ba
N
tb
x
tc
.)
6
1(
.
0
max
γδ
++=
h
a
e
ba
N
tb
x
tc
.)
6
1(
.
0
min
γδ
+−=
e
x
: Độ lệch tâm theo trục x
Tính toán và kiểm tra theo điều kiên trên
* Khi giải bài toán này vẫn giải theo điều kiên của bài toán móng chịu tải trọng đúng
tâm rồi mới kiểm tra theo điều kiện trên.
Với a = 2,3 m ; b = 1,9 m ; h
c
= 1,5 m
Độ lêch tâm :
=
+
=
+
=
09,66
5,1.6/579,1
.
tc
m
tctc
x
N
hQM
e
0,046
5,1.2)
3,2
046,0.6
1(
9,1.3,2
09.66
max
++=
δ
= 19,94 T/m
2
5,1.2)
3,2
046,0.6
1(
9,1.3,2
09,66
min
+−=
δ
= 16.31 T/m
2
Vậy : δ
max
= 19,94
≤
1,2 R
tc
= 1,2.18,45 =22.14 T/m
2
δ
min
= 16,31 T/m
2
> 0
I . 4 - Kiểm tra lún cho móng :
Dùng tổ hợp tiêu chuẩn cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn .
* Mục đích của việc tính toán độ lún :
- Tính toán độ lún để biết trị số độ lún của công trình và đặc biệt là khảt năng lún không
đều giữa các bộ phận của công trình bởi vì trị số độ lún dù có lớn nhưng nếu giống nhau ở mọi
điểm thì không gây ra sự nguy hiểm mà chỉ dẫn tới khó khăn cho việc sử dụng công trình tính toán
độ lún đe em trị số độ lún của công trình có nhỏ hơn độ lún cho phép hay không , từ đó có thể thay
đổi loại móng , chiều sâu chôn móng , kích thước móng cho phù hợp .
* Tính toán độ lún :
Dùng phương pháp công lún từng lớp :
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Lớp đất có chiều dày lớn , biểu đồ phân bố ứng do tải trọng ngoài gây ra có dạng giảm
dần theo độ sâumột cách rõ rệt .Để xác định độ lún trong tường hợp này có thể áp dụng phương
pháp cộng lún từng lớp .
Nội dung cơ bản của phương pháp này là chia nền đất thành những lớp đất phân tố nhỏ
có chung một tính chất bởi những mặt phẳng nằm ngang, sao cho biểu đồ phân bố ứng do tải trọng
của công trình gây nên trong phạm vi mỗi lớp nhỏ thay đổi không đáng kể và độ lún của toàn bộ
nền đất sẽ bằng tổng độ lún của từng lớp nhỏ đã được chia , tức là :
S =
∑
=
n
i
i
s
1
trong đó : S là độ lún của toàn bộ nền đất
s
i
là độ lún của lớp phân tố thứ i
- Tính toán và vẽ biểu đồ ứng suất do tải trọng ngoài và do trọng lượng bản thân δ
z
,δ
bt
z
- Phân nền đất dưới dáy móng thành nhiều lớp phân tố :
Biểu đồ ứng do tải trọng ngoài gây ra thay đổi rất nhiều ở gần đáy móng lớp đất
phân tố này phải lấy mỏng hơn so với các lớp đất bên dưới >
h
i
< 0,4 b
- Trong nền đất có nhiều lớp đất khác nhau thì ranh giới của lớp đất phân tố phải
trùng với ranh giới của lớp đất tự nhiên.
- Khi nền đất xuất hiện nước ngầm thì ranh giơúi của lớp đất phân tố phải trùng với
ranh giới của mực nước ngầm
- Tính toán độ lún theo các phương pháp đã biết
-Tính toán độ lún cho đến khi ứng suất do ứng suất do trọng lượng ngoài nhỏ hơn
0,2 .δ
bt
z
* Dung trọng đẩy nổi :
001,1
669,01
)167,2(1
1
)1(
1
1
1
=
+
−
=
+
−∆
=
e
n
dn
γ
γ
T/m
3
031,1
610,01
)166,2(1
1
)1(
2
2
2
=
+
−
=
+
−∆
=
e
n
dn
γ
γ
T/m
3
979,0
685,01
)165,2(1
1
)1(
3
3
3
=
+
−
=
+
−∆
=
e
n
dn
γ
γ
T/m
3
a . Vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân của đất
δ
bt
z
=
γ
h +
∑
γ
i
h
i
- ở độ sâu đáy móng
δ
d
z 0=
= 0,00198.150=0,297 KG/cm
2
- ở độ sâu có mạch nước ngầm
δ
d
z 150=
= 0,00198.150 + 0,297=0,594 KG/cm
2
- ở độ sâu ranh giới hai lớp đất z = 250 cm
δ
d
z 250=
= 0,594 + 0,001001.100 = 0,6941 KG/cm
2
- ở độ sâu z= 450
δ
d
z 450=
= 0,6941 + 0,001031.200 = 0,9003 KG/cm
2
b . Ap lực gây lún :
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
P
gl
=
m
tc
tb
h.γ−σ
= 18,12 – 1,98 . 1,5 = 15,15 T/m
2
= 1,515 KG/cm
2
c . Chiều dày các lớp phân tố :
Chọn h
i
= 0,5; m cho tất cả các lớp vì h
i
≤
0,4b = 0,4 . 1,9 = 0,76; m .
d . Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún sinh ra tại các điểm :
gli0
P
Zi
PK=σ
K
0i
= f(
b
z
b
a
i
,
)
∑
γ+γ=σ
γ
iimZi
hh
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :
Lớp Điểm Z
i
(cm)
a/b Z
i
/b K
0i
P
zi
σ
(KG/cm
2
)
γ
σ
zi
(KG/cm
2
)
a
0i
S(cm)
Á
SET
0
1
2
3
4
5
0
50
100
150
200
250
1,2
1
0
0,2632
0.5264
0.7895
1.0527
1.315
8
1,000
0,9244
0,716
9
0,5042
0,3559
0,2581
1,515
1.4012
1,0882
0,7665
0,5418
0,3933
0,297
0,594
0,6941
0,0084
0,0084
0,010
3
0,010
3
0,010
3
5,65
A
CAT
6
7
8
9
300
350
400
450
1,2
1
1.5789
1.842
1
2.1053
2.368
4
0,191
7
0,117
5
0,119
9
0,102
3
0,2923
0,2250
0,1830
0,1562 0,9003
0,0217
e. Xác định chiều sâu vùng nén :
Tại điểm thứ 9 (thuộc lớp 2) có
P
Z
σ
= 0,1562 < 0,2
γ
σ
Z
= 0,2 . 0,9003 =
0,18 KG/cm
2
nên chỉ tính lún đến điểm thứ 9 .
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
f. Tính độ lún theo công thức :
Ap dụng công thức : S =
ii
n
1
i0
h.P.a
∑
Trong đó : h
i
chiều dày các lớp phân tố .
P
i
áp lực trung bình tại điểm giữa lớp thứ i, do áp lực P
gl
sinh ra.
a
0i
hệ số nén lún tương đối của lớp thứ i .
a
0i
=
i0
i
e1
a
+
Xác định a
0i
tương ứng với áp lực gây lún P
gl
(KG/cm
2
) đối với mỗi lớp đất .
Lớp I : P = 0 - 1 KG/cm
2
a
I
= 0,014 cm
2
/KG
a
0I
=
0084,0
669,01
014,0
1
0
=
+
=
+
I
I
e
a
cm
2
/KG
P = 1 - 2 KG/cm
2
a
I
= 0,017cm
2
/KG
a
0I
=
0103,0
655,01
017,0
1
0
=
+
=
+
I
I
e
a
;cm
2
/KG
Lớp II : P = 0 - 1 KG/cm
2
a
II
= 0,035 cm
2
/KG
a
0I
=
0217,0
610,01
035,0
1
0
=
+
=
+
II
II
e
a
; cm
2
/KG
S =
ii
n
1
i0
h.P.a
∑
= 50 [0,0084
2
0882.1515,1 +
+ 1,4012) +
+ 0,0103
2
3933,00882.1 +
+ 0,7665+0,5418)+ 0,0217
2
1562,03933,0 +
+
+ 0,2923+0,225+0,183] =3,25 cm
Vậy S = 3,25 cm<S
gh
=10 cm
Biểu đồ ứng suất dưới đáy móng .
Kết luận : Với chiều sâu chôn móng , kích thước móng đã chọn là thoả mãn .
I .5 .Tính toán kết cấu móng : (theo trạng thái giới hạn về độ bền ) :
Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung nhưng không xét đến trọng lượng bản thân
của móng
N
TT
= 100,45;M
TT
= 4,50, Q
TT
= 1,4T .
r =
d
tb
δ
= N
TT
/(a.b) =
3,2.9,1
45,100
=22,97T/m
2
Móng có thể bị phá hoại theo 3 trường hợp :
- chọc thủng trực tiếp tại chân tường , chân cột
- phá hoại theo mặt phẳng nghiêng ( chọc thủng theo hình tháp)
- phá hoại nứt gãy do mômen của phản lực nền gây ra
Việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất là đi tính toán độ bền của móng
nội dung xác định kích thước móng và cấu tạo sao cho hợp lí đảm bảo móng không bị phá hoại
theo 3 trường hợp nêu trên .
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
ở đây kích thước móng đã được xác định , cần phải xác định chiều cao của móng sao cho
móng không bị phá hoại theo các trường hợp nêu trên và đi tính toán cốt thép cho móng
xác định chiều dày của móng .
a. Xác định chiều dày của móng thoả mãn điều kiện chống uốn :
Móng phải thoả :
W
M
R
ku
Trong đó : M : là mômen do phản lực nền gây ra tại tiết diện tính toán
W : mômen do phản lực nền gây ra tại tiết diện tính toán
R
ku
:Cường độ chịu kéo khi uốn của vật liệu làm móng , tra theo mac Bê tông .
M
I-I
=
tb
tt
σ
.b.
8
)(
2
c
aa −
= 0,125.
tb
tt
σ
.b(a - a
c
)
2
M
II-II
=
tb
tt
σ
.a.
8
)(
2
c
bb −
= 0,125.
tb
tt
σ
.a(b - b
c
)
2
Móng bêtông cốt thép khi tính toán thường coi như không có cốt thép
W=
5,3
.
2
m
hb
Chiều dày của móng
h
m
≥ 0,66( a - a
c
)
ku
R
r
h
m
≥ 0,66.(2,3- 0,55)
75
97,22
= 0,64m (1)
b. Xác định chiều dày của móng đảm bảo
độ bền chống cắt :
Theo TCVN : Q R
kch
.b.z
Trong đó : R
kch
:Cường độ chịu ứng suất kéo chính
của vật liệu làm móng tuỳ theo vật liệu làm móng .
b : bề rộng trung bình của tiết
diện làm móng
b = b
tb
= 2 (a
c
+b
c
+
2 h
m
)
z : cánh tay đòn nội ngẫu lực
z= 2/3 h
m
Q : lực ép thủng
Q = P
et
=
tt
N
-r(a
c
+2h
m
)(b
c
+2h
m
)
Suy ra
tt
N
-r(a
c
+2h
m
)(b
c
+2h
m
)≤
R
kch
.2(a
c
+b
c
+2h
m
)
3
2
h
m
45
45
1900
2300
400
550
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
100,45-22,97(0,55+2h
m
)(0,4+2h
m
)<2(0,95+2h
m
)2/3h
m
.100
Ta chọn chiều dày của móng ở (1) thay vào (2) cho đến khi nào thoả mãn điều kiện đó
là đạt yêu cầu.
