Đồ án nền và móng công trình công nghiệp và dân dụng

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

MỤC LỤC
PHẦN I: NHẬN XÉT ĐỀ BÀI:................................................................................Trang 2
1. Nhận xét mặt cắt địa chất:.........................................................................................2
2. Nhận xét tải trọng:.................................................................................................... 3
3. Nhận xét điều kiện tự nhiên:.....................................................................................4

PHẦN II: TÍNH TOÁN MÓNG ĐƠN:.............................................................................. 5
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Chọn dữ liệu đầu vào:...............................................................................................6
Xác định sơ bộ kích thước móng:.............................................................................6
Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng:............................................................................8
Kiểm tra điều kiện xuyên thủng:.............................................................................. 8
Tính lún cho móng và kiểm tra độ lún:...................................................................10
Tính nội lực và bố trí thép trong móng:..................................................................12

PHẦN III: TÍNH TOÁN MÓNG CỌC:............................................................................14
1.
2.
3.
4.
5.

6.
7.

Chọn dữ liệu đầu vào:.............................................................................................14
Xác định khả năng chịu tải của cọc:.......................................................................17
Xác định số lượng cọc cần dùng:............................................................................22
Kiểm tra tải tác dụng lên đầu cọc:...........................................................................23
Kiểm tra điệu kiện xuyên thủng:.............................................................................29
Tính lún cho móng:................................................................................................. 31
Tính cốt thép cho đài:..............................................................................................33

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 1


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Chương I:
Đánh giá số liệu địa chất công trình
1. Đánh giá số liệu địa chất
(Trích “Bảng 6, Bảng 7- TCVN 9362-2012”)
Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý:(Hồ sơ địa chất số 3 )
Dung
trọng
Dung
tự
trọng

nhiên đẩy nổi
(kN/m (kN/m3)
3
)

Độ ẩm
W
(%)

WL
(%)

WP
(%)

Module
biến
dạng E0
(kPa)

18030’

20,5

24,2

18,5

6965

14,5

13030’

32,2

40,7

19,2

5913

8,9

13

13030’

28,1

36,2

20,3

5390

9,8

11,8

25030’

20,3

Lực
dính
(kPa)

Góc
ma sát
(0)

Lớp
đất

Độ sâu
(m)

1

0 2

18,6

-

5,3

2

2 6,7

18,5

9

3

6,7 11,9

18,4

4

11,9

19,3

Cát mịn vừa chặt

8059

II.1 Xác định trạng thái của đất:
Các chỉ tiêu cơ lí của đất được xác định theo hồ sơ địa chất 2 có MNN các mặt đất 3,2m.
- Dùng chỉ số dẻo để xác định tên gọi của đất:

- Dùng chỉ số sệt để xác định trạng thái của đất:

Lớp đất
1

2
3
4

IΡ
5,7%
17%
15,9%

Is
0,35
0,6
0,49

Tên đất
Đất cát pha sét
Đất sét
Đất sét pha cát
Cát mịn vừa chặt

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trạng thái
dẻo
dẻo mềm
dẻo cứng

Trang 2

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

2. PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG:
MÓNG ĐƠN
N (kN)
Mx (kN.m)
My (kN.m)
Hx (kN)
Hy (kN)
MÓNG CỌC
N (kN)
Mx (kN.m)
My (kN.m)
Hx (kN)
Hy (kN)

TẢI TÍNH TOÁN
527
0
71
51
0
TẢI TÍNH TOÁN
3127
112
221
100
70

TẢI TIÊU CHUẨN
458.26
0
61.74
44.35
0
TẢI TIÊU
CHUẨN
2719.13
97.39
192.17
86,96
60,87

MÓNG KÉP
TẢI TÍNH TOÁN TẢI TIÊU CHUẨN
N1 (kN)
512
445.22
My1 (kN.m)
47
40.87
Hx1 (kN)
37
32.17
N2 (kN)
312
271.3
My2 (kN.m)

