Đồ Án Nền Móng ĐH Mở

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
MỤC LỤC
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn
Phần I : Thiết kế móng băng
A. thống kê địa chất 1A
B. Thiết kế móng băng
Phần II : Thiết kế móng cọc
A. thống kê địa chất 1B
B. Thiết kế móng cọc
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
PHẦN I: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG
A. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1A
Theo sơ đồ mặt bằng tổng thể khu đất có 3 vị trí khoan khảo sát địa chất: HK1, HK2,
HK3. Chiều sâu khoan khảo sát là 15m có các trạng thái của đất nền như sau:
Lớp 1:
1
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Tại HK1: Nền bê-tông, đá 4x6, đất cát, h= 0.5m.
Tại HK2+3: là lớp cát mịn lẫn đất bột, xám, h= 0.6m.
Lớp 2:
- Lớp 2a: Mềm, bề dày HK1= 1.5m. HK2= 1.9m. HK3= 3.1m.

o Tình chất cơ lý:
• W = 26.1%
• γ
w
= 1.797g/cm
3
• Qu = 0.258kG/cm
2
• C = 0.110kG/cm
2
• φ = 12
o
- lớp 2b: Dẻo mềm,bề dày HK1= 2.4m, HK2= 1.8m.
o Tính chất cơ lý:
• W = 25.1%
• γ
w
= 1.818g/cm
3
• Qu = 0.554kG/cm
2
• C = 0.130kG/cm
2
• φ = 13
o
lớp 3:
- Lớp 3a: dẻo mềm, bề dày HK3= 1.6m
o Tính chất cơ lý:
• W = 24.3%
• γ

w
= 1.897g/cm
3
• γ’ = 0.957g/cm
3
• Qu = 0.753kG/cm
2
• C = 0.134kG/cm
2
• φ = 13
o
30’
- Lớp 3b: cứng, bề dày HK1= 0.3m, HK2= 1.2m, HK3= 0.9m
o Tính chất cơ lý:
• W = 18.2%
• γ
w
= 2.029g/cm
3
• γ’ = 1.081g/cm
3
• C = 0.485kG/cm
2
• φ = 18
o
30’
Lớp 4:
- Lớp 4a: bời rời, bề dày HK1= 0.8m, HK2= 1.0m, HK3= 2.1m
o Tính chất cơ lý:
2

Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
• W = 25.8%
• γ
w
= 1.867g/cm
3
• γ’ = 0.928g/cm
3
• C = 0.024kG/cm
2
• φ = 27
o
- Lớp 4b: chặt vừa, bề dày HK1= 3.3m, HK2= 2.5m
o Tính chất cơ lý:
• W = 22%
• γ
w
= 1.928g/cm
3
• γ’ = 0.987g/cm
3
• C = 0.027kG/cm
2
• φ = 29
o
30’
Lớp 5:
Gồm sét lẫn bột và ít cát, màu nâu đỏ nhạt vân xám trắng, độ dẻo cao – trạng
thái cứng bề dày HK1= 6.2m, HK2= 6.0m, HK3= 6.7m
o Tính chất cơ lý:

• W = 21.4%
• γ
w
= 2.024g/cm
3
• γ’ = 1.050g/cm
3
• Qu = 2.867kG/cm
2
• C = 0.485kG/cm
2
• φ = 16
o
15’
Chọn HK1 ( HK có mặt cắt yếu nhất) để thiết kế móng băng
3
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
B. THIẾT KẾ MÓNG BĂNG
I. SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
4
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
l
1
(m) l
2
(m) l
3
(m) l
4
(m) l

b
(m) l
a
(m)
1.6 4.6 4.7 3.0 0.7 0.4
Lực dọc N
0
tt
(kN) Moment M
0
tt
(kN.m) Lực Ngang H
0
tt
(kN)
900 96 162
Giá trị tính toán:
Cột Lực dọc
N
tt
(kN)
Moment
M
tt
(kN.m)
Lực Ngang
H
tt
(kN)
A 270 48 81

