BÀI TẬP NỀN MÓNG CÓ LỜI GIẢI ĐH XÂY DỰNG HN
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (347.01 KB, 38 trang )
trờng đại học xây dựng
bộ môn cơ học đất - nền móng.
*********
đề bài tập
hà nội 2005
Chơng 2:
Móng Nông
Bài 1
Xác định kích thớc móng dới cột theo điều kiện về sức chịu tải của nền, cột tiết diện
(30 . 40) cm
2
với tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất N
ott
= 45 T; M
ott
= 3,5Tm và
Q
ott
= 1,5 T. Nền đất gồm 2 lớp có các chỉ tiêu cơ lý cơ bản nh sau:
Lớp trên: đất lấp dày 0,8m. = 1,8T/m
3
Lớp dới: sét cứng
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m
3
- góc ma sát trong = 23
o
, lực dính đơn vị c= 2,2 T/m
2
- hệ số an toàn tối thiểu F
s
=2
Bài 2
Kiểm tra điều kiện giới hạn về lún của móng đã lựa chọn trong bài 1 cho biết mô đuyn
biến dạng E
o
=1500T/m
2
. Độ lún cho phép của móng, [S]= 4cm. Nếu điều kiện biến dạng
không thoả mãn, hãy đề xuất phơng án xử lý.
Bài 3
Xác định kích thớc móng nông sau theo điều kiện sức chịu tải của nền đất.
Cho nền đất gồm 3 lớp :
Lớp 1: đất lấp dày 0,8m; = 1,8T/m
3
Lớp 2: á sét dẻo cứng, dày 2,2m
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m
3
- góc ma sát trong = 23
o
, lực dính đơn vị c= 2,2 T/m
2
Lớp 3: đất sét dẻo nhão có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,8T/m
3
- góc ma sát trong = 5
o
, lực dính đơn vị c= 0,8 T/m
2
- hệ số an toàn tối thiểu F
s
=2
Tải trọng tính toán tại mức mặt đất:
N
ott
= 45 T; M
ott
= 3,5Tm và Q
ott
= 1,5 T.
Bài 4
Tính độ lún ổn định của một móng chữ nhật có kích thớc a=8,0m; b=4,0m. Độ sâu đặt
móng h=2,0m. Móng xây trên nền 2 lớp, trong đó lớp thứ nhất có chiều dày 7,5m; áp lực
do tải trọng tiêu chuẩn của công trình tác dụng trên nền đất ở đáy móng là p
o
=
2,4kg/cm
2
. Các số liệu tính toán khác cho trong bảng sau đây.
Lớp1: = 2T/m
3
Thí nghiệm nén cho kết quả nh sau:
P(kg/cm
2
) 0 1 2 3 4
Hệ số rống e
0,544 0,360 0,268 0,218 0,205
Lớp 2: Cát hạt nhỏ 1,8T/m
3
; q
c
=50kg/cm
2
Bài 5
2
Xác định sơ bộ móng băng dới tờng dày 22 cm.
Đất nền:
Lớp trên: đất lấp dày 0,8m. = 1,8T/m
3
Lớp dới: á sét dẻo cứng
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m
3
- góc ma sát trong = 24
o
, lực dính đơn vị c= 2,2 T/m
2
Tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất N
ott
= 18T/m và M
ott
= 2,2 Tm/m
Hệ số an toàn tối thiểu F
s
=2
Bài 6
Kiểm tra điều kiện giới hạn về lún của móng đã lựa chọn trong bài 1 cho biết mô đuyn
biến dạng E
o
=1500T/m
2
, à
o
=0,3 Độ lún cho phép của móng, [S]= 4cm. Nếu điều kiện
biến dạng không thoả mãn, hãy đề xuất phơng án xử lý.
Bài 7
Kiểm tra kích thớc đáy móng tờng chắn đất
đắp theo điều kiện lật quanh mép trớc của móng và trợt phẳng theo đáy móng.
-
Đất từ cốt 0,0 trở lên là cát sỏi = 1,90T/m
3
; = 30
0
-
Đất từ cốt 0,0 trở xuống là lớp sét pha có = 1,8T/m
3
; = 12
0
C = 15kN/m
2
Trọng lợng riêng của bê tông: 24kN/m
3
3
Bài 8
Tính toán chiều cao móng.
Cho móng: Kích thớc (3.2)m
2
; h
m
= 1,2m cột tiết diện (20.30) cm
2
Tải trọng tính toán tại mặt đất:
N
ott
= 100T
M
ott
= 12Tm
Q
ott
= 5T
Dùng Bê tông M# 200;
R
n
= 90kG/cm
2
; R
k
= 7,5kG/cm
2
Bài 9
Tính toán cốt thép cho móng trên
4
Bài 10
Tính toán chiều cao móng băng bê tông cốt thép dới tờng số liệu nh sau:
Tải trọng tính toán tại mức mặt đất:
N
ott
= 20T/m
M
ott
= 3Tm/m
Q
ott
= 1T/m
Tờng dày: b
t
= 30 cm
Móng b= 1,4m; h
m
= 1m; BT 200#; R
n
= 90kG/cm
2
; R
k
= 7,5 kG/cm
2
Chơng 4:
Gia cố nền
Bài 1
Xác định kích thớc lớp đệm cát dới móng băng khi biết:
b =1,6m; h
m
=1,5m.
Với tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất:
N
ott
=10T/m; M
ott
= 2Tm/m; Q
ott
= 1T/m.
Lớp đất dới móng là lớp sét dẻo nhão có các tính chất nh sau:
1
= 1,8T/m
3
; c = 0,12 kg/cm
2
; = 8
o
Vật liệu đệm: Cát vàng hạt trung đầm đến chặt vừa:
2
= 1,9T/m
3
Bài 2
Thiết kế móng dới cột tiết diện (30. 40) cm
2
; tải trọng tính toán tác dụng tại lên móng tại
coss 0,0: N
o
= 120T; M
o
= 8Tm; Q
o
=1,2T
Móng đặt trên lớp đất cát bụi có chiều dày 20m; dới lớp cát bụi là lớp sét pha nhão, mực
nớc ngầm nằm ở độ sâu cách mặt đất 1,5m.
