Thuyết minh đồ an nền và móng trường đại học Vinh , Nghệ An

1
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Thuyết minh đồ án nền và móng
Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nh sau:
STT Lớp đất

w
(kN/m
3
)

s
(kN/m
3
)
w
(%)
w
L
(%)
w
p
(%)

II
(
o
)
c
II
(kPa)

E
(kPa)
1 Trồng trọt
2 Sét 18.2 27.1 45 46 28 12 18 5000
3 Sét pha 21,5 26 15 24 11,5 24 12 22000
4 Sét pha 19.1 26.6 31 41 27 18 28 12000
5 Cát pha 20.5 26.6 18 21 15 22 20 18000
6 Cát pha 19.2 26.5 22 24 18 18 25 14000
7 Cát bụi 19.2 26.5 23 30 18000

Để lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng cần phải đánh giá tính
chất xây dựng của các lớp đất.
+ Lớp 1: Là lớp đất trồng trọt có chiều dày trung bình là 0,4 m, không đủ khả
năng chịu lực.
+ Lớp 2: Là lớp sét có chiều dày 1.5 m, có hệ số rỗng:
s
W
(1+0,01.W)
27,1(1+0,01.45)
e= -1= -1=1.16
18,2

Có độ sệt:
p
L
L p
W-W
45-28
I = = =0,944
W -W 46-28

0,75<0,944<1
Đất ở trạng thái chảy.
Mô đun biến dạng: E = 5000 kPa = 5 Mpa
đất có tính biến dạng tơng đối lớn, tính chất xây dựng yếu, không nên làm
nền công trình.
+ Lớp 3: Là lớp sét pha có chiều dày 8 m, có độ sệt:
0,28=
11,5-24
11,5-15
=
W-W
W-W
=I
pL
p
L
0,25 < I
L
< 0,5
Đất ở trạng thái dẻo cứng, có E = 22000 kPa, là loại đất tơng đối tốt.
Hệ số rỗng:
0,391=1-
21,5
0,01.15)+26(1
=1-
0,01.W)+(1
=e
w
s

+ Lớp 4: Là lớp sét pha có chiều dày 10 m, có hệ số rỗng:
s
W
(1+0,01.W)
26,6.(1+0,01.31)
e= -1= -1=0,82
19,1

Có độ sệt:
p
L
L p
W-W
31-27
I = = 0,28
W -W 41-27
=
0,25<0,28<0,5
Đất ở trạng thái dẻo cứng.
Mô đun biến dạng: E = 12000 kPa = 12 Mpa
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 2
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
đất có tính chất tơng đối tốt
+ Lớp 5: Là lớp cát pha có chiều dày 8 m, có hệ số rỗng:
s
W
(1+0,01.W)
26,6(1+0,01.21)
e= -1= -1=0,57

20,5

Có độ sệt:
p
L
L p
W-W
18-15
I = = =0,5
W -W 21-15
Đất ở trạng thái dẻo cứng.
Mô đun biến dạng: E = 18000 kPa = 18 Mpa
đất có tính chất tốt
+ Lớp 6: Là lớp cát pha có chiều dày 5 m, có hệ số rỗng:
s
W
(1+0,01.W)
26,5(1+0,01.22)
e= -1= -1=0,68
19,2

Có độ sệt:
p
L
L p
W-W
22-18
I = = =0,67
W -W 24 18
Đất ở trạng thái dẻo mềm.

Mô đun biến dạng: E = 14000 kPa = 14 Mpa
đất có tính chất xây dựng tốt
+ Lớp 7: Là lớp cát pha có chiều dày 15 m, có hệ số rỗng:
s
W
(1+0,01.W)
26,5(1+0,01.18)
e= -1= -1=0,63
19,2

Mô đun biến dạng: E = 18000 kPa = 18 Mpa
đất có tính chất xây dựng tốt.
I. thiết kế móng
1. Ph ơng án móng nông trên nền thiên nhiên
1.1. Tải trọng
Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng:
0
0
77
64,16
1,2 1,2
tt
tc
N
N = = =
T
0
0
12,3
10,25

1,2 1,2
tt
tc
M
M = = =
T.m
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 3
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
0
0
9,2
7,67
1,2 1,2
tt
tc
Q
Q = = =
kN
1.2. Xác định trụ địa chất d ới móng
Móng nằm trên vùng địa chất đợc thể hiện nh trụ địa chất, do ta đang thiết kết
móng nông nên ở đây ta chỉ xét đến 3 lớp địa chất trên cùng.
Đất trồng trọt
Đất sét trạng thái chảy
e=1,16 ; I=1,06; E=5MPa
Đất sét pha dẻo cứng
e=0,391 ; I=0,28; E=22MPa
0,00
-1,90
2
1

