Đồ án Nền móng, mặt bằng rộng gần 400m2

BẢNG THỐNG KÊ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT
Lớ
p

Dung trọng tự
nhiên γ (kN/m3)

Dung trọng đẩy
nổi γ' (kN/m3)

Dung trọng no
nước γsat (kN/m3)

Độ sệt B

Lực dính đơn
vị c (kN/m2)

1

19,2

9,35

19,35

0,59

22

Góc ma

sát trong
ϕ
13013'

2

19,6

9,69

19,69

0,27

35

14002'

3

19,85

9,95

19,95

0,17

45,18

16050'

4

20,05

10,18

20,18

-0,06

52,2

18024'

5

19,6

9,87

19,87

0,33

31

15031'

6

20,38

10,51

20,51

-0,08

49,89

18023'


-Tính Móng Băng:


MẶT BẰNG BỐ TRÍ MÓNG BĂNG

1.Nội lực móng băng:
Hệ
số
Mtt
vượt
(kNm)
tải n
60
60
50

1,15
45
60
65

Tải trọng tính toán
STT Cột

Nhịp l
(m)

1
A
2
B
3
C
4
D
5
E
Tổng tải trọng
2. Số liệu địa chất:

Ntt
(kN)

Htt
(kN)

1150
1150
1200
1400
1250
6150

40
40
30
40
20
50

Tải trọng tiêu chuẩn
Ntc
(kN)

Htc
(kN)

Mtc
(kNm)

1000
1000
1043,48
1217,39
1086,96
5347,83

34,78
34,78
26,09
34,78
17,39
43,48

52,17
52,17
43,48
39,13
52,17
56,52


*Thông số đất nền: Ở đây ta giả sử đặt móng trên lớp đất thứ hai có:
+ Dung trọng tự nhiên:

γ = 19,6 (kN/m3)

+ Dung trọng đẩy nổi:

γ’= 9,69 (kN/m3)

+ Lực dính đơn vị:

c = 35 (kN/m2)

+ Góc ma sát trong:

= 14002’

+ Mực nước ngầm: -0,4m
3. Xác định kích thước sơ bộ đáy móng:

-Tính đầu thừa của móng:
-Chiều dài móng băng: L = 1 + 5 + 5 + 4 + 5 +1 = 21m
-Lấy b0 = 1m, chọn chiều sâu chôn móng Df = 2m
-Từ các số liệu của đề bài kết hợp với việc Tra bảng 1.5 “Tập bài giảng nền móng,
Nguyễn Tấn Bảo Long” ta có:
ϕ = 14o02’ ⇒ A = 0,2926 ; B =2,1703 ; D = 4,694.
- Khi tra bảng 1.4 ta có:
+ Đất sét có

< 0,5: => m1= 1,2

+ Đất cát bụi bão hòa nước và L/H > 4 => m2= 1
+ Đất lấy từ thí nghiệm => ktc = 1

Chọn
3.1 Kiểm tra ổn định nền với b = 2,2m


Ta có:
-Chiều cao dầm móng:
Lmax = (0,417 0,833)m => ta chọn h = 0,7m

ĐK:
-Tính lại

với b = 2,2m

-Áp lực lớn nhất tại đáy móng:


Trong đó:

Vậy:

⇒Vậy

móng băng thỏa điều kiện ổn định.

3.2 Kiểm tra lún:
-Độ lún của móng được tính theo phương pháp tổng phân tố, đối với nhà khung bê
tông cốt thép độ lún giới hạn tại tâm móng là 0,08m.
-Áp lực gây lún tại tâm đáy móng là:

-Ta chia nền đất thành nhiều lớp phân tố nhỏ, mỗi lớp có độ dày:
hi = 0,4 x b = 0,4 x 2,2 = 0,88m


-Dựa vào thí nghiệm nén cố kết ta tính lún như sau:

11

S = ∑ Si
i =1

-Dùng phương pháp cộng phân tố:

