Thiết kế nền móng cho 1 công trình xây dựng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (436.57 KB, 47 trang )
Nền & Móng
Đồ án môn học
THIẾT KẾ NỀN MÓNG CHO MỘT CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
----------***---------Phần I: Số liệu thiết kế
1.Sơ đồ mặt bằng công trình
TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO MÓNG THEO SƠ ĐỒ 1
3500
3500
3500
M1
3500
30
6000
6000
3500
30
3500
3500
M2
6000
6000
6000
6000
3500
Så Âäö I
2.Số liệu về tải trọng:
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 1
3500
3500
Nền & Móng
Đồ án môn học
CỘT GIỮA
TỔ HỢP CƠ BẢN
CỘT BIÊN
TỔ HỢP BỔ SUNG
TỔ HỢP CƠ BẢN
TỔ HỢP BỔ SUNG
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
N
(T)
M
(Tm)
Q
(T)
80.8
2.3
1.5
96.15
4.1
2.1
75.8
2.8
1.5
82.7
1.02
1.95
3.Số liệu về kích thước cột:
60 x 35 (Cm x Cm)
4.Sơ đồ nền đất:
Chỉ tiêu cơ lý của đất :
N0
Lớp đất
11
Á cát
30
Sét
02 Cát hạt vừa
Chiều Tỷ
γ
W(%)
dày (m) trọng (g/cm3)
4
3
∞
2.67
2,71
2,66
1,97
1,97
1,96
26
23
20
Wnh
(%)
Wd
(%)
28
33
-
24
14
-
C
ϕ
(độ) (Kg/cm2)
21
16
30
0,20
0,32
0,06
*Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3m;
5.Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún:
STT
Lớp Đất
H (m)
11
30
02
Á cát (4m)
Sét (3m)
Cát hạt vừa (∞)
Hệ số rỗng ei của các cấp áp lực Pi (kG/cm2)
e0
0.708
0.692
0.629
P1 = 1
e1
0.675
0.660
0.594
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
P2 = 2
e2
0.651
0.641
0.572
P3 = 3
e3
0.638
0.629
0.558
P4 = 4
e4
0.630
0.619
0.550
Trang 2
Nền & Móng
Đồ án môn học
*Độ lún giới hạn : Sgh = 8 cm.
Phần 2: Đánh giá tình hình địa chất và đề xuất phương án Thiết kế Nền Móng:
1. Đánh giá các chỉ tiêu Cơ lý của nền đất :
1.1 Lớp 1: Á cát
Chiều dày : 4 m
Đánh giá trạng thái:
-Dựa vào độ sệt B
B= ( W-Wd)/(Wnh – Wd) = (26% - 24%)/(28% - 24%) = 0.5.
Với độ sệt B = 0.5 nằm trong khoảng 0 <= B <= 1 Đây là lớp đất cát pha (á cát) thuộc
trạng thái dẻo.
- Độ bảo hoà nước:
Dựa vào hệ số rỗng tự nhiên eo:
eo1 = 0,708
G = 0.01WΔ / e = (0.01*26*2.67)/0.708 = 0.98 > 0.8 Đất thuộc trạng thái bảo hoà nước.
-Dung trọng đẩy nổi :
γ (∆ − 1) 1 * (2.67 − 1)
γ dn = n
=
= 0.9778( g / cm 3 ).
1 + e0
1 + 0.708
-Đánh giá mức độ nén lún của lớp đất Á cát:
Cấp tải trọng (Kg)
0
Hệ số rỗng (Kg/cm2)
0.708
Hệ số nén lún a (cm2/kG))
1
2
0.675
0.033
3
0.651
4
0.638
0.024
0.013
0.63
0.008
1.2 Lớp 2 :Sét
Chiều dày : 3 m
Đánh giá trạng thái:
-Dựa vào độ sệt B
B= ( W-Wd)/(Wnh – Wd) = (23% - 14%)/(33% - 14%) = 0.47.
Với độ sệt B = 0.47 nằm trong khoảng 0.25 < B <= 0.5 Đây là lớp đất sét thuộc
trạng thái dẻo.
- Độ bảo hoà nước:
Dựa vào hệ số rỗng tự nhiên eo:
eo2 = 0,692
G = 0.01WΔ / e = (0.01*23*2.71)/0.692 = 0.9 > 0.8 Đất thuộc trạng thái bảo hoà nước.
-Dung trọng đẩy nổi :
γ (∆ − 1) 1 * (2.71 − 1)
γ dn = n
=
= 1.011( g / cm 3 ).
1 + e0
1 + 0.692
-Đánh giá mức độ nén lún của lớp đất Sét:
Cấp tải trọng (Kg)
Hệ số rỗng (Kg/cm2)
Hệ số nén lún a (cm2/kG))
0
0.692
1
0.66
0.032
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
2
0.641
0.019
3
0.629
0.012
4
0.619
0.01
Trang 3
Nền & Móng
Đồ án môn học
1.3 Lớp 3 :Cát hạt vừa
Chiều dày : ∞
Đánh giá trạng thái:
-Dựa vào độ chặt:
Ta có hệ số rỗng tự nhiên e = 0.629 Đây là lớp đất cát hạt vừa có độ chặt vừa.
- Độ bảo hoà nước:
Dựa vào hệ số rỗng tự nhiên eo:
eo3= 0,629
G = 0.01WΔ / e = (0.01*20*2.66)/0.629 = 0.85 > 0.8 Đất thuộc trạng thái bảo hoà nước.
-Dung trọng đẩy nổi :
γ (∆ − 1) 1 * (2.66 − 1)
γ dn = n
=
= 1.019.( g / cm 3 ) .
1 + e0
1 + 0.629
-Đánh giá mức độ nén lún của lớp đất Cát hạt vừa:
Cấp tải trọng (Kg)
0
Hệ số rỗng (Kg/cm2)
Hệ số nén lún a (cm2/kG))
0.629
1
0.594
0.035
2
0.572
0.022
3
0.558
0.014
4
0.55
0.008
2. Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất:
Đất nền ta đang thiết kế gồm 3 lớp:
+ Lớp 1 là lớp đất cát pha (Á cát), ở trạng thái dẻo, bão hoà nước, có chiều dày 4 m.
+ Lớp 2 là lớp đất sét, ở trạng thái bão hoà nước, dẻo có chiều dày 3 m.
+ Lớp 3 là lớp đất cát hạt vừa, ở trạng thái bảo hoà nước, có độ chặt vừa chiều dày rất lớn.
3.Đề xuất Phương án thiết kế Móng
-Do tất cả các lớp đều có hệ số rỗng tự nhiên e 0 < 1 nên ta có thể đặt móng của công
trình lên trên nền đất tự nhiên không cần qua xử lý. Ta thiết kế móng theo hai phương án:
a.Phương án 1: Thiết kế và tính toán móng nông bằng bê tông cốt thép (loại móng đơn)
-Thiết kế và tính toán móng cho cột giữa.