3
-0,40
1.3. Xác định sơ bộ kích th ớc đáy móng
Giả thiết là đáy móng đặt ở lớp đất thứ 3 và đợc đặt ở độ sâu 2,20m so với cốt đất
tự nhiên.
Cờng độ tính toán của lớp sét dới đáy móng.
)h.Dc.h.BAb(
K
m.m
R
0
'
IIII
'
IIII
tc
21
++=
Không phải móng dới tầng hầm h
0
= 0.
Tra bảng ta có:
m
1
= 1,2 do lớp sét pha dẻo cứng có I<0,5
m
2
= 1 công trình có sơ đồ kết cấu mềm (không có khả năng đặc biệt để chịu nội
lực thêm gây ra bởi biến dạng của nền).
K

tc
= 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp ngoài hiện
trờng.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 4
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Cát pha có:
II
= 24
0
tra bảng có A = 0,72; B = 3,87 ; D = 6,45
Khi xác định cờng độ tính toán dới đáy móng thì trong thành phần tải trọng
hông ta có thể kể đến giá trị do lớp đất tôn nền gây ra, để tính toán đợc thiên về
an toàn.
Trị tính toán thứ 2 trung bình của đất từ đáy móng trở lên đến cốt thiên nhiên:
i i
'
II
i
.h
0,4x17+1,5x18,2+0,3x21,5

2,2
h
= = =


18,4 kN/m
3

II

= 21,3 kN/m
3
Giả thiết bề rộng đáy móng: b = 1,7m
1,2.1
(0,72 1,7 21,3 3,87 1,7 18, 4 6,45 12)
1
R x x x x x= + +
= 269,43 kPa
Diện tích sơ bộ đáy móng
0
656,7
. 269,43 20 2,2
tc
tb
N
F
R h x

= = =

2,913 m
2
Do móng chịu tải lệch tâm nên ta tăng diện tích đáy móng lên.
F
*
= 1,2x2,913 = 3,496 m
2
Chọn l/b = 1,2
3,496
1,2

b =
= 1,71 m lấy b = 1,8 m
l = 1,2.b = 1,2x1,8 = 2.16m lấy l = 2,4m.
l x b = 2,4x1,8 m.
1.4. Kiểm tra kích th ớc đáy móng theo TTGH2
1.4.1. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng
Giả thiết chiều cao móng h
m
= 0,65m
Tải trọng tiêu chuẩn ở đáy móng:
F).
2
h
h.(NN
tn
tb
tc
0
tc
++=
=641,6+ 20x(2,2 +
0,45
2
)x1,8x2,4= 851,12 kN
m
tctctc
h.QMM
00
+=
+ e

đ
.N
đ
tc

Trong đó : e
đ
.N
đ
tc
=
tnw
cc
.b.h.
2
)l(l
.
4
)l(l +
M
tc
= 102,5 + 76,70x0,65 +
2,4 0, 4 2,4 0, 4
17 1,8 0, 45 171,64 (kNm)x x x x
+
=
( ) ( )
4 2
Độ lệch tâm:
171,64

0,20
851,12
tc
tc
tc
M
e
N
= = =
m
áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng là:
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 5
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
)
l
e6
1(
b.l
N
p
tc
tc
min
max
=
=
851,12 6.0, 20
1
1,8 2,4 2x

ữ

=
tc
max
p
315,23 kPa
=
tc
min
p
78,81 kPa > 0
tc tc
tc
max min
tb
p p
315,23 78,81
p 197,02
2 2
+
+
= = =
kPa
Ta có:
=
tc
max
p

315,23 kPa < 1,2.R = 1,2. 269,43 = 323,32 kPa
=
tc
tb
p
197,02 kPa < R = 269,43 kPa
Vậy kích thớc đáy móng lìb = 1,8x2,4 m thoả mãn điều kiện áp lực dới đáy
móng.
1.4.2. Kiểm tra điều kiện biến dạng
Do móng có bề rộng nhỏ hơn 10 m nên ta có thể kiểm tra biến dạng theo
phơng pháp cộng lún từng lớp phân tố.
ứng suất bản thân của đất ở cao độ đáy móng:
bt
hz=

= 17x0,4+1,5x18,2+0,3x21,5= 54,63 kPa
ứng suất gây lún ở đáy móng:
bt
hz
tc
tb
gl
z
p
==
=
0
= 197,02 54,63 = 142,39 kPa
Chia nền đất dới móng thành các lớp phân tố có chiều dày:
h

i
b/4 = 1,8/4 = 0,45m và đảm bảo mỗi lớp chia ra là đồng nhất.
Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng thì ứng suất gây lún ở độ sâu z
i
:
gl
z

= K
0
.
gl
z 0=
K
0
tra bảng theo 2z/b và l/b = 2,4/1,8 = 1,33
Độ lún của lớp phân tố thứ i:
S
i
=
i
i
gl
zi
gl
zi
i
i
gl
zi

gl
zi
E.
h).(
.,
E.
h) (
2
80
2
11
+
=
+
Ta có bảng tính ứng suất bản thân và ứng suất gây lún dới đế móng tại độ
sâu h
i
nh sau:
Điểm
z
2z/b l/b K0

Ei Si
(m) (kPa) (kPa) (kPa) (m)
0 0 0 1.2 1.000 142.39 54.63 2.606 22000 0.000000
1 0.45 0.5 1.2 0.934 132.92 64.31 2.067 22000 0.002253
2 0.9 1 1.2 0.741 105.51 73.98 1.426 22000 0.001951
3 1.35 1.5 1.2 0.535 76.18 83.66 0.911 22000 0.001487
4 1.8 2 1.2 0.379 53.97 93.33 0.578 22000 0.001065
5

