tính toán nền móng

đồ án tốt nghiệp kĩ s xây dựng 2006-2011
Đề tài: Trụ sở UBND-HĐND tỉnh Thái Bình
Chơng 7: tính toán nền móng
7.1. Số liệu địa chất
Theo báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình, khu đất xây dựng công trình khá
bằng phẳng, từ trên xuống gồm các lớp đất có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:
TT
Các đặc trng
Các lớp đất
Lớp 1:
Đất yếu
Lớp 2:
Sét pha
Lớp 3:
Sét
Lớp 4:
Cát vừa
1
Chiều dày; (m) 0,9 3 5,6 Cha gặpđáy
2
Tỷ trọng; ( G/cm
3
) - 2,76 2,78 2,77
3
Dung trọng tự nhiên; (G/cm
3
)
1,47 1,73 1,72 1,7
4
Dung trọng khô (G/cm
3

) - 1,04 1,24 1,18
5
Độ ẩm tự nhiên W (%) - 52,6 52,3 47,6
6
Giới hạn chảy W
L
(%) - 69,3 63,9 -
7
Giới hạn dẻo W
P
- 47,4 49 -
8
Chỉ số dẻo J
P
= W
L
-W
P
- 21,9 14,9 -
9
Độ sệt J
L
= (W-W
P
)/J
P
- 0,24 0,22 -
10
Mức độ bão hoà của đất G - 0,68 0,88 0,92
11

Hệ số rỗng e - 1,647 1,248 1,358
12
Lực dính đơn vị C (kG/cm
2
) - 0,018 0,0305 0,0303
13
Góc nội ma sát (
o
)
- 15 17 23
14
Mô đun biến dạng E (kG/cm
2
) - 90 115 250
STT
Têngọi
lớp đất
Chiềudày
(m)

(T/m
3
)
W
(%)
W
L
(%)
W
P

(%)

(độ)
C
(kg/cm
2
)
E
(kg/cm
2
)
1 đất yếu 0,9 1,47 - - - - - -
2 Sét pha 3 1,73 52,6 69,3 47,4 15 0,018 90
3 Sét 5,6 1,72 52,3 63,9 49 17 0,0305 115
4 Cát vừa Chakếtthúc 1,7 47,6 - - 23 0,0305 250
Mặt cắt địa chất công trình
Sinh viên: Vũ Thị Thuý _ Lớp: xdd47-đh2 Trang: 85
đồ án tốt nghiệp kĩ s xây dựng 2006-2011
Đề tài: Trụ sở UBND-HĐND tỉnh Thái Bình
1: Đất yếu có chiều dày trung bình 0,9m
2: Sét pha có chiều dày trung bình 3m
3: Sét có chiều dày trung bình 5,6 m
4: Cát vừa cha kết thúc trong phạm vi lỗ khoan
Hình 7.1: Mặt cắt địa chất công trình.
Đánh gía điều kiện địa chất công trình
Lớp đất 1: là lớp đất yếu, sức chịu tải không đáng kể, dự kiến đầu móng sẽ đặt
tại lớp đất 1.
Lớp đất 2: là đất sét pha trạng thái cứng. Đây là lớp đất tơng đối tốt nhng chiều
dày của nó không lớn lắm (3 m).
Lớp đất 3: Sét. Đây là lớp đất tơng đối tốt, nhng chiều dày của nó không lớn lắm