-Thiết kế và tính toán móng cho cột biên (lệch tâm).
b.Phương án 2: Thiết kế và tính toán móng cọc đài thấp bao gồm:
-Thiết kế và tính toán móng cho cột giữa.
-Thiết kế và tính toán móng cho cột biên.
Phần 3: Thiết kế và tính toán Nền Móng:
THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG
I. Thiết kế và tính toán Móng nông cột giữa
1. Chọn vật liệu làm móng.
Vật liệu làm móng được chọn là Bêtông cốt thép.
Bê tông dùng cho móng nông là: M 200 có Rn = 90 kg/cm2
Rk = 7,5 kg/cm2
2
cốt thép CI : Rađ = 2000 kg/cm
cốt thép CII : Ra = 2600 kg/cm2
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 4
Nền & Móng
Đồ án môn học
2. Chọn chiều sâu chôn móng:
Từ điều kiện địa chất thuỷ văn ta thấy mực nước ngầm ở độ sâu 3 m. Lớp thứ nhất là
lớp đất cát pha (Á cát), ở trạng thái dẻo, bão hoà nước, có chiều dày 4 m.
Ta không nên chôn sâu móng dưới mực nước ngầm vì ảnh hưởng đến tuổi thọ của
móng và khó khăn cho thi công ta nên đặt móng nằm trên hẳn mực nước ngầm để tránh
móng bị phá hoại do ăn mòn, vậy ta nên chôn móng nhỏ hơn 3 m.
Chọn chiều sâu chôn móng hm = 2 m.
+ Móng chôn ở lớp á cát cách mặt nước ngầm 1m.
+Móng chôn ở lớp á cát (dày 4 m) có :
ϕ tc = 210 ; C tc = 0.20(kG / cm 2 ) = 2(T / m 2 ).
3.Sơ bộ xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn :
a. Xác định tải trọng tác dụng lên đỉnh móng :
Theo đầu bài ta có tải trọng tác dụng lên đỉnh móng với tổ hợp tải trọng cơ bản là:
Ntt = 80.8 T
Mtt = 2,3 Tm
Qtt = 1,5 T
Với tổ hợp tải trọng bổ sung là :
Ntt = 96.15 T
Mtt = 4.1 T.m
Qtt = 2,1 T
Do việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ 2 nghĩa là trạng thái giới hạn và biến
dạng của đất nền. Do biến dạng đất nền tăng theo thời gian, nên tải trọng tác dụng lâu dài
mới có ý nghĩa trong tính toán. Còn tải trọng tác dụng tạm thời không có ý nghĩa trong tính
toán. Do vậy tổ hợp tải trọng được dùng trong tính toán là tổ hợp cơ bản.
Cho nên tải trọng tiêu chuẩn được xác định theo công thức vi phạm với n =1,2.
Ntc= Ntt/n = 80.8 / 2 =67,333 (T)
Mtc= Mtt/n = 2.3/1.2 = 1.917 (Tm)
Qtc = Qtt/n = 1.5/1.2 = 1.250 (T)
b. Xác định diện tích đáy móng :
Ta chọn kích thước của móng sao cho với chiều sâu chôn móng là h = 2 m thì phải đủ
để đảm bão điều kiện biến dạng: S ≤ [Sgh].
Để tính độ lún S thì khi tải trọng tác dụng của công trình tác dụng vào móng truyền xuống
đất nền xuất hiện ứng suất phụ. Nếu tải trọng càng lớn thì ứng suất càng dần đến một giá trị
nào đó thì quan hệ giữa ứng suất và biến dạng không còn quan hệ tuyến tính nữa mà là quan
hệ bậc cao tức là khi đó xuất hiện vùng biến dạng dẻo của nền dưới đế móng. Vùng biến
dạng dẻo sẽ xuất hiện ứng suất cục bộ và phá hoại đất nền khi tải trọng tăng lên.
Vậy ứng suất dưới đáy móng là σtbtc ≤ Rtc thì có thể xem ứng suất và biến dạng dưới đế
móng quan hệ tuyến tính với nhau.
Ta có
Với
N TC + G N TC
=
+ γ tb .hm
σ =
a.b
α .b 2
tc
(a)
a,b: là kích thước đáy móng
G : là trọng lượng của móng và đất nền trong phạm vi đáy móng
α: tỉ lệ a/b
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 5
Nền & Móng
Đồ án môn học
hm : chiều sâu chôn móng
gtb :dung trọng trung bình của đất và móng (gtb= 2 T/m2).
*Mặt khác theo quy phạm ta xác định được áp lực tiêu chuẩn của nền đất là R tc theo
công thức sau:
Rtc = m[(Ab + Bhm)γ + D.C ] (b)
Với m là hệ số kể đến điều kiện làm việc của móng, chọn m = 1.
Giả thiết áp lực dưới đáy móng bằng RTC
σtc = Rtc (c)
Dựa vào 3 điều kiện trên (a), (b) và (c)
Ta có phương trình sau
b3 + k1 b2 - k2 = 0 (1)
Xác định các hệ số và giải phương trình tìm b
γ tb .hm
c
K1 = M1.hm+M2. tc - M3
m.γ
γ
K2 = M3
N 0tc
m.γ .α
Trong đó:
Với Ntc = 67,333 T lực dọc do công trình truyền xuống móng.
γ tb = 2 T/m3 dung trọng trung bình của vật liệu làm móng và đất đắp trên móng.
γ =1,97T/m3
C tc = 0.20(kG / cm 2 ) = 2(T / m 2 )
α = a/b = 1,4
Móng đặt trên nền đất có φ = 21o tra bảng.
M1 = 5,78
M2=10,42
M3= 1,783
Thay các giá trị vào ta được:
K1 = 5.78*2+ 10,42*
K2 = 1,783*
2
2*2
-1,783*
= 18,518
1,97
1,97
67,333
= 43,530.
1 *1,4 * 1,97
Thay k1, k2 vào trong phương trình (1) ta được:
b3 + 18,518 b2 - 43,530 = 0 (2)
giải phương trình (2) ta có b = 1,476 m.
Để tiện cho thi công người ta chọn b = 1,5 m.
Suy ra a = 1,4. 1,5 = 2,1 m .
a = 2,1m
b = 1,5m
Vậy kích thước sơ bộ là :
Ta chọn F = a.b = 2,1*1,5 = 3,15(m2).
c.Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn :
Do móng chịu tải trọng lệch tâm nên kích thước đáy móng phải thoả mãn hai điều kiện sau :
- Ứng suất trung bình tại đáy móng phải nhỏ hơn hoặc bằng cường độ áp lực tiêu
chuẩn của nền đất .