37
32.17
Hx2 (kN)
27
23.48
Trong đó: Tải trọng tiêu chuẩn =(Tải trọng tính toán)/1,15 (Bảng 1 – TCXDVN
2737:1995)
3. PHÂN TÍCH ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN:
• Mực nước ngầm cách mặt đất 2m.
• Bước cột 6m.
Lớp 1

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Đất cát pha sét ở trạng thái dẻo

Trang 3


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi
Đất sét ở trạng thái dẻo mềm

Lớp 2

Đất sét pha cát ở trạng thái dẻo cứng

Lớp 3

Cát mịn vừa chặt

Lớp 4

Chương II:
TÍNH TOÁN MÓNG ĐƠN
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN MÓNG ĐƠN
MÓNG ĐƠN
N (kN)
Mx (kN.m)
My (kN.m)
Hx (kN)

TẢI TÍNH TOÁN
527
0
71
51

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

TẢI TIÊU CHUẨN
458.26
0
61.74
44.35
Trang 4


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi
Hy (kN)

0

0

Móng chịu tải lệch tâm 1 phương.
1. CHỌN DỮ LIỆU ĐẦU VÀO:
• Bê tông B20: Rb = 11,5MPa ; Rbt = 0,9 MPa.
• Thép A-II; Rs= 280 MPa

(Bảng 13: TCVN 5574-2012)
(Bảng 21: TCVN 5574-2012)
(Bảng 15: TCVN 5574-2012)

•

.
 Chọn cột bc lc = 250x250 ( Fc = 0,0625 m2 ).

* Giả thiết bề rộng móng: Bm = 1 m.
Chiều sâu đặt móng:

Df
•
•
•
•

0,7hmin = 0,7 1,19 = 1,169 m => Chọn Df = 1,5 m
m1 = 1,1, m2 = 1
(Bảng 15 – TCVN 9362:2012 )
ktc = 1,1
(Mục 4.6.11 trang 15 TCVN 9362:2012 )
a = 5cm = 0,05m.
(Mục 8.3.2 TCVN: 5574-2012)
3
γtb = 22 kN/ m ( Dung trọng trung bình giữa đất nền và bê tông cốt thép)

2. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG.

•

(Mục 4.6.9 TCVN: 9362-2012)
- Trong đó:

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 5


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi










= 18030’ =>
(Bảng 14 –TCVN 9362:2012)
Bm = 1 m.
γ = 18,6 kN/m3.
Df = 1,5 m.
γ* = 18,6 kN/m3.
c = c1 = 5,3 kPa.
ho = 0 (không có tầng hầm)
2

(0,45 1 18,6 + 2,81 1,5 18,6 + 5,4 5,3) = 115,4 kN/m2.

RII =

 Lm =

Chọn Lm = 3 m

,

Bm = 2 m

Chọn ho = 0,55 m
Cộng với a=5 cm (= 0,05 m)

Chiều dày móng: Hm = 0,6 m

Tính lại RII

RII =

(0,45 2 18,6 + 2,81 1,5 18,6 + 5,4 5,3) = 123,76 kN/m2.

3. KIỂM TRA ỨNG SUẤT DƯỚI ĐÁY MÓNG

•

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 6


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

= 109,38 kN/m2 < RII = 123,76 kN/m2
•

(1)

ΣMytc = Mytc + HmHxtc = 61,74+ 0,6 44,35 = 88,35 kN.m

•

= 138,83 kN/m2 ≤ 1,2 RII = 1,2 123,76 = 148,51 kN/m2

(2)

(3)

•

Từ (1), (2) và (3)

Thỏa điều kiện ứng suất dưới đáy móng.

4. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN XUYÊN THỦNG.

*Điều kiện chống xuyên thủng: Pxt
Trong đó:

Pct

+ Pxt =

Pcx = 0,75 Rbt ( +

)

Pxt = Ptttb Fxt

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 7

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Ptt min
Ptt max

h0

bc

h0

Bm

Lm

Pxt =

Pcx

= 0,75 Rbt ( +

=
)

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

kN
kN
Trang 8

(4)


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Pxt = 200 kN Pct =297 kN
Từ (4) và (5)
 Thỏa điều kiện chống xuyên thủng.
5. TÍNH LÚN CHO MÓNG VÀ KIỂM TRA ĐỘ LÚN:
•

Tính lún theo phương pháp tổng các lớp phân tố.