2.2
5 2.5 1.2 0.279 39.73 103.01 0.386 22000 0.000767
6 2.7 3 1.2 0.210 29.90 112.68 0.265 22000 0.000570
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 6
gl
z

bt
z

bt
z
gl
z


Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
7 3.15 3.5 1.2 0.162 23.07 122.36 0.189 22000 0.000433
Tổng
0.00852
-0,450
-2,45
0,000
-0,950
4504001500
1
2
3
142,39
132,92

105,51
76,18
53,97
39,73
29,90
23,07
64,31
73,98
83,66
93,22
103,01
112,68
122,36
54,63
-2,65
Tại độ sâu 3,5 m kể từ đáy móng có :
gl
z

= 0,189.
bt
z

Lấy giới hạn tầng chịu nén là 3,5 m
Độ lún của móng:
S =

=
7
1i

i
S
= 0,0085 m < S
gh
= 0,08m
Thoả mãn điều kiện độ lún tuyệt đối giới hạn.
1.5.Tính toán độ bền và cấu tạo móng
1.5.1. Chọn vật liệu móng
Dùng bê tông M200 có R
n
= 9000kPa ; R
k
= 750 kPa
Dùng cốt thép nhóm AII có R
a
= 280000 kPa
1.5.2. Xác định áp lực tính toán ở đáy móng
Tải trọng tính toán ở đáy móng:
tt
0
tt
NN =
= 770 kN
=+=
m
tt
0
tt
0
tt

h.QMM
123 + 92x0,65 = 182,80 kNm
Độ lệch tâm:
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 7
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
182,80
0,237
770
tt
tt
tt
M
e
N
= = =
m
áp lực tính toán ở đáy móng:
)
l
e6
1(
b.l
N
p
tt
tt
tt
min
max
=

=
770 6.0, 237
1
1,8 2,4 2, 4x


ữ

tt
max
p
=283,85 kPa
tt
min
p
= 72,62 kPa > 0
max min
283,85 72,62
178, 24
2 2
tt tt
tt
tb
p p
p
+
+
= = =
kPa
1.5.3. Xác định chiều cao móng theo kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn

- Theo tiết diện I-I:
n
tr
tttt
b0
l0
R.b.4,0
b.p
Lh
b
tt
= b = 1,8 m
b
tr
= b
c
= 0,3 m
L=
2
c
ll
=
2, 4 0, 4
1
2

=
m
l
L).pp(

pp
tt
min
tt
max
tt
max
tt

=
1
=
(283,85 -72,62)x1
283,85- 195,84
2, 4
=
kPa
2
1
)pp(
p
tttt
max
tt
ob
+
=
=
283,85 195,84
239,85

2
+
=
kPa

0
239,85x1,8
1 0,63
0,4.9000.0,3
h =
m
- Theo tiết diện II-II:
n
tr
tttt
b
b
R.l.,
l.p
Bh
40
0
0

l
tt
= l = 2,4 m
l
tr
= l

c
= 0,4 m
B=
2
c
bb
=
1,8 0, 3
0,75
2

=
m

==
tt
tb
tt
ob
pp
178,24 kPa

0
178,24x2,4
0,75. 0,55
0,4.9000.0,4
b
h =
m
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 8

Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
P
max
P
min
P
1
I
I
II
II
P
tb
Chiều cao làm việc của móng: h
0
= max (h
0l
, h
0b
) = 0,63 m.
Dùng bê tông lót móng dày 100mm nên chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép:
a
bv
= 0,03 m
Chiều cao móng:
h
m
= h
0
+ a

bv
= 0,63 + 0,03 = 0,66 m 0,65 m h
gt

Chọn h
m
= 0,65 m đúng bằng chiều cao móng giả thiết.
1.5.4. Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng
Điều kiện kiểm tra: N
ct
0,75.R
k
.b
tb
.h
0

L
c
=
2
2
0
hll
c

=
2, 4 0, 4 2.0,62
0,38
2

=
m
l
L).pp(
pp
c
tt
min
tt
max
tt
max
tt
c

=
1
=
(283,85 -72,62).0,38
283,85 -
2,4
=250,41 kPa
Diện tích chọc thủng: F
ct
L
c
.b = 0,38.1,8 = 0,684 m
2
N

ct
= F
ct
.
2
1
)pp(
tt
c
tt
max
+
=
283,85 72, 62
0,684 .
2
+
= 121,91 kN
b
tb
=
0
0
2
2
2
hb
)h.b(bbb
c
ccdc

+=
++
=
+
= 0,3 + 0,62 = 0,92 m
0,75.R
k
.b
tb
.h
0
= 0,75.750. 0,92. 0,614 = 320,85 kN
Có: N
ct
= 121,91 kN < 0,75.R
k
.b
tb
.h
0
= 320,85 kN chiều cao móng thoả mãn
điều kiện chọc thủng.
1.5.5. Tính toán cốt thép móng
Mômen ứng với mặt ngàm I - I:
2
2
max 1
(2 )
1,8 1 (2 283,85 195,84)
. .