- Trị số ứng suất lớn nhất tại đáy móng phải nhỏ hơn hoặc bằng 1,2 lần cường độ áp
lực tiêu chuẩn của nền đất.
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 6
Nền & Móng
Đồ án môn học
σ tbd ≤ R tc (1)
d
σ max ≤ 1,2 R tc (2)
Kích thước hợp lý nhất của đáy móng đựoc xác định từ điều kiện (1) trong trường hợp xảy
ra phương trình.
+Tính cường độ tiêu chuẩn Rtc của nền đất(Áp lực tiêu chuẩn của nền đất tại mặt phẳng đáy
móng.lực tiêu chuẩn của nền đất tại mặt phẳng đáy móng.).
Rtc = m(A*b + B*hm) γ + D*Ctc
Với : +A ;B ;D hệ số phụ thuộc ϕ tc = 210 ; Tra bảng ta có A = 0,56 ;B = 3,25 ;D = 5,85
+m =1 : Hệ số điều kiện làm việc
+ C tc = 0.20(kG / cm 2 ) = 2(T / m 2 )
+ γ = 1,97 (g/cm3)
+b =1,5 m .
⇒ R tc = 1 * (0,56 * 1,5 + 3,25 * 2) * 1,97 + 5,85 * 2 = 26,16(T / m 2 ).
+Xác định ứng suất dưới đáy móng :
tc
tc
tc
σ tctb = σ maz − σ min = N + γ tb .hm ;
2
F
tc
M tc
N
σ max
+ γ tb .hm ±
=
; T/m2.
Wx
F
tc
Thay các giá trị vào ta có :
σ
tc
tb
=
tc
σ max
σ
tc
min
67,333
+ 2 * 2 = 25,38 (T/m2)
3,15
1,917 + 1,250 * 2
= 25,38 +
6 = 29,39 (T/m2)
1,5(2,1) 2
1,917 + 1,250 * 2
= 25,386 = 21,37 (T/m2) > 0
1,5(2,1) 2
Kiểm tra điều kiện :
σ tbtc = 25,28(T / m 2 ) < 26,16(T / m 2 )
⇒ tc
σ max = 29,39(T / m 2 ) < 1,2 R tc = 1,2 * 26,16 = 31,39(T / m 2 )
Kết luận: Với độ sâu chôn móng hm=2; kích thước móng a.b = 2,1*1,5 m2 thoả mãn yêu
cầu về cường độ của nền đất;
d.Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH II:
Nhằm hạn chế biến dạng của nền, không cho biến dạng của nền lớn tới mức làm nứt nẻ, hư
hỏng công trình bên trên hoặc làm cho công trình bên trên nghiêng lệch lớn, không thoả
mãn điều kiện sử dụng. Để đảm bảo yêu cầu trên thì độ lún của nền phải thoả mãn điều
kiện :
S tt ≤ [ S gh ]
Trong đó : Stt _Độ lún tính toán của công trình thiết kế
[Sgh ]_Trị số giới hạn về biến dang của công trình, ở đây ta lấy [Sgh ] = 8 cm.
*Ta tính độ lún của công trình theo phương pháp cộng lún từng lớp :
n
S = ∑ Si
i =1
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 7
Nền & Móng
Đồ án môn học
* Trình tự tính toán lún:
-Xác định áp lực gây lún:
Pgl = σ tbtc − γ * hm
Trong đó :
Pgl : áp lực gây lún:
σ tctb : áp lực trung bình tiêu chuẩn do tải trọng công trình và trọng lượng
của móng cùng đất đắp trên móng gây ra tại mặt phẳng đáy móng.
Thay các giá trị vào ta được:
Pgl = 25,38 – 1,97*2 = 21,44 T/m2= 2,144 kG/cm2.
-Chia nền đất dưới đáy móng thành nhiều lớp phân tố với chiều dày:
hi ≤ 0,4b = 0,4.1,5 = 0,6 m.
Vậy ta chọn hi = 0,5m = 50cm;
-Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra:
n
σ zγ = γ * hm + ∑ γ i Z i
i =0
Trong đó: Zi độ sâu điểm thứ i tính từ đáy móng trở xuống.
Với những lớp đất nằm dưới mực nước ngầm thì ứng suất do trọng lượng bản thân đất
gây ra được tính theo công thức:
+ Từ độ sâu 0 m trở xuống 3 m ta dùng γ 1 = 1,97(g/cm3).
+ Từ độ sâu 3m trở xuống 4 m ta dùng γ dn1 thay cho γ 1
γ n (∆ − 1) 1 * (2.67 − 1)
=
= 0.9778(g / cm 3 ).
1 + e 01
1 + 0.708
+ Từ độ sâu 4m trở xuông 7m ta dùng γ dn 2 thay cho γ 2
γ (∆ − 1) 1 * (2.71 − 1)
γ dn 2 = n
=
= 1.011( g / cm 3 ).
1 + e02
1 + 0.692
+ Từ độ sâu 7m trở xuông ta dùng γ dn 3 thay cho γ 3
γ (∆ − 1) 1 * (2.66 − 1)
γ dn 3 = n
=
= 1.019.( g / cm 3 )
1 + e03
1 + 0.629
γ dn1 =
Tất cả các giá trị tính toán được thể hiện trong bảng 1
-Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún Pgl = 21,44 T/m2 gây ra:
σ zip = K0i .Pgl = 21,44 .K0i (T/m2)
l 2Z i
)
b b
với K0i là hệ số phụ thuộc vào ( ;
kết quả ta có các giá trị của σ zip , σ ziγ trong bảng 1;
lớp
điểm
Zi
2Zi/b a/b
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
koi
σ Zip
σ zibt = γ i hi
Trang 8
Nền & Móng
Đồ án môn học
đất
Á
CÁT
MNN
SÉT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(m)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
0
0.667
1.333
2
2.667
3.333
4
4.667
5.333
6
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1,4
1
0,889
0,632
0,414
0,254
0,198
0,145
0,111
0,087
0,070
(T/m2)
21,44
19,06
13,55
8,876
5,446
4,245
3,109
2,380
1,865
1,501
(T/m2)
3,940
4,925
5,910
6,399
6,888
7,394
7,899
8,405
8,910
9,416
30
20
0
Vẽ biểu đồ gây lún ( H1 )
3,940
25
0
21,44
1
2
3
6,399
8,876
4
5
6
7
8
9,416
9
1,501
H1 : SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỘT GIỮA
- Phạm vi tính lún từ biểu đồ ta có :
σ zigl < 0,2 * σ zibt
=> 1,501 < 0,2 .9,416 = 1,883 T/m2.
