Đồ án nền móng cọc cát
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (773.93 KB, 48 trang )
GVhd:
đồ án nền móng
đồ án nền móng
(phần móng nông)
Họ tên : ABC XYZ
Lớp :
ABC XYZ
Mã số SV : ABC XYZ
Số thứ tự : 31
I./ Số liệu :
1./Tên công trình :ABC XYZ
Tải trọng tính toán tác dụng dới chân ctr tại cốt mặt đất:
N o = 66.2 T M o = 7.6 Tm Qo = 1.5 T
Cột C1:
Tờng T3 : N o = 25.1 T M o = 2.4 Tm Qo = 1.1T
2./ Nền đất :
Lớp đất
Số hiệu
Độ sâu
1
6
2.5
2
14
3.9
3
96
Chiều sâu mực nớc ngầm : Hmnn=7.0m
II./ Tài liệu thiết kế :
1./ Tài liệu công trình :
- Tên ctr :.
- Đặc điểm két cấu : Kết cấu nhà khung ngang BTCT kết hợp tờng chịu
lực gồm .
- TảI trọng tiêu chuẩn dới chân các cột và tờng
N otc =
N ott
M tt
(T ) ; M otc = o (Tm)
n
n
; Qotc =
( n là hệ số vợt tải , lấy chung n=1.15)
Qott
(T )
n
tt
Cột C1: N otc = N o = 66.2 = 55.63 (T ) ; M otc = 7.6 = 6.61 (Tm); Qotc = 1.5 =1.304 (T )
n
1.15
1.15
1.15
Tờng T3: N otc = N = 25.1 = 21.83(T ) ; M otc = 2.4 = 2.087 (Tm); Qotc = 1.1 = 0.957 (T )
n 1.15
1.15
1.15
tt
o
2./ Tài liệu địa chất ctr :
- Phơng pháp khảo sát: khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng , kết hợp
xuyên tĩnh (CPT) và xuyên tiêu chuẩn (SPT).
- Khu vực xây dựng , nền đất gồm 3 lớp có chiều dài hầu nh ko đổi
Lớp đất
Số hiệu
1
6
2
14
3
96
Chiều sâu mực nớc ngầm : Hmnn=7.0m
Độ sâu
2.5
3.9
a./ Lớp 1 : Số hiệu 6 có các chỉ tiêu cơ lý sau :
W
(%)
Wnh
(%)
Wd
(%)
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
(T/m
(T/m
C
Kết quả TN nén ép e
(KG/ ứng với P (Kpa)
cm2)
qc
(MPa)
Trang: 1
N
GVhd:
42.
9
đồ án nền móng
40.5
28.6
3)
3)
(o )
1.67
2.69
-
50 100 200 400
-
-
-
-
-
0.3
1
n (1 + W )
2.69 ì1ì (1 + 0.429)
1 =
1 = 1.3
1.67
Chỉ số dẻo : A = Wnh Wd = 40.5 28.6 = 11.9 (%) <17 đất thuộc loại sét pha
W Wd 42.9 28.6
Độ sệt : B =
=
= 1.2 >1 => đất ở trạng thái chảy
A
11.9
Hệ số rỗng tự nhiên : eo =
Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh qc =0.3 MPa=30 T/m2 và đặc trng
xuyên tiêu chuẩn N=1 cho biết lớp đất thuộc lớp đất yếu Mô đun nén ép ( ko nở ngang )
Eos = qc = 6 ì 30 = 180 T / m 2 với sét pha = 4 ữ 6
b./ Lớp 2 : Số hiệu 14 có các chỉ tiêu cơ lý sau :
W
(%)
34.2
Wnh
(%)
34.9
Wd
(%)
(T/m3
)
(T/m
3)
(o )
28.9
1.69
2.64
9 o 15
Hệ số rỗng tự nhiên : eo =
Kết quả TN nén ép e ứng
C
(KG/ với P (Kpa)
cm2)
50
100
200 400
0.07
1.02
0.965
0.91
0.87
qc
N
0.94
5
MPa
n (1 + W )
2.64 ì1ì (1 + 0.342)
1 =
1 = 1.1
1.69
Kết quả nén ko nở ngang eodometer, hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100200 KPa:
e100 e200 0.965 0.910
=
= 0.055 ì 102 (1/KPa)
p200 p100
200 100
Chỉ số dẻo : A = Wnh Wd = 34.9 28.9 = 6 (%) <7 đất thuộc loại cát pha
W Wd 34.2 28.9
Độ sệt : B =
=
= 0.883 >0.75 => đất ở trạng thái dẻo
A
6
a1 2 =
Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh qc =0.94 MPa=94 T/m2 và đặc trng
xuyên tiêu chuẩn N=5 cho biết lớp đất thuộc lớp đất tơng đối yếu Mô đun nén ép ( ko
nở ngang ) Eos = qc = 5 ì 94 = 470 T / m 2 với cát pha = 3 ữ 5
c./ Lớp 3 : Số hiệu 96 có các chỉ tiêu cơ lý sau :
Thành phần hạt (%) tơng ứng với các cỡ hạt
Hạt sỏi
Hạt cát
thô
to
vừa
nhỏ
mịn
Hạt bụi
Hạt
sét
Đờng kính cỡ hạt (mm)
>
10
10- 5-5 -2
2-1
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
10.5
0.5
-0.25
0.25
-0.1
0.1
-0.05
W
(%)
0.05
0.01
0.01
0.002
<
0.00
2
(T/
m3)
qc
MPa
Trang: 2
N
GVhd:
-
-
đồ án nền móng
-
11.5
30
16.5
17.5
7
11.5
5
1
22.8
2.63
11.5
Lợng cỡ hạt có cỡ >0.25 mm chiếm : 11.5+30+16.5=58%>50% Cát hạt vừa
Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh qc =11.5 MPa=1150 T/m2 chạt vừa
e0 = 0.603 .Hệ số rỗng tự nhiên :
eo =
n (1 + W )
(1 + W ) 2.63 ì1ì (1 + 0.228)
1 = n
=
= 2.01 T/m3
1 + eo
1 + 0.603
độ bão hòa G =
ì W 2.63 ì 0.228
=
= 0.99 >0.8 Cát hạt vừa ,chặt vừa, ẩm bão hòa
eo
0.603
Mô đun nén ép Eos = qc = 2 ì 1150 = 2300 T / m3 (cát vừa = 2 )
Với qc = 1150 T/m2 tra bảng ta có = 32o Lớp đất 3 là lớp đất tốt.
