Đồ án nền móng Đệm Cát

Móng nông trên nền gia cố đệm cát:
I.Tài liệu thiết kế:
I.1 Tài liệu công trình:
Tên công trình:
Đặc điểm kết cấu: Kết cấu nhà khung ngang BTCT kết hợp tường chịu lực.
Tải trọng tính toán
Tải trọng tính toán dưới chân công trình tại cốt mặt đất
Cột C1:
N ott 50T ; M ott 2Tm; Qott 1T
Tường T2:
Tải trọng tiêu chuẩn:
N otc

N ott
n

M otc

M ott
n

Qotc

Qott
n

(n: hệ số vượt = 1,1 đến 1,2; ở đây lấy 1,15)
N otc

50
2

1

43,5T / m 2 M otc
1,74Tm Qotc
0,87T
1,15
1,15
1,15

5000

4500

I.2 Tài liệu địa chất công trình:
Phương pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng
Thí nghiệm hiện trường: CPT; SPT
Khu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp có chiều dày hầu như không đổi
Lớp 1: Số hiệu 200 dày h1= 4,5m
Lớp 2: Số hiệu 400 dày h2= 5,0m
Lớp 3: Số hiệu 100 rất dày.
Mực nước ngầm ở độ sâu 10 m.
Tương tự như ví dụ trên ta có trụ địa chất như sau:

Cát pha
dẻo

200

Sét pha
Nửa cứng

400

Cát thô
Chặt vừa

100

Cát pha, dẻo : =1,8T/m3 ; =2,68 ; = 100 ; c =0,8 T/m2,
B = 0,77; e 0 =0,913 ; qc = 40 T/m2; N60=3; Eo = 200T/m2

Sét pha,nửa cứng : =1,88T/m3 ; =2,71 ; = 170 ; c =2,8 T/m2,
B = 0,19; e 0 =0,845 ; qc = 200 T/m2 ; N60=16; Eo=1200T/m2

Cát thô, chặt vừa: =1,89T/m3; =2,63 ; = 330
e 0 =0,67; E0 = 1560T / m 2 ; qc = 780 T/m2; N60=17
21


Nhận xét: lớp đất 1 yếu và dày, các lớp đất 2 và 3 tốt dần.
1.3. Tiêu chuẩn xây dựng.
Độ lún cho phép S gh 8cm
Hiệu số độ lún móng cột nhà dân dụng và công nghiệp:
đối với khung bằng thép và bê tông cốt thép: 0,2%

II.Phương án nền móng:
- Tải trọng công trình không lớn.
- Lớp đất trên cùng khá yếu và dày, do đó ở đây chọn giải pháp thay thế một phần lớp
đất yếu đó bằng lớp đệm cát.
- Móng BTCT:

Móng đơn dưới cột.
Móng băng dưới tường.
- Tường ngăn và bao che có thể dùng móng gạch hay giằng, dầm móng để đỡ.

III. Vật liệumóng, giằng, đệm cát.
- Bê tông 200#:

Rn 90kG / cm2 ; Rk 7,5kG / cm 2

- Thép:

10 AII: Ra Ra' 2800kg / cm2
10 AI: Ra Ra' 2300kg / cm 2

- Bê tông lót:
100#, dày 10cm
- Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng: a = 4cm
- Đệm cát:
+ Vật liệu làm đệm: Cát to hoặc cát trung, cát phải thỏa mãn một số đ/k sau:
Đối với cát vàng, hàm lượng SiO2 không nên nhỏ hơn 70% và hàm lượng hữu cơ không
vượt quá 5%. Hàm lượng mica nên nhỏ hơn 1,5% và cỡ hạt có d>0,25mm chiếm trên
50%, cấp phối rải đều d =5ữ0,25mm.
Sơ đồ tính toán đệm cát:
tc

No

tc

Mo

tc

Qo

b

+ Đặc trưng đệm cát:
Chọn 1,85T / m 3
* Góc mở đệm thay đổi trong khoảng từ 30o đến góc ma sát trong của đệm cát.
22


Ta lấy 30o
*Góc mái hố móng :
Tuỳ thuộc vào tính chất của lớp đất đào hố móng và biện pháp chống đỡ thành
hố đào.
Nếu không dùng biện pháp chống đỡ thành hố móng thì tính toán tham
khảo phần mái đất Cơ học đất
Chiều dày đệm cát hđ=2,0m.
Tính chất cơ học của đệm cát:
Chọn sức kháng xuyên q c 800T / m 2 tra bảng sách cơ đất có: 30 o
(ở đây chọn 30 o )
E o .q c 2.800 1600T / m 2 ( chọn 2 đối với cát chặt vừa)
(Lấy chiều dày đệm cát lớn nhất để viết chung biện pháp gia cố cho cả 3 móng)

IV. Chọn chiều sâu chôn móng:
hm:

tính từ mặt đất tới đáy móng (không kể lớp bê tông lót móng)