Vậy điểm chấm dứt tính lún tại điểm thứ 9.
-Tính lún cho các lớp phân tố theo công thức sau:
S = ∑ Si = ∑
e1i − e2i
hi ;
1 + e1i
Trong đó : S là độ lún ổn định cuối cùng của trọng tâm đáy móng;
e 1i , e 2i là hệ số rỗng của đất ứng với P1i ,P2i được xác định từ đồ thị
đường cong nén lún, biểu thị mối quan hệ giữa áp lực gây lún và hệ số rỗng của đất;
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 9
Nền & Móng
Đồ án môn học
Với :
σ ziγ + σ ziγ +1
P1i =
2
P2i = P1i + σ zip = P1i +
σ zip + σ zip+1
2
0,63
0,68529
0,68526
0,68742
0,708
0,6905
hi :chiều dày của phân tố đất thứ i
0,619
0,66313
0,66193
0,692
0,66691
0,66561
0,66433
1
0,7141
0,9163
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 10
Nền & Móng
0,65563
0,65706
0,65799
0,6581
0,65825
0,66512
0,65649
0,64798
0,64374
Đồ án môn học
1,0846
1,0781
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 11
Nền & Móng
Đồ án môn học
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.
Bảng 2
Lớp đất
Á cát
Sét
điểm
hi
(m)
P1i
(T/m 2)
P2i
(T/m 2)
e1i
e2i
(kg/cm2) (kg/cm2)
Si
(cm)
1
0.5
4,433
24,683
0,6905
0,6437
1,384
2
0.5
5,418
21,723
0,6874
0,6480
1,167
3
0.5
6,155
17,368
0,6853
0,6565
0,854
4
0.5
6,644
13,805
0,6852
0,6651
0,596
5
6
7
8
9
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
7,141
7,647
8,152
8,658
9,163
11,987
11,324
10,897
10,846
10,781
0,6669
0,6656
0,6643
0,6631
0,6619
0,6582
0,6581
0,6580
0,6571
0,6560
0,261
0,225
0,189
0,180
0,178
⇒ Độ lún tổng cộng S = ∑ S i = 5,034 cm < Sgh=8cm ;
*Kết luận : Thoả mãn điều kiện về độ lún.
e.Kiểm tra ổn định chung cho móng: (Lật, trượt)
Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính:
Ntt = 96,15 T
M tt = 4,20 T.m
Q tt = 2,10 T
1,Kiểm tra điều kiện ổn định trượt của móng:
Điều kiện đảm bảo móng không bị trượt theo mặt phăng đáy móng là: Tổng lực xô ngang
≤ lực ma sát giữa nền và móng, nghĩa là.:
nHtt ≤ f(Gtt +Ntt)no
Trong đó : Htt là tổng lực xô ngang tác dụng lên móng: Htt = Qtt = 2,1T;
f : hệ số lự ma sát giữa móng và đất nền - Với lớp đặt móng là Á cát ở trạng
thái dẻo, bão hoà nước ,tra bảng có f = 0,35.
no:hệ số vượt tải của tải trọng thẳng đứng lấy no = 0,8.
n:hệ số vượt tải của tải trọng ngang lấy n = 1,5.
Gtt = γ tb hmF = 2 .2 . 1,5.2,1 =12,6 T.
Ntt Tải trọng tính toán thẳng đứng tác dụng lên móng .
tt
⇒ f(G +Ntt) = 0,35(96,15+12,6).0,8 = 30,45 T > 2,1.1,5 =3,15 T.
⇒ Vậy điều kiện ổn định về trượt ngang của móng được thoả mãn.
2,Kiểm tra điều kiện ổn định chống lật của móng:
Do ứng suất dưới đáy móng có trị số dương nên móng không bị lật , ta không cần kiểm tra
điều kiện này.
*Kết luận: Với kích thước và độ sâu chôn móng đã chọn , móng được đảm bảo điều kiện về
ổn định vị trí.
7. Tính toán độ bền của móng:
Do tính toán theo trạng thái thứ nhất nên dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung :
:
Ntt = 96,15 T
Mtt = 4,10 T.m
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 12
Nền & Móng
Đồ án môn học
Qtt = 2,10 T
Tính toán móng theo độ bền cũng là tìm chiều cao (chiều dày) của móng h c sao cho
móng đủ khả năng chịu lực.Ta xác định hc theo ba điều kiện sau:
- Điều kiện cắt trực tiếp
- Điều kiện chọc thủng (phá hoại theo mặt phẳng nghiêng)
- Điều kiện chịu uốn
Chọn chiều cao của móng là hc = 0,5 +0,05 = 0,55m
Trong đó :- h0 = 0,5m là chiều cao làm việc của móng.
-c = 0,05m : chiều dày lớp bảo vệ .
Thông thường với móng cấu tạo bằng bê tông cốt thép ta chỉ kiểm tra theo điếu kiện
chọc thủng (phá hoại theo mặt phẳng nghiêng) vì điều kiện cắt trực tiếp luôn thoả mãn,còn
điều kiện chịu uốn do cốt thép chịu.
Nội dung kiểm tra:
Điều kiện : Pttct 0,75RkUtbh0
Trong đó :
- Pttct lực chọc thủng tính toán bằng hiệu số giữa lực dọc tính toán và phản lực nền
trong phạm vi đáy tháp chọc thủng :
Pttct= Ntt - σ tbtt Fct
+ σ tbtt =
N tt
96,15
=
= 30,524 (T)
a * b 1,5 * 2,1
+ Fct = act + bct.
Với .act = ac + 2h0 = 0,6+2.0,5 = 1,6m;
.bct = bc+ 2h0 = 0,35+2.0,5 = 1,35m:
Thay vào công thức: Pct = 96,15 – 30,524.1,6.1,35 = 30,218 (T)
- 0,75 :hệ số an toàn:
- RK cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông
- Utb: chu vi trung bình hình tháp chọc thủng;
Utb = 2ac + 2bc +4h0
= 2.0,6+ 2.0,35 + 4.0,5 = 3,9 (m):
⇒ 0,75RkUtbh0 = 0,75.75.3,9.0,5 = 109,688 (T) > Pct = 30,218 T
Vậy điều kiện chọc thủng được thoả mãn.
-Làm lớp bêtông lót dày 10 cm
-Vữa ximăng cát vàng đá 4x6 M100.