Đặc trng của lớp cát bụi nh sau:
= 1,80g/cm
3
; =2,65; w = 30%; = 20
o
; c = 0,0;
e
max
= 0,96; e
min
= 0,56; q
c
=30kg/cm
2
Bài 3
Một con đờng đất đắp trên nền đất sét bão hòa nớc cố kết chậm có c
u
= 1,0T/m
2
5
(lực dính không thoát nớc) và = 1,7T/m
3
.
Coi đờng là băng chữ nhật rộng 22m, đất đắp có
đ
= 1,8T/m
3
)
Yêu cầu tính toán sơ bộ phơng án chiều cao bệ phản áp với hệ số an toàn là 1,5.
Đất đắp bệ phản áp cũng nh đất đắp đờng.
Chơng 5
Móng Cọc:
Bài 1
Hãy dự báo sức chịu tải của cọc BTCT tiết diện vuông (25 ì 25) cm
2
, dài 12m đợc đóng
vào nền đất có địa tầng gồm 3 lớp (theo thú tự trên xuống) nh sau:
Cát pha dẻo dày 6m có độ sệt I
l
= 0,6
Cát bột chặt vừa dày 4m
Sét dẻo cứng I
l
= 0,3
(cha khảo sát hết chiều dày trong độ sâu hố khoan 18m)
Biết rằng đỉnh cọc ở cách mặt đất 0,5m; đáy đài cách mặt đất 1,0m
Bài 2
Hãy dự báo sức chịu tải theo đất nền của cọc BTCT tiết diện (25.25) cm
2
, dài 15m đợc
thi công theo phơng pháp ép trớc vào nền đất có địa tầng gồm 4 lớp nh sau (kể từ mặt đất
xuống)
á sét dẻo dày 4m: sức kháng mũi xuyên q
c
= 15 kG/cm
2
bùn sét dày 7m: sức kháng mũi xuyên q
c
= 4 kG/cm
2
cát bụi rời dày 3m: sức kháng mũi xuyên q
c
= 12 kG/cm
2
cát hạt trung chặt vừa: sức kháng mũi xuyên q
c
= 45 kG/cm
2
Biết rằng đỉnh cọc ở cách mặt đất 0,5m; đáy đài cách mặt đất 1,0m
Bài 3
Cũng nền đất nh trên, chiều dài cọc nh trên. Kết quả thí nghiệm SPT cho kết quả sau:
Độ sâu thí
nghiệm
(m)
2 4 6 8 10 12 14 16
Giá trị N 3 3 1 1 20 21 22 22
6
=1,8
T/m
20m
24m
3
3m
Hãy dự báo sức chịu tải của cọc.
Bài 4
Kết quả đóng thử cọc bằng búa diêzen kiểu ống có:
Trọng lợng quả búa Q= 12,5kN
Trọng lợng toàn phần của búa Q
n
= 26kN
Chiều cao rơi tối đa của quả búa H= 3m
Cọc bê tông cốt thép có tiết diện (30.30) cm
2
, trọng lợng cọc q= 20,5kN
Cọc có đệm lót bằng gỗ
Trọng lợng đệm gỗ và thớt thép của máy trên đầu cọc q
1
= 2KN
Kết quả thử cho độ chối của cọc là e= 0,008m
Hãy xác định sức chịu tải của cọc.
Bài 5
Kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc BTCT tiết diện (30 ì 30) cm
2
cho trong bảng sau. Hãy
xác định tải trọng giới hạn lên cọc và tải trọng cho phép của cọc theo TCVN. Biết rằng
độ lún cho phép của công trình [ S] = 6cm
P(tấn) 5 10 15 20 25 30 35 40 42 44
S(mm) 2 3,5 5,1 6,9 8,8 12,6 17,2 24,3 30,4 35,2
Bài 6
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc ép BTCT tiết diện 25 ì 25 cm dài 12m
Bê tông cọc M# 300; Cốt dọc gồm 4 thanh 16 AII . Biết
Móng gồm12 cọc bố trí cách đều nhau 4D
Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền
[ ]
P
= 30T
Đài cọc chôn sâu 1,5m và có kích thớc B
đ
ìL
đ
ìH
đ
= 2,5ì3,5ì1m
Tải trọng dới cột N
o
=250T; M
o
=35Tm; Q
o
=5T
Bài 7
Tính toán kiểm tra chiều cao đài cọc và chọn cốt thép cần thiết bố trí trong đài của bài
tập trên, biết:
Bê tông đài M# 200, lớp bảo vệ cốt thép đáy đài là 10cm
Tiết diện cột 40 ì 60cm, trọng tâm cột trùng với trọng tâm đài.
Bài 8
Kiểm tra điều kiện chôn sâu của đài trong bài 6
Vẽ móng khối quy ớc, kiểm tra điều kiện áp lực và độ lún của móng khối, biết nền đất
gồm 2 lớp :
Lớp trên dày 8m, sét pha B=1,2
w
= 1,75T/m
3
Lớp dới cát nhỏ q
c
=750T/m
2
;
w
= 1,75T/m
3
; =30
o
; à
o
=0,35
7
Chơng 2:
Móng Nông
Bài 1:
Xác định kích thớc móng dới cột theo điều kiện về sức chịu tải của nền, cột tiết diện
(30 . 40) cm
2
với tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất N
ott
= 45 T; M
ott
= 3,5Tm và
Q
ott
= 1,5 T. Nền đất gồm 2 lớp có các chỉ tiêu cơ lý cơ bản nh sau:
Lớp trên: đất lấp dày 0,8m. = 1,8T/m
3
Lớp dới: sét cứng
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m
3
- góc ma sát trong = 23
o
, lực dính đơn vị c= 2,2 T/m
2
- hệ số an toàn tối thiểu F
s
=2
Bài làm:
Độ sâu đặt móng chọn sơ bộ h
m
= 1,0m
Chọn tỷ số = a/b:
Độ lệch tâm của tải trọng e = M
o
/N
o
M = M
o
+Q
o
. h
m
=3,5Tm + 1,5T.1m = 5Tm
e = M
o
/N
o
= 5/45=0,11m
= 1+ 2e = 1,22 ;
Chọn: = 1,2; kích thớc b
= 1,2m
a = 1,2 . 1,2 = 1.4m
Xác định tải trọng cho phép tác dụng lên đất
s
u
F
P
R =
Trong đó:
cccqqqu
NcisNqisNbisP , ++=
.50
cq
NNN ;;
các hệ số sức chịu tải của
nền phụ thuộc vào Tra bảng.