6 6
tt tt
I
p p
x x
M b L
+
+
= =
= 229,06 kNm
Diện tích cốt thép chịu mô men M
I
:
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 9
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
0
229,06
0,00148
0,9. . 0,9.0,614.280000
I
aI
a
M
F
h R
= = =
m
2
= 14,8 cm
2

Với h
0
= h
m
- a
bv
-
2
gt1

= 0,65 - 0,03 - 0,006 = 0,614 m
Chọn 1412 có Fa=15,834 cm
2
Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là:
a =
1n
)15a(2b
bv

+
=
1800 2.(30 15)
132
14 1
+
=

mm
Chọn a = 130 mm

Chiều dài của một thanh là:
bv
al 2
= 2400 - 2.30 = 2340 mm
Mô men ứng với mặt ngàm II - II:
2
2
( )
2,4 (1,8 0,3) 178, 24
. .
8 8
tt
c
II tb
b b
x x
M l p


= =
= 120,31 kNm
Diện tích cốt thép chịu mô men M
II
là.
'
120,31
0,00079
0,9. . 0,9 0,603x280000
II
aII

o a
M
F
h R x
= = =
m
2
=7,9 cm
2

Với h
0

= h
m
- a
bv
-
1
-
2
gt1

= 0,65 - 0,03 - 0,012 - 0,005 = 0,603 m
Chọn 1310 có Fa=10,21 cm
2
Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là:
a =
1n
)15(a2l

bv

+
=
2400 2.(30 15)
192
13 1
+
=

mm
Chọn a = 190 mm
Chiều dài của một thanh là:
bv
ab 2
= 1800 - 2.30 = 1740 mm
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 10
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
650
100
2400100 100
1600 100100
400100 100
400 100100
4ỉ20
ỉ8a150
14ỉ12
1
13ỉ10
2

13ỉ10
2
1550
2650
14ỉ12
1
4ỉ20
0,000
-2,650
ỉ8a150
cấu tạo móng
TL:1/25
1
1
4
3
450200100
100
450
-0,450
a130
a190
a130
a190
mặt cắt 1-1
TL:1/25
2. Ph ơng án móng cọc
3.1.Chọn loại cọc, kích th ớc cọc và ph ơng pháp thi công cọc
Thiết kế móng cọc của nhà khung bê tông cốt thép có tờng chèn. Tiết diện
cột 0,6ì0,4. Nền nhà cốt 0,00 tôn cao hơn mặt đất thiên nhiên 0,45m.

Tải trọng thiết kế ở đỉnh đài:
=
tt
0
N
2070 kN ;
=
tt
0
M
248 kNm ;
=
tt
0
Q
124 kN
Điều kiện địa chất gồm:
- Lớp đất trồng trọt có chiều dày 0,4 m
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 11
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
- Lớp sét có chiều dày 1,5 m ; có I
L
= 0,944 là sét trạng thái chảy, E = 5000
kPa
- Lớp sét pha có chiều dày 8m có I
L
= 0,28 là sét pha ở trạng thái dẻo, cứng,
E=22000 kPa.
- Lớp sét pha có chiều dày 10m có I
L

= 0,28 là sét pha ở trạng thái dẻo,
cứng, E=12000 kPa.
Với tải trọng và cấu tạo địa tầng các lớp đất nh trên, dự định dùng cọc bê
tông cốt thép đặt vào lớp đất thứ 3 để tận dụng sức kháng lớn ở đầu mũi cọc của
lớp đất này.
Đặt đáy đài tại cốt -1,5m nằm trong lớp sét 0,95m. Dùng cọc dài 8m; tiết
diện 0,3ì 0,3m ; bê tông cọc mác 200.
Cốt thép dọc trong cọc đợc tính toán để chịu mô men do trọng lợng bản
thân gây ra khi vận chuyển và cẩu lắp.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 12
Móc cẩu
Bố trí móc cẩu
q
Sơ đồ tính cọc khi vận chuyển
0,0214ql
2
0,0215ql
2
q
Sơ đồ tính cọc khi cẩu lắp
0,0214ql
2
0,0683ql
2
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Bố trí cốt thép cọc đối xứng.
Tổng diện tích cốt thép dọc:
Fa =
)a2d(R
M.2

a
max

Dùng cốt thép nhóm AII có R
a
= 280000 kPa.
Lớp bê tông bảo vệ cốt thép dọc a
bv
= 0,025m. Giả thiết a = 0,04m (ứng với chọn
cốt thép đờng kính = 12mm).
M
max
= 0,0683ql
2

Với q = 1,5.n.
bt
.F
cọc
= 1,5.1,1.25.d
2
= 41,25d
2
(1,5: hệ số động lực)
M
max
= 0,0683. 41,25d
2
.l
2