Nhận xét : Lớp đất thứ nhất thuộc loại đất yếu , lớp thứ hai tơng đối tốt, lớp thứ ba tốt
nhng lại khá sâu.
Kết quả trụ địa chất:
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 3
22
GVhd:
®å ¸n nÒn mãng
2500
0.00
3900
7000
-2.50
-6.40
-7.00
Sinh viªn thùc hiÖn :
Líp :
MNN
Trang: 4
GVhd:
đồ án nền móng
3./Tiêu chuẩn xây dựng
- Độ lún cho phép : Sgh= 8 (cm)
-
Độ chênh lún tơng đối cho phép : Sgh= 0.2% =0,002.
- Phơng pháp tính toán ở đây là phơng hệ số an toàn duy nhất , lấy Fs = 2 ữ 3
( đối với nền đất cát không lấy đợc mẫu nguyên dạng thì lấy Fs = 3 , còn đối với đất
dính số liệu thí nghiệm tin cậy thì lấy Fs = 2 )
III./ Phơng án nền móng:
- TảI trọng ctr ko lớn
- Lớp đát trên cùng yếu dày 2.5m và lớp đất 2 cũng tơng đối yếu daỳ 3.9m ,
vì vậy ở đây chọn giảI pháp gia cố nền bằng đeemj cát .
- Móng BTCT dạng đơn dới cột và mòng băng BTCT dới tờng BTCT
- Các tờng chin , bao che có thể dùng móng gạch hay dầm giằng để đỗ. Các
khối nhà có tảI chênh lệch đc tách ra bởi khe lún.
IV./Vật liệu móng giằng cọc cát:
- Bê tông B20 có Rn = 1100 T/m2 và Rk = 88 T/m2
- thép chịu lực CII có Ra = 2800 T/m2
- Lớp lót : bê tông nghèo B7,5 ( mác 100) dày 10cm
- Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày 3cm
- Chọn vật liệu làm đệm cát : Chọn loại cát hạt thô sạch (hàm lợng SiO2
>70%, Mica<0.15%) đầm lu chặt đến độ chặt yêu cầu
V./Chọn kích thớc ,chiều sâu chôn móngvà đặc trng cọc cát:
- Vì lớp đất 1 dày 2.5m có chiều sâu của mực nớc ngầm HMNN=7.0m nên ta
chọn chiều sâu chôn móng (tinh từ mặt đất tới đáy móng ( ko kể lớp BT lót) là
hm=1.5m.
- Kí hiệu móng đơn dới cootj C1 là M1 , móng băng dới tờng T3 là M2
- Chọn kích thớc đáy móng theo nguyên tắc đúng dần ( M càng lớn thì tỉ lệ
l/b càng lớn)
- Chọn sơ bộ kích thớc đáy móng đơn M1 : bxlxh=1.5x2.4x0.5 (m)
- Chọn sơ bộ kích thớc móng băng dới tờng M2: bxh=1.5x0.3 (m)
Đặc trng đệm cát:
- Góc mở đệm = 30o ữ 45o , chọn = 30o và góc mở = 45o
- Chiều dày đệm cát hdc =1.5m
- tính chất cơ lý của đệm cát ; chọn hệ số đầm chặt K=0.9 , = 1.88 T/m3,
W =18(%) , e=0.66 T/m3 , qc =800 T/m2 , với = 33o > 30o , cát chặt vừa( = 2
) Eo = qc = 2 ì 800 = 1600 T/m2
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 5
đồ án nền móng
a
a
30
ò
ò
45
45
30
1500
1000
GVhd:
VI./áp lực dới đấy móng ( phản lực dới đáy móng) :
1./ Tính với móng M1:
- Giả thiết móng cứng , bỏ qua ảnh hởng của móng bên cạnh ( vì bớc cột 4m
> 2b=2x1.5=3.0 m , bỏ qua Qo vì Qo tơng đối nhỏ và hm đủ sâu)
- áp lực tiếp xúc tiêu chuẩn dới móng :
N otc
55.63
+ tb hm =
+ 2 ì1.0 = 17.45 T/m2
F
1.5 ì 2.4
tc
M
6 ì 6.61
pmax = p + o = 17.45 +
= 22.04 T/m2
2
W
1.5 ì 2.4
tc
M
6 ì 6.61
pmin = p + o = 17.45
= 12.86 T/m2
2
W
1.5 ì 2.4
p
-
áp lực gây lún ; pgl p ' hm = 17.45 1.67 ì1.0 = 15.78 T/m2
Phản lực đất dính tính toán dới móng ( ko kể bản thân móng và lớp đất
tt
phủ lấp) po N o = 66.2 = 18.39 T/m2
1.5 ì 2.4
M tt
7.6 ì 6
p0max po + o = 18.39 +
= 23.67 T/m2
W
1.5 ì 2.42
M tt
7.6 ì 6
p0min po o = 18.39
= 13.11 T/m2
2
W
1.5 ì 2.4
F
VII./ Kiểm tra kích thớc đáy móng
1./ Kiểm tra sức chịu tảI của nền đất
a./ Tại đáy móng :
Điều kiện ktra :
p Rd
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