cq
sss ;;
: Hệ số hình dạng
s
= 1- 0,2/ = 1- 0,2/1,2 = 0,83
s
q
= 1
s
c
= 1+ 0,2/ = 1+0,2/1,2 = 1,17
Hệ số điều chỉnh độ nghiêng của tải trọng:
2
1
=
i
2
21
==
cq
ii
(gần đúng coi là tải thẳng đứng ( tức là coi = 0) nên
1===
cq
iii
)
Với = 23
o
, tra bảng ta có N
= 7,73 N
q
=8,66 N
c
= 18,1
{ }
2
3631182211716681811173721851183050 mTP
u
/,,., ,, , ,.,., ,., =++=
Chọn F
s
= 2
2
6531
2
363
mT
F
P
R
s
u
/,
,
===
8
1.4m
1.2m
-0.8m
-1.0m
p
tb
p
max
p
min
1
2
N
ott
M
ott
Q
ott
0.0
Tính p
max
; p
tb
;
2
222
max
/54,410
4,1.2,1
5.6
1.2
2,1.4,1
45
.
.6
.
.6
.
.
mT
ba
M
ab
M
h
ba
N
P
y
x
mtb
o
=+++=+++=
(M
y
=0)
2
/8,281.2
2,1.4,1
45
.
.
mTh
ba
N
P
mtb
o
tb
=+=+=
1,2.R= 1,2 . 31,65 = 37,98 T/m
2
So sánh:
P
tb
= 28,8T/m
2
< R = 31,65 T/m
2
Tuy nhiên P
max
= 41,54 > 1,2.R= 1,2.31,65 = 37,98 T/m
2
Vậy lựa chọn sơ bộ b = 1.2m và a = 1,4m là không đạt yêu cầu về mặt cờng độ.
chọn và tính lại.
Bài 2:
Kiểm tra điều kiện giới hạn về lún của móng đã lựa chọn trong bài 1 cho biết mô đuyn
biến dạng E
o
=1500T/m
2
. Độ lún cho phép của móng, [S]= 4cm. Nếu điều kiện biến dạng
không thoả mãn, hãy đề xuất phơng án xử lý.
Bài làm:
Móng đợc đặt ở độ sâu 1,0m do đó lún chỉ do lớp đất thứ 2 gây ra, có thể áp dụng công
thức dự báo lún của nền đồng nhất.
o
o
E
bp
S
)(
2
1 .
=
Trong đó p là tải trọng gây lún xác định theo giá trị tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản:
mtbgl
hppp .
'
==
Trong đó
- dung trọng trung bình của đất từ đáy móng trở lên:
3
21
2211
/81,1
1
81,1
2,08,0
2,0.85,18,0.8,1
mT
hh
hh
==
+
+
=
+
+
=
2
/55,231.2
2,1.45,1.2,1
45
) (
mTh
ban
N
P
mtb
o
tb
=+=+=
n = hệ số tải trọng chung, tạm lấy n=1,2
p = 23,55-1,81.1=21,74T/m
2
Với =1,2 Tra bảng ta có
o
= 1,28. Độ lún của móng dự báo sẽ là:
cmm
E
bp
S
o
o
202,0
1500
)3,01.(28,1.2,1.74,21
)1(
2
2
==
=
=
Độ lún dự báo (S=2cm <[S] = 4cm).
Kích thớc lựa chọn thoả mãn điều kiện biến dạng.
Bài 3:
9
Cho nền đất gồm 3 lớp :
Lớp 1: đất lấp dày 0,8m; = 1,8T/m
3
Lớp 2: á sét dẻo cứng, dày 2,2m
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m
3
- góc ma sát trong = 23
o
, lực dính đơn vị c= 2,2 T/m
2
Lớp 3: đất sét dẻo nhão có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,8T/m
3
- góc ma sát trong = 5
o
, lực dính đơn vị c= 0,8 T/m
2
- hệ số an toàn tối thiểu F
s
=2
Tải trọng tính toán tại mức mặt đất:
N
ott
= 45 T; M
ott
= 3,5Tm và Q
ott
= 1,5 T.
Bài làm
Bớc 1:
Việc tính toán kích thớc đáy
móng tại mặt lớp 2 làm tơng tự
nh trên:
Kích thớc móng:
F= (1,2.1,4)m
2
là hợp lý.
Bớc 2:
Do ở không sâu dới đáy móng
có lớp đất yếu nên ta phải kiểm
tra áp lực lên bề mặt lớp đất
yếu đó.
Tạo móng khối quy ớc:
b
q
= b + 2.h*.tg (trong đó có thể lấy bằng góc ma sát trong của lớp 2 )
= 23
o
h*= 2m ( chiều dày từ đáy móng đến bề mặt lớp đất yếu)
tg = tg 23
o
= 0,4245
b
q
= 1,2 + 2. 2. 0,4245 2,9m
h
q
= h
m
+ h* = 1.0 + 2,0 = 3,0m
Tơng tự:
a
q
= 1,4 + 2.2.0,4245 3,1m
2
/8,281.2
2,1.4,1
45
.