=2,817 d
2
.l
2
Trong đó: d - chiều dài cạnh cọc, d = 0,3 m
l - chiều dài của cọc, l = 8m
Fa =
2 2
2.2,817.0,3 .8
280000(0,3 2.0,04)
= 0,000527 m
2
= 5,27cm
2
Chọn 414 có Fa= 6,15 cm
2
Cọc đợc hạ xuống bằng búa Điêzen, không khoan dẫn. Vì móng chịu mô
men khá lớn nên ta ngàm cọc vào đài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu
cọc cho trơ cốt thép dọc trên đoạn 20. = 20.14 = 280mm lấy là 0,30m và ngàm
thêm phần đầu cọc cha bị phá bê tông vào đài một đoạn 0,15m. Vậy độ dài thực
của cọc tính từ đáy lớp lót là 7,45 m.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 13
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
4 lu?i ỉ6
a50
ỉ6
a200
4ỉ14
c?t dai xo?n
ỉ6 a50

ỉ22
L=600
ỉ6
a75
múc c?u
ỉ12
ỉ6
a75
2
3
4 3
1
3
6
5
B?N
THẫP
7
1
1
2
2
120 1650 1650 300 7050
1800(ỉ6 a75)
4400
1800 (ỉ6 a75)
3
3
8000
300

chi tiết cọc

TL: 1/15
A
ỉ60
=4
8
260
10
10
260
10 10
hàn cốt thép với bản hộp
h
h
=10
260x120x10
hàn đắp
Hh=10
mặt cắt 1-1
TL:1/10
240 3030
300
24030 30
300
4ỉ14
1
ỉ6
a200
3

đ ờng hàn
h
h
=8
70300
ỉ22
L=600
5
4ỉ14
1
cốt đai xoắn
ỉ6 a50
6
180 50
300
ỉ60
=4
8
mặt cắt 2-2
TL:1/10
mặt cắt 3-3
TL:1/2
chi tiết a
TL:1/10
3.2. Xác định sức chịu tải của cọc đơn
- Sức chịu tải của móng đơn theo vật liệu làm cọc.
P
v
= .(R
b

.F
b
+ R
a
.F
a
)
Cọc không xuyên qua đất sét yếu, bùn, than bùn do đó lấy: = 1
Bê tông M200 có: R
b
= R
n
= 9000 kPa ;
Cốt thép AII có: R
a
= 280000 kPa ; F
a
= 4,524.10
-4
m
2
P
v
= 1.(9000x0,3x0.3 + 28x10
4
x6,15x10
-4
) = 982,2 kN
- Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền:
Chân cọc tỳ lên lớp sét pha nên cọc làm việc theo sơ đồ cọc ma sát.

)l.f.m.UF.R.m.(mP
n
iifiRd

+=
1
m = 1 cọc lăng trụ, mũi cọc tỳ vào sét pha.
m
R
= 1; m
fi
= 1 hạ cọc bằng cách đóng cọc đặc bằng búa điêzen.
Chia đất nền thành các lớp đồng nhất nh hình vẽ (chiều dày mỗi lớp này
2m). ở đây z
i
và H tính từ cốt thiên nhiên, vì tôn nền 0,45m < 3m.
Cờng độ tính toán của ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh f
i
đợc
tra theo bảng.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 14
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Nhóm đất sét
Nhóm đất trồng trọt
-1,50
-9,050
Nhóm đất sét pha
0,000
-0,950
4504001500

1
2
3
8000
-0,450
Lớp đất
li
(m)
zi
(m)
fi
(kPa)
mfi.li.zi
(kNm)
mfi.li.zi
(kNm)
Sét 0.75 1.9 4 3
286.5
Sét pha
2 3.9 39 78
2 5.9 43 86
2 7.9 44 88
0.7 8.6 45 31.5
H = 8,6 m tra bảng đợc R = 3660 kPa.
P
d
= 1x(1x3660x0,3x0,3 + 4x0,3x 286,5) = 673.2 kN
Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền:
'
673,2

1,4
d
d
d
P
P
K
= =
= 480,85 kN
K
d
= 1,4 hệ số an toàn đối với đất
Sức chịu tải tính toán của cọc:
tt
c
P
= min(P
v
,
'
d
P
) =
'
d
P
= 480.85 kN
3.3. Xác định số l ợng 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 là.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 15

Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
2 2
480,85
(3. ) (3.0,3)
tt
tt
c
P
p
d
= =
= 593,64 kPa
Diện tích sơ bộ đế đài là
0
2070
0,45
593.64 20.(1,05 ).1,1
.( ).
2
2
tt
d
tt
tn
tb
N
F
h
p h n