Lấy h
m
= 0,64m ( vì khi tính toán thường coi như không có cốt thép)
Thay vào 100,45-22,97(0,55+2.0,64)(0,4+2.0,64)≤ 100(1+2.0,64)0,64
29,4 ≤ 145.92 thoả mãn )
Vậy chọn h
m
= 0,64m
I.5.2 - Tính toán cốt thép cho móng :
Khi tính toán cốt thép cho móng ngươi ta dùng hai giả thiết để đơn giản hoá như sau :
- toàn bộ ứng suất kéo là do cốt thép tiếp thu
- cánh tay đòn nội ngẫu lực = 0,9h
o
∑
ct
f
=
cto
Rh
M
9,0
max
Trong đó R
ct
: cường độ chịu kéo của cốt thép
Chọn cốt thép A
II
có R
a
=2400kG/cm
2
∑
ct
f
: tổng hàm lượng cốt thép
h
o
: chiều cao làm việc của tiết diện
h
o
= h
m
- 5 cm = 64– 5 = 59m
d
min
max
δ
=
ba
N
tt
.
( 1±
a
e
x
6
)
e
x
=
tt
htt
tt
N
QM
c
.
+
=
45,100
5,1.4,150,4 +
=
0,0657
d
min
max
δ
=
3,2.9,1
45,100
( 1±
3,2
0657,0.6
)= 26,93 T/m
2
= 19,05 T/m
2
Thiên về an toàn nên dùng
d
max
σ
thay cho
tt
ItbI −
σ
,
tt
IItbII −
σ
để tính toán cốt thép .
a.Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt I–I :
Công thức : F
I-I
a
0
9,0 hR
M
a
TT
≥
M
TT
I-I
= 0,125 . b(a-a
c
)
2
.
tt
ItbI −
σ
= 0,125 . b(a-a
c
)
2
.
TT
max
σ
= 0,125 .190(230-55)
2
.2,693
= 1958737 KGcm
A
II
I
II
400
600
1800
2200
Đồ án mơn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xn Mai
Kết quả : F
I-I
a
59.2400.9,0
1958737
=
= 15,37 cm
2
Vậy chọn 14
Φ
12 có F
a
=
15,8 cm
2
Khoảng cách giữa các
thanh : a =
cm5,138
13
5.2190
=
−
, nên chọn
a=130 mm .
b.Tính diện tích cốt thép
cho mặt cắt II–II :
Cơng thức : F
II-II
a
0
9,0 hR
M
a
TT
≥
M
TT
II-II
= 0,125 . a(b-b
c
)
2
.
tt
IItbII −
σ
= 0,125 . a(b-b
c
)
2
.
d
max
σ
= 0,125 . 230(190-40)
2
. 2,693
=1742035 KGcm
Kết quả : F
II-II
a
59.2400.9,0
1742035
=
= 13,67 cm
2
Vậy chọn 13
Φ
12 có F
a
=
14,7 cm
2
Khoảng cách giữa các
thanh : a =
cm33,18
12
5.2230
=
−
, nên chọn
a=180 mm
Bảng thống kê vật liệu
móng nơng cột giữa
2 2 00
2 4 00
L = 2 140
14 12a1 30
2
L = 1 7 40
13 12a1 75
1
L= 1 7 40
1 3 1 2a17 5
1
L=21 4 0
14 1 2 a 130
2
L= 100 0
86 a 2 00
5
3
4 16
L= 1 7 50
4
2 14
L= 1 7 50
300
2 2 00
60 0100
100 1500
(Kg)
TRỌNG
LƯNG
DÀI
(mm)
CHIỀU
DÀI
MỘT
THANH
mm
ĐK
SỐ
THANH
KÝ HIỆU
MÓNG NÔNG
CỘT GIƯ?A ( 1 CK )
H?NH DẠNG
VÀ
KÍCH THƯỚC
TỔNG
CHIỀU
6
14
16
12
12
1
2
3
4
5
1740
2150
1750
1750
1000
13
14
4
2
8
22,62
30,1
7,00
3,50
8,00
20,09
26,73
11,05
4,23
1,78
1740
2150
1450
550
300300
50
350
1450
(m)
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Cốt thép bố trí được thể hiện trên bản vẽ .
II- Móng nông cột biên :
II .1 - Vật liệu làm móng :
Bê tông Mac 200 có R
n
= 90 kG/cm
2
R
k
= 7,5 kG/cm
2
Cốt thép A
II
có R
a
= 2400 kG/cm
2
Chọn chiều sâu chon móng
Lí luân tương tự như móng nông cột giữa ta chọn chiều sâu chôn móng la 1,5 m
II .3 – Sơ bộ xác dịnh kích thước móng :
Dựa vào tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản
N
tc
=
1,2
70,75
= 58,96T
M
tc
=
1,2
2,50
= 2,08 Tm
Q
tc
=
1,2
1,50
= 1,25 T
Kích thước móng đươc xác định dựa vào điều kiện cân bằng giữa áp lực trung bình đáy móng
và áp kực tiêu chuẩn của đất nền
d
tb
σ
≤
R
tc
R
tc
xác định theo TCVN 45-70 :
R
tc
= m((Ab+Bh
m
)
γ
+ D.C)
Trong đó :
R
tc
-cường độ áp lực tiêu chuẩn
b – bề rộng của móng
m – hệ số điều kiện làm viêc của móng m = 1 .