.
mTh
ba
N
P
mtb
o
tb
=+=+=
Kiểm tra áp lực lên lớp đất 3:
Xác định ứng xuất trên mặt lớp đất 3:
10
2
1
-0.8m
Q
ott
p
min
p
tb
-1.0m
p
max
N
ott
M
ott
3
M
b
qu=2.0m
a
qu=2.2m
-3.0m
h*=2m
3*
*
dhhz
bt
hhz
R
m
m
+
+=
+=
233
221
515228518081 mTmmTmmthh
bt
hhz
m
/,,./,,./,
*
=+=+=
+=
1
( )
mtbo
hhz
hpk
m
'
*
=
+=
Trong đó
'
- dung trọng trung bình của đất từ đáy móng trở lên:
3
21
2211
'
/81,1
1
81,1
2,08,0
2,0.85,18,0.8,1
mT
hh
hh
==
+
+
=
+
+
=
a/b =1,4/1,2 1,2; z/b = 2/1,2 = 1,7
Tra bảng nội suy: k
o
= 0,184
2
/97,4)1.81,18,28.(184,0
*
mT
hhz
m
==
+=
ứng xuất trên bề mặt lớp đất 3 là:
5,51 + 4,97 = 10,48T/m
2
Xác định c ờng độ đất nền ở mặt lớp 3:
Tơng tự nh trên:
cccqqqu
NcisNqisNbisP , ++=
.50
Với = 5
o
; tra bảng ta có N
= 1 N
q
=1,56 N
c
= 6,47
= a
q
/b
q
= 3,1m/2,9m = 1,071 do đó:
s
= 1- 0,2/ = 1- 0,2/1,1 = 0,82
s
q
= 1
s
c
= 1+ 0,2/ = 1+ 0,2/1,1 = 1,18
gần đúng coi là tải đứng ( tức là = 0) nên:
1===
cq
iii
3
21
2211
841
2280
228518081
mt
hh
hh
/,
,,
,.,,.,
=
+
+
=
+
+
=
Thay số;
{ }
2
27194768011815613841111281182050 mTP
u
/,,., ,, , , ,., ++=
2
639
2
2719
mT
F
P
R
s
u
/,
,
===
R = 9,63 T/m
2
< 10,48T/ m
2
Nh vậy kích thớc móng trên không đảm bảo. Ta tăng kích thớc đáy móng sau đó không
cần tính toán bớc 1 nữa mà đi tính toán kiểm tra nh bớc 2 luôn.
Bài 4:
Tính độ lún ổn định của một móng chữ nhật có kích thớc a=8,0m; b=4,0m. Độ sâu đặt
móng h=2,0m. Móng xây trên nền 2 lớp, trong đó lớp thứ nhất có chiều dày 7,5m; áp lực
do tải trọng tiêu chuẩn của công trình tác dụng trên nền đất ở đáy móng là p
o
=
2,4kg/cm
2
. Các số liệu tính toán khác cho trong bảng sau đây.
Lớp1: = 2T/m
3
Thí nghiệm nén cho kết quả nh sau:
11
P(kg/cm
2
) 0 1 2 3 4
Hệ số rống e
0,544 0,360 0,268 0,218 0,205
Lớp 2: Cát hạt nhỏ 1,8T/m
3
; q
c
=50kg/cm
2
Bài làm:
* Xác định áp lực gây lún:
p
gl
=p
o
- .h
m
;
p
gl
=2,4 - 2. 0,2 = 2kg/cm
2
* Vẽ biểu đồ áp lực bản thân của đất và
biểu đồ ứng xuất phụ thêm.
Chia nền đất ra thành từng lớp phân tố với
chiều dày h
i
b/4. ở đây ta chia:
Lớp 1: thành 6 lớp phân tố với 5 phân tố
đầu h
i
= 1m; còn lớp phân tố cuối h
i
=0,5m.
Lớp 2: thành 4 lớp phân tố với h
i
= 1m.
Tính áp lực bản thân của đất tại các điểm
1,2,3 theo công thức:
bt
=
i
.( h
m
+ z
i
)
trong đó:
bt
- áp lực bản thân của đất tại điểm i
i
- trọng lợng đơn vị của lớp đất chứa điểm i
z
i
- chiều sâu kể từ đáy móng tới điểm i
h
m
-
độ sâu đặt móng
Tính ứng xuất phụ thêm tại các điểm 1,2,3 theo công thức
i
= k
o
.p
trong đó:
zi
-
ứng xuất phụ thêm tại điểm thứ i
p - áp lực tính lún
k
o
- hệ số ứng xuất ở tâm móng, phụ thuộc vào các tỷ số a/b và z/b
Kết quả tính toán đợc lập thành bảng nh sau:
Lớp Điểm
tính
Z
i
(m)
bt
(kg/cm
2
)
a/b z/b k
o
zi
I 0
1
2
3
4
5
6
0
1
2
3
4
5
5,5
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,5
2
2
2
2
2
2
2
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,375
1
0,908
0,734
0,602
0,470
0,349
0,324
2,0
1,816
1,468
1,204
0,940
0,698
0,648
II 7
8
6,5
7,5
1,68
1,86
2
2
1,625
1,875
0,254
0,152
0,508
0,304
Tính độ lún:
12
-7.5m
2
1
0.0m
P =2.4kG/cm
1m
h =2m
m
1m
1m
1m
1m
1m
1m
0.5m
P
1
2
P =
P +
z
z
o
2
b=4m
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
* Xác định chiều sâu vùng chịu nén
Ta thấy ở chiều sâu z = 7,5m tơng ứng với điểm 8 thì trị số ứng xuất bản thân
bt8
= 1,86
kg/cm
2
và trị số ứng xuất phụ thêm
z8
= 0,304 kg/cm
2
thoả mãn điều kiện:
0,2.
bt8
>
z8
. Do vậy, ta lấy chiều sâu vùng chịu nén H
c
= 7,5m. ( Với E=100kG/cm
2
coi là đất tốt để lấy chiều sâu vùng chịu nén)
* Tính độ lún theo công thức:
i
n
i
ii
h
e
ee
S
+
=
1
1
21
1
Cho lớp đất 1 - đất dính
Trong đó: S - độ lún ổn định cuối cùng của trọng tâm đáy móng
e
1i
; e
2i
hệ số rỗng của đất ứng với p
1i
và p
2i
Trong đó:
2
1
1
btibti
i
p
+
=
+=
ziii
pp
12
2
1 zizi
zi
+
=
h
i
- chiều dày lớp đất thứ i
i
zi
o
h
E
S
=
Cho lớp đất 2 - đất rời
Trong đó: - hệ số tính từ hệ số poisson của đất:
à
à
=
1
2
1
2
Có thể lấy = 0,8
2
1 zizi
zi
+
=
h
i
-
chiều dày lớp đất thứ i
E
o
= . q
c
Cát hạt nhỏ q
c
= 50kg/cm
2
tra bảng chọn: =2
E
o
= 2 . 50 = 100 kg/cm
2
Kết quả tính toán đợc trình bày trong bảng sau đây:
Tầng h
i
(m) p
1
(kg/cm
2
) P
2
(kg/cm
2
)
e
1i
e
2i
i
n
i
ii
i
h
e
ee
S
+
=
1
1
21
1
(cm)
1
2
3
4
5
6
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,5
0,5
0,7
0,9
1,1
1,3
1,45
2,408
2,342
2,236
2,172
2,119
2,123
0,44
0,4
0,37
0,35
0,33
0,31
0,25
0,246
0,253
0,255
0,260
0,268
13,2
11
8,5
7,0
5,3
1,6
13
7
8
1,0
1,0
E
o
(kg/cm
2
)
100
100
z
(kg/cm
2
)
0,578
0,406
i
zi
o
i
h
E
S
=
4,6
3,2
Vậy độ lún bằng: S = Si = 54,4cm
Bài 5:
Xác định sơ bộ móng băng dới tờng dày 22 cm.