(5,6 m).
Lớp đất 4: Cát hạt vừă. Đây là lớp đất tốt, chiều sâu của lớp đất theo chiều
khoan thăm dò địa chất thì cho đến hết hố khoan vẫn cha kết thúc lớp đất này. Đây là
lớp đất mà ta dự kiến chọn làm để chịu tải chính cho công trình..
7.2. Lựa chọn giải pháp móng
Các cặp giá trị nội lực nguy hiểm nhất dùng để tính toán móng
Cột trục N (T) M (T.m) Q (T)
Cột A -275,694 11,702 7,783
Cột B - 357 -11 -6,974
Cột C -339,312 9,811 6,631
Cột D -251,695 -11.024 -7,095
Việc so sánh lựa chọn giải pháp móng phụ thuộc vào các yếu tố sau đây :
- Điều kiện địa chất thuỷ văn nơi xây dựng công trình.
- Tải trọng tác dụng lên công trình.
- Đặc diểm cấu tạo và sử dụng công trình
Sinh viên: Vũ Thị Thuý _ Lớp: xdd47-đh2 Trang: 86
2
3
4
-15000
-9500
-3000
cao độ tự nhiên
3m
5,6m
Chưa gặp đáy
1
0,9m
đồ án tốt nghiệp kĩ s xây dựng 2006-2011
Đề tài: Trụ sở UBND-HĐND tỉnh Thái Bình

- Điều kiện và khả năng thi công móng.
- Yêu cầu về thời gian.
- Tình hình , đặc điểm các móng và các công trình lân cận.
- Quan trọng nhất là chỉ tiêu kinh tế.
Nhận thấy nội lực chân cột lớn nhất là N
max
= - 357 T (Chân cột B). Do đó, giải pháp
móng nông (móng băng dới cột) là không phù hợp. Do đó, các giải pháp móng sẽ chú
trọng tới giải pháp móng sâu.
Công trình xây dựng là trụ sở là việc của HĐND - UBND Tỉnh Thái Bình
- Giải pháp cọc khoan nhồi: Giá thành lớn, mặt khác tải trọng do công trình
truyền xuống không quá lớn cho nên không xét đến phơng án này
- Giải pháp móng cọc ép: Có u điểm là không gây chấn động và tiếng ồn trong
khi thi công, nhng sức ép không lớn, chiều dài và tiết diện cọc bị hạn chế. Khi chiều
dài cọc lớn thì phải nối nhiều đoạn tốn thời gian thi công và tăng kinh phí. Khi gặp lớp
cát hoặc đất dính ở trạng thái dẻo cứng thì khó ép qua nếu sức ép không lớn. ép cọc th-
ờng tốn điện năng và kéo dài thời gian thi công.
- Giải pháp móng cọc đóng thi công thuận tiện, đạt năng suất cao, tuy có nhợc
điểm là gây tiếng ồn lớn trong thi công và chấn động cho các công trình xung quanh.
Qua so sánh các giải pháp ta thấy phơng án móng cọc ép là hợp lí nhất. Và đi tính
toán thiết kế móng cho công trình là Móng cọc ép.
Thiết kế móng trục A
7.3. Sơ bộ kích thớc cọc, đài cọc
Cặp giá trị nội lực tính toán:
N (T) M (T.m) Q (T)
-275,694 11,702 7,783
Chọn cọc C10 - 30
- Dài 10m, tiết diện 0,3 x 0,3
m
,

- Thép dọc chịu lực 4 16 AII: Ra = 2700kg/cm
2
.
- Thép đai AI: Ra = 1700kg/cm
2
.
- Bê tông M250: có R
n
= 110kg/cm
2
; R
k
= 8,8kg/cm
2
.
Cọc đợc ép xuống bằng máy ép thuỷ lực không khoan dẫn xuống độ sâu -11
m
,
(tính từ cốt thiên nhiên). Ngàm cọc vào đài 0,1m bằng cách đập bê tông đầu cọc cho
cốt thép chủ của cọc ngàm chặt vào đài 0,3
m
.
Chọn chiều sâu đặt đế đài: h = 1,5
m
. (Nằm vào lớp đất 2).
Làm lớp vữa lót bê tông xi măng M75 đá 4x 6 dày 10cm dới đáy đài.
7.4. Xác định sức chịu tải của cọc
7.4.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
P
VL

= .(R
a
.F
a
+ R
b
.F
b
) (7-1)
=1: Móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua bùn, than bùn
Sinh viên: Vũ Thị Thuý _ Lớp: xdd47-đh2 Trang: 87
đồ án tốt nghiệp kĩ s xây dựng 2006-2011
Đề tài: Trụ sở UBND-HĐND tỉnh Thái Bình
R
b
= 110 KG/cm
2
F
b
= 30. 30 = 900 cm
2
R
a
= 2700 kG/cm
2
F
a
= 8,04 cm (4 16)
P
vl

