Đồ án Nền móng SV Đỗ Thị Bích Lê

MỤC LỤC
PHẦN 1 THIẾT KẾ MÓNG CỌC


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM
PHẦN 1: THIẾT KẾ MÓNG CỌC

1

Mã đề

Ntc
(kN)

Mtc
(kNm)

Qtc
(kN)

Df
(m)

S1C6

1000

100

20

1.6

Loại
đất

Lớp
đất
1
2

Cát
Sét

γ
(kN/m3)
16.5
19

Độ
ẩm
W(%
)
49
16

Lớp đất 1
Z1
(m)

10

Lớp đất 2
Z2
(m)
30

e0

Độ
sệt B

GH
dẻo

GH
lỏng

Cc
(kPa)

ϕ

E0
(kPa)

0.75
0.63

0.3

10

30

1
17

290
17050

1750
7800

2

Khảo sát địa chất
Lớp 1: độ sệt B = 0  đất cát
Độ rỗng e0 = 0.75, W = 0.49, γ = 16.5 cát mịn,chặt vừa
Lớp 2: độ sệt B = 0.3  đất sét dẻo cứng

3

Kiểm tra chiều sâu chôn móng
Giả sử bề rộng móng :

(thỏa)

4

Chọn loại cọc
Chọn cọc có tiết diện: 300×300 mm
Chọn cốt thép trong cọc: 418
Diện tích cốt thép: As = 1018×10-6 m2
Chu vi cọc: u = 4D = 4×0.3 = 1.2 m
Diện tích cọc: A = D2 = 0.32 = 0.09 m2
Chọn thép có Ra = 270.000 kPa

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 2


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Chọn bê tông có cấp độ bền B25 có Rb = 14.500 kPa
Chọn chiều dài cọc là 9m,cọc chôn vào đài 0.8m (chừa thép râu chờ=(30-40) +
200mm BT lót, >2D).
Chiều sâu mũi cọc Zm= 1.6 + 9 - 0.8 = 9.8 m, chiều dài cọc trong cát là 8.2m
0.00
-1.600

Đất cát mịn,
chặt vừa

-9.800

Đất sét, dẻo cứng

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 3


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

5

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Tính khả năng chịu tải cọc theo vật liệu
5.1

Theo hệ số điều kiện làm việc của vật liệu
k×m: hệ số điều kiện làm việc của vật liệu.
cường độ chịu nén của bê tông
cường độ chịu nén của cốt thép

Theo hệ số uốn dọc
Tra bảng 3.2 trang 168 (Châu Ngọc Ẩn) theo độ mảnh ,ta được
5.2

•
•

•

6

là hệ số khi đầu cọc ngàm vào đài
L là chiều thực của cọc
r: bán kính cọc

Tính khả năng chịu tải của cọc theo đất nền
6.1

Phương pháp tính theo TCVN 10304:2014

6.1.1 Sức chịu tải của cọc
•
•
•
•
•
•
•
•

là hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất
hệ số điều kiện làm việc của mũi cọc.( Bảng 4)
tương ứng là các hệ số điều kiện làm việc của đất bên thân cọc (xem
Bảng 4).
là sức chống của đất tại mũi cọc (kN/m2), lấy theo Bảng 2.
là diện tích cọc.
u là chu vi tiết diện ngang thân cọc.

khả năng bám trượt của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, lấy theo Bảng
3; TCVN 10304:2014
là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”.

Zm = 9.8m, đất sét với B = 0.3  kN/m2
Lớp 1: đất cát mịn chặt vừa; L1 = 8.2m; Z1 = 5.7 m  f = 41 kPa
6.1.2 Sức chịu tải của cọc khi xét đến hệ số an toàn

Giả sử móng có 6-10 cọc

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 4


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

6.2 Phương pháp tính theo cường độ
Sức chịu tải của cọc
6.2.1 Sức chiu tải mũi cọc

Theo bảng G1, TCVN 10304:2012, đất cát chặt vừa ZL = 8D = 2.4 m< nên
•
•

Ứng suất tại mũi coc:

(bảng G1)

6.2.2 Sức chịu tải ma sát hông quanh cọc

Lớp 1: đất cát L1 = 8.2 m. Từ đoạn ZL = 8D = 2.4 m trở xuống, ma sát hông trong
cát không đổi.
Ứng suất theo phương đứng trung bình trong lớp đất và ma sát hông theo TCVN
10304:2012
 Trên đoạn cọc l1 = (2.4 – 1.6) = 0.8m có độ sâu nhỏ hơn ZL
•

Suy ra:
 Trên đoạn cọc l2 = (8.2 – 0.8) = 7.4m có độ sâu lớn hơn ZL
Suy ra:
Với K là hệ số áp lực ngang của đất lên cọc (bảng G1)
Vậy ma sát hông trong cả 2 đoạn cọc là