γ
- dung trọng của lớp đất đặt móng
C – lực dính kết đơn vị C = 0,19 kG/cm
2
= 1,9 T/m
2
A , B và D – các hệ số không có thứ nguyên , phụ thuộc vào
góc ma sát
ϕ
,
ϕ
= 18
o
nên tra bảng ta có A = 0,43, B = 2,72, D = 5,31 .(Tra bảng 2-2 trang 27 ,
sách Nền và Nóng – Lê Đức Thắng).
II .3 .1– Trường hợp móng chịu tải trọng đúng tâm :
m
tb
tc
tc
tb
h
ba
N
γσ
==
∑
.
+ N
tc
/(
α
.b
2
)
Trong đó : N
tc
: tải trọng tiêu chuẩn tính tới tân chân cột hoặc đỉnh móng
a : cạnh dài của móng
α
= a/b : Chọn sao cho ít tốn vật liệu nhất
α
= 1,2.
γ
tb
- dung trọng trung bình của vật liệu làm móng và đất nền . Lấy
γ
tb
= 2 T/m
3
Phương trình : b
3
+k
1
b
2
- k
2
= 0
Trong đó
γ
γ
γ
h
M
C
MhMk
tb
tc
.
3211
−+=
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
γα
32
m
N
Mk
tc
=
ϕ
tc
= 18
0
tra bảng ( 2-4 , trang 30 ) suy ra: M
1
= 6,32; M
2
= 12,31 ; M
3
= 2,32.
k
1
= 6,32.1,5 +
98,1
5,1.2
.32,2
98,1
9,1
31,12 −
= 17,78
k
2
=2,32.
1.1,2.1,98
58,96
= 57,57
Phương trình : b
3
+ 17,78b
2
- 57,57= 0
b = 1,72
Chọn b = 1,8 m
a =1,2.1,8 = 2,2
Chọn a = 2m
Kiểm tra :
tc
tb
δ
< R
tc
T/m
2
R
tc
= m((Ab+Bh
m
)
γ
+ D.C) A = 0,43, B = 2,72, D = 5,31
R
tc
= 1((0,43.1,8 + 2,72.1,5 ).1,98 + 5,31.1,9) = 19,70 T/m
2
m
tb
tc
tc
tb
h
ba
N
γσ
==
∑
.
+ N
tc
/(
α
.b
2
)
tc
tb
δ
= 1,98.1,5 +
2,2.8,1
96,58
= 17,86 T/m
2
Vậy :
tc
tb
δ
≤
R
tc
II .3 .2-Trường hợp móng chịu tải trọng lệch tâm :
Kiểm tra : δ
max
≤
1,2 R
tc
δ
min
> 0
Trong đó :
δ
max
: áp lực lớn nhất tại đáy móng
δ
min
: áp lực nhỏ nhất tại đáy móng
tc
m
tctc
x
N
hQM
e
.+
=
82,175,1.2
2,2.8,1
69,58
.
.
0
=+=+=
h
ba
N
tb
tc
tb
γδ
T/m
2
h
a
e
ba
N
tb
x
tc
.)
6
1(
.
0
max
γδ
++=
h
a
e
ba
N
tb
x
tc
.)
6
1(
.
0
min
γδ
+−=
e
x
: Độ lệch tâm theo trục x
Tính toán và kiểm tra theo điều kiên trên
* Khi giải bài toán này vẫn giải theo điều kiên của bài toán móng chịu tải trọng đúng
tâm rồi mới kiểm tra theo điều kiện trên.
Với a = 2,2 m ; b = 1,8 m ; h
c
= 1,5 m
Độ lêch tâm :
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
067,0
96,58
5,1.25,108,2
.
=
+
=
+
=
tc
m
tctc
x
N
hQM
e
5,1.2)
2,2
067,0.6
1(
8,1.2,2
96,58
max
++=
δ
= 20,61 T/m
2
5,1.2)
2,2
067,0.6
1(
8,1.2,2
96,58
min
+−=
δ
= 15,17 T/m
2
Vậy : δ
max
= 20,61
≤
1,2 R
tc
= 1,2.19,7 =23,64 T/m
2
δ
min
= 15,17 T/m
2
> 0
II . 4 - Kiểm tra lún cho móng :
Dùng tổ hợp tiêu chuẩn cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn .
Mục đích của việc tính toán độ lún :
Giống như móng nông cột giữa
* Tính toán độ lún :
Dùng phương pháp công lún từng lớp :
* Dung trọng đẩy nổi :
001,1
669,01
)167,2(1
1
)1(
1
1
1
=
+
−
=
+
−∆
=
e
n
dn
γ
γ
T/m
3
031,1
610,01
)166,2(1
1
)1(
2
2
2
=
+
−
=
+
−∆
=
e
n
dn
γ
γ
T/m
3
979,0
685,01
)165,2(1
1
)1(
3
3
3
=
+
−
=
+
−∆
=
e
n
dn
γ
γ
T/m
3
a . Vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân của đất
δ
bt
z
=
γ
h +
∑
γ
i
h
i
- ở độ sâu đáy móng
δ
d
z 0=
= 0,00198.150=0,297 KG/cm
2
- ở độ sâu có mạch nước ngầm
δ
d
z 150=
= 0,00198.150 + 0,297=0,594 KG/cm
2
- ở độ sâu ranh giới hai lớp đất z = 250 cm
δ
d
z 250=
= 0,594 + 0,001001.100 = 0,6941 KG/cm
2
- ở độ sâu z= 450
δ
d
z 450=
= 0,0,6941 + 0,001031.200 = 0,9003 KG/cm
2
b . Ap lực gây lún :
P
gl
=
m
tc
tb
h.γ−σ
= 17,86 – 2 . 1,5 = 14,86T/m
2
= 1,486 KG/cm
2
c . Chiều dày các lớp phân tố :
Chọn h
i
= 0,5; m cho tất cả các lớp vì h
i
≤
0,4b = 0,4 . 2 = 0,8; m .
d . Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún sinh ra tại các điểm :
gli0
P
Zi
PK=σ
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
K
0i
= f(
b
z
b
a
i
,
)
∑
γ+γ=σ
γ
iimZi
hh
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :
Lớp Điểm Z
i
(cm)
a/b Z
i
/b K
0i
P
zi
σ
(KG/cm
2
)
γ
σ
zi
(KG/cm
2
)
a
0i
S(cm)
Á
CÁT
0
1
2
3
4
5
0
50
100
150
200
250
1,22
0
0,27778
0,5556
0,8333
3
1,1111
1
1,3888
9
1,000
0,956
1
0,694
6
0,4805
0,335
4
0,238
6
1,86
1,4208
1,0322
0,7140
0,4984
0,3546
0,297
0,594
0,6941
0,0084
0,0084
0,0084
0,010
3
0,010
3
SÉT
6
7
8
9
300
350
400
450
1,22
1,6666
7
1,9444
4
2,22222
2,5
0,178
1
0,136
3
0,107
0
0,086
9
0,2647
0,20254
0,1590
0,1291 0,9003
0,0217
e. Xác định chiều sâu vùng nén :
Tại điểm thứ 9 (thuộc lớp 2) có
P
Z
σ
= 0,1291 < 0,2
γ
σ
Z
= 0,2 . 0,9003 =
0,18 KG/cm
2
nên chỉ tính lún đến điểm thứ 9 .
f. Tính độ lún theo công thức :
Ap dụng công thức : S =
ii
n
1
i0
h.P.a
∑
Trong đó : h
i
chiều dày các lớp phân tố .
P
i
áp lực trung bình tại điểm giữa lớp thứ i, do áp lực P
gl
sinh ra.
a
0i
hệ số nén lún tương đối của lớp thứ i .
a
0i
=
i0
i
e1
a
+
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Xác định a
0i
tương ứng với áp lực gây lún P
gl
(KG/cm
2
) đối với mỗi lớp đất .
Lớp I : P = 0 - 1 KG/cm
2
a
I
= 0,014 cm
2
/KG
a
0I
=
0084,0
669,01
014,0
1
0
=
+
=
+
I
I
e
a
cm
2
/KG
P = 1 - 2 KG/cm
2
a
I
= 0,017cm
2
/KG
a
0I
=
0103,0
655,01
017,0
1
0
=
+
=
+
I
I
e
a
cm
2
/KG
Lớp II : P = 0 - 1 KG/cm
2
a
II
= 0,035 cm
2
/KG
a
0I
=
0217,0
610,01
035,0
1
0
=
+
=
+
II
II
e
a
cm
2
/KG
S =
ii
n
1
i0
h.P.a
∑
= 50 [0,0084 (
2
17140,086,1 +
+ 1,4208+1,0322 ) +
+ 0,0103 (
2
0,35460,7140 +
+ 0,4984) + 0,018 (
2
1291,03546,0 +
+ 0,2647+ 0,20254+ 0,1590)] =
2,8 cm .
Vậy S = 2,8cm < S
gh
= 10 cm.
Kết luận : Với chiều sâu chôn móng , kích thước móng đã chọn là thoả mãn .
II .5 .Tính toán kết cấu móng : (theo trạng thái giới hạn về độ bền ) :
Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung nhưng không xét đến trọng lượng bản thân
của móng
N
TT
= 75,60 T, M
TT
= 5,65 Tm, Q
TT
= 1,55 T .
r =
d
tb
δ
= N
TT
/(a.b) =
2,2.8,1
60,75
=19,09T/m
2
Móng có thể bị phá hoại theo 3 trường hợp :
- chọc thủng trực tiếp tại chân tường , chân cột
- phá hoại theo mặt phẳng nghiêng ( chọc thủng theo hình tháp)
- phá hoại nứt gãy do mômen của phản lực nền gây ra
Việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất là đi tính toán độ bền của móng
nội dung xác định kích thước móng và cấu tạo sao cho hợp lí đảm bảo móng không bị phá hoại
theo 3 trường hợp nêu trên .
ở đây kích thước móng đã được xác định , cần phải xác định chiều cao của móng sao cho
móng không bị phá hoại theo các trường hợp nêu trên và đi tính toán cốt thép cho móng
xác định chiều dày của móng .
a. Xác định chiều dày của móng thoả mãn điều kiện chống uốn :
Móng phải thoả :
W
M
R
ku
Trong đó : M : là mômen do phản lực nền gây ra tại tiết diện tính toán
W : mômen do phản lực nền gây ra tại tiết diện tính toán
R
ku
:Cường độ chịu kéo khi uốn của vật liệu làm móng , tra theo mac Bê tông .
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
M
I-I
=
tb
tt
σ
.b.
8
)(
2
c
aa −
= 0,125.
tb
tt
σ
.b(a - a
c
)
2
M
II-II
=
tb
tt
σ
.a.
2
)(
2
c
bb −
= 0,5.
tb
tt
σ
.a(b - b
c
)
2
Móng bêtông cốt thép khi tính toán thường coi như không có cốt thép
W=
5,3
.
2
m
hb
Chiều dày của móng
`
h
m
≥ 0,66( a - a
c
)
ku
R
r
h
m
≥ 0,66.(2,2 - 0,55).
75
09,19
=
0,55 m (3)
b. Xác định chiều dày của móng đảm bảo độ
bền chống cắt :
N
TT
= 75,60 T, M
TT
= 5,65 Tm, Q
TT
= 1,55 T .