pmax 1.2 Rd
Trang: 6
GVhd:
đồ án nền móng
Rd =
Trong đó:
0.5 ì A b + B ' h + C ì c
Fs
A = N ì n ì i ì ic
-
B = N q ì nq ì iq ì mc
C = N c ì nc ì ic ì mc
dc = 33o N = 34.8 ; N q = 26.1 ; N c = 38.7
Với
b
1.5
= 1 0.2 ì
= 0.875 ; nq = 1
l
2.4
b
1.5
nc = 1 + 0.2 ì = 1 + 0.2 ì
= 1.125 ; mi = ii = 1
l
2.4
n = 1 0.2 ì
Rd =
0.5 ì 34.8 ì 0.875 ì1.88 ì1.5 + 26.1ì1.67 ì1.0 + 0
= 28.84 T/m2
3
( đát cát nên c = 0)
ktra điều kiện:
p = 18.39 < Rd = 28.84 T / m 2
pmax = 23.67 < 1.2 Rd = 1.2 ì 28.84 = 34.61T / m 2
Đệm cát đủ khả năng chịu tải
b./Tại đáy lớp đệm cát
Do lớp đất 2 ( lớp đất dới đệm cát ) yếu hơn lớp đệm cát nên cần phảI
ktra cờng độ đất nền tại đáy đệm ( bề mặt lớp đất đệm ), ta sử dụng móng quy ớc
để tính toán
- Xác định kích thớc khối móng quy ớc :
bqu = b + 2hdc ì tg = 1.2 + 2 ì1ì tg 30o = 2.22m
lqu = l + 2hdc ì tg = 2.2 + 2 ì1ì tg 30o = 3.22m
- Xác định ứng suet dới đáy đệm cát và ktra áp lực trên lớp đất 2:
zbt= hm + hd + z = hm + hd Rd 2
Trong đó:
zbt= hm+ hd = ' hm + d hd = 1.67 ì 1.5 + 1.88 ì1.0 = 4.39 T/m2
z = hm+ hd = ko ( p ' hm ) Với l/b=2.2/1.2=1.83 ; z/b=hd/b=1/1.2=0.83
Nội suy ta đc:
-
ko=0.58
z = hm+ hd = ko ( p ' hm ) = 0.58 ì 21.57 = 12.51 T/m2
Xác định cờng độ đất nền của lớp đất ở đáy đệm cát ( lớp 2)
Sức chịu tảI của lớp đất 2 đc xác định theo công thức cho móng quy ớc:
lqu ì bqu ì hmqu = 3.22 ì 2.22 ì 2.5 (m) với hqu = hm + hdatlap
0.5 ì A bqu + Bq + C ì c
Rd 2 =
A = N ì n ì i ì ic
Trong đó:
-
Với
Fs
B = N q ì nq ì iq ì mc
C = N c ì nc ì ic ì mc
lop 2 = 9o15 N = 1 ; N q = 2.38 ; N c = 8.21
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 7
GVhd:
đồ án nền móng
n = 1 0.2 ì
bqu
lqu
bqu
= 1 0.2 ì
2.22
= 0.86 ; nq = 1
3.22
2.22
= 1.14 ; mi = ii = 1
lqu
3.22
q = 1h1 + dem hdem = 1.67 ì 1.5 + 1.88 ì1.0 = 4.39 T/m2
nc = 1 + 0.2 ì
Rd 2 =
= 1 + 0.2 ì
0.5 ì1ì 0.86 ì 1.88 ì 2.22 + 2.38 ì 4.39 + 8.21ì1.14 ì 0.7
= 9.4 T/m2
2
Ta có : zbt= hm + hd + z = hm + hd > Rd 2 Điều kiện ko thỏa mãn
KHÔNG dùng P/A đệm cát , chuyển dùng P/A cọc cát
III./ Phơng án nền móng:
- TảI trọng ctr ko lớn
- Lớp đát trên cùng yếu dày 2.5m và lớp đất 2 cũng tơng đối yếu daỳ 3.9m ,
vì vậy ở đây chọn giảI pháp gia cố nền bằng cọc cát .
- Móng BTCT dạng đơn dới cột và mòng băng BTCT dới tờng BTCT
- Các tờng chèn , bao che có thể dùng móng gạch hay dầm giằng để đỗ. Các
khối nhà có tảI chênh lệch đc tách ra bởi khe lún.
IV./Vật liệu móng giằng cọc cát:
- Bê tông B20 có Rn = 1100 T/m2 và Rk = 88 T/m2
- thép chịu lực CII có Ra = 2800 T/m2
- Lớp lót : bê tông nghòe B7,5 ( mác 100) dày 10cm
- Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày 3cm
- Chọn vật liệu làm cọc cát : Chọn loại cát hạt thô sạch (hàm lợng SiO2
>70%, Mica<0.15%)
- Qui trình thi công đổ cát vào ống tong đợt , đầm hay rung tùy thuộc vào
thiết bị.
Tính chất vật lý của lớp đất sau khi gia cố bằng cọc cát:
- Giả thiết cọc cát chỉ nén chặt đất enc = 0.9 (theo kinh nghiệm
enc (Wd + 0.5 A) hoặc chọn đơn giản enc eotb 0.3 =1.2-0.3)
V./Chọn kích thớc ,chiều sâu chôn móngvà đặc trng cọc cát:
- Vì lớp đất 1 dày 2.5m có chiều sâu của mực nớc ngầm HMNN=7.0m nên ta
chọn chiều sâu chôn móng (tinh từ mặt đất tới đáy móng ( ko kể lớp BT lót) là
hm=1.5m.