B 720 86.4 113.4
C 990 96 145.8
D 900 76.8 162
E 450 57.6 97.2
II. CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG
Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có R
bt
= 0.9MPa (cường độ chịu kéo
của bê tông); R
b
= 11.5MPa ( cường độ chịu nén của bê tông); mô đun đàn hồi
E = 26.5 x 10
3

MPa = 2.65 107 KN/m
2

- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc R
s
= 280MPa
- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai R
s
= 225MPa
5
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
- Hệ số vượt tải n = 1,15.
- γ
bt
(giữa bê tông và đất) = 22KN/ m
3

= 2,2T/m
3

III. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG
Đáy móng đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp,
lớp đất quá yếu.
Chiều sâu chôn móng:
o chọn D
f
= 2.5m
Chọn sơ bộ chiều cao h:
o h= l
imax
= 4.7= (0.392 0.783)
chọn h= 0.6m
IV. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG (BxL)
- Tổng chiều dài móng băng:
L= 0.4 + 1.6 + 4.6 + 4.7 + 3.0 + 0.7 = 15 (m)
1/ Xác định bề rộng móng (B)
- Chọn sơ bộ B= 1 (m)
* Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:
D
f
= 2m
H ( Chiều cao mực nước ngầm) HK1 = -4.2m
Dung trọng lớp đất ( lớp 1 ) trên mực nước ngầm:
γ

= 20KN/m
3

Chiều cao lớp: h= 0.5m
Dung trọng lớp đất trên đáy móng (lớp 2a) trên mực nước ngầm:
γ

= 17.97KN/m
3
Chiều cao lớp: h= 1.5m
Dung trọng lớp đất dưới đáy móng (lớp 2a):
γ

= 18.18KN/m
3
6
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
γ
’
= 9.09 KN/m
3
Chiều cao lớp: h= 2.4m
C=13KN/m
2
, φ=13
0
,
Góc nội ma sát φ
2
= 13
0
( Nội suy )

a/ Điều kiện ổn định của nền đất đáy móng.
(1)
Trong đó:
R
tc
: Cường độ (sức chịu tải tc) của nền at dưới đáy móng.
: Áp lực tiêu chuẩn cực đại và cực tiểu do móng tác dụng lên nền đất.
7
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Khoảng cách từ các điểm đặt lực đến trọng tâm đáy móng:
Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng:
*
*
*
Ta có:
o
o
o
8
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Tải trọng tiêu chuẩn:
Cường độ ( sức chịu tải tc ) của đất nền dưới đáy móng:
Ta có:
Chọn B= 3(m)
Kiểm tra
9
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Thỏa mãn điều kiện.
b/ Điều kiện cường độ.
Hệ số an toàn cường độ:

Ta có:
Thỏa mãn.
c/ Điều kiện ổn định tại tâm đáy móng (ĐK lún)
Để xác định ứng suất gây lún tại tâm đáy móng, ta có:
Độ lún:
Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ: h
i
=1.1(m)
Áp lực ban đầu (do trọng lượng bản thân đất gây ra) tại lớp đất i:
Áp lực tại giữa lớp đất i sau khi xây dựng móng:
(theo bảng 1)
10
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Trong đó: ; k
0i
: hệ số phân bố ứng suất.
Tra bảng SGK
Tính lún: (ta dùng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố)
Chọn mẫu đất tính lún:
Lớp 2 chọn mẫu 2-3 độ sâu 3-3.5m tính lún từ 2-4.4m
p 25 50 100 200 400 800
e 0,82 0,795 0,764 0,729 0,686 0,631
Lớp 3 chọn mẫu 3-5 độ sâu 5-5.5m tính lún từ 4.4-5.5m
p 25 50 100 200 400 800
e 0,738 0,72 0,694 0,66 0,623 0,577
Lớp 4 chọn mẫu 2-7 độ sâu 7-7.5m tính lún từ 5.5-8.8m
11
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
p 25 50 100 200 400 800
e 0,671 0,659 0,641 0,619 0,593 0,563