Theo TCVN : Q R
kch
.b.z
Trong đó : R
kch
:Cường độ chịu ứng suất kéo
chính của vật liệu làm móng tuỳ theo vật liệu làm móng .
b : bề rộng trung bình của tiết diện
làm móng
b = b
tb
= 2. a
c
+ 2.b
c
+ 3.h
m
)
z : cánh tay đòn nội ngẫu lực
z= 2/3 h
m
Q : lực ép thủng
Q = P
et
=
tt
N
-r(a
c
+2h
m
)(b
c
+h
m
)
Suy ra
tt
N
-r(a
c
+2h
m
)(b
c
+h
m
)
≤ R
kch
.(2a
c
+2b
c
+3h
m
)
3
2
h
m
75,60-19,09. ( 0,55 + 2h
m
) .(0,4 + h
m
)
≤50 (2+3h
m
) h
m
(4)
Ta chọn chiều dày của móng ở (3) thay vào (4)
cho đến khi nào thoả mãn điều kiện đó là đạt yêu cầu.
Lấy h
m
= 0,55 m ( vì khi tính toán thường
coi như không có cốt thép)
45
400
600
2200
1800
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Thay vào 85,5 - 21,59 .(0,6+2.0,55) .(0,4+2.0,55) ≤ 50 (2+3.0,55).0,55
30,45 ≤ 100,375 ( thoả mãn )
Vậy chọn h
m
= 0,55 m
II.5.2 - Tính toán cốt thép cho móng :
Khi tính toán cốt thép cho móng ngươi ta dùng hai giả thiết để đơn giản hoá như sau :
- toàn bộ ứng suất kéo là do cốt thép tiếp thu
- cánh tay đòn nội ngẫu lực = 0,9h
o
∑
ct
f
=
cto
Rh
M
9,0
max
Trong đó R
ct
: cường độ chịu kéo của cốt
thép
Chọn cốt thép A
II
có R
a
=2400kG/cm
2
∑
ct
f
: tổng hàm lượng cốt thép
h
o
: chiều cao làm việc của
tiết diện
h
o
= h
m
- 5 cm = 55 – 5 = 50 cm
d
min
max
δ
=
ba
N
tt
.
( 1±
a
e
x
6
)
e
x
=
tt
c
tttt
N
hQM .
.
+
=
6,75
5,1.55,165,5 +
= 0,106
d
min
max
δ
=
2,2.8,1
6,75
( 1±
2,2
106,0.6
)= 24,61 T/m
2
= 13,58
T/m
2
Thiên về an toàn nên dùng
d
max
σ
thay cho
tt
ItbI −
σ
,
tt
IItbII −
σ
để tính toán cốt thép .
a.Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt I–I
:
Công thức : F
I-I
a
0
9,0 hR
M
a
TT
≥
M
TT
I-I
= 0,125 . b(a-a
c
)
2
.
tt
ItbI −
σ
= 0,125 . b(a-a
c
)
2
.
d
max
σ
= 0,125 .180(220-55)
2
.2,461
= 1507517 KGcm
L=1740
18
20a125
1
L=2140
13
12a145
2
L=1740
18
20a125
1
L=2140
13
12a145
5
8
6a200
L=1000
2
L=6890
2
16
3
4
2
14
L=1750
300
101 1500 100 600
1800
1900
2200
2400
1800
450
I
I
II
II
400
600
2200
1800
Đồ án mơn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xn Mai
Kết quả : F
I-I
a
50.2400.9,0
1507517
=
= 13,96 cm
2
Vậy chọn 13
Φ
12 có F
a
= 14,7 cm
2
Khoảng cách giữa các thanh : a =
cm16,14
12
5.2180
=
−
, nên chọn a=145 mm .
b.Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt II–II :
Cơng thức : F
II-II
a
0
9,0 hR
M
a
TT
≥
M
TT
II-II
= 0,5 . a(b-b
c
)
2
.
tt
IItbII −
σ
= 0,5 . a(b-b
c
)
2
.
d
max
σ
= 0, 5 . 220(180-40)
2
. 2,461
= 5305916 KGcm
Kết quả : F
II-II
a
50.2400.9,0
5305916
=
= 49,13 cm
2
Vậy chọn 16
Φ
20 có F
a
= 50,26 cm
2
Khoảng cách giữa các thanh :
a =
cm5,14
15
5.2220
=
−
Nên chọn a=145 mm .
Thống kê vật liệu
móng nơng cột biên
Bố trí cốt thép thể hiện như hình vẽ
MÓNG NÔNG
CỘT BIÊN ( 1CK )
6
14
16
12
20
1
2
3
4
5
1740
2140
1750
1750
1000
18
13
4
2
8
31,32
27,82
7,00
3,50
8,00
77,24
24,70
11,05
4,23
1,78
1740
2140
1450
1450
550
300
300
50
350
(Kg)
TRỌNG
LƯNG
DÀI
(mm)
CHIỀU
DÀI
MỘT
THANH
mm
ĐK
SỐ
THANH
KÝ HIỆU
H?NH DẠNG
VÀ
KÍCH THƯỚC
TỔNG
CHIỀU
(m)
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Phương án II : Móng Cọc
I - Móng cọc đài thấp cho cột giữa :
I .1 - Vật liệu làm cọc :
Bê tông cọc Mac 250 có : R
n
= 110 kG/cm
2
Cốt thép A
II
có : R
a
= 2400 kG/cm
2
Cốt thép dọc chịu lực chọn 4
φ
16 có F = 8,04 cm
2
I .2 - Chọn kích thước của đài cọc :
Kích thước của đài cọc bao giờ cũng lớn hơn kích thước của đáy công trình , mức độ
lớn hơn phụ thuộc vào số lượng cọc và cách bố trí cọc trong đài.
Hình dáng có thể giống hoặc không giống hình dáng của đáy công trình .
