Đồ án nền móng đề VII9

ĐỀ BÀI VII-9:
Trên một sườn đá gãy khúc người ta đắp một khối đất sét pha và dự tính
xây nhà công nghiệp cách vai dốc 3m với chiều rộng nhà là 7m chạy dài theo mái
dốc, chiều dày của tường là 0,4m.

Hình 1
Các số liệu như sau:
Góc dốc (độ): α1 = 130, α1 = 130, α2 = 320, α3 = 260, α4 = 310.
Tải trọng q (T/m) = 30
Khối lượng thể tích TN γw = 1.84 (T/m3)
Độ ẩm W = 30%
Khối lương riêng γs = 2.73 (T/m3)


Góc ma sát trong φ = 160
Lực dính kết c = 0.21 kG/cm2
Hệ số rỗng ứng với các cấp áp lực P= 1,2,3,4 kG/cm 2 là ε1 = 0.73, ε2 = 0.68,
ε3 = 0.66, ε4 = 0.65.
Yêu cầu:
Xác định áp lực của khối trượt trên sườn đá.
Thiết kế móng dưới tường nhà công nghiệp.
Vẽ đồ thị biểu diễn trạng thái ứng suất thẳng đứng σz = 0.6ptc, σz = 0.4ptc,
σz = 0.2ptc
4. Tính độ lún cuối cùng lớn nhất của móng ( bỏ qua ảnh hưởng của lớp đá
1.
2.
3.

cứng)

1.

Tính toán áp lực của khối trượt trên sườn đá.
Để tính toán áp lực của khối trượt trên sườn đá chúng ta cần thực hiện

các bước sau:
• Tính toán kích thước của khối đắp
• Chia khối đắp thành các lăng thể phân tố với mặt trượt của mỗi phân
tố là mặt phẳng như hình vẽ trên (kích thước của từng phân tố được
•
•
•
•

•

ghi trên hình vẽ). Sau đó tính diện tích của từng lăng thể.
Tính trọng lượng của các lăng thể phân tố: Gi theo công thức sau
Gi= γ.Fi
Tính tải trọng phụ thêm tác dụng lên các phân tố Pi
Tính tổng tải trọng tác dụng lên các lăng thể phân tố: Qi = Gi + Pi
Tính lực pháp tuyến Ni và lực tiếp tuyến Ti như sau:
Ni= Qi. cosi
Ti= Qi. sini
Tính chiều dài toàn bộ mặt trượt L Từ đó tính tổng lực dính trên toàn
bộ mặt trượt Ci.Li


1,84.22,35

=22.35
(6.5+5.3).2/2

=41,1
1,84.11,8

3

30.2

=11.8
(5.3+2.9).5/2

=21,7
1,84.20,5

=60
30.5

4

=20.5
(2.9+2.4).1/2

=37,7
1,84.2,65

=150

5

=2.65

=4.9
1,84.4,8

6

2,4.4/2 =4.8

=8.8

41.1

Ni

0

81.7
187.7

0

4.9

0

8.8

=60.2

41,1.cos32
=34.9
81,7.cos32
=69.3
187,7.cos2
6 =168.7
4,9.cos26
=4.4
8.8.cos31
=7.5

Ti

(8.4+6.5).3/2

61,8.cos13

Ci.Li

2

61.8

Ni.tgφ

=61,8

0

tgφ

=33.6

Qi = Gi+ Pi

Gi=γ.Fi (T/m)
1,84.33,6

Pi (T/m)

Diện tích Fi (m2)
1/2. 8,4. 8

Lăng thể số
1

η

0.29

17.46

17.22

13.9

2.49

0.29

10.12

7.4

21.8

1.46

0.29

20.1

4.9

43.3

0.98

0.29

48.92

11.7

82.3

0.85

0.29

1.28

2.3

2.1

0.87

0.29

2.18

9.8

4.5

0.91

Bảng 1
•

Tính áp lực trượt cho từng lăng thể phân tố:
Ei + Ni.tgφi + C.Li –Ti – Ei-1 =0
E6 – E5 = N6.tgφ6 + C.L6 –T6 = 7,5.0,29 +0,21.4,67 – 4,5 = -1,344
→ E5 = 1,344


E5– E4 = N5.tgφ5 + C.L5 –T5 = 4,4.0,29 +0,21.1,1 – 2,1 =0,468
→ E4 = 0,876
E4– E3= N4.tgφ4 + C.L4 –T4 = 168,7.0,29 +0,21.5,56 – 82,3 = -32,21