Vậy sức chịu tải của cọc

6.2.3 Sức chịu tải của cọc xét đến hệ số an toàn

6.3 Sức chịu tải cọc theo viện kiến trúc Nhật Bản (SPT)
SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 5


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

là sức chống của đất tại mũi cọc (kN/m2)
là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc
cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”
là chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời “i”
là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”
là cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”
là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”

Sức chịu tải của cọc xét đến hệ số an toàn

6.4 Kết luận
Vậy chọn sức chịu tải cọc thiết kế là

7

Xác định số cọc và bố trí cọc thành nhóm
7.1

Ước tính số lượng cọc:

Chọn 9 cọc

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 6

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Khoảng cách giữa các cọc là S = 4D = 4× 0.3 = 1.2 m
Tọa độ các cọc
x1 = x4 = x7 = -1.2m;

x2 = x5 = x8 = 0m;

x3 = x6 = x9 = 1.2m;

suy ra
y1 = y2 = y3 = 1.2m;

y4 = y5 = y6 = 0m;

y7 = y8 = y9 = -1.2m

suy ra
Kích thước đài cọc Bđ = 3m, Lđ = 3m

7.2 Kiểm tra lại chiều sâu chôn móng
(thỏa)

7.3 Hệ số nhóm cọc

Vậy cọc thỏa điều kiện sức chiu tải của nhóm cọc

8

Xác định tải trọng tác dụng lên đầu cọc
N
Q

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

M

MSSV: 1251022091

trang 7


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

8.1 Tải trọng tác dụng lên đáy đài

Với kN/m3 trọng lượng riêng trung bình của bê tông và phần đất trên đài

8.2

Tải trọng bình quân tác dụng lên đầu cọc

8.3

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc biên
(thỏa)

9

Kiểm tra nền
9.1

Kiểm tra ổn định
9.1.1

•

•

Khối lượng đất trong móng quy ước

Góc ma sát trung bình:

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 8


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

9.1.2

Khối lượng đài và cọc bê tông

9.1.3

Khối lượng đất bị đài cọc chiếm chỗ

9.1.4

Tổng khối lượng của móng khối quy ước

 Phản lực bình quân dưới đáy móng khối quy ước

 Độ lệch tâm

(lệch tâm nhỏ)
9.1.5

Phản lực nền dưới đáy móng khối quy ước

9.1.6

Tải trọng tiêu chuẩn dưới đáy móng khối quy ước ngay tại mũi cọc

•
•

tra bảng ta được
Dung trọng đẩy nổi bình quân của lớp đất dưới mũi cọc

•

Dung trọng đẩy nổi bình quân của lớp đất trên mũi cọc

Vậy nền thỏa điều kiện ổn định
9.2

Kiểm tra về cường độ
Độ lệch tâm
(lệch tâm nhỏ)

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 9


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

•

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

9.2.1

Phản lực dưới đáy móng

9.2.2

Sức chịu tải nền giới hạn

tra bảng ta được

• Dung trọng của lớp đất ngay dưới đáy móng
•

Dung trọng trên đáy móng

Sức chịu tải nền an toàn
Vậy nền thỏa điều kiện về cường độ
9.2.3

10 Độ lún cho nền
Vì nền dưới cọc là đất cát,áp lực cho phép lên nền (khả năng chịu tải của nền) tương ứng
với độ lún khống chế 25mm là qa = 140 (spt = 8, Bqu=5m) >
Vậy với áp lực nền thì nền đạt độ lún cho phép

11 Kiểm tra móng
11.1 Kiểm tra xuyên thủng

Kích thước đài cọc thông thường được lựa chọn để móng tuyệt đối cứng:

Trong trường hợp bình thường móng không xảy ra xuyên thủng vì tháp xuyên bao các
cọc . Và cũng không thể xảy ra xuyên thủng nếu có chỉ một cọc nào đó nằm ngoài tháp
xuyên .
11.2 Tính cốt thép móng
11.2.1 Tính cốt thép theo phương X

Sơ đồ tính: Xem đài là bản consol một đầu ngàm vào mép cột, đầu kia tự do,đài
tuyệt đối cứng.