9. Cấu tạo móng:
a.Xác định momen tính toán tại hai tiết diện I-I và II -II :
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 13
Nền & Móng
Đồ án môn học
N
M
Q
25 30
200
I
II
150
II
35
60
I
210
H2. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CỐT THÉP
Mômen theo tiết diện I-I (theo phương cạnh dài a):
I
tt
M I − I = 0,125.σ tb .b(a - ac);
Mômen theo tiết diện II-II (theo phương cạnh ngắn b):
II
tt
M II − II = 0,125.σ tb .a(b - bc)2
I
II
Trong đó : σ tb ,σ tb :ứng suất trung bình do phản lực nền gây ra trong phạm vi bên
phải tiết diện I-I và II-II.
Để đơn giản và thiên về an toàn ta lấy:
II
I
max
σ tb =σ tb =σ tb ;
max
Mx
Với σ tb = σ tb + W
x
tt
M tt + Q tt .hm
= σ tbtt +
b.a 2
6
4,1 + 2,1 * 2
= 30,524 + 1,5 * 2,12 = 38,052(T/m2);
6
vậy:
tt
+ M I − I = 0,125.38,052.1, 5(2,1-0,6)2 = 16,053 (T.m)
tt
+ M II − II = 0,125.38,052.2,1(1,5-0,35)2 = 13,210 (Tm);
b.Tính toán và bố trí cốt thép :
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 14
Nền & Móng
Đồ án môn học
Fa =
M
(cm2)
0,9.ma .Ra h0
-Theo phương cạnh dài :
16,053 * 1000
M Itt− I
F =
=
= 16,14 cm2;
0.9ma Ra h0 0,9 * 0,85 * 2600 * 0,5
I
a
Chọn thép φ 14 có fa = 1,539 cm2 :
FaI 16,14
+ Số thanh : n =
=
= 10,5 thanh → chọn n =11 thanh;
f a 1,539
1500 − 50 * 2
+Khoảng cách giữa các thanh : a =
=140(mm)
10
+chiều dài mỗi thanh :L=2040 mm.
Chọn lớp bảo vệ hai bên, mỗi bên 3 cm (tính từ đầu mút cốt thép ),đến thanh thép là 5 cm ;
-Theo phương cạnh ngắn:
FaII =
13,21 * 1000
M IItt − II
=
= 13,28 cm2;
0,9 * 0,85 * 2600 * 0,5
0,9ma Ra h0
Chọn thép φ 12 có fa = 1,131 cm2 :
FaII 13,28
=
= 11,74 → chọn n = 12 thanh;
f a 1,131
2100 − 50 * 2
+Khoảng cách giữa các thanh : a =
= 182(mm)
11
+ Số thanh : n =
+Chiều dài mỗi thanh :L=1440mm
Chọn lớp bảo vệ hai bên, mỗi bên 3 cm (tính từ đầu mút cốt thép ), đến thanh thép là 5 cm
II. Thiết kế và tính toán Móng nông cột biên
1. Chọn vật liệu làm móng.
Vật liệu làm móng được chọn là Bêtông cốt thép.
Bê tông dùng cho móng nông là: M 200 có Rn = 90 kg/cm2
Rk = 7,5 kg/cm2
cốt thép CI : Rađ = 2000 kg/cm2
cốt thép CII : Ra = 2600 kg/cm2
2. Chọn chiều sâu chôn móng:
+hm = 2 m.
+ Móng chôn ở lớp á cát cách mặt nước ngầm 1m.
+Móng chôn ở lớp á cát (dày 4 m) có :
ϕ tc = 210 ; C tc = 0.20(kG / cm 2 ) = 2(T / m 2 ).
3.Sơ bộ xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn :
a. Xác định tải trọng tác dụng lên đỉnh móng :
Theo đầu bài ta có tải trọng tác dụng lên đỉnh móng với tổ hợp tải trọng cơ bản là:
Ntt = 75,8 T
Mtt = 2,80 Tm
Qtt = 1,50 T
Với tổ hợp tải trọng bổ sung là :
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 15
Nền & Móng
Đồ án môn học
Ntt = 82,70 T
Mtt = 4,02 T.m
Qtt = 1,95 T
Do việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ 2 nghĩa là trạng thái giới hạn và biến
dạng của đất nền. Do biến dạng đất nền tăng theo thời gian, nên tải trọng tác dụng lâu dài
mới có ý nghĩa trong tính toán. Còn tải trọng tác dụng tạm thời không có ý nghĩa trong tính
toán. Do vậy tổ hợp tải trọng được dùng trong tính toán là tổ hợp cơ bản.
Cho nên tải trọng tiêu chuẩn được xác định theo công thức vi phạm với n =1,2.
Ntc= Ntt/n = 75,8 / 2 = 63,167(T)
Mtc= Mtt/n = 2,8/1.2 = 2,333 (Tm)
Qtc = Qtt/n = 1,5/1.2 = 1,250 (T)
b. Xác định diện tích đáy móng :
Ta chọn kích thước của móng sao cho với chiều sâu chôn móng là h = 2 m thì phải đủ
để đảm bão điều kiện biến dạng: S ≤ [Sgh].
Để tính độ lún S thì khi tải trọng tác dụng của công trình tác dụng vào móng truyền xuống
đất nền xuất hiện ứng suất phụ. Nếu tải trọng càng lớn thì ứng suất càng dần đến một giá trị
nào đó thì quan hệ giữa ứng suất và biến dạng không còn quan hệ tuyến tính nữa mà là quan
hệ bậc cao tức là khi đó xuất hiện vùng biến dạng dẻo của nền dưới đế móng. Vùng biến
dạng dẻo sẽ xuất hiện ứng suất cục bộ và phá hoại đất nền khi tải trọng tăng lên.
Vậy ứng suất dưới đáy móng là σtbtc ≤ Rtc thì có thể xem ứng suất và biến dạng dưới đế
móng quan hệ tuyến tính với nhau.
Ta có
Với
N TC + G N TC
=
+ γ tb .hm
σ =
a.b
α .b 2
tc
(a)
a,b: là kích thước đáy móng
G : là trọng lượng của móng và đất nền trong phạm vi đáy móng
α: tỉ lệ a/b
hm : chiều sâu chôn móng
gtb :dung trọng trung bình của đất và móng (gtb= 2 T/m2).
*Mặt khác theo quy phạm ta xác định được áp lực tiêu chuẩn của nền đất là R tc theo
công thức sau:
Rtc = m[(Ab + Bhm)γ + D.C ] (b)
Với m là hệ số kể đến điều kiện làm việc của móng, chọn m = 1.
Giả thiết áp lực dưới đáy móng bằng RTC
σtc = Rtc (c)
Dựa vào 3 điều kiện trên (a), (b) và (c)
Ta có phương trình sau
b3 + k1 b2 - k2 = 0 (1)
Xác định các hệ số và giải phương trình tìm b
γ tb .hm
c
K1 = M1.hm+M2. tc - M3
m.γ
γ
K2 = M3
N 0tc
m.γ .α
Trong đó:
Với Ntc = 63,167 T lực dọc do công trình truyền xuống móng.