→ E3 = 33,086
E3 – E2 = N3.tgφ3 + C.L3 –T3 = 69,3.0,29 +0,21.2,34 –l
43,3 = -22,71
→ E2 = 55,796
E2 – E1 = N2.tgφ2 + C.L6 –T6 = 34,9.0,29 +0,21.3,5 – 21,8 = -10,94
→ E1 = 66,736


2.
•
•

Thiết kế móng dưới tường nhà công nghiệp (móng băng).
Chọn chiều sâu đặt móng là h=1,5 m
tb = 2
Chiều rộng móng (b) được xác định theo công thức sau:
b2 + K1.b – K2 =0 (1)
Trong đó, hệ số K1, K2 được xác định như sau:

Tra bảng với φ = 160 ta có: A= 0,29 ; B= 2,43 ; D= 5. Thay vào biểu thức
trên có:

•
•

Thay K1, K2 vào công thức (1) ta có: b2 + 26,6.b – 56,2 =0
→ b= 1,96 (m)
Chọn b=2(m)
Kiểm tra điều kiện kích thước móng :
Chọn hm= 0,45 (m) → tgαtk = = = 1,78thỏa mãn)

Kiểm tra chiều dày làm việc của móng:
ho = hm-0,04 = 0,45-0,04=0,41 (m)
Chiều dày tối thiểu làm việc của móng:
homin = (2)

Trong đó:
-

Q là lực cắt dưới móng: Q= a.σ
a là khoảng cách từ mép móng đến mép tường: a= =0,8
σ là ứng suất dưới đáy móng: σ=
G là trọng lượng móng: G= γtb.b.h =2.2.1,5 =6(T/m)
Chọn n=1,1 → σ= =19,5 (T/m2)
→Q = 0,8.19,5 =15,6(T/m)

-

Rcp là sức chống cắt cho phép:
Chọn m=1, mac bê tông BT= 100# → Rcp =100 (T/m2)
Thay Q, Rcp vào công thức 2 ta có:


•

•

•

homin = = 0,156 < ho= 0,41 ( thỏa mãn)
Kiểm tra điều kiện chịu lực của nền đất cho tường nhà công nghiệp theo

công thức quy phạm với φ = 160 ta có:
Rtc = (A.b+ B.h).γ +D.c = (0,29.2 + 2,17.1,5).1,84 + 5.2,1= 21,9
σtb = = = 2,57 < Rtc ( thỏa mãn)
→nền đất ổn định
Tính toán khối lượng cốt thép bố trí cào móng
- Diện tích cốt thép cho 1m dài móng:
Fa = (3)
Trong đó:
- M = .a.Q = =6,24 (T)
- Chọn ma =1, m=1
2
- Ra tra bảng với thép chọn để sử dụng là CT3: Ra = 21000 (T/m )
- Thay các giá trị vào công thức (3) ta có:
Fa = = 1,14.10-3 (m2)
Chọn thép chính là CT3 có đường kính Ф = 16
→ fa = = = 2,01.10-4 (m2)
- na = = = 5,67
→Chọn na = 6 thanh.
- Khoảng cách giữa các thanh:
Ca = = = = 0,17 (m)
- Chọn thép buộc có đường kính Ф = 6
Cấu tạo móng và bố trí thép trong móng


Hình 2: Móng băng dưới tường nhà công nghiệp


3.

Vẽ biểu đồ σz theo phương thẳng đứng và đường cùng ứng suất σ z =

0.6ptc, σz = 0.4ptc, σz = 0.2ptc
3.1. Vẽ đồ thị biểu diễn trạng thái ứng suất thẳng đứng σz

Độ sâu z (m)
0
0.5
1
1.5
2
3
4
6
8
10
12

z/b
0.25
0.50
0.75
1.00
1.50
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00

y/b

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

Kz
1
0.96
0.82
0.67
0.55
0.4
0.31
0.21
0.16
0.13
0.11

Bảng 2

σz
15.24
14.63

12.497
10.211
8.382
6.096
4.7244
3.2004
2.4384
1.9812
1.6764

σbt
2.76
3.68
4.6
5.52
6.44
8.28
10.12
13.8
17.48
21.16
24.84



3.2.Vẽ đồ thị đường cùng ứng suất σz = 0.6pgl, σz = 0.4pgl, σz = 0.2pgl
Pgl = P – γ.h= + γtb.h - γ.h = + 2.1,5- 1,84.1.5 = 15.24 (T/m2)
Vẽ các mắt lưới tạo bởi các trục xác định K z và từ đó xác định σz theo bảng
sau:

y1/b=0
z (m)

z/b

0

-

Kz
1

0.5

0.25
0.50
0.75
1.00
1.50
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00

0.96
0.82
0.67
0.55
0.4

0.31
0.21
0.16
0.13
0.11

1
1.5
2
3
4
6
8
10
12

σz

y1/b=0.25

15.240

Kz
1

14.630
12.497
10.211
8.382
6.096

4.724
3.200
2.438
1.981
1.676

0.9
0.74
0.61
0.51
0.38
0.31
0.21
0.16
0.13
0.1

σz

y1/b=0.5
σz

y1/b=0.75

15.240

Kz
0.6

Kz

0.3

9.144

13.716
11.278
9.296
7.772
5.791
4.724
3.200
2.438
1.981
1.524

0.5
0.48
0.45
0.41
0.33
0.28
0.2
0.15
0.12
0.1

7.620 0.28
7.315 0.27
6.858 0.26
6.248 0.25

5.029 0.245
4.267 0.24
3.048 0.185
2.286 0.145
1.829 0.12
1.524
0.1

σz
4.572
4.267
4.115
3.962
3.810
3.734
3.658
2.819
2.210
1.829
1.524


y1/b=1

y1/b=1.5
y1/b=2
z (m)
z/b
σz
σz

σz
Kz
Kz
Kz
0
0
0
0.5
0.25
0.02
0.305
0
0
1
0.50
0.08
1.219
0.02
0.305
0
1.5
0.75
0.15
2.286
0.04
0.610
0.02
0.305
2
1.00

0.19
2.896
0.07
1.067
0.03
0.457
3
1.50
0.21
3.200
0.11
1.676
0.06
0.914
4
2.00
0.2
3.048
0.14
2.134
0.08
1.219
6
3.00
0.17
2.591
0.13
1.981
0.07
1.067

8
4.00
0.14
2.134
0.12
1.829
0.1
1.524
10
5.00
0.12
1.829
0.11
1.676
0.09
1.372
12
6.00
0.1
1.524
0.1
1.524
Bảng 3
Từ các giá trị tính toán theo bảng ta tìm các giá trị có cùng trị số ứng suất σz
= 0.6pgl = 9.144T/m, σz = 0.4pgl = 6.096(T/m), σz = 0.2pgl = 3.048 (T/m) sau
đó biểu thị kết quả trên đồ thị ta có đồ thị sau:


3

2.5

2

1.5

1

0.5

0.5

0.5

1

1.5

2

2.5

3

4

5

6

7

Hình 4

1

1.5

2

2.5

3


4.Độ lún cuối cùng
- Khối lượng thể tích khô γc= ==1,42
- Hệ số rỗng ban đầu eo= - 1= -1 = 0.92
- Từ kết quả của bảng 2 ta vẽ được biểu đồ ứng suất σz ,σbt như sau:
Hình 5
Hình 6: Đường cong nén lún


z
(m)
0
0.5
1
1.5
2

3
4
6
8
10
12

z/b

Kz

σz

σz

(T/m2) (T/m2)

σbt

P1i

P2i

(T/m2 (T/m2 (T/m2
)

)

e1i

e2i

)

Si
(cm)

0.69
-

1

15.240

14.935

2.76

3.22

18.16

0.85

5
0.69

4.19

0.25

0.96 14.630

13.564

3.68

4.14

17.70

0.81
0.80

7
0.69

3.12

0.50

0.82 12.497

11.354

4.6

5.06

16.41

5

8
0.69

2.96

0.75
1.00

0.67 10.211
0.55 8.382

9.296
7.239

5.52
6.44

5.98
7.36

15.28
14.60

0.8
0.76

9

0.7
0.70

2.81
3.41

1.50

0.4

6.096

5.410

8.28

9.2

14.61

0.74

5
0.69

2.01

2.00

0.31

4.724

3.962

10.12

11.96

15.92

0.7
0.69

9
0.69

0.12

3.00

0.21

3.200

2.819

13.8

15.64

18.46

8

4
0.68

0.47

4.00

0.16

2.438

2.210

17.48

19.32

21.53

0.69
0.68

5

0.59

5.00
6.00

0.13
0.11

1.981
1.676

1.829

21.16
24.84

23

24.83

1

Bảng 4

0.68 0.12
Tổng 19.80