- Kí hiệu móng đơn dới cootj C1 là M1 , móng băng dới tờng T3 là M2
- Chọn kích thớc đáy móng theo nguyên tắc đúng dần ( M càng lớn thì tỉ lệ
l/b càng lớn)
- Chọn sơ bộ kích thớc đáy móng đơn M1 : bxlxh=1.5x2.4x0.5 (m)
- Chọn sơ bộ kích thớc móng băng dới tờng M2: bxh=1.5x0.3 (m)
Đặc trng cọc cát dới móng M1:
- Cộc cát có đờng kính d=50 cm , mũi cọc cát hạ vào lớp đất 2 có tính chất
xây dựng tốt hơn chiều dài cọc cát hc=4.5m cắm vào lớp đất 2 một đoạn
3.5m, chiều dày lớp đệm là 30cm
- Khoảng cách cá cọc cát tính theo giả thiết bố trí tam giác đều :
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 8
GVhd:
đồ án nền móng
L 0.952d
-
1 + e0
1 + 1.2
= 0.952 ì 0.5 ì
= 1.3 m
eo enc
1.2 0.9
Diện tischcaafn nén chặt rộng hơn đáy móng , tâm hàng cọc biên cách
mép mongs 0.2b về mỗi phía.
Fnc (1.4b + L) x(l + 0.4b + L)
-
(1.4 ì1.5 + 1.3) ì (2.4 + 0.4 ì1.5 + 1.3) = 14.62 m 2
Số lợng cọc cát :
n
Fnc eo enc
14.62
1.2 0.9
x
=
x
11
2
2
cọc
d
3.14 ì 0.5
1 + eo
1 + 1.2
4
4
Chọn 13 cọc để bố trí 3 hàng ( 2 hàng biên mỗi hàng 4 cọc, hàng giữa
bố trì 5 cộc)
- Bề dày lớp đệm cát hdc=30cm.
- Bố trí cọc cát : Bố trí dạng lới tam giác gần nh đều nh hình vẽ , và thỏa
mãn điều kiện tâm hàng cọc biên cách mép móng theo phơng b một đoạn
0.2b = 0.2 ì 1.5 = 0.3m
No Mo
q omin
1500
300
1500
Qo
q omax
4
500
1500
5
6
7
10
11
1300
1300
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
8
12
1300
1300
9
13
1300
1300
1050
3
1050
2
300
1
0.2b
2400
1300
Trang: 9
GVhd:
đồ án nền móng
VI./áp lực dới đấy móng ( phản lực dới đáy móng) :
1./ Tính với móng M1:
- Giả thiết móng cứng , bỏ qua ảnh hởng của móng bên cạnh ( vì bớc cột 4m
> 2b=2x1.5=3.0 m , bỏ qua Qo vì Qo tơng đối nhỏ và hm đủ sâu)
- áp lực tiếp xúc tiêu chuẩn dới móng :
N otc
55.63
p
+ tb hm =
+ 2 ì1.5 = 18.45 T/m2
F
1.5 ì 2.4
tc
M
6 ì 6.61
pmax = p + o = 18.45 +
= 23.04 T/m2
W
1.5 ì 2.42
M tc
6 ì 6.61
pmin = p + o = 18.45
= 13.86 T/m2
W
1.5 ì 2.42
-
áp lực gây lún ; pgl p ' hm = 18.45 1.67 ì1.5 = 15.95 T/m2
Phản lực đất dính tính toán dới móng ( ko kể bản thân móng và lớp đất
tt
phủ lấp) po N o = 66.2 = 18.39 T/m2
1.5 ì 2.4
M tt
7.6 ì 6
p0max po + o = 18.39 +
= 23.67 T/m2
2
W
1.5 ì 2.4
tt
M
7.6 ì 6
p0min po o = 18.39
= 13.11 T/m2
2
W
1.5 ì 2.4
F
VII./ Kiểm tra kích thớc đáy móng
1./ Kiểm tra sức chịu tảI của nền đất
a./ Tại đáy móng :
Điều kiện ktra :
p Rd
pmax 1.2 Rd
0.5 ì S N b + Sq N q q + Sc N c ì c
Trong đó: Rd =
Fs
Với
= 9o15 N = 1 ; N q = 2.38 ; N c = 8.21
b
1.5
= 1 0.2 ì
= 0.875 ; Sq = 1
l
2.4
b
1.5
Sc = 1 + 0.2 ì = 1 + 0.2 ì
= 1.125
l
2.4
S = 1 0.2 ì
Sức chịu tảI của nền đất tự nhiên ;
0.5 ì1ì 0.875 ì1.67 ì1.5 + 2.38 ì1.0 ì1.5 ì1.67 + 1.125 ì 8.21 ì 0.7
Rod =
= 6.76 T/m2
2
Giả thiết rằng sau khi gia cố , các thí nghiệm kiểm định lại cho biết
Rd 3Rod Rd = 3 ì 6.76 = 20.29 T/m2
p = 18.39 < Rd = 20.29 T / m 2
2
ktra điều kiện: pmax = 23.67 < 1.2 Rd = 1.2 ì 20.29 = 24.34T / m
20.29 18.39
ì100% = 9.36% < 10%
20.29
Nền đất dới móng đủ khả năng chịu tảI, kích thớc móng và cọc chọn
nh trên đc coi là hợp lý.