Lớp 5 chọn mẫu 3-9 độ sâu 9-9.5m tính lún từ 8.8-15m
p 25 50 100 200 400 800
e 0,671 0,653 0,632 0,607 0,579 0,547
Ta có bảng tính toán độ lún móng cọc như sau:
Sau khi ta phân chia lớp đất đến phân tố thứ 10, ta có:
Vậy độ lún ổn định tai tâm móng là:
Vậy ta có bài toán thỏa mãn điều kiện về độ lún.
12
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
V. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG.
1/ Xác định F
COT
Chọn
2/ Xác định chiều cao móng.
Chọn b
b
= 0.4 (m) (bề rộng của sườn)
h=0.6m (Chiều cao của sườn móng hoặc chiều cao móng)
b = B = 1.8m (Bề rộng móng)
Chọn chiều cao của bản h
b
:
Ta có:
Chọn chiều cao của cánh móng: h
a
=0.2 m
Chọn chiều dày lớp bê-tông bảo vệ ở đáy móng: a= 0.08 m
13
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Độ dốc của bản móng ( thỏa mãn điều kiện độ dốc móng từ )

*Kiểm tra điều kiện xuyên thủng chân cột N
max
(cột C, vị trí cột giữa)
Dùng bê-tông B20 có:
Ta có:
Vậy kích thước móng đã chọn thỏa điều kiện xuyên thủng tại cột có lực dọc lớn
nhất.
*Kiểm tra điều kiện xuyên thủng tại cột biên (cột A):
Ta có:
Vậy ta có chiều cao móng đã chọn thỏa mãn điều kiện chống xuyên cho trường hợp
này.
14
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
VI. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG (M,Q)
Xác định J
x
Ta có:
Momen quán tính J
x
15
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Hệ số nền:

Sử dụng SAP2000 để tính toán lực cắt và moment tại dầm:
Xem dầm làm việc có tiết diện hình chữ nhật, với kích thước:
Ta chọn hình chữ nhật có Jx tương ứng bằng mômen quán tính Jx đã tính trên:
Giả sử chọn H
tu
=0.8m
M250 có R

bt
= 0.9MPa ( cường độ chịu kéo của bê tông); R
b
= 11.5MPa ( cường độ
chịu nén của bê tông); mô đun đàn hồi E = 26.5 10
3
MPa = 2.65 10
6
(T/m2)
Dầm làm việc trên nền đàn hồi, nên ta xem dầm làm việc trên những lò xo có độ
cứng K trong Sap2000.
Chia đều các nút trên dầm có khoảng cách 0.1 m, tại 2 vị trí đầu mút dầm ta có độ
cứng lò xo K được gán:
Kết quả tính sau khi chạy phần mềm Sap2000:
16
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
BIỂU ĐỒ LỰC CẮT
BIỂU ĐỒ MOMENT:
Tính toán cốt thép chịu lực trong dầm móng:
Xác định vị trí trục trung hòa:
So sánh M
f
và bảng kết quả tính được giá trị moment cho các nhịp và gối, ta thấy:
M
f
> M
max
(gối và nhịp), vậy ta co. Trục trung hòa qua cánh cho cả dầm và móng.
17
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng


Thanh thép số 1: Dùng mô men tai MC 2-2; 4-4; 6-6; 8-8.
Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược. Do M
f
> M
max
⇒Tiết diện tính là hình
chữ nhật lớn có kích thước : 2m x 0.8m
Diện tích cốt thép tại các mặt cắt:
A
s
=
Hàm lượng thép:
min
=0.05% < <
max
= 2.6%
BẢNG TÍNH TOÁN THANH THÉP SỐ 1:
Mặt
cắt
Moment
(KNm)
A
s
(mm
2
)
Chọn thép
A
s

chọn
(mm
2
)
(%)
[M]
KNm
2-2 10.09 0.0009 0.0009 49.4 230 1413.8 0.088 285.2
4-4 689.39 0.0625 0.0646 3485.3 30 3534.5 0.221 698.79
6-6 251.72 0.0228 0.0231 1245.9 230 1413.8 0.088 285.2
8-8 119.45 0.0108 0.0109 587.6 230 1413.8 0.088 285.2
 Thanh thép số 2: Dùng moment tại MC 1-1; 3-3; 5-5; 7-7; 9-9.
Tính toán theo tiết diện chữ nhật b×h = 0,5 m ×0.8 m
Diện tích cốt thép tại các mặt cắt:
A
s
=
Hàm lượng thép:
18
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
min
=0.05% < <
max
= 2.6%
BẢNG TÍNH TOÁN THANH THÉP SỐ 2:
Mặt
cắt
Moment
(KNm)
A