γ tb = 2 T/m3 dung trọng trung bình của vật liệu làm móng và đất đắp trên móng.
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 16
Đồ án môn học
Nền & Móng
γ =1,97T/m3
C tc = 0.20(kG / cm 2 ) = 2(T / m 2 )
α = a/b = 1,4
Móng đặt trên nền đất có φ = 21o tra bảng.
M1 = 5,78
M2=10,42
M3= 1,783
Thay các giá trị vào ta được:
2
2*2
K1 = 5.78*2+ 10,42*
-1,783*
= 18,518
1,97
1,97
63,167
K2 = 1,783*
= 40,836.
1 *1,4 * 1,97
Thay k1, k2 vào trong phương trình (1) ta được:
b3 + 18,518 b2 - 40,836 = 0 (2)
giải phương trình (2) ta có b = 1,43 m.
Để tiện cho thi công người ta chọn b = 1,5 m.
Suy ra a = 1,4. 1,5 = 2,1 m .
a = 2,1m
Vậy kích thước sơ bộ là :
b = 1,5m
Ta chọn F = a.b = 2,1*1,5 = 3,15 (m2).
c.Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn :
Do móng chịu tải trọng lệch tâm nên kích thước đáy móng phải thoả mãn hai điều kiện sau :
- Ứng suất trung bình tại đáy móng phải nhỏ hơn hoặc bằng cường độ áp lực tiêu
chuẩn của nền đất .
- Trị số ứng suất lớn nhất tại đáy móng phải nhỏ hơn hoặc bằng 1,2 lần cường độ áp
lực tiêu chuẩn của nền đất.
σ tbd ≤ R tc (1)
d
σ max ≤ 1,2 R tc (2)
Kích thước hợp lý nhất của đáy móng đựoc xác định từ điều kiện (1) trong trường hợp xảy
ra phương trình.
+Tính cường độ tiêu chuẩn Rtc của nền đất(Áp lực tiêu chuẩn của nền đất tại mặt phẳng đáy
móng.lực tiêu chuẩn của nền đất tại mặt phẳng đáy móng.).
Rtc = m(A*b + B*hm) γ + D*Ctc
Với : +A ;B ;D hệ số phụ thuộc ϕ tc = 210 ; Tra bảng ta có A = 0,56 ;B = 3,25 ;D = 5,85
+m =1 : Hệ số điều kiện làm việc
+ C tc = 0.20(kG / cm 2 ) = 2(T / m 2 )
+ γ = 1,97 (g/cm3)
+b =1,1 m .
⇒ R tc = 1 * (0,56 * 1,5 + 3,25 * 2) * 1,97 + 5,85 * 2 = 26,16(T / m 2 ).
+Xác định ứng suất dưới đáy móng :
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 17
Nền & Móng
Đồ án môn học
tc
tc
σ maz
− σ min
N tc
+ γ tb .hm ;
=
2
F
tc
M tc
N tc
σ max
±
+
γ
.
h
=
; T/m2.
tb m
W
F
x
Thay các giá trị vào ta có :
63,167
σ tctb =
+ 2 * 2 = 24,05 (T/m2)
1,5 * 2,1
2,333 + 1,250 * 2
tc
σ max
= 24,05 +
6 = 28,43 (T/m2)
1,5(2,1) 2
2,333 + 1,250 * 2
σ tcmin = 24,05 6 = 19,66 (T/m2) > 0
2
1,5(2,1)
Kiểm tra điều kiện :
σ tbtc = 24,05(T / m 2 ) < 26,16(T / m 2 )
⇒ tc
σ max = 28,43(T / m 2 ) < 1,2 R tc = 1,2 * 26,16 = 31,39(T / m 2 )
Kết luận: Với độ sâu chôn móng hm=2; kích thước móng a.b = 2,1*1,5 m2 thoả mãn yêu
cầu về cường độ của nền đất;
d.Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH II:
Nhằm hạn chế biến dạng của nền, không cho biến dạng của nền lớn tới mức làm nứt nẻ, hư
hỏng công trình bên trên hoặc làm cho công trình bên trên nghiêng lệch lớn, không thoả
mãn điều kiện sử dụng. Để đảm bảo yêu cầu trên thì độ lún của nền phải thoả mãn điều
kiện :
σ
tc
tb
=
S tt ≤ [ S gh ]
Trong đó : Stt _Độ lún tính toán của công trình thiết kế
[Sgh ]_Trị số giới hạn về biến dang của công trình, ở đây ta lấy [Sgh ] = 8 cm.
*Ta tính độ lún của công trình theo phương pháp cộng lún từng lớp :
n
S = ∑ Si
i =1
* Trình tự tính toán lún:
-Xác định áp lực gây lún:
Pgl = σ tbtc − γ * hm
Trong đó :
Pgl : áp lực gây lún:
σ tctb : áp lực trung bình tiêu chuẩn do tải trọng công trình và trọng lượng
của móng cùng đất đắp trên móng gây ra tại mặt phẳng đáy móng.
Thay các giá trị vào ta được:
Pgl = 24,05 – 1,97*2 = 20,11 T/m2= 2,011 kG/cm2.
-Chia nền đất dưới đáy móng thành nhiều lớp phân tố với chiều dày:
hi ≤ 0,4b = 0,4.1,5 = 0,6 m.
Vậy ta chọn hi = 0,5m = 50cm;
-Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra:
n
σ zγ = γ * hm + ∑ γ i Z i
i =0
Trong đó: Zi độ sâu điểm thứ i tính từ đáy móng trở xuống.
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 18
Nền & Móng
Đồ án môn học
Với những lớp đất nằm dưới mực nước ngầm thì ứng suất do trọng lượng bản thân đất
gây ra được tính theo công thức:
+ Từ độ sâu 0 m trở xuống 3 m ta dùng γ 1 = 1,97(g/cm3).
+ Từ độ sâu 3m trở xuống 4 m ta dùng γ dn1 thay cho γ 1
γ (∆ − 1) 1 * (2.67 − 1)
γ dn1 = n
=
= 0.9778( g / cm 3 ).
1 + e01
1 + 0.708
+ Từ độ sâu 4m trở xuông 7m ta dùng γ dn 2 thay cho γ 2
γ (∆ − 1) 1 * (2.71 − 1)
γ dn 2 = n
=
= 1.011( g / cm 3 ).