ở đây lớp đất yếu 1 dày 4,5m ta chọn hm=1,0m

A.Thiết kế móng M1 ( Móng dưới cột C1)
(Móng đơn: chỉ làm cho móng M1; Móng T2; làm tương tự.)
Giả thiết móng có kích thước: b =1,2m; l = .b;
trong đó:
= 1+e ữ 1+2e; e: là độ lệch tâm
e

M
;
N

M M o Q.hm 2 1.1 3Tm

e

M
3

0,06
N 50

Chọn trong khoảng từ:1+e=1,06 đến 1+2.e=1,12
= 1,12; vậy l = .b = 1,12 . 1,2m 1,4 m. Chọn l=1,4m
Sơ bộ chọn kích thước móng M1:
l b=1,4 1,2m
A.I. áp lực tiếp xúc dưới đáy móng:
1, Do tải trọng tiêu chuẩn gây ra:
N otc

43,5
tb.hm
2.1 25,9 2 28T / m 2
F
1,2.1,4
tc

M o Qotc .hm
(1,74 0,87.1).6
p max p
28
28 6,65 34,65T / m 2
2
W
1,2.1,4
tc
tc

M Qo .hm
(2 0,87.1).6
p min p o
28
28 6,65 21,35t / m 2
2
W
1,2.1,4


p

2, áp lực gây lún:


p gl p .hm 28 1,8.1 28 1,8 26,2T / m 2

3, Do tải trọng tính toán không kể trọng lượng bản thân móng và lớp phủ gây ra:
23




po
o
p max

o
p min

N ott
50

29,76T / m 2
F
1,2.1,4

M tt Qott .hm
(2 1.1).6
po o
29,8
29,8 7,65 37,45T / m 2

W
1,2.1,4 2

M tt Qott .hm
(2 1.1).6
po o
29,8
29,8 7,65 22,15T / m 2
2
W
1,2.1,4

A.2. Kiểm tra kích thước đáy móng:
1, Kiểm tra sức chịu tải của nền:
- Tại đáy móng:


Điều kiện kiểm tra:
pR
Gần đúng coi là tải thẳng đứng ( tức là 0 ) Sức chịu tải của nền được tính theo công
thức của Terzaghi:
Pgh 0,5.S . .b.N S q .q.N q Sc .c.N c

Trong đó:
S 1 0,2

b
1,2
1 0,2.
1 0,17 0,83

l
1,4

tc

No

tc

tc

Qo

Mo

0.000

b
1,2
1 0,2
1 0,17 1,17
l
1,4

2000

33o tra bảng sách cơ đất:
N 34,8 ; N q 26,1; N c 38,7

Cát pha

dẻo

200
-1.000

1200

S c 1 0,2

1000

Sq 1

Đệm cát

Pgh 0,5.0,83.1,85.1,2.34,8 1.1,8.1.26,1 0
1400

1500

32,06 47 79,06T / m 2
Pgh
79,06
31,62T / m 2
R
; Fs 2,5 ; R
Fs
2,5

Cát pha

dẻo

200

Sét pha
Nửa cứng

400



p 28T / m 2 R 31,62T / m 2
2

2

pmax 34,65T / m 1,2.R 1,2.31,62T / m 37,94T / m

2

- Tại đáy lớp đệm:
chọn đệm dày 2m
Xác định kích thước móng khối quy ước:
bqu b 2.hd .tg 1,2 2.2.tg 30 o 1,2 2.2.0,5774 3,5m
l qu l 2.hd .tg 1,2 2.2.tg 30 o 1,4 2.2.0,5774 3,7 m
hqu 3m

Xác định ứ/ suất dưới đáy đệm cát: (tại điểm M):
M btM zM

24


btM ứng suất bản thân tại M

zM ứng suất do tải trọng ngoài gây ra tại M
btM 1hm d hd 1,8.1 1,85.2 1,8 3,7 5,5T / m 2

l z
zM k o ( p tt 1 .hm ) ; k o ;
b b
l 1,4
z
2

1,17 ;
1,7
b 1,2
b 1,2
Nội suy ta có:
k o 0,165

zM 0,165.( 28 1,8.1) 0,165.26,2 4,32T / m 2
M 5,5 4,32 9,82T / m 2

Xác định cường độ đất nền dưới đáy đệm cát- gần đúng xác định theo công thức:
Pgh 0,5.S . .bqu .N S q .q.N q S c .c.N c

Trong đó:
S 1 0,2

bqu
l qu

1 0,2.