s
(mm
2
)
Chọn thép
A
s
chọn
(mm
2
)
(%)
[M]
KNm
1-1 75.7 0.0274 0.0278 375.6 230 1413.8 0.353 273.84
3-3 192.08 0.0697 0.0723 975.0 230 1413.8 0.353 273.84
5-5 371.93 0.1349 0.1454 1962.3 230; 128 2029.6 0.507 383.65
7-7 433.73 0.1573 0.1721 2321.7 230; 225 2395.7 0.599 464.21
9-9 115.95 0.0420 0.0430 579.7 230 1413.8 0.353 273.84
 Thanh thép số 3: (cốt xiên và cốt đai)
Từ bảng kết quả tính toán ta thấy: Q
max
= 624.62 (KN)
Ta có h
0
=0.73(m) bê-tông M250 R
b
= 11.5MPa = 11500 (KN.m); R
bt
=

900(KN.m)
Bê tông đủ khả năng chịu lực khi:
Q (1+
Trong đó:
Lấy = 0.6 ( bê tong nặng)
= 0.75* = 0.154
(hệ số xét đến ảnh hưởng lực dọc)
 Q = = 0.6(1+0.154+0)*0.9*900*0.5*0.73
=204.7 KN
Q < Q
max
=>bê tông không đủ khả năng chịu lực cắt cần đặt cốt đai.
Ta chọn cốt đai hai nhánh n=2d; d
sw
=10 mm
A
w
= = = 7.85 mm
2
(bê tông nặng)
Khoảng cách tính toán giữa các cốt đai theo tiết diện chữ T
S
tt
= R
sw
nπ
= 175*2*3.14*10
2
* = 140.3 mm
Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai:

S
max
= (lấy đối với bê tong nặng)
19
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
= = 598.1 mm
Khoảng cách cấu tạo giữ các cốt đai:
S
ct
= = =266.7 mm
Chọn S có giá trị nhỏ nhất => S =140mm
Ta bố trí S = 140 mm trong đoạn L/4 trong đầu và cuối mỗi nhịp.
Đoạn giữa bố trí theo cấu tạo S= 200 mm.
Thanh thép số 4:
Diện tích cốt thép:
Chọn Φ 10 a
s
=78.5 (mm
2
)
số thanh (thanh)
chọn 6 thanh Φ10
20
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Khoảng cách
Vậy chọn thép Φ10@160
Thanh thép số 5:
Chọn thép cấu tạo Φ10@200
Thanh thép số 6:
Chọn cốt giá 2Φ12

PHẦN II: THUYẾT MINH MÓNG CỌC
A. SỐ LIỆU TẢI TRỌNG:
ĐỊA CHẤT
N
tt
(kN)
M
tt
(kN.m)
H
tt
(kN)
2 3600 288 324
B. TÍNH TOÁN MÓNG CỌC
Bước 1: Chọn các thông số ban đầu.
21
SỐ LIỆU ĐỒ ÁN
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
1. Chọn chiều sâu chôn đài (D
f
) = 2.5 m → Như vậy đài cọc sẽ đặt trực tiếp lên lớp
đất thứ 2c (Bùn sét lẫn ít hữu cơ và cát- trạng thái rất mềm).
- Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp:
Áp dụng điều kiện triệt tiêu lực ngang (Q
tt
):
- Ở đây, ta đang tính cho áp lực ngang của đất lên đài móng (biến dạng của đất)
nên ta chọn các giá trị γ , φ ở TTGH II.
- Qua công thức ta có các giá trị γ, φ được lấy giá trị min vì với γ, φ min ta có đạt
giá trị max và khi đó ta chọn chiều