Đất nền:
Lớp trên: đất lấp dày 0,8m. = 1,8T/m
3
Lớp dới: á sét dẻo cứng
- trọng lợng thể tích đơn vị = 1,85T/m
3
- góc ma sát trong = 24
o
, lực dính đơn vị c= 2,2 T/m
2
Tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất N
ott
= 18T/m và M
ott
= 2,2 Tm/m
Hệ số an toàn tối thiểu F
s
=2
Bài làm:
Chọn b = 1,4 m; lấy ra 1m để tính áp lực đáy móng
2
/8,1428,120,1.2
4,1.1
18
.
.
mTh
ba
N
P
mtb
o
tb
=+=+=+=
Tính P
max
:
2
22
521762812
411
622
012
411
186
m
ba
M
h
ba
N
P
m
o
/,,,
,.
.,
,.
,.
.
.
.
max
=++=++=++=
.
Xác định tải trọng cho phép tác dụng
lên đất
s
u
F
P
R =
Trong đó:
cqu
NcNhNbP , ++= ..50
14
b=1,4m
a =1m
0,0m
0,8m
0,22m
Ntt
Mtt
Qtt
1,0m
1
2
Với = 24
o
, tra bảng ta có
N
= 8,97; N
q
= 9,6; N
c
= 19,3
Tơng tự nh trên ta có kết quả sau:
{ }
2
47131922691819784185150 mTP
u
/,,.,, ,,.,., =++=
Chọn F
s
= 2
2
735
2
471
mT
F
P
R
s
u
/,
,
===
So sánh R với P
tb
ta thấy P
tb
= 14,8 << R=35,7 T/ m
2
So sánh 1,2.R với P
max
ta thấy P
max
= 21,5 << 1,2. R = 42,84 T/m
2
Vậy kích thớc b=1,4m hơi to Chọn b nhỏ hơn tính lại.
Bài 6:
Kiểm tra điều kiện giới hạn về lún của móng đã lựa chọn trong bài 5 cho biết mô đuyn
biến dạng E
o
=1500T/m
2
, à
o
=0,3 Độ lún cho phép của móng, [S]= 4cm. Nếu điều kiện
biến dạng không thoả mãn, hãy đề xuất phơng án xử lý.
Bài làm:
Móng đợc đặt ở độ sâu 1,0m do đó lún chỉ do lớp đất thứ 2 gây ra, có thể áp dụng công
thức dự báo lún của nền đồng nhất.
o
o
E
pb
S
)(
2
1
=
Trong đó p là tải trọng gây lún xác định theo giá trị tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản:
mtbgl
hppp .
==
2
/7,121.2
4,1.1.2,1
18
.
) (
mTh
ban
N
P
mtb
o
tb
=+=+=
n = hệ số vợt tải trọng chung, tạm lấy n=1,2
Trong đó
- dung trọng trung bình của đất từ đáy móng trở lên:
3
21
2211
/81,1
1
81,1
2,08,0
2,0.85,18,0.8,1
mT
hh
hh
==
+
+
=
+
+
=
p = 12,7 - 1,81.1= 10,9T/m
2
Với móng băng cứng Tra bảng ta có
const
= 2,12
Độ lún của móng dự báo sẽ là:
15
cmm
E
bp
S
o
o
2020
1500
301122419101
22
==
=
= .
),.(,.,.,)( .
Độ lún dự báo (S=2cm <[S] = 4cm).
Kích thớc lựa chọn thoả mãn điều kiện biến dạng.
Bài 7:
Tính toán chiều cao móng.
Cho móng: Kích thớc (3.2)m
2
; h
m
= 1,2m cột tiết diện (20.30) cm
2
Tải trọng tính toán tại mặt đất:
N
ott
= 100T
M
ott
= 12Tm
Q
ott
= 5T
Dùng Bê tông M# 200;
R
n
= 90kG/cm
2
; R
k
= 7,5kG/cm
2
Bài làm:
Tính ứng xuất đáy móng do tải trọng công trình gây ra:
w
M
F
N
p
tt
ott
=
min
max
M
tt
=
M
ott
+ Q
ott
. h
m
= 12 + 5.1,2 = 18Tm
6716
32
618
23
100
2
== ,
.
.
.
min
max
p
P
max
= 22,7 T/m
2
P
min
= 10,7 T/m
2
P
tb
= 16,7 T/m
2
lớp bảo vệ a = 4cm
giả thiết H= 70 cm
vậy h
o
= H- a = 70 - 4 = 66 cm
Điều kiện kiểm tra:
P
đt
0,75.R
k
. b
tb
. h
o
P
đt
lực đâm thủng:
gần đúng đợc lấy là hợp lực phản lực
đất trong phạm vi gạch chéo
dtdt
F
pp
P
2
max
*
+
=
P* = p
min
+ (p
max
p
min
)
l
ll
dt
F
đt
= l
đt
.b
l
đt
=
mh
al
o
c
690660
2
303
2
,,
,
=
=
10,7 + (22,7 10,7)
3
6903 ,
= 10,7 + 9,24 = 19,94 T/m
2
F
đt
= 2.0,69 = 1,38 m
2
16
=b
c
+2h
o
Q
ott
M
ott
N
ott
o
H=70cm
-1.2m
b
tb
a
tb
2m
3m
=45
a
c
x b
c
=(30x20)cm
2
F
đt
0.45m0.24m
0.66cm
0.69m
P*
p
max
p
min
a= 4cm
0.0
TP
dt
429381
2
7229419
,,.