•

gl

gl

=

– γ*Df

= 109,38

18,6 1,5 = 81,48 kN/m2
BẢNG TÍNH LÚN

Lớp
Phân
tố
1

2

3

4

5

6

7
8

z
(m)

z' (m)

z'/B

Ko

1.5

18.6

27.9

0

0

1

81.48

2

18.6

37.2

0.5

0.25

0.904

73.66

2

9

37.2

0.5

0.25

0.904

73.66

2.5

9

41.7

1

0.5

0.716

58.34

2.5

9

41.7

1

0.5

0.716

58.34

3

9

46.2

1.5

0.75

0.572

46.61

3

9

46.2

1.5

0.75

0.572

46.61

3.5

9

50.7

2

1

0.428

34.87

3.5

9

50.7

2

1

0.428

34.87

4

9

55.2

2.5

1.25

0.3425

27.91

4

9

55.2

2.5

1.25

0.3425

27.91

4.5

9

59.7

3

1.5

0.257

20.94

4.5

9

59.7

3

1.5

0.257

20.94

5
5

9
9

64.2
64.2

3.5
3.5

1.75
1.75

0.207
0.207

16.87
16.87

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

77.57

E

S

6965

0.0045

5913
66

0.0045

52.48

0.0036

40.74

0.0028

31.39

0.0021

24.43

0.0017

18.91

0.0013

14.83

0.001
Trang 9


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

5.5

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

9

68.7

4

2

0.157

12.79

Tổng

0.0213

Dừng tính lún ở điểm 8 vì:

S = 0,0213 m =2,13 cm
S = 2,13 cm < [S] = 8 cm (Bảng 16 TCVN: 9362-2012)
Thỏa điều kiện ổn định dưới đáy móng.

29.7

81.48
1

37.2

73.66

2
58.34

41.7
3
46.2

46.61
4

50.7

34.88
5

55.2

27.6
6

59.7
64.2

20.94
7
16.87
8

68.7

500
500
500
500
500
500
500

12.79

500

6. TÍNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ THÉP TRONG MÓNG:
a. Theo phương cạnh dài:
• Sơ đồ tính: Xem như bản console ngàm tại mép cột.

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 10


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

53.97
121.7

p1
121.7

200,8

Hình 2.5: Sơ đồ tính thép theo phương cạnh dài

•

.

•

−

Moment tại mặt ngàm:

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 11


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

−

Chọn d12 (A’s =113 mm2)

−

Số thanh thép cần:

−

Khoảng cách s:
Chọn s = 180 mm

thanh.

Chọn n = 12 thanh

c: chiều dày lớp bê tông bảo vệ:
Chọn d12s180
b. Theo phương cạnh ngắn:
• Sơ đồ tính : xem như bản console ngàm tại mép cột.

(pmax + pmin)/2

100,9

Hình 2.6: Sơ đồ tính thép theo phương cạnh ngắn

•
−

.

Moment tại mặt ngàm:

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 12


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Chọn d12 (A’s =113 mm2)

−

Khoảng cách s:

> 200 mm

c: chiều dày lớp bê tông bảo vệ:

Chọn d12s200
*Bố trí cốt thép trong móng được thể hiện trong bản vẽ
Chương III:
TÍNH TOÁN MÓNG CỌC
SỐ LIỆU TÍNH TOÁN MÓNG CỌC
MÓNG CỌC
N (kN)
Mx (kN.m)
My (kN.m)
Hx (kN)
Hy (kN)