= =
+
+
= 3,67 m
2
Trọng lợng của đài và đất trên đài
0,45
( ) 1,1 3,67 (1, 05 ) 20
2 2
tn
h
h x x x= + = +
tt
d d tb
N n.F . .
= 102,94 kN
Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là
NNN
tt
d
tt
0
tt
=+=
2070 + 102,94 = 2172,94 kN
Số lợng cọc sơ bộ là
2172,94
480,85
tt
c

tt
c
N
n
P
= =
= 4,52 cọc
Để kể đến ảnh hởng của mômen lấy số cọc n
c

= 6.
Chọn sơ bộ kích thớc đài cọc là 2,4.1,6m (diện tích là 3,84 m
2
xấp xỉ diện
tích sơ bộ là 3,67 m
2
).
Bố trí mặt bằng cọc nh hình vẽ.
950 950 250250
2400100 100
550 250550250
1600100 100
400
600
3.4. Chọn sơ bộ chiều cao đài cọc
Chiều cao đài h
đ
đợc chọn theo điều kiện chống chọc thủng. ở đây có thể
sơ bộ chọn h
đ

từ điều kiện đáy tháp chọc thủng vừa trùm hết cạnh ngoài các cọc
biên. Khi đó phản lực các cọc đều nằm trong đáy tháp chọc thủng, lực chọc
thủng = 0 chiều cao đài thoả mãn.
Khi đáy tháp chọc thủng trùm hết cạnh ngoài các cọc biên theo cạnh dài có:
l
đ
= 2.(C+h
2
) + l
cột
h
2l
=
C
2
ll
cộtd


=
2, 4 0,6 0,3
(0, 25 )
2 2


= 0,8 m
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 16
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Tơng tự khi đáy tháp chọc thủng trùm hết cạnh ngoài các cọc biên theo cạnh
ngắn điều kiện là:

h
2b
=
C
2
bb
cộtd


=
1,6 0, 6 0,3
(0, 25 )
2 2


= 0,4 m
h
2
= max(h
2l
, h
2b
) = 0,80 m
Chiều cao đài chọn sơ bộ:
h
đ
= h
1
+ h
2

= 0,15 + 0,80 = 0,95 m
Với h
1
là chiều sâu cọc ngàm vào đài.
3.5. Kiểm tra điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên
Diện tích đế đài thực tế:
F
d

= 1,6x2.4 = 3,84 m
2
Trọng lợng tính toán của đài và đất trên đài là.
'
0,4
. .( ) 1,1 3,84 (1,05 ) 20
2 2
tt
tn
d d
h
N n F h x x x= + = +
tb
.
= 107,71 kN
Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài là.
=+=
tt
d
tt
0

tt
NNN
2070 + 107,71 = 2177,71 kN
Mô men tính toán xác định tơng ứng với trọng tâm diện tích các cọc tại mặt
phẳng đế đài:
0 0
. 248 124 0,95
tt tt tt
d
M M Q h x= + = +
= 365,8 kNm
Lực truyền xuống các cọc dãy biên là.
max
max
4
' 2
min
2
1
.
2177,71 365,8 0,95
6 4.0,95
tt
tt
y
tt
c
i
M x
N x

P
n
x
= =

P
tt
max
=
459,21 kN
P
tt
min
=
266,69 kN > 0 Cọc không bị nhổ.
Trọng lợng tính toán của cọc kể từ đáy đài:
Q
c
= 0,3x0,3x(8- 0,3-0,15)x25x1,1 = 18.69 kN
Có
tt
max
P
+ Q
c
= 459,21 + 18,69 = 477,90 kN <
tt
c
P
= 480,85 kN

Thoả mãn điều kiện lực max truyền xuống cọc dãy biên.
3.6. Kiểm tra nền móng cọc theo TTGH 2
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 17
C C
h2h1
h2
lc
h2
ld
hd
Trêng ®¹i häc vinh ThuyÕt minh ®å ¸n nÒn vµ mãng
3.6.1. KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p lùc ë ®¸y mãng quy íc
§é lón cña nÒn mãng cäc ®îc tÝnh theo ®é lón cña nÒn khèi mãng qui íc abcd.
-0,450
-1,50
-9,050
Nhãm ®Êt sÐt pha
±0,000
-0,950
4504001500
1
2
3
8000
Nhãm ®Êt sÐt
Nhãm ®Êt trång trät
a b
d c
4
tb

ϕ
=α
0 0
0
18 0,75 24 6,7
23,4
0,75 6, 7
i i
tb
i
h
x x
h
φ
φ
+
= = =
+
∑
∑
→
0
0
23,4
5,85
4 4
tb
φ
α
= = =

ChiÒu dµi cña ®¸y khèi qui íc:
L
M
= L + 2.H.tgα
L
M
= 2,4 - 2.(0,25 -
2
3,0
) + 7,45.tg(5,85
0
) = 2,96 m
BÒ réng ®¸y khèi qui íc:
B
M
= B + 2.H.tgα
B
M
= 1,6 - 2.(0,25 -
2
3,0
)+ 7,45.tg(5,85
0
) = 2,16 m
Träng lîng tiªu chuÈn cña khèi mãng qui íc tõ ®¸y líp lãt trë lªn:
tb
tn
MM
tc
1

).
2
h
h.(B.LN γ+=
= 2,96x2,16x(1,05 +
0,45
2
)x20 = 163,04 kN
Sinh viªn thùc hiÖn : NguyÔn thanh phong Trang 18
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Trọng lợng riêng trung bình của đất từ đáy lớp lót đến chân cọc:



=
i
ii
'
II
h
h
=
18,2x0,75 21,5 6,7
0,75 6, 70
x+
+
= 21,17 kN/m
3
Trọng lợng khối móng quy ớc phần dới lớp lót cha kể bê tông cọc:
'