,,
=
+
=
Khả năng chống đâm thủng:
P
đt
0,75.R
k
.b
tb
.h
o
b
c
+ h
o
= 0,2 + 0,66 = 0,86 m
0,75.7,5.86.66 = 31928 kG = 32,0 T
So sánh: P
đt
= 29,4 T < Khả năng chống đâm thủng = 32,0 T Vậy chiều cao giả thiết
H= 70 cm đảm bảo yêu cầu về chống đâm thủng.
Bài 8:
Tính toán cốt thép cho móng trên
Bài làm:
* Tính toán cốt thép theo phơng cạnh dài:
Mô men tại mép cột:
M
ng
= M
max
b
app
M
ngng
ng
max
*
22
2
+
=
( )
( )
a
aa
pppp
ng
ng
+=
minmaxmin
*
m
aa
a
c
ng
351
2
303
2
,
,
=
=
=
2
/3,176,67,10
3
35,13
)7,107,22(7,10 mTp
ng
=+=
+=
TmM
ng
8212
2
351
2
722317
2
,.
,
.
,,
=
+
=
Cốt thép yêu cầu:
22
1300130
6602800090
821
90
cmm
hR
M
F
oa
ng
a
==== ,
, ,
,
,
12 thanh 12 a = 180 ( F
a
= 13,57cm
2
)
* Tính toán cốt thép theo phơng cạnh ngắn:
Mô men tại mép cột:
17
0.0
p
tb
p
max
ng
a
ng
b
ng
2
1
2m
3m
a=4cm
a
c
x b
c
=(30x20)cm
H=70cm
p
min
2
P *
N
ott
M
ott
Q
ott
-1.2m
p
max
Tma
b
pM
ng
tbng
3203
2
90
716
2
2
2
,.
,
., ===
Cốt thép yêu cầu:
22
12001210
6602800090
320
90
cmm
hR
M
F
oa
ng
a
==== ,
, ,
,
,
à
min
= 0,05% . a . h
o
= 0,05% . 300 . 66 = 9,9cm
2
16 12 a= 200 ( f
a
=18cm
2
)
Bài 9 :
Tính toán chiều cao móng băng bê tông cốt thép dới tờng số liệu nh sau:
Tải trọng tính toán tại mức mặt đất:
N
ott
= 20T/m
M
ott
= 3Tm/m
Q
ott
= 1T/m
Tờng dày: b
t
= 30 cm
Móng b= 1,4m; h
m
= 1m; BT 200#;
R
n
= 90kG/cm
2
; R
k
= 7,5 kG/cm
2
Bài làm:
Tính ứng xuất đáy móng
do tải trọng công trình gây ra:
W
M
F
N
p
tttt
o
=
min
max
M
tt
= M
ott
+ Q
ott
. h
m
= 3 + 1 . 1 = 4Tm
=== 212314
411
64
411
20
2
,,
,.
.
,.
min
max
p
P
max
= 36,5 T/m
2
P
min
= 2,1 T/m
2
P
tb
= 14,3 T/m
2
Điều kiện kiểm tra: P
đt
0,75. R
k
. b
tb
. h
o
Theo phơng cạnh dài của móng ta cắt ra 1m để tiện tính toán
( Lu ý: Không phải cắt ra 1m rồi sau đó tính nh móng đơn)
Mọi tính toán nh: cờng độ, ứng xuất vẫn của móng băng với cạnh b = 1,4m.
giả thiết H = 40cm; a = 4cm; h
o
= 36cm
*P
đt
= ?
dtdt
F
pp
P .
max
*
2
+
=
b
bb
pppp
dt
+= )(
minmaxmin
*
18
b
t=30cm
p
min
b
=1m
-1.0m
p
max
b
t=30cm
p*
=45
o
M
ott
N
ott
Q
ott
a
=4cm
H
=40cm
0.0
h
o=36cm
b
đt=19cm
b
tb=1m
a
=1.4m
b
đt=19cm
mh
bb
b
o
t
dt
19,036,0
2
3,04,1
2
=
=
=
F
đt
= 0,19 . 1 = 0,19m
2
TP
dt
26190
2
536129
,,.
,,
=
+
=
Khả năng chống đâm thủng:
P
đt
0,75. R
k
. b
tb
. h
o
b
tb
: đoạn m- n = 1m
0,75 . 7,5 . 100 . 36 = 20,25 T
so sánh P
đt
= 6,2 T < khả năng chống đâm thủng = 20,25 T
Tuy nhiên chênh lệch này khá lớn
ta giả thiết lại H=30 cm rồi tính toán nh trên
Bài 10 : Tính toán cốt thép cho móng trên với H = 30cm; a = 4cm
Bài làm:
Tính toán cốt thép theo phơng cạnh ngắn:
Mô men tại mép tờng M
ng
= M
max
l
bpp
M
ngng
b
ng
max
22
2
+
=
( )
( )
b
bb
pppp
ng
ng
+=
minmaxmin
m
bb
b
t
ng
55,0
2
3,04,1
2
=
=
=
TmM
b
ng
541
2
550
2
536123
2
,.
,
.
,,
=
+
=
Cốt thép yêu cầu:
22
7000680
2602800090
54
90
cmm
hR
M
F
oa
b
ng
a
=== ,
, ,
,
,
7 12: a = 160; (F
a
= 7,92cm
2
)
Tính toán cốt thép theo phơng cạnh dài:
Theo phơng cạnh dài độ cứng của móng lớn cốt thép đợc bố trí cấu tạo 8 12;
a = 200; ( F
a
= 9,04cm
2
)
19
b
t
=30cm
p
min
p*
-1.0m
p
max
Mott
Nott
Qott
0.0
b=1.4m
p
max
p*
a=4cm
1
2
Chơng 4:
Gia cố nền
Bài 1
Xác định kích thớc lớp đệm cát dới móng băng khi biết:
b =1,6m; h
m
=1,5m.