TẢI TÍNH TOÁN
3127
112
221
100
70

TẢI TIÊU CHUẨN
2719.13
97.39
192.17
86,96
60,87

Móng cọc chịu tải lệch tâm 2 phương.
1. CHỌN DỮ LIỆU ĐẦU VÀO:
−
−

Tiết diện cọc: (350 350 ) mm => Ab = 0,1225 m2 ; u = 1,4 m.
Bê tông B25: Rb = 14,5 MPa ; Rbt = 1,05 MPa. (Bảng 13 TCVN: 5574-2012)

−
−

= 1. (Bảng 15 TCVN: 5574-2012)
Thép AII : Rs = 280 MPa. (Bảng 21 TCVN: 5574-2012)
b

−

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 13


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Chọn kích thước cột:
− Chọn Bm = 2 m
− Chọn ac = 40 mm. (khoảng cách từ tâm cốt thép trong cọc đến mép bêtông của cọc)
− ktc = 1,1 ; m1 =1,1 m2 = 1 ( Bảng 15 – TCVN 9362:2012)
−
−

tb

= 22 kN/m3.

= 25 kN/m3.
a) Chọn chiều sâu đài.
Nguyên tắc: Cân bằng giữa lực xô ngang và áp lực bị động tác dụng lên B m.
bt

Chọn Df = 2 m
b) Chọn chiều dài cọc
− Chiều dài cọc : 18m (gồm 2 đoạn cọc 9m nối lại với nhau)

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 14


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

2000

18000

Hình 3.1: Đài cọc và cọc
− Tải trọng của cọc.

- Trong đó:

kđ : là hệ số động. (kđ=1,2 2)
Chọn kđ =1,5
c) Kiểm tra cốt thép trong cọc
Có 2 trường hợp: vận chuyển và cẩu lắp
*Trường hợp 1: Vận chuyển.
Sơ đồ tính.

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 15


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

0.207L= 1863

1863

M=8,75 kNm

Hình 3.2: Sơ đồ vận chuyển cọc

Mômen:
*Trường hợp 2: Cẩu lắp
Sơ đồ tính

0.207L= 1863

9000
0.207L= 1863

27,8 kN.m

Hình 3.3: Sơ đồ vận cẩu lắp cọc
− Nguyên tắc: như trường hợp 1.
− Mômen:

Chọn trường hợp 2 để tính kiểm tra cốt thép trong cọc.

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 16


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Chọn d18 như giả thiết ban đầu
2. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC
a) Theo vật liệu:

Trong đó:
+
+

(Tổng diện tích mặt cắt ngang của thép trong cọc)
(Cường độ chịu kéo của thép)

+
+

(Diện tích mặt cắt ngang bêtông trong cọc)
(Cường độ chịu nén dọc trục của bêtông)

+

(Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc)

(

độ mảnh của cọc)

(Đầu cọc ngàm trong đài và mũi cọc tựa lên đất cứng hoặc đá

b)

)

Theo đất nền
+ Theo chỉ tiêu cường độ.
Sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất.

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 17

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Số liệu tính toán được thể hiện trong bảng sau:

Lớp

1

2

4

ca

Zi
(m)
2
6,7
6,7
11,9
11,9
18

(kN/
m3)

(kPa)
44

9

8,9

9,8

86,3
86,3
132,58
132,58
192,36

fsi

li

Qsi

Ks

(kPa
)

(kPa)

(m)

(kN)

(kPa)

65,15

13o30’

0,24

0,77

14,5

26,54

4,7

174,63

109,44

13o30’

0,24

0,77

13

33,22

5,2

241,87

162,47

25o30’

0,477

0,57

11,8

55,97

6,1

478,01

Tổng Qs

894,51

Ta có:

Với:

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 18


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Vậy sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền là:

Trong đó:
−
−

FSs: hệ số an toàn cho thân cọc (FSs=2)
FSp: hệ số an toàn cho mũi cọc (FSp=3)

+ Theo chỉ tiêu cơ lý.

Trong đó:

- Mục 7.2.2.1, TCVN 10304:2014
– hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất,

.

– hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc,

.

– cường độ sức kháng của đất mũi cọc,

.

diện tích cọc tựa lên đất,

.

chu vi tiết diện ngang thân cọc,
hệ số làm việc của đất trên thân cọc,

.
.

cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc.