-Với z/b và l/b = 21/2,2 = 9,55 => nội suy tìm được k0
Ta được kết quả ghi trong bảng:
BẢNG TÍNH ỨNG SUẤT DO TẢI TRỌNG NGOÀI
Độ sâu
0,00
0,88
1,76
2,64
3,52
4,40
5,28
6,16
7,04
7,92

z/b
0,0
0,4
0,8
1,2
1,6
2,0
2,4
2,8
3,2
3,6

ko

1,000
0,881
0,641
0,476
0,372
0,301
0,252
0,214
0,186
0,163

Ứng suất do tải trọng ngoài
120,84
106,46
77,46
57,52
44,95
36,37
30,45
25,86
22,48
19,70


BẢNG TÍNH ỨNG SUẤT DO TRỌNG LƯỢNG BẢN THÂN
Độ sâu (m)
2
2,88
3,76
4,64

5,52
6,4
7,28
8,16
9,04
9,92
Dà
y
(m)
0,8
8
0,8
8
0,8
8
0,8
8
0,8
8
0,8
8
0,8
8
0,8
8
0,8

Ứng suất do trọng lượng bản thân
22,91
31,44

40,16
48,96
57,67
66,43
75,19
83,94
92,70
101,46

z
(m)
0,0
0
0,8
8
0,8
8
1,76
1,76
2,64
2,64
3,52
3,52
4,40
4,40
5,28
5,28
6,16
6,16
7,04

7,04

22,91

120,84

31,44

106,46

31,44

106,46

40,16
40,16
48,96
48,96
57,67
57,67
66,43
66,43
75,19
75,19
83,94
83,94
92,70
92,70

77,46

77,46
57,52
57,52
44,95
44,95
36,37
36,37
30,45
30,45
25,86
25,86
22,48
22,48

27,18

140,8
3

0,73
0

0,69
6

35,8
0

127,7
6

0,693

0,66
9

44,56
53,32
62,05
70,8
1
79,57
88,3
2
97,08

112,0
5
104,5
5
102,7
1
104,2
2
107,7
2
112,4
9
118,1

0,693
0,646
0,643
0,643
0,641
0,635
0,633

0,67
3
0,63
1
0,63
1
0,63
1
0,63
0
0,62
9
0,62

0,01
7
0,012
0,010
0,008
0,006
0,006
0,006

0,003
0,003


8

7,92

101,46

19,70

7

8

Vậy tại độ sâu -7,92m, ứng suất bản thân lớn hơn 5 lần
ứng suất do tải trọng ngoài gây ra. Độ lún S = 7,3 cm < Sgh = 8,0cm, móng
thỏa điều kiện lún.
4.Kiểm tra xuyên thủng:
4.1 Chọn chiều cao móng:
-Bê tông B20 có Rb = 11,5MPa = 11500kN/m2
Rbt = 0,9MPa = 900kN/m2
-Chọn cột có tiết diện hình vuông: 400mm x 400mm
-Chiều rộng dầm móng:
bd = bcột + 2 x 50mm = 500mm chọn bd = 500mm = 0,5m
-Chiều cao

, chọn theo cấu tạo:

, ta chọn ha = 200mm = 0,2m
-Chiều cao bản móng hb dựa vào điều kiện bản không đặt cốt đai
(TCVN 356 : 2005), ta có:



 hb0 ≥ 0,13 m
chọn hbo = 0,25m = 250mm => hb = hb0 + a = 250 + 50 = 300mm = 0,3m


4.2 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng: Pxt

Pcx

=> Pxt = 99,19kN < Pcx = 168,75kN (thỏa)
5.Tính thép móng băng:
-Độ cứng lò xo:

-Dựa vào phần mềm Sap2000 để tìm nội lực, ta có:

BIỂU ĐỒ MOMEN


BIỂU ĐỒ LỰC CẮT

5.1 Cốt thép bản móng:
-Thép theo phương cạnh ngắn
*Xem bản móng là một bản công xon một đầu ngàm ở mép dầm còn đâu kia tự do,
ngoại lực tác dụng là phản lực đất nền