= 1.(2700. 8,04 + 110. 900) = 120708 KG = 120,708 (T)
7.4.2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền
Mũi cọc tỳ lên lớp cát vừa nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát. Sức chịu tải của
cọc theo đất nền xác định theo công thức:
P
đ
= m.(m
R
. R. F+ u.
n
f i i
i 1
m f .h
=

). (7-2)
Trong đó:
m = 1: Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất.
m
R
, m
f
= 1: Hệ số điều kiện làm việc của đất, tra trong bảng 5-5 giáo trình Nền
và móng - Trờng Đại học kiến trúc Hà Nội.
U: chu vi tiết diện ngang cọc.
l
i
: chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc.
f
i

: cờng độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc,
tra bảng 5-4 SGK Nền và móng có nội suy.
F: diện tích tiết diện ngang cọc.
Cờng độ tính toán của đất ở mũi cọc với độ sâu H = - 11
m
(Kể từ cốt thiên nhiên).
Tra bảng 5-2 giáo trình Nền và móng, đối với cát vừa (có nội suy) có:R = 400 (T/m
2
)
Cờng độ tính toán của đất theo mặt xung quanh:
Chia nền đất thành các lớp phân tố có chiều dày h
i
2m. (Z
i
và H tính từ cốt thiên
nhiên). Cụ thể lớp cát vừa mà cọc cắm vào là 1,5
m
chia 1 lớp. Sơ đồ xác định sức chịu
tải của cọc theo đất nền nh hình 7. 2
Sinh viên: Vũ Thị Thuý _ Lớp: xdd47-đh2 Trang: 88
đồ án tốt nghiệp kĩ s xây dựng 2006-2011
Đề tài: Trụ sở UBND-HĐND tỉnh Thái Bình
1500 2000 1000
100
15002000
Z1 = 2,1 m
Z2 = 3,25 m
Z3 = 4,9 m
Z4 = 6,9 m
Z5 = 8,7 m

Z6 = 10,25 m
H = 11 m
h
0
0
m
0
n
1600
-15000
0,9m
cao độ tự nhiên
5,6m
-9500
-3900
3m
4
3
2
1
Chưa gặp đáy
1300

Hình 7.2: Sơ đồ xác định sức chịu tải của cọc móng trục A.
Tra bảng 5 - 3 giáo trình Nền - Móng (có nội suy) ta có:
Z1 = 2,1 m, I
L
= 0,24 f
1
= 3,74 (T/m

2
); h
1
= 1 m.
Z2 = 3,25 m, I
L
= 0,24 f
2
= 4,385 (T/m
2
); h
2
= 1,3 m.
Z3 = 4,9 m, I
L
= 0,22 f
3
= 5,252 (T/m
2
); h
3
= 2m.
Z4 = 6,9 m, I
L
= 0,22 f
4
= 5,942 (T/m
2
); h
4

= 2m.
Z5 = 8,7 m, I
L
= 0,22 f
5
= 5,938 (T/m
2
); h
5
= 1,6m.
Z6 = 10,25 m, f
6
= 6,153 (T/m
2
); h
6
= 1,5m.
P
đ
=1.[1. 400. 0,3. 0,3 + 0,3.4. (3,74. 1 + 4,385. 1,3 + 5,252. 2 + 5,942. 2 + 5,938.
1,6 + 6,153. 1,5)] = 96,67 (T)
' 2
d
d
tc
P
96,67
P 69,05(T / m )
K 1,4
= = =

Có P
đ
= 69,05 T < P
v
= 120,708 T. Nên lấy P
đ
để đa vào tính toán.
7.5. Xác định số lợng cọc và bố trí cọc trong móng
áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra::
'
tt 2
d
2 2
P
69,05
p 85, 24(T / m )
(3.d) (3.0,3)
= = =
(7-3)
Sinh viên: Vũ Thị Thuý _ Lớp: xdd47-đh2 Trang: 89