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 10
GVhd:
đồ án nền móng
b./TKiểm tra lớp đất dới mũi cọc cát:
Tại độ sâu 6.0m có:
+ ứng suất do trọng lợng bản thân : bt = ' hm + gc hgc
gc : trọng lơng riêng của nề đất sau khi gia cố , có thể tính gần đúng
nh sau :
Fcat + 1 ( F Fcat )
F
Fcat ; diện tích phần gia cố cọc cát
Trong đó :
gc =
F
: diện tích trên một ô tam giác vùng gia cố
Vì 1 = cat = 1.8T / m3 bt = 1.8 ì1.5 + 1.8 ì 4.5 = 10.8T / m 2
+ ứng suất do tảI trọng ngoài gây ra : 2 = k0 ( p ' hm ) = k0 p gl
Có z/b=4.5/1.5=3 ; l/b=2.4/1.5=1.6 k0 =0.079
2 = 0.079 ì 15.95 = 1.26T / m 2
Vậy bt = 10.8T / m 2 > 5 2 = 5 ì1.26 = 6.3T / m2
ko cần ktra lớp đất dới đáy cọc cát
2./Kiểm tra biến dạng của nền đất:
Phạm vi nén lún tới độ sâu 6.0 gồm 2 lớp đất , coi cọc cát gia cố hết chiều
dày nén lún và nền sau khi gia cố là đồng nhất , vì vậy gần đúng ta có thể tính độ
lún của nền bằng phơng pháp áp dụng rực tiếp kết quả lý thuyết đàn hồi;
-
1 à02
S=
b pgl trong đó
Eo
ào = 0.25 hệ số nở hông
Giả thiết các thí nghiệm ktra lại cho kết quả mô đun biến dạng của nền
đất đã gia cố: Eo = 3E1 = 3 ì 240 = 720T / m 2
; heejsoos hình dạng , với l/b=2.4/1.5=1.6 const = 1.11
pgl = 15.95T / m 2
S=
1 0.252
ì 1.5 ì 1.11ì 15.95 = 0.03m = 3cm < S gh = 8cm
720
thỏa mãn điều kiện độ lún tuyệt đối
VIII./ Kiểm tra chiều cao móng:
1./Kiểm tra cờng độ trên tiest diện nghiêng
- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng về các phía 1 góc 45o, gần đúng
coi cột đâm thủng móng theo một mặt xuyên góc 45o về phía pomax ,Điều kiện không
đâm thủng kể ảnh hởng của thép ngang và ko có cốt xiên. đai:
Q < Qb hay Pdt Rk hobtb
( với bt nặng = 1 )
- Tiết diện cột C1 là 400x400 (mm)
Ta có :
bc + 2h0 = 0.4 + 2 ì 0.47 = 1.34m < b = 1.5m
btb = bc + ho = 0.4 + 0.47 = 0.87 m
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 11
GVhd:
®å ¸n nÒn mãng
No Mo
Q
p omin
p omax
pdt
2400
Ldt
1500
400
400
- tÝnh Pdt ( lùc c¾t b»ng hîp lùc ph¶n lùc cña ®Êt trong phamj vi g¹ch chÐo)
pomax + pot
Pdt = pdt ldt b =
ldt b
2
l − hc
2.4 − 0.4
Trong ®ã: + ldt =
− ho =
− 0.47 = 0.53m
2
2
l − ldt
pot = pomin + ( pomax − pomin )
l
2.4 − 0.53
= 13.11 + (23.04 − 13.11)
= 20.85T / m 2
2.4
Sinh viªn thùc hiÖn :
Líp :
Trang: 12
1500
470
45°
Qo
GVhd:
đồ án nền móng
23.04 + 20.85
ì 0.53 ì1.5 = 17.45T
2
Ta có : Rk hobtb = 88 ì 0.47 ì 0.87 = 35.9T > 17.45T
Đảm bảo điều kiện không đâm thủng
Pdt =
2./ Tính toán cờng độ theo tiết diện thẳng đứng-Tính toán cốt thép;
Tính toán cờng độ trên t/d thẳng góc tại vị trí có mô mem lớn nhất ( tại
mép chân cột) với sơ đồ tính toán là bản conson ngàm tại mép cột.
a./ Tính toán cốt thép théo phơng cạnh dài l:
- Momem tại vtri mép cột M ng = M max
2
2
pong + 2 pomax lng
pong + pomax lng
M =
b
b
3
2
2
2
l ldt
pong = pomin + ( pomax pomin )
l
2.4 1.0
= 13.11 + (23.04 13.11)
= 18.9T / m 2
2.4
I
ng
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 13
GVhd:
®å ¸n nÒn mãng
No Mo
p omin
1500
470
Qo
p omax
400
1500
400
550
1000
2400
M ngI =
-
18.9 + 23.04 1.02
×
×1.5 = 15.73 T .m
2
2
M ngI
15.73 ×104
Cèt thÐp yªu cÇu : Fa =
=
= 13.3 cm 2
0.9 Ra ho 0.9 × 28000 × 0.47
Chän 12φ12a130mm co Fa = 13.6cm 2 ……………………
b./ TÝnh to¸n cèt thÐp thÐo ph¬ng c¹nh ng¾n b:
- Momem t¹i vtri mÐp cét M ng = M max
M
b
ng
=p
tb
o
⇒M
bng2
b
ng
Sinh viªn thùc hiÖn :
Líp :
2
l víi bng = (1.5 − 0.4) / 2 = 0.55 m
=p
tb
o
bng2
2
l = 18.39 ×
0.552
× 2.4 = 6.68Tm
2
Trang: 14
GVhd:
-
đồ án nền móng
M ngI
6.68 ì104
Cốt thép yêu cầu : Fa =
=
= 5.6 cm 2
0.9 Ra ho 0.9 ì 28000 ì 0.47
Chọn 1310a 200mm co Fa = 10.2cm 2
Bố trí thép đài móng m1
400
1500
400
13ứ10a200
2
2400
1
12ứ12a130
Đặc trng cọc cát dới móng M2(bxhxl=1.5x0.3x14.5m)
(tính trên 1m chiều dài l=1m)
- Cộc cát có đờng kính d=50 cm , mũi cọc cát hạ vào lớp đất 2 có tính chất
xây dựng tốt hơn chiều dài cọc cát hc=4.5m cắm vào lớp đất 2 một đoạn
3.5m, chiều dày lớp đệm là 30cm
- Khoảng cách cá cọc cát tính theo giả thiết bố trí tam giác đều :
L 0.952d
-
1 + e0
1 + 1.2
= 0.952 ì 0.5 ì
= 1.3 m chon L=1.1m
eo enc
1.2 0.9
Diện tisch caafn nén chặt rộng hơn đáy móng , tâm hàng cọc biên cách
mép mongs 0.2b về mỗi phía.