1 + e02
1 + 0.692
+ Từ độ sâu 7m trở xuông ta dùng γ dn 3 thay cho γ 3
γ (∆ − 1) 1 * (2.66 − 1)
γ dn 3 = n
=
= 1.019.( g / cm 3 )
1 + e03
1 + 0.629
Tất cả các giá trị tính toán được thể hiện trong bảng 1
-Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún Pgl = 20,11 T/m2 gây ra:
σ zip = K0i .Pgl = 20,11 .K0i (T/m2)
l 2Z i
)
b b
với K0i là hệ số phụ thuộc vào ( ;
p
γ
kết quả ta có các giá trị của σ zi , σ zi trong bảng 1;
σ Zip
Zi
lớp
đất
Á
CÁT
MNN
SÉT
điểm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
(m)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
2Zi/b a/b
0
1,4
0.667
1,4
1.333
1,4
2
1,4
2.667
1,4
3.333
1,4
4
1,4
4.667
1,4
5.333
1,4
6
1,4
koi
1
0,889
0,632
0,414
0,254
0,198
0,145
0,111
0,087
0,070
(T/m2)
20,110
17,878
12,710
8,326
5,108
3,982
2,916
2,232
1,750
1,408
σ zibt = γ i hi
(T/m2)
3,940
4,925
5,910
6,399
6,888
7,394
7,899
8,405
8,910
9,416
Vẽ biểu đồ gây lún ( H1 )
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 19
Nền & Móng
30
20
0
Đồ án môn học
3,940
25
0
21,44
1
2
3
6,399
8,876
4
5
6
7
8
9,416
9
1,501
H1 : SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỘT BIÊN
- Phạm vi tính lún từ biểu đồ ta có :
σ zigl < 0,2 * σ zibt
=> 1,408 < 0,2 .9,416 = 1,883 T/m2.
Vậy điểm chấm dứt tính lún tại điểm thứ 9.
-Tính lún cho các lớp phân tố theo công thức sau:
S = ∑ Si = ∑
e1i − e2i
hi ;
1 + e1i
Trong đó : S là độ lún ổn định cuối cùng của trọng tâm đáy móng;
e 1i , e 2i là hệ số rỗng của đất ứng với P1i ,P2i được xác định từ đồ thị
đường cong nén lún, biểu thị mối quan hệ giữa áp lực gây lún và hệ số rỗng của đất;
Với :
σ ziγ + σ ziγ +1
P1i =
2
P2i = P1i + σ zip = P1i +
σ zip + σ zip+1
2
hi :chiều dày của phân tố đất thứ i
Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 2.
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 20
Nền & Móng
Đồ án môn học
Bảng 2
Lớp đất
Á cát
Sét
điểm
hi
(m)
P1i
(T/m 2)
P2i
(T/m 2)
e1i
e2i
2
(kg/cm ) (kg/cm2)
Si
(cm)
1
0.5
4,433
23,427
0,6905
0,6454
1,334
2
0.5
5,418
20,712
0,6874
0,6497
1,117
3
0.5
6,155
16,673
0,6853
0,6581
0,807
4
0.5
6,644
13,361
0,6852
0,6663
0,561
5
6
7
8
9
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
7,141
7,647
8,152
8,658
9,163
11,686
11,096
10,726
10,649
10,742
0,6669
0,6656
0,6643
0,6631
0,6619
0,6563
0,6576
0,6583
0,6584
0,6585
0,318
0,240
0,180
0,141
0,102
⇒ Độ lún tổng cộng S = ∑ S i = 4,80 cm < Sgh=8cm ;
*Kết luận : Thoả mãn điều kiện về độ lún.
e.Kiểm tra ổn định chung cho móng: (Lật, trượt)
Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính:
Ntt = 82,70 T
M tt = 4,02 T.m
Q tt = 1,95 T
1,Kiểm tra điều kiện ổn định trượt của móng:
Điều kiện đảm bảo móng không bị trượt theo mặt phăng đáy móng là: Tổng lực xô ngang
≤ lực ma sát giữa nền và móng, nghĩa là.:
nHtt ≤ f(Gtt +Ntt)no
Trong đó : Htt là tổng lực xô ngang tác dụng lên móng: Htt = Qtt = 1,95T;
f : hệ số lự ma sát giữa móng và đất nền - Với lớp đặt móng là Á cát ở trạng
thái dẻo, bão hoà nước ,tra bảng có f = 0,35.
no:hệ số vượt tải của tải trọng thẳng đứng lấy no = 0,8.
n:hệ số vượt tải của tải trọng ngang lấy n = 1,5.
Gtt = γ tb hmF = 2 .2 . 1,5.2,1 =12,6 T.
Ntt Tải trọng tính toán thẳng đứng tác dụng lên móng .
⇒ f(Gtt +Ntt)no = 0,35(82,7+12,6).0,8 = 26,684 T > 1,95*1,5 =2,925 T.
⇒ Vậy điều kiện ổn định về trượt ngang của móng được thoả mãn.
2,Kiểm tra điều kiện ổn định chống lật của móng:
Do ứng suất dưới đáy móng có trị số dương nên móng không bị lật , ta không cần kiểm tra
điều kiện này.
*Kết luận: Với kích thước và độ sâu chôn móng đã chọn , móng được đảm bảo điều kiện về
ổn định vị trí.
7. Tính toán độ bền của móng:
Do tính toán theo trạng thái thứ nhất nên dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung :
:
Ntt = 82,70 T
Mtt = 4,02 T.m
Qtt = 1,95 T
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 21
Nền & Móng
Đồ án môn học
Tính toán móng theo độ bền cũng là tìm chiều cao (chiều dày) của móng h c sao cho
móng đủ khả năng chịu lực.Ta xác định hc theo ba điều kiện sau:
- Điều kiện cắt trực tiếp
- Điều kiện chọc thủng (phá hoại theo mặt phẳng nghiêng)
- Điều kiện chịu uốn
Chọn chiều cao của móng là hc = 0,5 +0,05 = 0,55m
Trong đó :- h0 = 0,5m là chiều cao làm việc của móng.
-c = 0,05m : chiều dày lớp bảo vệ .
Thông thường với móng cấu tạo bằng bê tông cốt thép ta chỉ kiểm tra theo điếu kiện
chọc thủng (phá hoại theo mặt phẳng nghiêng) vì điều kiện cắt trực tiếp luôn thoả mãn,còn
điều kiện chịu uốn do cốt thép chịu.
Nội dung kiểm tra:
Điều kiện : Pttct 0,75RkUtbh0
Trong đó :
- Pttct lực chọc thủng tính toán bằng hiệu số giữa lực dọc tính toán và phản lực nền
trong phạm vi đáy tháp chọc thủng :
Pttct= Ntt - σ tbtt Fct
+ σ tbtt =
N tt
82,70
=
= 26,540 (T)
a * b 1,5 * 2,1
+ Fct = act * bct.