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 10


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Tải trọng lớn nhất tác dụng lên 3 cọc 3,6,9 là
Cánh tay đòn

Diện tích cốt thép
Chọn 1418 với khoảng cách a=200mm ()
11.2.2 Tính cốt thép theo phương Y

Tương tự như phương X
11.3 Kiểm tra điều kiện chu vi bám của cốt thép

theo TCVN 38:2005
Chu vi bám U = 14×3.14×18 = 791.28 > (thỏa)
SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 11


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

MSSV: 1251022091

trang 12


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

PHẦN 2: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

Mã đề
Kích thước nhịp (m)
B3

L1

L2

L3

5.2

5.2

4

Mã đề tải trọng
B3, Df = 2m

Lực thẳng đứng ở
chân cột (kN)

Lực cắt H (kN)

Bìa trái
Cột giữa thứ 1
Cột giữa thứ 2
Bìa phải

160
330
350
220

15
-15
-20
18

Mã

đề
địa
chất

Lớp
đất

Bề
dày
(m)

Loại
đất

γ
(kN/m3)

Độ
ẩm
W(%)

C5

1
2

8
35

Á sét

Sét

18.8
19.28

24
25.16

M (kNm)
chiều (+) cùng chiều
kim đồng hồ
45
-47
-22
38

Độ
sệt
B

GH
dẻo

GH
Cc
lỏng (kPa)

0.76 0.38
0.662 0.12

18.4
22.2

33.3
46.9

e0

17.6
38

ϕ

E0
(kPa)

160
16027

4880
3800

1. Khảo sát địa chất
1.1. Lớp 1
• Chỉ số dẻo
Ip = WL -WP = 35.3 – 18.4 = 14.9 < 17  đất á sét
• Độ sệt 0.25 < B = 0.38 < 0.5  trạng thái dẻo cứng
1.2. Lớp 2
• Chỉ số dẻo
SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 13


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Ip = WL -WP = 46.9 – 22.2 = 24.7 > 17  đất sét
• Độ sệt 0 < B = 0.12 < 0.25  trạng thái nửa cứng

2. Kiểm tra nền
2.1. Chọn sơ bộ kích thước móng và các tải tiêu chuẩn
• Chọn sơ bộ dầm móng

Chọn sơ bộ bề rộng móng Bm=2m
Chiều dài móng
•

Trọng lượng móng khối quy ước

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 14

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

2.2. Dời các lực về trọng tâm đáy móng

2.3. Cường độ đất nền dưới đáy móng
•
•

tra bảng ta được
Dung trọng đẩy nổi bình quân của lớp đất dưới đáy móng

•

Dung trọng của lớp đất trên đáy móng

2.4. Áp lực dưới đáy móng
Độ lệch tâm e
Lệch tâm nhỏ

Vậy nền thỏa điều kiện ổn định
2.5. Kiểm tra nền về cường độ (TTGH 1)
2.5.1. Áp lực nền tính toán

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 15

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

2.5.2. Sức chịu tải nền giới hạn
•

tra bảng ta được

• Dung trọng của lớp đất ngay dưới đáy móng
•

Dung trọng trên đáy móng

2.5.3. Sức chịu tải nền an toàn
Vậy nền thỏa điều kiện cường độ
3. Kiểm tra lún
Chia lớp đất thành các phân tố có bề dày
3.1. Áp lực bản thân

Vị trí
Z (m)
(kPa)

0
0
17.6

1
1
26.4

2
2
35.2

3
3
44

4
4
52.8

5
5
62

0
0
0
1
55

1
1
0.5
0.82

45

2
2
1
0.55
30

3
3
1.5
0.4
22

4
4
2
0.31
17

5
5
2.5
0.25
14

3.2. Áp lực gây lún

Vị trí
Z(m)

Z/B (m)
K0
(kPa)

Dừng tính lún ở vị trí thứ 5 vì

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 16


GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

ứng suấ
t bản th

ân

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

17.6

0
1

26.4

2

35.2
44

3

52.8

4
5

62

6
3.3. Độ lún
4. Tính nội lực dầm móng
Áp lực tính toán dưới đáy móng và độ lệch tâm

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 17


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Phương pháp móng băng trên nền đàn hồi

4.1. Chọn vật liệu cho móng
• Móng được đúc bằng bê tông B25 có Rbt = 1.05 MPa, Rb = 14.5Mpa, E=30103Mpa
•
•
•
•

=30106 kN/m2.
Cốt thép loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280 Mpa.
Cốt thép loại CII, có cường độ chịu nén cốt thép dọc Rsc = 280 Mpa.
Hệ số vượt tải n = 1.15.
γtb giữa đất và bê tông: 20 kN/m3.