Khoảng cách giữa các tim cọc : 3d C 6d
Chọn cọc có tiết diện : 25 ×25 cm
2
Lấy C = 3d = 3. 25 = 75
K≥ 0,7 d = 17,5 cm lấy k = 20 cm
Kích thước của đài cọc :
3d + d + 2k =140 cm
Vậy tiết diện cọc của đài F = 1,4 ×1,4 m
I.3 - Tính toán chiều sâu của đài cọc :
Kích thước của đài cọc được xác định với giả thiết rằng toàn bộ tải trọng ngang do công
trình truyền xuống thí do đất từ đáy đài trở lên tiếp thu .
Công thức : h
≥
0,7 h
min
h
min
= tg(45
0
-
ϕ
/2)
b.
H
γ
∑
ϕ
,
γ
: góc ma sát trong và dung trọng tại đáy đài
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
∑
H
: tổng lực xô ngang tính đến đáy đài
∑
H
= Q
tt
= 1,4 T
b : bề rộng của đáy đài vuông góc với lực xô ngang b = 1,4 m
h
min
= tg(45 – 18/2)
4,1.2
4,1
= 0,51 m => 0,7 h
min
= 0,36 m
Ta chọn h
d
= 1 m .
I .4 - Chọn kích thước cọc : Chọn chiều dài và tiết diện của cọc
Chọn cọc hình vuông có tiết diện 25 x 25; cm .
Kích thước của cọc phụ thuộc vào tình hình địa chất , tính chất cơ lý của các lớp đất
và trị số đặc tính tác dụng của tải trọng và thường đưa mũi cọc vào lớp đất có tính chất cơ lý tốt để
tận dụng phản lực của đất nền .
Chọn L = 8 m , ngàm vào đài 0,5 m , đập vỡ 0,35 m để neo thép .
I .5 - Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc và theo đất nền :
a - Theo vật liệu làm cọc :
Việc xác định sức chịu tải theo vật liệu làm cọc thường áp dụng các biểu thức
thông thường trong giáo trình bê tông cốt thép
Cọc bêtông cốt thép :
Công thức : P
vl
= m (R
b
F
b
+ R
a
F
a
)
m : hệ số điều kiện làm việc, m = 0,85
R
b
, R
a
: cường độ chịu nén tính toán của bê tông và thép
F
b
, F
a
: diện tích tiết diện của bê tông và của cốt thép dọc
Kết quả : P
vl
= 0,85(110.25.25 + 2400.8,04) = 74839,1 KG = 74,8291 T
b - Theo đất nền : (theo qui phạm)
Giả thiết : - Xem ma sát quanh chân cọc phân bố đều theo chiều sâu của từng lứop đất
mà cọc đi qua.
- Phản lực của đất ở mũi cọc phân bố đều trên tiết diện ngang của cọc
cọc ở đây là cọc ma sát tính toán cho cọc chịu nén.
Theo qui phạm VN :
Ư
n
= m(m
R
RF + u
∑
=
n
1i
m
fi
f
i
l
i
)
m : hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, cọc có tiết diện hình chữ nhật
đường kính d< 0,8 m chọn m = 1
m
R
: hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc m
R
= 1,0
m
fi
: hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc, m
fi
=1
F : tiết diện mũi
u : chu vi tiết diện ngang cọc
l
i
: chiều dày từ mặt đất đến điểm giữa của lớp phân tố thứ i
f
i
: sức chống tính toán của lớp ở mặt hông của thân cọc
f
i
= f (loại đất , trạng thái của đất , l
i
)
R : cường độ chịu tải của lớp đất dưới mũi cọc, tra bảng chọn R = 380 T/m
2
Chia đất nền thành các lớp đồng nhất có chiều dày không quá 2m như trong hình vẽ trên .
Cường độ tính toán của ma sát xung quanh cọc và đất bao quanh f
i
tra bảng, nội suy có :
L
1
1
= 1 +
2
2
= 2 ásét có B = 0,6 => f
1
= 1,2 T/m
2
,
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
L
2
1
= 1+2 +
2
1
= 3,5 ásét có B = 0,6 => f
2
= 1,35 T/m
2
,
L
1
2
= 1+2+1+
2
2
= 5 á cát có B = 0,33 => f
3
= 3.67 T/m
2
,
L
2
2
= 1 + 2 + 1 + 2 +
2
2
= 7 sét có B = 0,33 => f
3
= 3.76 T/m
2
L
3
= 1+2+1+2+2+
2
1
= 8 ,5 cát hạt trung f
4
= 6,275 T/m
2
Kết quả : Ư
n
= m(m
R
RF + u
∑
=
n
1i
m
fi
f
i
l
i
)
Ư
n
= 1(1. 380.0,25.0,25 + 1.1 (1,2.2 + 1,35.1
+ 3,67.2 + 3,76 . 1 + 6,275.1 )
= 44,875 T
Vậy : P
n
dn
= Ư
n
/K
tc
= 44,875 /1,4 = 32,054 ; T
Ở đây P
vl
= 74,8291 T > P
đn
= 32,054; T nên dùng P
đn
để đưa vào tính toán .
I .6 -Tính toán số lượng cọc:
n =
TK
tt
d
P
N
Trong đó :
N
tt
d
:Tổng tải trọng thẳng đứng tính toán tại đáy
: Hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào lực
xô ngang và mômen =1-1,5
Tải trọng thẳng đứng =1, móng cọc đài
cao lớn hơn
N
tt
d
= N
tt
o
+G
tt
G
tt
=n.γ
tb
.F
d
h
d
, n = 1,1 hệ số vượt tải
G
tt
= 1,1.2.1,4
2
.1 = 4,312 T
N
tt
d
= 100,45 + 4,312 = 104,762 T
Độ lệch tâm e
x
=
059,0
45,100
1/4,15,4
=
+
Chọn = 1,2
n = 1,2.