2
( . 6. ). .
tc
M M c II i
N L B f h

=

= (2,96x2,16 - 6.0,3
2
)x21,17x(0,75+6,7) = 923,21 kN
Trọng lợng cọc trong phạm vi khối móng quy ớc:
6 25
tc
c c i
N xf h x=

= 6x0,3
2
x7,45x 25 = 100,58 kN
Trọng lợng khối móng qui ớc:
=++=
tc
c
tc
2
tc
1
tc
qu

NNNN
163,04+923,21+100,58 = 1186,83 kN
Trị tiêu chuẩn lực dọc xác định đến đáy khối qui ớc:
NNN
tc
qu
tc
0
tc
=+=
1725 + 1186,83 = 2911,83 kN
Mô men tiêu chuẩn tơng ứng trọng tâm đáy khối qui ớc:
=++= )15,025,0lh.(QMM
cọcd
tc
0
tc
0
tc
= 206,67 + 103,33x(0,95 + 8 - 0,3 - 0,15) = 1084,98 kNm
Độ lệch tâm:
tc
tc
tc
N
M
e =
=
1084,98
2911,83

= 0,373 m
áp lực tiêu chuẩn ở đáy khối quy ớc:
== )
L
e.6
1(
B.L
N
p
M
tc
MM
tc
tc
min
max

2911,83 6.0,373
(1 )
2,96x2,16 2,96
x


=
tc
max
p
799.77 kPa
=
tc

min
p
111,12 kPa
tc tc
tc
max min
tb
p p
799,77 111,12
p
2 2
+
+
= = =
455,45 kPa
áp lực tính toán của đất ở đáy khối qui ớc:
)c.D.3.H.B.1,1.B.A.1,1(
K
m.m
R
II
'
IIMIIM
tc
21
M
++=
K
tc
= 1

m
1
= 1,2 cho nền là sét pha có I
L
= 0,28 < 0,5.
m
2
= 1 sơ đồ kết cấu của công trình là mềm.
= 24
o
tra bảng đợcA = 0,72 ; B = 3,87 ; D = 6,45
Chiều cao của khối móng qui ớc lấy đến cốt thiên nhiên:
H
M
= 8,60 m
Trọng lợng riêng của đất ở đáy khối móng quy ớc:

II
= 21,17 kN/m
3
Trọng lợng riêng trung bình của đất từ đáy móng quy ớc đến cốt thiên nhiên:
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 19
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
y
ii
'
II
H
h

=
=
17 0, 4 18,2 1,5 21,5 6,7
8,6
x x x+ +
= 20,71 kN/m
3
R
M
=
1
1.2,1
x(1,1x0,72x2,16x21,17+1,1x3,87x8,6x21,71+3x6,45x12) =
1275,86 kPa
Có:
=
tc
max
p
799,77 kPa < 1,2.R
M
= 1,2x1275,86 = 1531,03 kPa
=
tc
tb
p
455,45 kPa < R
M
= 1275,86 kPa

Vậy thoả mãn điều kiện áp lực dới đáy móng quy ớc.
3.6.2. Kiểm tra điều kiện biến dạng
ứng suất bản thân của đất ở cao độ đáy lớp đất trồng trọt:
bt
9,0z=

= 17x0,4 = 6,8 kPa
ứng suất bản tại cao độ đáy lớp đất sét:
bt
6,1z=

= 6,8+ 18,2x1,5 = 41,1 kPa
ứng suất bản thân của đất ở cao độ đáy móng quy ớc:
8,6
M
bt
z H

= =
= 41,1+21,5x6,7 = 178,15 kPa
ứng suất gây lún ở đáy móng quy ớc:
bt
Hz
tc
tb
gl
0z
M
p
==

=
= 455,45 178,15 = 277,30 kPa
Chia nền đất dới móng quy ớc thành các lớp phân tố có chiều dày:
h
i

2,16
4 4
M
b
=
= 0,54m và đảm bảo mỗi lớp chia ra là đồng nhất
Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng quy ớc thì ứng suất gây lún ở độ sâu z
i
:
gl
z

= K
0
.
gl
z 0=
K
0
tra bảng theo 2z/b và
2,96
1,37
2,16
l

b
= =
Độ lún của lớp phân tố thứ i:
S
i
=
i
i
gl
zi
gl
zi
i
i
gl
zi
gl
zi
E.
h).(
.,
E.
h) (
2
80
2
11
+
=
+

Điểm
z
2z/b l/b K0

Ei Si
(m) (kPa) (kPa) (kPa) (m)
0 0 0.00 1.37 1.000 277.30 178.15 1.557 22000 0.000000
1 0.54 0.50 1.37 0.965 267.59 189.76 1.41 22000 0.004458
2 1.08 1.00 1.37 0.763 211.58 201.37 1.051 22000 0.003921
3 1.3 1.20 1.37 0.680 188.56 206.10 0.915 22000 0.003274
4 1.84 1.70 1.37 0.440 122.01 216.41 0.564 12000 0.004659
5 2.38 2.20 1.37 0.360 99.83 226.73 0.44 12000 0.003328
6 2.9 2.70 1.37 0.270 74.87 237.04 0.316 12000 0.002620
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 20
gl
z

bt
z

bt
z
gl
z


Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
2
7 3.46 3.20 1.37 0.210 58.23 247.36 0.235 12000 0.001997
8 4 3.70 1.37 0.162 44.92 257.67 0.174 12000 0.001547