đẩy lên


Chọn 6Φ16a150 (1206,37 mm2)
-Thép theo phương cạnh dài đặt theo cấu tạo, chọn Φ10a200
5.2 Thép dầm móng:
5.2.1 Tính cốt thép ở nhịp:
Giả thiết
-Tính:

Tiết diện
Nhịp 1
(2200 700)
Nhịp 2
(2200 700)
Nhịp 3
(2200 700)

M
(kNm)

αm

Chọn cốt thép

As
(mm2)

d

As.chọn
(mm2)

μ (%)

609,57

0,067 0,069

3535

4d28+2d28

3693

0,84

437,58

0,048 0,049

2510

4d28

2462

0,56

139,55

0,015 0,015

768

4d28

2462

0,56


Nhịp 4
(2200 700)

521,26

0,058 0,060

3074

4d28+2d20

3090

0,22

5.2.1 Tính cốt thép ở gối:
Giả thiết
-Tính:

Tiết diện
Gối 1
(500 700)
Gối 2
(500 700)
Gối 3
(500 700)

M
(kNm)

αm

Chọn cốt thép

As
(mm2)

d

As.chọn
(mm2)

μ (%)

273,19

0,147 0,160

1774

4d25

1963

0,65

219,52

0,118 0,126

1397

4d25

1963

0,65

412,69

0,222 0,254

2817

6d25

2944

0,70


Gối 4
(500 700)
Gối 5
(500 700)

525,21

0,282 0,340

3770

8d25

3925

0,93

342,32

0,184 0,205

2273

4d25+2d20

2590

0,62

5.2.3.Tính cốt đai:
Ta có:

Với: φb3 = 0,6 (bê tông nặng)
-Bêtông chịu cắt không đủ nên phải tính cốt đai
-Chọn cốt đai d8, số nhánh cốt đai n =4, Rsw=225MPa, Asw = 78,3 mm2

+Khoảng cách giữa các cốt đai theo tính toán :

Chọn
Với : (hệ số ϕb 2 = 2 đối với bê tông nặng)


+ Khoảng cách lớn nhất giữa các cốt đai : ϕ4 = 1,5 (đối với bê tông nặng)

+Khoảng cách giữa các cốt đai theo cấu tạo:
hd
Sct = min ( 3 ; 300) mm = min (

; 300 ) mm => Sct = 233mm

+Khoảng cách giữa các cốt đai theo thiết kế:
. Vậy ta chọn S = 130mm bố trí đoạn L/4 cho dễ
thi công
+Còn giữa nhịp L/2 vì lực cắt nhỏ nên ta bố trí thép đai theo cấu tạo như sau:

Sct = min(

; 500) = min(

; 500) = 500 mm bố trí đoạn L/2

-Kiểm tra:

Thỏa điều kiện cốt đai, không cần tính cốt xiên
Tính Móng Cọc:
I.Tổ hợp tải trọng:
Tải trọng tính toán

1150

75

50

45

55


II.Tập hợp dữ liệu tính toán:
-Bê tông có cấp độ bền B20 có: Rb = 11,5MPa; Rbt = 0,9MPa.
-Thép loại AII - CII: Rs = 280Mpa.
-Chọn cọc ép có tiết diện 300x300mm. Thép cọc
; chiều dài cọc L = 12,5m
(ngàm vào đài và đập đầu cọc 0,5m). Sau khi đập đầu cọc chiều dài còn lại của cọc
l = L - 0,5 = 12m
III.Trình tự thiết kế:

1.Độ sâu chôn móng:
Chọn bề rộng móng b = 2m (cạnh theo phương x vuông góc với lực ngang
-Do cọc đài thấp nên:

-Với :

( : trọng lượng riêng của đất lắp móng)

, Chọn Df = 2m

2.Xác định sức chịu tải thiết kế của cọc:

2.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

-Chiều dài tính toán của cọc:

)


l0 = l v = 12 0,7 = 8,4m
Chọn v = 0,7 do đầu cọc ngàm vào đài và mũi cọc tựa vào đất cứng.
-Hệ số độ mảnh :