Fnc (1.4b + L) x(l + 0.4b + L)
-
(1.4 ì1.5 + 1.1) ì (1 + 0.4 ì1.5 + 1.1) = 8.64 m 2
Số lợng cọc cát :
n
Fnc eo enc
8.64
1.2 0.9
x
=
x
7
2
2
cọc
d
3.14 ì 0.5
1 + eo
1 + 1.2
4
4
Chọn 7 cọc để bố trí 3 hàng ( 2 hàng biên mỗi hàng 2 cọc, hàng giữa
bố trì 3 cộc)
- Bề dày lớp đệm cát hdc=30cm.
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 15
GVhd:
đồ án nền móng
-
Bố trí cọc cát : Bố trí dạng lới tam giác gần nh đều nh hình vẽ , và thỏa
mãn điều kiện tâm hàng cọc biên cách mép móng theo phơng b một đoạn
0.2b = 0.2 ì 1.5 = 0.3m
4
5
6
1050
1500
3
7
1100
1100
1100
VI./áp lực dới đấy móng ( phản lực dới đáy móng) :
1./ Tính với móng M2:
- Giả thiết móng cứng , bỏ qua ảnh hởng của móng bên cạnh ( vì bớc cột 4m
> 2b=2x1.5=3.0 m , bỏ qua Qo vì Qo tơng đối nhỏ và hm đủ sâu)
- áp lực tiếp xúc tiêu chuẩn dới móng :
N otc
21.83
+ tb hm =
+ 2 ì1.5 = 17.55 T/m2
F
1.5 ì1.0
M tc
6 ì 2.087
pmax = p + o = 17.55 +
= 25.9 T/m2
2
W
1.5 ì1.0
tc
M
6 ì 2.087
pmin = p o = 17.55
= 9.21 T/m2
2
W
1.5 ì 1.0
p
-
áp lực gây lún ; pgl p ' hm = 17.55 1.67 ì1.5 = 15.05 T/m2
Phản lực đất dính tính toán dới móng ( ko kể bản thân móng và lớp đất
tt
phủ lấp) po N o = 21.83 = 14.55 T/m2
1.5 ì 1.0
M ott
2.4 ì 6
po +
= 14.55 +
= 24.15 T/m2
2
W
1.5 ì1.0
F
p0max
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
1050
2
300
1
0.2b
1000
Trang: 16
GVhd:
đồ án nền móng
p0min po
M ott
2.4 ì 6
= 14.55
= 4.95 T/m2
2
W
1.5 ì1.0
VII./ Kiểm tra kích thớc đáy móng
1./ Kiểm tra sức chịu tảI của nền đất
a./ Tại đáy móng :
Điều kiện ktra :
p Rd
pmax 1.2 Rd
0.5 ì S N b + Sq N q q + Sc N c ì c
Trong đó: Rd =
Fs
Với
= 9o15 N = 1 ; N q = 2.38 ; N c = 8.21
b
1.5
= 1 0.2 ì
= 0.7 ; S q = 1
l
1.0
b
1.5
Sc = 1 + 0.2 ì = 1 + 0.2 ì
= 1.3
l
1.0
S = 1 0.2 ì
Sức chịu tảI của nền đất tự nhiên ;
0.5 ì1ì 0.7 ì1.67 ì1.5 + 2.38 ì1.0 ì1.5 ì1.67 + 1.3 ì 8.21ì 0.7
Rod =
= 7.16 T/m2
2
Giả thiết rằng sau khi gia cố , các thí nghiệm kiểm định lại cho biết
Rd 3Rod Rd = 3 ì 7.16 = 21.48 T/m2
p = 18.39 < Rd = 21.48 T / m 2
2
ktra điều kiện: pmax = 24.15 < 1.2 Rd = 1.2 ì 21.48 = 25.76T / m
25.76 24.15
ì100% = 6.67% < 10%
24.15
Nền đất dới móng đủ khả năng chịu tảI, kích thớc móng và cọc chọn
nh trên đc coi là hợp lý.