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 19


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”.
hệ số tin cậy của đất,

(dự kiến từ 6 đến 10 cọc)

(Các hệ số trên đươc lấy theo Bảng 2, Bảng 3, Bảng 4 mục 7.1.11; 7.2.2.1;

7.2.2.3 – TCVN 10304:2014)
Lớp
đất

2

3

4

Lớp
phân
tố

(m)

1

3

2

zi

fsi

li

(kPa)

(m)

0,60

24,3

2,0

5,35

0,60

28,2

2,7

3

7,35

0,49

30

1,3

4

9

0,49

32,7

2,0

5

10,95

0,49

35,9

1,9

86

6

12,95

Cát mịn chặt vừa

50,84

2,1

149,47

7

15

Cát mịn chặt vừa

56,3

2

8

17

Cát mịn chặt vừa

61,6

2

IL

(kN)
1

68,02
106,61
49,13

0,9

1

82,42

157,65
172,57
871,87

Vậy sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý là:

Trong đó: hệ số

lấy theo Mục 7.1.11 TCVN 10304-2014:

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 20


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

1,4: nếu móng có ít nhất 21 cọc
1,55: nếu móng có từ 11 đến 20 cọc
1,65: nếu móng có từ 6 đến 10 cọc
1,75: nếu móng có từ 1 đến 5 cọc

3. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC CẦN DÙNG

Với

n – số lượng cọc
hệ số xét đến mômen, lực ngang tại chân cột, trọng lượng đài và đất

nền trên đài,

Chọn

cọc
Chọn n = 8 cọc.
Theo mục 8.13 – TCVN 10304:2014.
−

Khoảng cách giữa tim các cọc không được bé hơn 3d.
tới tim cọc là

Chọn khoảng cách từ tim cọc

.

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 21


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

−

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

Khoảng cách từ mép cọc biên tới mép đài là
Tiết diện móng là

.
.

*Bố trí cọc:
−
−

Bố trí cọc thành 3 hàng, 2 hàng gần mép đài có 3 cọc, hàng giữa có 2 cọc
Bố trí cọc được thể hiện như hình vẽ sau:

1050

2800

1050

1050

1050
2800

Hình 3.5: Sơ đồ cọc
4. KIỂM TRA TẢI TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC
a) Tải tác dụng lên đầu cọc:

(Mục 7.1.13 TCVN 10304:2014)
Trong đó:

N – lực tập trung.
Mx, My – momen uốn, tương ứng với trục trọng tâm chính x, y mặt bằng cọc
tại cao trình đáy đài.

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 22


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi
n – số lượng cọc.
xi, yi – tọa độ tim cọc thứ i tại cao trình đáy đài.
xj, yj – tọa độ tim cọc thứ j cần tính toán tại cao trình đáy đài.

-

Tổng lực tính toán tác dụng lên đất trên đài:

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 23


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

7

8

1
x

1050
y

6

2

1050
3

4

5

1050

1050

Hình 3.6: Sơ đồ tọa độ cọc
Bảng tính tọa độ cọc

STT

xi

yi

1

1,05

1,05

1,1025

1,1025

2

1,05

0

1,1025

0

3

1,05

-1,05

1,1025

1,1025

4

0

-1,05

0

1,1025

5

-1,05

-1,05

1,1025

1,1025

6

-1,05

0

1,1025

0

7

-1,05

1,05

1,1025

1,1025

8

0

1,05

0

1,1025

6,615

6,615

Tổng

Tải tác dụng lên từng cọc

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 24


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ThS.Nguyễn Đình Phi

*Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc
Hệ số nhóm cọc theo Converse – Labarre:

Trong đó:

d – đường kính cọc (d=0,35).
s – khoảng cách giữa 2 cọc (s=3 0,35).
n – số cọc theo hàng ngang (n=3).
m – số hàng cọc (m=3).

SVTH : Phạm Đức Trung – MSSV : 81101127

Trang 25