Tổng
0.024256
Tại độ sâu 4 m kể từ đáy móng quy ớc có
gl
z

= 0,174
bt
z

Lấy giới hạn tầng chịu nén là 4 m.
Độ lún của móng:
S =

=
8
1i
i
S
= 0,024 m < S
gh
= 0,08 m
Thoả mãn điều kiện độ lún tuyệt đối giới hạn.
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 21
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
-0,450
-1,50
-9,050
Nhóm đất sét pha
0,000

-0,950
4504001500
1
2
3
8000
Nhóm đất sét
Nhóm đất trồng trọt
277,30
267,59
211,58
122,10
99,83
74,87
58,23
44,92257,67
178,15
206,10
3.7.Tính toán độ bền và cấu tạo đài cọc
3.7.1. Chọn vật liệu đài cọc
Dùng bê tông M200 có R
n
= 9000kPa ; R
k
= 750 kPa
Dùng cốt thép nhóm AII có R
a
= 280000 kPa
3.7.2. Xác định chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 22

Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Với chiều cao đài đã chọn h
đ
= 0,95 m thì đáy tháp chọc thủng vừa trùm kín
cạnh ngoài các cọc biên. Lực chọc thủng P
cth
= 0 đài không bị chọc thủng, h
0
= h
2
= 0,8 m
Sức chống chọc thủng của đài:
0,75.R
k
.b
tb
.h
0
= 0,75.R
k
.(b
c
+ h
o
).h
o
= 0,75.750(0,4 + 0,8).0,8 = 540 kN
Nếu chọn chiều cao đài nhỏ hơn
'
d

h
< 0,95 m sao cho P
cth
> 0 Lực chọc
thủng:
P
cth
= 2.
tt
max
P
= 2x 459,24 = 918,48 kN > 540 kN
Nếu chọn chiều cao đài nhỏ hơn 0,95 m sức chống chọc thủng của đài sẽ
nhỏ hơn lực chọc thủng, đài không thoả mãn điều kiện chọc thủng.
Nh vậy chiều cao đài đã chọn h
đ
= 0,95 m là hợp lý.
3.7.3. Tính toán mô men và thép đặt cho đài cọc
1 2 3
6
5 4
I
I
II
II
950 950 250250
2400100 100
550 250550250
1600100 100
400

600
Mô men tơng ứng với mặt ngàm I - I:
M
I
= (P
1
+ P
6
).r
1
r
1
= 0,95 -
2
6,0
= 0,65 m
P
1
= P
6
=
tt
max
P
= 459,24 kN
M
I
= 2x459,24x0,65 = 597,01 kNm
Mô men tơng ứng mặt ngàm II-II:
M

II
= (P
1
+ P
2
+ P
3
).r
2

r
2
= 0,55 - 0,4/2 = 0,35 m
P
1
=
max
tt
P
= 459,24 kN
P
2
=
tt
tb
P
= 362,96 kN
P
3
=

min
tt
P
= 266,69 kN
M
II
= (459,24+362,96+266,69).0,35 = 381,11 kNm
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 23
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng
Cốt thép chịu mô men M
I
là :
0
597,01
0,00296
0,9 0,9 0,8 280000
I
aI
a
M
F
xh xR x x
= = =
m
2
= 29,6 cm
2
Chọn 1616 có Fa = 32,18 cm
2
Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là:

a =
1n
)15a(2b
bv

+
=
1600 2.(30 15)
100,67
16 1
+
=

mm
Chọn a = 100 mm
Chiều dài của một thanh là:
bv
al 2
= 2400 - 2.30 = 2340 mm
Cốt thép chịu mô men M
II
là :
'
381,11
0,9. . 0,9.(0,8 0,5.0, 016).280000
II
aII
o a
M
F

h R
= = =

0,001910 m
2
= 19,10 cm
2
Chọn 1614 có Fa = 24,62 cm
2
Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là:
a =
1n
)15a(2l
bv

+
=
2400 2.(30 15)
16 1
+
=

154 mm
Chọn a = 155 mm
Chiều dài của một thanh là:
bv
ab 2
= 1600 - 2.30 = 1540 mm
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 24
Trờng đại học vinh Thuyết minh đồ án nền và móng

0,00
5
6
a155
a100
a200
1500
a155
a100
đập vỡ đầu cọc
950 950 250250
2400100 100
550 250550250
1600100 100
16ỉ16
1
16ỉ14
2
950
100
300
300
300
100
150
3
0
0
320
16ỉ14

2
16ỉ16
1
ỉ10
4
thép đầu cọc
ỉ10a200
3
6ỉ25
ỉ8a150
-0,45
-1,50
Sinh viên thực hiện : Nguyễn thanh phong Trang 25