b./TKiểm tra lớp đất dới mũi cọc cát:
Tại độ sâu 6.0m có:
+ ứng suất do trọng lợng bản thân : bt = ' hm + gc hgc
gc : trọng lơng riêng của nề đất sau khi gia cố , có thể tính gần đúng
nh sau :
Fcat + 1 ( F Fcat )
F
Fcat ; diện tích phần gia cố cọc cát
Trong đó :
gc =
F
: diện tích trên một ô tam giác vùng gia cố
Vì 1 = cat = 1.88T / m3 bt = 1.8 ì1.5 + 1.88 ì 4.5 = 11.16T / m 2
+ ứng suất do tảI trọng ngoài gây ra : 2 = k0 ( p ' hm ) = k0 p gl
Có z/b=4.5/1.5=3 ; k0 =0.118
2 = 0.118 ì15.05 = 1.78T / m 2
Vậy bt = 11.16T / m2 > 5 2 = 5 ì1.78 = 8.9T / m2
ko cần ktra lớp đất dới đáy cọc cát
2./Kiểm tra biến dạng của nền đất:
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 17
GVhd:
đồ án nền móng
Phạm vi nén lún tới độ sâu 6.0 gồm 2 lớp đất , coi cọc cát gia cố hết chiều
dày nén lún và nền sau khi gia cố là đồng nhất , vì vậy gần đúng ta có thể tính độ
lún của nền bằng phơng pháp áp dụng rực tiếp kết quả lý thuyết đàn hồi;
S=
-
1 à02
b pgl trong đó
Eo
ào = 0.25 hệ số nở hông
Giả thiết các thí nghiệm ktra lại cho kết quả mô đun biến dạng của nền
đất đã gia cố: Eo = 3E1 = 3 ì 240 = 720T / m 2
; heejsoos hình dạng , mongs băng const = 2.12
pgl = 15.95T / m 2
S=
1 0.252
ì 1.5 ì 2.12 ì15.05 = 0.062m = 6.2cm < S gh = 8cm
720
thỏa mãn điều kiện độ lún tuyệt đối
VIII./ Kiểm tra chiều cao móng:
1./Kiểm tra cờng độ trên tiest diện nghiêng
- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng 1 góc 45o, gần đúng coi tờng
đâm thủng móng theo một mặt xuyên góc 45o về phía pomax ,Điều kiện không đâm
thủng kể ảnh hởng của thép ngang và ko có cốt xiên. đai:
Q < Qb hay Pdt Rk hobtb
( với bt nặng = 1 )
- Bề rộng tờng T3 là bt = 250 mm
Ta có :
bt + 2h0 = 0.25 + 2 ì 0.27 = 0.79m < b = 1.5m
btb = 1.0m
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 18
GVhd:
®å ¸n nÒn mãng
No Mo
270
45°
1500
Qo
Q
p omin
p omax
pdt
Ldt
1000
1500
250
- tÝnh Pdt ( lùc c¾t b»ng hîp lùc ph¶n lùc cña ®Êt trong phamj vi g¹ch chÐo)
pomax + pot
ldt b
2
b − bc
1.5 − 0.25
Trong ®ã: + ldt =
− ho =
− 0.27 = 0.355m
2
2
Pdt = pdt ldt b =
Sinh viªn thùc hiÖn :
Líp :
Trang: 19
GVhd:
đồ án nền móng
b ldt
l
1.5 0.355
= 4.95 + (24.15 4.95)
= 19.61T / m 2
1.5
pot = pomin + ( pomax pomin )
24.15 + 19.61
ì 0.355 ì 1.0 = 7.767T
2
Ta có : Rk hobtb = 88 ì 0.27 ì1.0 = 23.76T > 7.767T
Đảm bảo điều kiện không đâm thủng
Pdt =
2./ Tính toán cờng độ theo tiết diện thẳng đứng-Tính toán cốt thép;
Tính toán cờng độ trên t/d thẳng góc tại vị trí có mô mem lớn nhất ( tại
mép chân cột) với sơ đồ tính toán là bản conson ngàm tại mép cột.
a./ Tính toán cốt thép theo phơng cạnh ngắn b:
- Momem tại vtri mép tờng M ng = M max
2
2
pong + 2 pomax lng
p ng + pomax lng
b o
b
3
2
2
2
b ldt
pong = pomin + ( pomax pomin )
l
1.5 0.355
= 4.95 + (24.15 4.95)
= 19.61T / m 2
1.5
M ng =
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 20
GVhd:
đồ án nền móng
No Mo
270
Qo
p omin
p omax
625
1000
250
1500
19.61 + 24.15 0.6252
M =
ì
ì1.0 = 4.27 T .m
2
2
M ngI
4.27 ì104
- Cốt thép yêu cầu : Fa =
=
= 6.3 cm 2
0.9 Ra ho 0.9 ì 28000 ì 0.27
I
ng
Chọn 1010a100mm co Fa = 7.85cm 2
cốt thép théo phơng cạnh dài l đặt théo cấu tạo: 8 8a 200mm co Fa = 4.02cm 2
Bố trí thép đài móng m2
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 21
GVhd:
®å ¸n nÒn mãng
1000
250
10ø10a100
1500
Sinh viªn thùc hiÖn :
Líp :
8ø8a200
Trang: 22
GVhd:
đồ án nền móng
đồ án nền móng
(phần móng cọc đài thấp)
Họ tên : ABC XYZ
Lớp :
ABC XYZ
Mã số SV : ABC XYZ
Số thứ tự : 31
I./ Số liệu :
1./Tên công trình :ABC XYZ
Tieest dieenj coot 400x600mm
Tải trọng tính toán tác dụng dới chân ctr tại cốt mặt đất:
N o = 179.3 T = 1793kN
Cột :
M o = 17.6 Tm = 176kNm
Qo = 4.0 T = 40kN
2./ Nền đất :
Lớp đất
1
2
3
4
Số hiệu
20
84
38
72
Độ sâu
5.1
4.9
3.4
II./ Tài liệu thiết kế :
1./ Tài liệu công trình :
- Tên ctr :.
- Đặc điểm két cấu : Kết cấu nhà khung ngang BTCT kết hợp tờng chịu
lực gồm .
- TảI trọng tiêu chuẩn dới chân các cột
N otc =
N ott
M tt
(T ) ; M otc = o (Tm)
n
n
; Qotc =
( n là hệ số vợt tải , lấy chung n=1.15)
N otc =
tt
o
N
1793
=
= 1559.13 ( kN )
n
1.15
; M otc =
Qott
(T )
n
176
40
= 153.04 (kNm); Qotc =
= 34.78(kN )
1.15
1.15
2./ Tài liệu địa chất ctr :
- Phơng pháp khảo sát: khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng , kết hợp
xuyên tĩnh (CPT) và xuyên tiêu chuẩn (SPT).
- Khu vực xây dựng , nền đất gồm 3 lớp có chiều dài hầu nh ko đổi
Lớp đất
1
2
3
4
Số hiệu
20
84
38
72
Độ sâu
5.1
4.9
3.4
a./ Lớp 1 : Số hiệu 20 có các chỉ tiêu cơ lý sau :
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 23
GVhd:
W
đồ án nền móng
(%)
44.