Với .act = ac + 2h0 = 0,6+2.0,5 = 1,6m;
.bct = bc+ h0 = 0,35+0,5 = 0,85 m;
Thay vào công thức: Pct = 82,7 – 26,54.1,6.0,85 = 46,61 (T)
- 0,75 :hệ số an toàn:
- RK cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông
- Utb: chu vi trung bình hình tháp chọc thủng;
Utb = 2ac + 2bc +4h0
= 2.0,6+ 2.0,35 + 4.0,5 = 3,9 (m):
⇒ 0,75RkUtbh0 = 0,75.75.3,9.0,5 = 109,688 (T) > Pct = 46,61 T
Vậy điều kiện chọc thủng được thoả mãn.
-Làm lớp bêtông lót dày 10 cm
-Vữa ximăng cát vàng đá 4x6 M100.
9. Cấu tạo móng:
a.Xác định momen tính toán tại hai tiết diện I-I và II -II :
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 22
Nền & Móng
Đồ án môn học
N
M
Q
I
II
II
I
H4. SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CỐT THÉP
Mômen theo tiết diện I-I (theo phương cạnh dài a):
tt
I
M I − I = 0,125.σ tb .b(a - ac);
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 23
Nền & Móng
Đồ án môn học
Mômen theo tiết diện II-II (theo phương cạnh ngắn b):
II
tt
M II − II = 0,125.σ tb .a(b - bc)2
I
II
Trong đó : σ tb ,σ tb :ứng suất trung bình do phản lực nền gây ra trong phạm vi bên
phải tiết diện I-I và II-II.
Để đơn giản và thiên về an toàn ta lấy:
II
I
max
σ tb =σ tb =σ tb ;
Mx
tt
σ
tb
Với σ =
+ W
x
tt
M + Q tt .hm
= σ tbtt +
b.a 2
6
4,02 + 1,95 * 2
= 26,540 + 1,5 * 2,12
= 33,724(T/m2);
6
max
tb
vậy:
tt
+ M I − I = 0,125.33,724.1, 5(2,1-0,6)2 = 14,227 (T.m)
tt
+ M II − II = 0,125.33,724.2,1(1,5-0,35)2 = 11,707 (Tm);
b.Tính toán và bố trí cốt thép :
Fa =
M
(cm2)
0,9.ma .Ra h0
-Theo phương cạnh dài :
FaI =
14,227 *1000
M Itt− I
=
= 14,31 cm2;
0.9ma Ra h0 0,9 * 0,85 * 2600 * 0,5
Chọn thép φ 14 có fa = 1,539 cm2 :
FaI 14,31
=
= 9,3 thanh → chọn n =10 thanh;
f a 1,539
1500 − 50 * 2
+Khoảng cách giữa các thanh : a =
=155(mm)
9
+ Số thanh : n =
+chiều dài mỗi thanh :L=2040 mm.
Chọn lớp bảo vệ hai bên, mỗi bên 3 cm (tính từ đầu mút cốt thép ),đến thanh thép là 5 cm ;
-Theo phương cạnh ngắn:
FaII =
11,707 * 1000
M IItt − II
=
= 11,77cm2;
0,9 * 0,85 * 2600 * 0,5
0,9ma Ra h0
Chọn thép φ 12 có fa = 1,131 cm2 :
FaII 11,77
+ Số thanh : n =
=
= 9,9 → chọn n = 10 thanh;
f a 1,131
2100 − 50 * 2
+Khoảng cách giữa các thanh : a =
= 222 (mm).
9
+Chiều dài mỗi thanh :L=1440mm
Chọn lớp bảo vệ hai bên, mỗi bên 3 cm (tính từ đầu mút cốt thép ), đến thanh thép là 5 cm
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 24
Đồ án môn học
Nền & Móng
II.THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP:
II.1 Thiết kế và tính toán móng cọc cột giữa:
1.Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn
Do cùng một nền đất giống nhau nên điều kiện địa chất thuỷ văn giống nhau .
2. Xác định tải trọng tác dụng vào móng cọc
Theo đầu bài ta có tải trọng tác dụng lên đỉnh móng với tổ hợp tải trọng cơ bản là :
Ntt = 80,80 T
Mtt = 2,30T.m
Qtt = 1,50T
Với tổ hợp tải trọng bổ sung là :
Ntt = 96,15T
Mtt = 4,10T.m
Qtt = 2,10 T
3.Chọn kích thước và cấu tạo cọc:
- Tiết diện cọc hình vuông (3030)cm.
- Chiều dài cọc 8 m.
- Sau khi đóng phá vỡ 0,35m & 0,15m ngàm vào đài.
- Bêtông mác M250 có Rn = 110kg/m2.
- Cốt dọc của cọc chọn thép CII 4 φ 16 có Fa = 8,04 cm2,
Ra = 2600 kG/cm2 ;ma Ra = 2210kG/cm2.
- Cốt đai dùng thép CI cóRađ = 2000 kG/cm2 ; ma Rađ = 1600 kG/cm2
- Chọn độ sâu chôn đài : hm = 1 m.
4.Xác định sức chịu tải của cọc:
a) Tính sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc :
Pvl = Km .j. (Rb.Fb + Ra.Fa)
Trong đó :
j : hệ số uốn dọc trường hợp cọc không qua lớp đất yếu lấy j =1
m=0,85 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc
k :Hệ số đồng nhất của vật liệu làm cọc
Rb = 110 kg/cm2 cường độ nén của bê tông M 250
Ra = 2800 kg/cm2 cường độ chịu kéo của cốt thép CII
Fb =30x30 = 900 cm2
Fa =8,04 cm2 : diện tích cốt thép 4 φ 16
Pvl =0,85.(110.(900-8,04) + 2600.8,04).10-3 = 101,17 T
b) Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền
Pđnn = km(mRR.F + u ∑ mfi.fi.li)
Chia đất nền thành các lớp đất đồng nhất như hình vẽ ( chiều dày mỗi lớp này là ≤ 2m)
u: chu vi tiết diện ngang qua cọc u = 1,2m
km = 0,7 hệ số an toàn;
mR là hệ số xét đến ảnh hưởng của phản lực nền đất tại mặt phẳng mũi cọc;
mfi là hệ số xét đến ảnh hưởng của lực ma sát. Ở đây ta sử dụng loại cọc đặc
bằng BTCT và hạ cọc bằng búa nên mR = mfi = 1;
R : cường độ lớp đất ở mũi cọc hay phản lựccủa nền đất, tra bảng phụ thuộc vào
loại đất và độ sâu mũi cọc, R = 385 T/m 2 ( độ sâu mũi cọc H=8,5 m, đất cát hạt vừa , độ chặt
vừa ).
fi : lực ma sát của lớp đất thứ i (tra bảng).
SVTH: Nguyễn Thành Nhân- Lớp 04X1C
Trang 25