054,32
104,762
= 3,9
Lấy n = 4 cọc.
I.7 -Bố trí cọc trong đài:
Việc tính toán và bố trí cọc trong đài phải
dựa trên cơ sở hai nguyên tắt :
- Làm sao cho các cọc chịu lực được tốt
- Tạo thuận lợi cho thi công
Bố trí cọc như hình vẽ:
200 200
200200
900
4
3
2
1
r23
r12
1600
I
II
I
II
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
I.8 -Tính toán và kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc :
Việc tính toán và kiểm tra móng cọc bao gồm các nội dung sau :
- Đi tính toán và kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ nhất
- Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc , kiểm tra sức chịu tải của nền dưới mũi cọc , tính
toán kiểm tra khi vận chuyển và khi treo lên giá búa.
-Đi tính toán và kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ hai kiểm tra độ lún của móng cọc
* Khi tính toán và kiểm tra thường dựa trên 5 giảthiết :
-Toàn bộ tải trọng ngang là do đất từ đáy đài trở lên tiếp thu
- Đất ở đấy đài không trực tiếp làm việc
- Sức chịu tải của mỗi cọc trong móng bằng sức chịu tải của mỗi cọc đơn
- Cọc và đài tuyệt đối cứng
- Coi hệ thống cọc , đài cọc và đất xung quanh cọc tạo thành móng khối qui ước
I.8.1-Tính toán và kiểm tra theo trạng thái giới hạn thứ nhất :
Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung :
N
tt
=100,45 T , M
tt
= 4,50Tm , Q
tt
=1,40 T
Nếu như móng chịu tải trọng đúng tâm thẳng đứng mà số lượng cọc tính theo công thức
n =
TK
tt
d
P
N
thì không cần kiểm tra.
Nếu móng chịu tải trọng lệch tâm thì xảy ra hiện tượng một số cọc chịu tải trọng quá lớn ,
một số khác chịu tải trọng bé hơn thậm chí có những cọc còn chịu kéo , cần phải kiểm tra.
P
max
P
n
: Cọc chịu nén
P
min
P
k
: Cọc chịu kéo
P
n
, P
k
: Tính toán theo qui trình
P
max
, P
min
:Tải trọng tác dụng lớn nhất lên cọc chịu nén và chịu kéo
Công thức : P
max,min
=
∑
∑
∑
=
±
n
1i
2
i
max
k,n
d
x
x.M
n
N
∑
d
N
: tổng tải trọng thẳng đứng tính đến đáy đài .
∑
M
: tổng mômen do tải tải trọng ngoài gây ra so với trục đi qua trọng tâm của các
tiết diện cọc tại đáy đài .
x
max
n,k
: khoảng cách từ cọc chịu nén và kéo nhiều nhất đến trục đi qua trọng tâm
của các tiết diện cọc tại đáy đài .
x
i
: khoảng cách từ cọc thứ i đến trọng tâm của các tiết diện cọc tại đáy đài .
Kết quả : P
max,min
=
5625,0
375,0)1.4,15,4(
4
312,445,100 +
±
+
= 30,124; T
= 22,258; T
Đồ án môn học Nền và Móng GVHG : Th.S Lê Xuân Mai
Vậy P
max
= 30,124; T
≤
P
gh
= 32,054; T
P
min
=22,258T > 0 không cọc chịu kéo nên không kiểm tra theo điều kiện
chống nhổ .
* Tải trọng tác dụng ngang :
Điều kiện : H
0
≤
H
ng
H
0
=
n
H
∑
T
∑
H
=
h
M
tt
+Q
tt
=
1
5,4
+1 = 5,5
H
0
=
4
5,5
= 1,375
H
ng
: sức chịu tải trọng ngang của cọc, tra bảng ứng với chuyển vị ngang của cọc là
ng
∆
=1 cm được H
ng
= 2,8 T ( tra cho cọc25 × 25 )
Vậy : H
0
= 1,375; T
≤
H
ng
= 2,3 T nên thoả mãn điều kiện chống chuyển vị ngang .
I.8.2 - Kiểm tra cường độ của nền đất dưới đáy móng khối quy ước :
Dùng tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn .
N
tc
=
1,2
79,30
= 66,08 T
M
tc
=
1,2
2,15
= 1,79 Tm
Q
tc
=
1,2
1,00
= 5/6 T
Giả thiết ta có móng khối quy ước ABCD với kích thứơc là A
qu
, B
qu
,
H
qu
.
Góc mở :
∑
∑
ϕ
=
ϕ
=α
i
ii
TB
h4
h
4
=
0
67,5)1.284.223.18(
5,7.4
1
=++
Chiều dài và chiều rộng của đáy khối quy ước :
A
qu
= B
qu
= ( 1,4 - 2.0,2) + 2.l.tg(5,67
0
)
= 1 + 2.7,5.tg(5,57
0
) = 2,5m
Chiều cao của khối quy ước :
H
qu
= h
m
+ L = 1 + 7,5 = 8,5 m
* Xác định trọng lượng của khối quy ước :
Trọng lượng của đất và đài cọc từ đáy đài trở lên :
N
1
= A
qu
. B
qu
. h
m
.
γ
tb
= 2,5 . 2,5 . 1 .2 = 12,5 ; T
Trọng lượng của lớp đất á sét từ đáy đài đến hết lớp này
N
2
= (F
0
– 4F
c
)(
γ
1
h
1
+
γ
đn1
h’)
= (2,5
2
– 4.0,25
2
)(1,98.2 + 1,001.1) = 29,77 T
Trọng lượng của lớp đất sét :
N
3
= (F
0
– 4F
c
)
γ
đn2.
h
2