2
(%)
(%)
(T/m
3)
(T/m
3)
(o )
Kết quả TN nén ép e
C
(KG/ ứng với P (Kpa)
cm2)
46.7
34.6
1.76
2.67
6*5
0
0.12
Wnh
Wd
Hệ số rỗng tự nhiên : eo =
qc
(MP N
100 200 400 a)
50
1.1 1.0
15 62
0.9
98
0.9 0.84 4
35
n (1 + W )
2.67 ì1ì (1 + 0.442)
1 =
1 = 1.188
1.76
Kết quả nén ko nở ngang eodometer, hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100200 KPa:
e100 e200 1.062 0.998
=
= 0.064 ì102 (1/KPa)
p200 p100
200 100
Chỉ số dẻo : A = Wnh Wd = 46.7 34.6 = 12.1 (%) >7 đất thuộc loại sét pha
W Wd 44.2 34.6
Độ sệt : B =
=
= 0.793 >0.75 => đất ở trạng thái dẻo chảy
A
12.1
a1 2 =
Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh qc =0.84 MPa=84 T/m2 và đặc trng
xuyên tiêu chuẩn N=4 cho biết lớp đất thuộc lớp đất yếu Mô đun nén ép ( ko nở ngang )
Eos = qc = 5 ì 84 = 420T / m3 với sét pha = 4 ữ 6
b./ Lớp 2 : Số hiệu 84 có các chỉ tiêu cơ lý sau :
Thành phần hạt (%) tơng ứng với các cỡ hạt
Hạt cát
Hạt sỏi
thô
to
vừa
nhỏ
mịn
Hạt bụi
Hạt
sét
Đờng kính cỡ hạt (mm)
>
10
-
10- 5-5 -2
-
-
2-1
10.5
0.5
-0.25
0.25
-0.1
0.1
-0.05
0.05
0.01
0.01
0.002
<
0.00
2
8
11
26
32.5
15
5.5
2
-
(%)
(T/
m3)
qc
MPa
N
19.2
2.64
3.8
8
W
Lợng cỡ hạt có cỡ >0.1 mm chiếm : 8+11+26+32.5=77.5%>50% Cát hạt nhỏ
Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh qc =3.8 MPa=380 T/m2 trạng thái rời
e0 = 0.75 .
Hệ số rỗng tự nhiên :
eo =
n (1 + W )
(1 + W ) 2.64 ì1ì (1 + 0.192)
1 = n
=
= 1.8 T/m3
1 + eo
1 + 0.75
độ bão hòa G =
hòa
ì W 2.64 ì 0.192
=
= 0.676 <0.8 Cát hạt nhỏ ,xốp, độ ẩm gần bão
eo
0.75
Mô đun nén ép Eos = qc = 5 ì 380 = 1900 T / m3 (cát nhỏ ẩm = 5 )
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 24
GVhd:
đồ án nền móng
c./ Lớp 3 : Số hiệu 38 có các chỉ tiêu cơ lý sau :
W
(%)
27.2
Wnh
(%)
31.2
Wd
(%)
(T/m3
)
(T/m
3)
(o )
25.5
1.84
2.64
17*30
Hệ số rỗng tự nhiên : eo =
Kết quả TN nén ép e ứng
C
(KG/ với P (Kpa)
cm2)
50
100
200 400
0.65
0.14 0.77
0.745 0.69
8
7
9
qc
N
2.93
12
MPa
n (1 + W )
2.64 ì1ì (1 + 0.272)
1 =
1 = 0.83
1.84
Kết quả nén ko nở ngang eodometer, hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100200 KPa:
e100 e200 0.745 0.697
=
= 0.048 ì 102 (1/KPa)
p200 p100
200 100
Chỉ số dẻo : A = Wnh Wd = 31.2 25.5 = 5.7 (%) <7 đất thuộc loại cát pha
W Wd 27.2 25.5
Độ sệt : B =
=
= 0.298 >0.25 => đất ở trạng thái nửa cứng
A
5.7
a1 2 =
Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh qc =2.93 MPa=293 T/m2 và đặc trng
xuyên tiêu chuẩn N=12 cho biết lớp đất thuộc lớp đất tơng đối tốt Mô đun nén ép ( ko
nở ngang ) Eos = qc = 3 ì 293 = 879T / m3 với cát pha = 3 ữ 5
d./ Lớp 4 : Số hiệu 72 có các chỉ tiêu cơ lý sau :
W
(%)
26.2
Wnh
(%)
48.9
Wd
(%)
(T/m3
)
(T/m
3)
29.5
1.95
2.74
Hệ số rỗng tự nhiên : eo =
(o )
19
Kết quả TN nén ép e ứng
C
(KG/ với P (Kpa)
cm2)
50
100
200 400
0.63
0.42 0.71
0.684 0.65
8
4
2
qc
N
3.8
22
MPa
n (1 + W )
2.74 ì1ì (1 + 0.262)
1 =
1 = 0.773
1.95
Kết quả nén ko nở ngang eodometer, hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100200 KPa:
e100 e200 0.684 0.654
=
= 0.03 ì 102 (1/KPa)
p200 p100
200 100
Chỉ số dẻo : A = Wnh Wd = 48.9 29.5 = 9.4 (%) >7 đất thuộc loại sét pha
W Wd 26.2 29.5
Độ sệt : B =
<0 => đất ở trạng thái cứng
=
A
9.4
a1 2 =
Cùng với các đặc trng kháng xuyên tĩnh qc =3.8 MPa=380 T/m2 và đặc trng
xuyên tiêu chuẩn N=22 cho biết lớp đất thuộc lớp đất tốt Mô đun nén ép ( ko nở
ngang ) Eos = qc = 4 ì 380 = 1520T / m3 với sét pha cứng = 4
Nhận xét : Lớp đất thứ nhất và thứ hai thuộc loại đất yếu , lớp thứ ba tơng đối tốt nhng
độ dày nhỏ , lớp thứ t rất tốt nhng lại khá sâu.
Kết quả trụ địa chất:
Sinh viên thực hiện :
Lớp :
Trang: 25