3,5
1 0,19 0,81 ;
3,7

Sq 1

S c 1 0,2

10

o

bqu
l qu

1 0,2

3,5
1 0,19 1,19
3,7

tra bảng sách cơ đất:

N 1 ; N q 2,49 ; N c 8,45

q 1 hm d hd 1,8.1 1,85.2 5,5T / m 2

Pgh 0,5.0,81.1,8.3,5.1 1.5,5.1.2,49 1,19.0,8.8,45 2,55 13,7 8,04 24,29T / m 2

R

Pgh
Fs

; Fs 2 ; R

24,29
12,14T / m 2
2



p 9,82T / m 2 R 12,14T / m 2

2. Kiểm tra biến dạng của nền:
Dùng phương pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của móng .
n

Với đất có kết quả nén ép

i 1
n

Với đất có không kết quả nén ép

n

e1i e2i
hi
i 1 1 e1i

- Đất dính: S Si
- Đất rời:

h
S i i zigl
i 1 Eoi

Chia các lớp đất dưới đáy móng trong phạm vi chiều dày nén lún thành các lớp phân tố
b
4

có chiều dày hi ; ở đây móng có b=1,2m ta chia các lớp đất dày 0,3m.

25


tt

No

bti i ( hm zi )

200

-1.0

Đệm cát

Vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm:
1500

zi ko p

Cát pha
dẻo

200

Kết quả tính toán ứng suất trình bày trong
bảng sau:

0

2,355T/m2

1

2,805T/m2

2

3,36T/m2

3

3,915T/m2

4

4,47T/m2
5,025T/m2
5,395T/m2

6
7

5,935T/m2

8

6,475T/m2

9

6,793T/m2

10

7,333T/m2

11

7,873T/m2

12

8,413T/m2

13

Lớp

(đệm
cát)

I

Điểm
tính

zi (m)

bt (T / m 2 )

0
1
2
3
4
5
6
7

0

0,3
0,6
0,9
1,2
1,5
1,8
2,0

8
9
10
11
12
13
14

2,3
2,6
2,9
3,2
3,5
3,8
4,1

5000
1559

Cát thô
Chặt vừa

100

19,23T/m2
13,78T/m2

7,13T/m2
5,33T/m2
4,38T/m2
3,56T/m2
2,74T/m2
2,34T/m2
1,89T/m2
1,65T/m2
1,38T/m2
1,20T/m2

14

bt

400

24,56T/m2

9,77T/m2

5

8,953T/m2

Sét pha
Nửa cứng

26,2T/m2

1,8T/m2

300 300 300 300 300 300

2000

Vẽ biểu đồ áp lực bản thân:

Cát pha
dẻo

Z

z
b
0
0,25
0,5
0,75
1
1,25
1,5
1,67

ko

zi k o . p

1,8
2,355
2,805
3,36
3,915
4,47
5,025
5,395

l
b
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17

1
0,9373
0,735
0,526
0,373
0,272
0,2034

0,167

26,2
24,56
19,23
13,78
9,77
7,13
5,33
4,38

5,935
6,475
6,793
7,333
7,873
8,413
8,953

1,17
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17

1,92
2,17
2,42

2,67
2,92
3,17
3,42

0,136
0,1047
0,0893
0,0722
0,0629
0,0525
0,046

3,56
2,74
2,34
1,89
1,65
1,38
1,20

Tính độ lún:
a, Xác định chiều sâu vùng chịu nén: ở chiều sâu z = 3,8m ( ứng với điểm 13)
ứng suất bản thân:
bt13 8,413T / m 2
ứng suất phụ thêm:
z13 1,38T / m 2
26

200

2

0.000

300 300 300 300 300 300 300

p gl 26,2T / m

1000

áp lực gây lún trung bình tại đáy móng:

tt

Mo

tt

Qo


thoả mãn điều kiện:

1
z bt
5

Vậy ta lấy chiều sâu vùng chịu nén H c 3,8m
b, Tính độ lún:

Lớp đệm:

đất cát:

n
h
S i i zi ;
i 1 Eoi

Lớp 1:

đất dính

n
n
e e
S Si 1i 2i hi
i 1
i 1 1 e1i

0,8

e1i ; e2i hệ số rỗng của đất ứng với p1i ; p2i
p1i

bt (i 1) bti
2

; p2i p1i zi ; zi

z (i 1) zi
2

hi chiều dày tầng đất thứ: i

Kết quả tính toán trình bày trong bảng sau:
Tầng



hi (m)

1
2
3
4
5
6
7

zi
25,38
21,90
16,50
11,78
8,45

6,23
4,86

0,3
0,2

Eo

Si (m)

1600
-

0,0038
0,0032
0,0025
0,0018
0,0012
0,0009
0,0005
S1= 0,014m

Tầng

hi (m)

p1i

8
9

10
11
12
13
14

0,3
-

5,935
6,475
6,793
7,333
7,873
8,413
8,953



zi
3,90
3,15
2,54
2,12
1,77
1,52
1,29

p2i p1i zi
9,835
9,625
9,333
9,453
9,643
9,930
10,243

e1i

e2i

Si (m)

0,789
0,760
0,755
0,732
0,710
0,700
0,695

0,775
0,751
0,749
0,728
0,707
0,698
0,694

0,0023
0,0015
0,0010
0,0007
0,0005
0,0004
0,0002

S2= 0,0066m

S=S1+S2 =0,014+0,0066=0,021 2cm < S 8cm
A.3.Tính toán chiều cao và cốt thép móng:
tương tự như móng nông trên nền thiên nhiên.

27