•

Chọn sơ bộ dầm móng

Chọn sơ bộ bề rộng móng b=Bm=2m
Chọn sơ bộ ,
4.2. Chọn số lượng lò xo và độ cứng của các lò xo
Bài toán mô phỏng nền đàn hồi với 43 lò xo và móng được chia thành 42 phần tử đoạn
Khoảng cách mỗi đoạn giữa 2 lò xo dài 0.4m
Riêng là xo thứ 1 và 43 là khoảng cách từ biên móng tới lò xo là 0.2m
Hệ số nền

Độ cứng của lò xo
SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 18


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Hình vẽ dưới đây thể hiện mặt đất tại bề mặt đáy của móng băng :

Như vậy độ cứng của lò xo sẽ là:
K1 = K43= (KN/m)
K2 = K3 =……..= K42 = (KN/m)
Biểu đồ moment

Biểu đồ lực cắt

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 19


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

5. Tính và bố trí cốt thép
Cắt ra dải bản móng 1 mét theo phương chiều dài, xem là sơ đồ dầm hẫng, bề rộng 1mét
và ngàm ở mặt hông dầm móng.

Áp lực tính toán phân bố đều hướng từ dưới lên pttnet
Từ biểu đồ moment cho ta giá trị
Mgối2= 37.9 kNm, M gối3= 243.49kNm, M gối4= 190.46 kNm, M gối5= 24.46 kNm
Mnhịp1=16.69 kNm, Mnhịp2= -49.66 kNm, Mnhịp3= -72.91 kNm, Mnhịp4= -92.52kNm,
Mnhịp5=31.27 kNm
Từ biểu đồ lực cắt cho ta giá trị
Qmax= 194 kN
5.1. Tính toán cốt thép chịu lực trong dầm móng
h0b = h – a = 0.8 – 0.05 = 0.75(m)
Xác định vị trí trục trung hòa

So sánh Mf với tất cả các giá trị Momen tại nhịp và gối được xuất ra từ biểu đồ
Sap2000
Ta kết luận Mf>Mmax (của cả gối và nhịp)


trục trung hòa đi qua cánh, tính theo tiết diện hình chữ nhật.

1
3

6
5

4

2

5.1.1. Tính toán thép số 1 (thép tại nhịp)

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 20


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược.Vì moment tại các nhịp nhỏ và phải đảm
bảo hàm lượng thép nên ta chọn moment tại nhịp lớn nhất để tính và bố trí thép cho tất cả
các nhịp đó.

tiết diện tính là hình chữ nhật có kích thước: 2×0.8

• Diện tích cốt thép tại mặt cắt:

Chọn thép : As= 942(mm2) = 320
• Hàm lượng thép

•

Kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện:

đạt yêu cầu
Vậy ta dùng 320 để bố trí cho thép ở nhịp 1, 2, 3, 4, 5
5.1.2. Tính toán thép số 2 (thép tại gối)
Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược.Vì moment tại các gối nhỏ và phải đảm bảo

hàm lượng thép nên ta chọn moment tại nhịp lớn nhất để tính và bố trí thép cho tất cả các
nhịp đó.

tiết diện tính là hình chữ nhật có kích thước: 2×0.8

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 21


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

• Diện tích cốt thép tại mặt cắt:

Chọn thép : As= 1257(mm2) = 420
• Hàm lượng thép

•

Kiểm tra khả năng chịu lực của cấu kiện:

đạt yêu cầu
Vậy ta dùng 420 để bố trí cho thép ở gối 2, 3, 4, 5
Tại gối 2 và 5, để tiết kiệm thép, ta tiến hành cắt thép (Cắt 220) Vị trí cắt thép phải tuân
thủ điều kiện : nằm ngoài khoảng tính từ trục và khoảng cách 2 vị trí cắt phải lớn hơn
Gối

2
5

Vị trí cắt cách gối
(mm)
Bên trái gối 2: 300
Bên phải gối 2: 1300
Bên trái gối 5: 1000
Bên phải gối 5: 300

5.1.3. Tính cốt đai số 3
Lực cắt lớn nhất trong dầm móng
= 194 kN
• Kiểm tra điều kiện tính toán
Bê tông đủ khả năng chịu lực cắt
• Chọn cốt đai ϕ8 (h>800mm), số nhánh cốt đai n = 2
Trên đoạn dầm gần gối tựa (đoạn L/4)
Trên đoạn dầm giữa nhịp (đoạn L/2)

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 22


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

Để đảm bảo cốt đai chịu lực bao trùm hết vết nứt nghiêng, ta phải bố trí đoạn cốt đai chịu
lực ở đầu dầm lớn hơn h0 = 750 mm

°
45

s

1

h

s

2

0

5.1.4. Tính thanh thép số 4

tt
pmax
(net)

•

Phản lực ( tính trên bề rộng 1m )

•

Diện tích cốt thép

Vậy chọn ϕ12 a 150
5.1.5. Tính thanh thép số 5
Chọn ϕ12 a 200
5.1.6. Tính thanh thép số 6
Chọn 2ϕ12

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 23


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: DƯƠNG HỒNG THẨM

5.2.

SVTH: ĐỖ THỊ BÍCH LÊ

MSSV: 1251022091

trang 24