sâu chôn đài D
f
an toàn hơn.
Ta có:
Q
tt
= = 186 (KN) Q
tc
=== 281.74(KN)
Trong đó: B = 3.3 m là bề rộng đài móng theo phương vuông góc với phương lực Q
: Dung trọng trung bình của lớp đất trên đáy đài.
12.892 (KN/m
3
)
φ : Góc nội ma sát trung bình của đất trên đáy đài móng 11
o
.
= 2.1 m
Vậy với D
f
= 2.5 m, thỏa mãn điều kiện làm việc của đài cọc.
2. Chọn vị trí mũi cọc
Mũi cọc cắm vô lớp đất 6b (Cát vừa đến mịn lẫn bột và ít sỏi sạn nhỏ, vàng đến đỏ
lợt) có bề dày 22.3 (m) một đoạn là 15.6 m.
3. Xác định chiều dài đoạn cọc.
Chiều dài cọc là L
C
= 30 (m). Dùng 3 cọc , mỗi cọc dài 10 m nối lại.
Trong đó : Cọc ngàm vào đài là 0.5 (m)
Chiều dài từ mũi cọc lên đáy đài là 29.5 (m)

4. Chọn kích thước tiết diện ngang của cọc.
Chọn cọc hình vuông có cạnh 50 cm * 50 cm.
 Diện tích tiết diện ngang của cọc là A
P
= 50*50 = 2500 (cm
2
) = 0.25 (m
2
).
 Chu vi tiết diện ngang của cọc là u = 4*0.5 = 2 (m)
5. Chọn kích thước đài cọc.
22
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
Chọn đài cọc có diện tích F
đài
= 3.5*3.5(m
2
)
Chọn chiều cao của đài : h
đ
= 1 (m)
6. Chọn vật liệu làm cọc.
Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông γ
b
= 0.9
Móng được đúc bằng bê tông B25 (M350) có cường độ chịu kéo của bê tông là R
bt
=
0.9 (Mpa); cường độ chịu nén của bê tông R
b

= 14.5 Mpa và module đàn hồi E =
3*10
7
(KN/m
2
).
Hệ số vượt tải n = 1.15
Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ đáy móng là a = 0.1 m
Tra bảng ta có: ξ
R
= 0.632; α
R
= 0.432
Kích thước cột sơ bộ là :
23
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
F
C
= β * N
max
/R
b
= 1.2*3600*100/115 = 3756.52 cm
2
 Chọn cột: 60cm *70 cm có F
C
= 4200 cm
2
7. Xác định thép làm cọc.
Cốt thép trong cọc loại CII, A-II có cường độ chịu kéo cốt thép dọc là Rs = 280 Mpa.

Cọc được thiết kế 4 cây thép chịu lực là 4∅25 có A
S
= 19.63 cm
2
. Cốt đai sử dụng
∅10.
Cốt thép trong móng loại CII, A-II có cường độ chịu kéo cốt thép đai là R
S
= 225 Mpa.
8. Kiểm tra vận chuyển và lắp dựng cọc.
8.1 Vận chuyển.
q = (KN/m)
M
1
= 0.0214 qL
2
=0.0214*7.5*10
2
= 16.05 (KNm)
8.2 Lắp dựng
q = 7.5 (KN/m)
M
2
= 94.09 (KNm)
M
3
= 31.28 (KNm)
Chọn M = max {16.05; 94.09; 31.28} = 94.09(KN.m)
 A
S

= = 746.75 (mm
2
).
Thép 1 thớ trong cọc là: A
S
/2 = 19.63/2 = 9.82 cm
2
= 982 mm
2
> 746.75 mm
2
(đạt).
Bước 2: XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC.
24
Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Xây dựng
1/ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu
Q
avl
= )
Trong đó:
R
s
= 280000 KN/m
2
R
b
= 14500 KN/m
2
As : diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc As = 19.63*10
-4

(m
2
)
A
p
: diện tích tiết diện ngang của cọc A
p
= 0.25 (m
2
)
A
b
: diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc:
A
b
=A
p
– A
s
= 0.25 – 19.63*10
-4
= 0.248(m
2
)
= 1.028 – 0.0000288*λ
d
2
– 0.0016*λ
d

= = = 120
= 1.028 – 0.0000288*120
2
– 0.0016*120 = 0.421
Suy ra: Q
avl
=0.421*(14500*0.248 + 280000*19.63*10
-4
) =1745.31(KN)
2/ Sức chịu tải của cọc theo điều kiện nền đất.
25