Với tổ hợp tải trọng tính toán ở mức mặt đất:
N
ott
=10T/m; M
ott
= 2Tm/m; Q
ott
= 1T/m.
Lớp đất dới móng là lớp sét dẻo nhão có các tính chất nh sau:
1
= 1,8T/m
3
; c = 0,12 kg/cm
2
; = 8
o
Vật liệu đệm: Cát vàng hạt trung đầm đến chặt vừa:
2
= 1,9T/m
3
Bài làm:
Giả sử chọn chiều dày đệm cát: h
đ
= 2m
Kiểm tra chiều dày lớp đệm cát theo điều
kiện:
z
+
bt
R
đy
trong đó
s
u
dy
F
P
R =
bt
: ứng xuất thờng xuyên do trọng lợng bản
thân đất nền và đệm cát tác dụng lên mặt lớp
đất yếu dới đáy đệm.
bt
=
1
. h
m
+
2
. h
đ
2
562915181 mT
bt
/,.,,., =+=
z
: ứng xuất do tải trọng ngoài gây ra tại bề mặt lớp đất yếu tính theo giáo trình Cơ
đất.
2
1
/55,67,2325,65,1.8,15,1.2
1.6,1
10
mThh
F
N
p
mmtb
tt
=+=+=+=
Tại M:
251
61
2
,
,
==
b
z
;
0
0
==
bb
x
460,=
p
z
2
3556460 mT
z
/,., ==
Vậy:
2
59563 mT
btz
/,, =+=+
Để tính P
ghđy
ta tạo ra móng quy ớc với bề rộng móng khối quy ớc nh sau:
b
q
= b +2 h
đ
.tg
: có thể lấy bằng - góc ma sát trong của lớp đệm ( với cát vàng hạt trung đầm
đến chặt vừa có thể lấy bằng 30
o
)
tg 30
o
= 0,58
b
q
= 1,6 +2. 2 .tg30
o
= 1,6+2.2.0,5 =1,6+2,32=3,92m
h
q
= h
m
+ h
đ
= 1,5 + 2 = 3,5m
20
hm
hđ
bq
Ư
=b+2.hđ.tg
hq
Ư
= hm + hđ
Ptt
Mtt
Qtt
b=1,6m
z
bt
M
P
_
Sức chịu tải của nền đợc tính gần đúng theo công thức của Terzaghi:
cNqNbNP
cqu
, ++= .
50
Với = 8
o
, tra bảng ta có N
= 1; N
q
= 2,118; N
c
= 7,658
Thay số:
2
126216587912815111825381150 mTP
u
/,,.,),.,.,.(,,., , =+++=
2
13
2
126
mT
F
P
R
s
u
/
,
===
So sánh:
22
1359 mTRmT
dybtz
//, =<=+
Vậy chiều dày đệm cát 2m là hợp lý.
Bài 2:
Thiết kế móng dới cột tiết diện (30. 40) cm
2
; tải trọng tính toán tác dụng tại lên móng tại
cos 0,0: N
o
= 120T; M
o
= 8Tm; Q
o
=1,2T
Móng đặt trên lớp đất cát bụi có chiều dày 20m; dới lớp cát bụi là lớp sét pha nhão, mực
nớc ngầm nằm ở độ sâu cách mặt đất 1,5m.
Đặc trng của lớp cát bụi nh sau:
= 1,80g/cm
3
; =2,65; w = 30%; = 20
o
; c = 0,0;
e
max
= 0,96; e
min
= 0,56; q
c
=30kg/cm
2
Bài làm:
- Xác định trạng thái của lớp cát bụi dựa vào độ chặt:
1
=
o
Trong đó:
W+
=
1
3
381
100
30
1
81
cmG /,
,
=
+
=
9201
381
652
,
,
,
==
o
10
560960
920960
,
,,
,,
minmax
max
=
=
=
ee
ee
D
cát ở trạng thái rời.
Xác định mức độ ẩm của cát:
8640
1920100
65230
,
.,.
,.
===
no
W
G
G = 0,864 > 0,8 nên cát bụi ở trạng thái bão hoà nớc.
Đất yếu nên dùng biện pháp gia cố nền:
ở đây dùng biện pháp gia cố nền bằng cọc cát
Giả thiết móng có kích thớc: b = 2m; h
m
=1m; l =
.b;
trong đó: = 1+2e; e: là độ lệch tâm
21
N
M
e =
;
TmhQMM
mo
291218 ,.,. =+=+=
1.0
110
2,9
==
N
M
e
l = .b = (1+2. 0,1) . 2m = 1,2 . 2m =2,4m.
áp lực dới đáy móng:
2
2512
422
110
mTh
ab
N
P
m
o
tb
/.
)(
+=+=
2
2
829
422
629
25 mT
W
M
pP
o
tb
/,
,.
.,
max
=+=+=
2
2
220
422
629
25 mT
W
M
pP
o
tb
/,
,.
.,
min
==+=
Đ/k kiểm tra:
p
tb
R
đ
P
max
1,2R
đ
Trong đó: R
đ
đợc tính gần đúng theo công thức của Terzaghi:
cNisqNisbNisP
cccqqqu
++=
cq
NNN ;;
các hệ số sức chịu tải của nền phụ thuộc vào Tra bảng.
Hệ số hình dạng
s
= 1- 0,2/ = 1- 0,2/1,2 = 0,83
s
q
= 1
s
c
= 1+ 0,2/ = 1+0,2/1,2 = 1,17
Hệ số điều chỉnh độ nghiêng của tải trọng:
2
1
=
i
2
21
==
cq
ii
(gần đúng coi là tải đứng tức là = 0 nên
1===
cq
iii
)
Với = 20
o
, tra bảng ta có N
= 4,97; N
q
= 6,40; N
c
= 14,8
{ }
2
37260814171181406128197483050 mTP
u
/,.,.,.,., ,.,.,., =++=
Chọn F
s
= 2 ;
2
21 3
2
3726
m
F
P
R
s
u
/,
,
===
Giả định: sau khi gia cố R
gc
= 2R cha gia cố vậy: R
gc
= 2 .13,2 = 26,4T/m
2
So sánh:
P
tb
= 25T/m
2
< R = 26,4 T/m
2
P
max
= 29,8 T/m
2
< 1,2 R = 1,2 . 26,4 = 31,68 T/m
2
Điều kiện hợp lý về kích thớc:
[ ]
{ }
[ ]
RpR %,
max
1021
1,2R-p
max
= 31,68 29,8 =1,88T/m
2
< 10%R= 2,64T/m
2
Vậy lựa chọn sơ bộ b = 2,0m và a = 2,4m là hợp lý.