2.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ:

*Sức kháng hông

:

-Lực ma sát đơn vị của lớp đất thứ i với công thức:

Chọn k =1,4: cọc ép hạ chậm, (k:hệ số áp lực ngang của đất, phụ thuộc vào biện
pháp thi công và loại đất xung quanh cọc)

+Ma sát đơn vị lớp đất thứ nhất là:

+Ma sát đơn vị lớp thứ hai là:


+Ma sát đơn vị lớp thứ ba là:

*Sức kháng mũi

:

-Sức kháng mũi đơn vị

Với

:

= 18o24’(lấy lớp đất dưới mũi cọc), tra bảng ta được các hệ số sau:
;

;

=>
Vậy:
+Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ là:

+Sức chịu tải cho phép của cọc theo chỉ tiêu cường độ là:


2.3 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý

Lớp đất

:

Z (m)

Độ sệt
(m)
(kN)
1
2-3
1
0,27
0,9
38,90
35,01
2
3–5
2
0,17
0,9
57,98
104,36
5–7
2

0,17
0,9
63,97
115,15
7–9
2
0,17
0,9
69,96
125,93
9 - 11
2
0,17
0,9
75,95
136,71
3
11 – 13
2
-0,06
1
89,68
179,36
13 – 14
1
-0,06
1
92,26
92,26
Do độ sệt ở độ sâu -14m nhỏ hơn 0 nên sức kháng mũi đơn vị của cọc theo cơ lý

lấy bằng sức kháng mũi đơn vị của cọc theo chỉ tiêu cường độ bằng

Vậy:
+Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cơ lý là:

Ta có:
+Sức chịu tải cho phép của cọc theo chỉ tiêu cơ lý là:


Giả sử đài có từ 6~10 cọc, ta có:

=1,65

Vậy sức chiu tải thiết kế của cọc là:

3.Tính số lượng cọc và bố trí cọc trong đài:

3.1 Tính sơ bộ diện tích đài móng:
*Phản lực tác dụng lên đáy đài (do 1 cọc gây ra):

*Diện tích sơ bộ đáy đài:

*Trọng lượng trung bình của đất và đài:
*Số lượng cọc:

Chọn 4 cọc
3.2 Bố trí cọc:
Chọn diện tích đài móng
, khoảng cách cọc 4d = 1,2m, khoảng
cách từ mép cọc ngoài cùng đến mép đài bằng 0,15m

Mặt bằng bố trí cọc
*Tính hệ số nhóm:

4. Kiểm tra sức chịu tải của cọc:
4.1 Kiểm tra sức chịu tải cọc nhóm:
Tính lại trọng lượng đất và đài với diện tích đài móng bằng 1,5mx1,5m


Với:
Thỏa điều kiện.
4.2 Kiểm tra sức chịu tải cọc đơn:

*Chọn chiều cao đài nhanh và an toàn thông qua điều kiện sau:

Chọn

, a = 0,05m, suy ra h = 0,55 + 0,05 = 0,6m


*Lập bảng tính các giá trị
Cọc
1
2
3
4



(m)
-0,6
0,6
-0,6
0,6

Thỏa điều kiện

:
(m)
0,6
0,6
-0,6
-0,6

(m)
1,44

(m)
1,44

(kN)
300,67
390,67
236,50
326,50


5. Kiểm tra ổn định nền và độ lún của móng:
5.1 Kiểm tra ổn định nền (sử dụng giá trị tiêu chuẩn):

* Tính chiều rộng của khối móng quy ước

*Do móng hình vuông nên
*Chọn diện tích khối móng quy ước là

:


*Tính trọng lượng khối móng quy ước:

Với

: trọng lượng đất và đài
: trọng lượng đất từ đài đến mũi cọc
: trọng lượng cọc

Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền tại đáy móng quy ước được tính theo công
thức:

Ta có:

= 18024’ , tra bảng ta được các hệ số sau:

A = 0,4480;

B =2,7920;

D =5,3790;