Kích thớc của móng là: a . b = (2,0 . 2,4) m
2
Nếu so sánh trên lệch nhau quá nhiều chọn lại.
+Xác định e
nc
khi dùng cọc cát:
22
A
B
C
L
d
)(
minmaxmax
eeDee
nc
=
chọn D = 0,75 ta sẽ có:
660560960750960 ,),,(,, ==
nc
e
Xác định diện tích nền đợc nén chặt theo công thức:
F
nc
=1,4.2(2,4+0,4.2,4)=9,4m
2
Xác định số lợng cọc cát: D = 0,4m
o
nco
nc
c
e
ee
F
F
+
==
1
e
o
- Hệ số rỗng của đất thiên nhiên trớc khi nén
chặt bằng cọc cát.
Thay số:
1350
9201
660920
,
,
,,
=
+
=
4
40143
491350
2
,.,
,.,
=n
10 cọc
Căn cứ vào mặt bằng móng ta bố trí: 14 cọc.
+Xác định trọng lợng thể tích của đất nén chặt
theo công thức:
),( w
e
nc
0101
1
+
+
=
w: Độ ẩm thiên nhiên của đất trớc khi nén chặt
: Trọng lợng thể tích của đất thiên nhiên trớc khi
đợc nén chặt.
3
082300101
6601
652
cmG
nc
/,).,(
,
,
=+
+
=
Xác định khoảng cách giữa các cọc cát:
nc
c
dL
=
1
1
952,0
mL 041
801082
082
409520 ,
,,
,
,., =
=
Xác định trọng lợng cát trên 1m dài:
Theo kết quả thí nghiệm, cát trong cọc có đặc tính sau:
= 2,65G/cm
3
; W
1
= 12%
)
100
1(
1
1
W
e
f
G
nc
c
+
+
=
W
1
: Độ ẩm của cát trong thời gian thi công.
: Tỷ trọng của cát trong cọc.
23
1.0m
1
.
0
m
2.4m
2.0m
0.4m
0.3m
Đệm cát
Cọc cát
tG 2240
100
12
1
6601
652
4
40143
2
,
,
,
,.,
=
+
+
=
Xác định chiều sâu nén chặt:
Chiều sâu nén chặt ở đây lấy bằng chiều dày vùng chịu nén, áp dụng phơng pháp
lớp tơng đơng ta có:
Đối với cát và với móng tuyệt đối cứng tiết diện hình chữ nhật tra bảng:
l/b = 1,2; à=0,25 A
const
= 1,08
Vậy chiều dày lớp tơng đơng là:
H
s
=1,08.2 =2,16m
Chiều dày vùng chịu nén kể từ đáy móng:
H = 2.2,16 = 4,32m 4,5m.
Tính toán độ lún dự tính của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát.
Độ lún dự tính của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát có thể xác định theo công thức:
o
o
E
pb
S
)(
2
1
=
vì lúc đó hc=4,5m > 2.b (b=2m)
áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng
2
2212
422151
110
mTh
abn
N
P
m
o
tb
/.
, ,)(
+=+=
n: Hệ số vợt tải lấy = 1,15
áp lực gây lún: p = p
o
-.h
m
= 22- 1,8.1=20,2 T/m
2
E
o
= .q
c
; chọn = 2 E
o
= 2. 30= 60kg/cm
2
Sau khi gia cố giả thiết E
gc
= 2E
o
= 2.60 =120kg/cm
2
1200
25019602220
2
),(, ,
=S
=0,028m=2,8cm
Độ lún tính ra nhỏ hơn độ lún cho phép.
Bài 3:
trụ địa chất
p=5,4T/m2
24
2
/4,538,1 mThp
dd
=ì=ì=
Đất có
2
/1 mTC
u
=
;
3
/7,1 mT=
o
0=
Do đó
0=
N
;
1=
q
N
;
14,5=
c
N
2
/)14,5.8,1(1.14,5 1 mTHHcNqNP
dddcqgh
+=+=+=
2
/
5,1
14,5.8,1
mT
H
F
P
p
d
s
gh
+
=
Rút ra:
m
p
H
d
6,1
8,1
14,51,8
8,1
14,54,5.5,1
8,1
14,5.5,1
=
=
=
Bề rộng bệ phản áp tính toán nh kiểm tra ổn định nền đờng
Chơng 5
Móng Cọc:
Bài 1
Hãy dự báo sức chịu tải của cọc BTCT tiết diện vuông (25.25) cm
2
, dài 12m đợc đóng
vào nền đất có địa tầng gồm 3 lớp (theo thú tự trên xuống) nh sau:
Cát pha dẻo dày 6m có độ sệt I
l
= 0,6
Cát bột chặt vừa dày 4m
Sét dẻo cứng I
l
= 0,3
(cha khảo sát hết chiều dày trong độ sâu hố khoan 18m)
Biết rằng đỉnh cọc ở cách mặt đất 0,5m; đáy đài cách mặt đất 1,0m
Bài làm:
Chu vi tiết diện cọc u = 0,25m . 4 = 1,0m
Tiết diện ngang cọc F
c
= 0,25 . 0,25 = 0,0625m
2
Chiều dài làm việc của cọc l
c
= 11,5m;
Mũi cọc ở độ sâu 12,5m kể từ mặt đất.
Sơ đồ làm việc của cọc nh trên hình vẽ.
Dựa vào sơ đồ làm việc ta thấy:
Các phân lớp 1;2;3 thuộc lớp đất cát pha dẻo;
Các phân lớp 4;5 thuộc lớp đất cát bột chặt vừa,
Phân lớp 6 thuộc lớp đất sét dẻo cứng.
Sức chịu tải của cọc dự báo theo công thức sau:
6
6
1
RFluP
ci
i
igh
+=
=
25
