đồ án Nền Móng công trình
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (513.45 KB, 50 trang )
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
THUYẾT MINH ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Nội dung thuyết minh:
A. Các tài liệu dùng để thiết kế.
B. Thiết kế móng trong một khung.
Phần 1. Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên.
Phần 2. Thiết kế móng nông trên nền nhân tạo.
Phần 3. Thiết kế móng cọc.
A. Tài liệu thiết kế
1. Nhiệm vụ được giao:
Tự lựa chọn một công trình để thiết kế phần móng. Nội lực do tải trọng tính toán
nguy hiểm nhất gây tại chân cột (đỉnh móng). Thiết kế phần móng công trình cho một
khung theo 3 phương án: Móng nông trên nền tự nhiên, nền nhân tạo và móng cọc.
Sau đó chọn phương án thích hợp nhất cho các móng còn lại.
- Tài liệu tham khảo :
Giáo trình: “Nền và Móng các công trình dân dụng – công nghiệp”
Hướng dẫn đồ án Nền và Móng
(GSTS. Nguyễn Văn Quảng – Trường Đại Học Kiến Trúc Hà Nội)
Số liệu tính toán theo đề ra là:
• Phương án móng nông trên nền thiên nhiên:
+ Phương án địa chất: 4
+ Tải trọng tính toán tại đỉnh móng (dưới chân cột): N 0tt =69(T), M0tt =11(Tm), Q0tt
= 8.3(T)
• Phương án móng nông trên nền nhân tạo:
+ Phương án địa chất: 7
+ Tải trọng tính toán tại chân cột: N0tt =69(T), M0tt =11(Tm), Q0tt = 8.3(T)
• Phương án móng cọc:
+ Phương án địa chất: 3
+Tải trọng tính toán tại chân cột: N0tt =210(T), M0tt =25(Tm), Q0tt = 16.8(T)
2. Đặc điểm công trình:
Theo bản vẽ mặt bằng, mặt cắt và sơ đồ địa chất thuỷ văn thì công trình cần thiết kế là
nhà kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối không có tường chèn. Tra bảng 16
TCXD 45-78 (Bảng 3-5 sách hướng dẫn đồ án nền móng) cho nhà khung bê tông cốt
thép không có tường chèn, ta có: Độ lún tuyệt đối giới hạn: S gh=0,08 m. Độ lún lệch
tương đối giới hạn:∆Sgh= 0,002.
1
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
1
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
Hình 1. Mặt bằng kết cấu móng
2
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
2
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
Phần I
Móng nông trên nền thiên nhiên
I. Tài liệu thiết kế
1. Tải trọng:
- Tiết diện cột: C : b × h =25 × 40(cm)
- Tải trọng tính toán dưới chân cột C :
N0=69(T) =690(kN) ; M0= 11(Tm)=110(kNm) ;Q= 8.3(T) =83kN
- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn: Không có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn nên số liệu tải
trọng tiêu chuẩn tại chân cột có thể được lấy như sau:
Ntc0 = Ntt0/n = 690/1.2 = 575(kN)
Mtc0= Mtt0/n = 110/1.2 = 91.7 (kNm)
Qtc = Qtt/n = 83/1.2 = 69.2 (kN)
(n là hệ số vượt tải n=1.1 ÷1.5 lấy n=1.2)
2. Xử lý số liệu địa chất công trình:
Nền đất gồm 9 lớp, có số liệu địa chất như bảng dưới:
Chiều Trọng Trọng
dày
lượng lượng
(m) riêng tự riêng
nhiên
hạt
γw
γh
3
(kN/m (kN/m3)
)
0.5
17
1.3
18.4
26.5
4.2
19.2
26.5
3.0
18.5
26.8
5.3
19.2
26.5
6.5
17.5
26.6
4.8
18.2
26.8
6.5
19.2
26.5
15
20.5
26.6
Loại đất
Trồng trọt
Sét3
Cát pha2
Sét pha 4
Cát pha2
Sét pha 8
Sét pha 5
Cát bụi 1
Cát pha 1
Độ Giới Giới Góc Lực Mô đun
ẩm hạn hạn ma dính biến dạng
W chảy dẻo sát
cII
E
(%) WL WP trong (kPa) (kPa)
(%) (%) ϕII
( 0)
38
22
30
22
40
31
23
18
45
24
36
24
45
37
26
18
22
18
31
23
21
15
17
18
16
18
15
14
30
22
27
25
10
25
7
17
20
10.000
14.000
10.000
14.000
7.000
8.000
18.000
18.000
Nhận xét tính chất các lớp đất:
Lớp 1: Đất trồng trọt, có chiều dày 0.5 m.
Lớp 2: Đất sét 3, chiều dày 1.3m.
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
∆=
e0 =
γ h 26.5
=
= 2.65
γn
10
∆.γ n .(1 + W )
2.65 × 10 × (1 + 0.38)
−1 =
− 1 = 0.988
γ
18.4
I = W − W = 45 − 26 = 19(%)
L
p
- Chỉ số dẻo : d
Vì : Id = 19% >17% nên đây là loại đất sét
3
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
3
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
B=
W −Wp
Id
38 − 26
= 0.632
= 19
Từ độ sệt B = 0.632 ta có trạng thái của đất
- Độ sệt :
sét là trạng thái dẻo mềm.
Lớp 3: Cát pha 2 chiều dày 4 .2 m
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
∆=
γ h 26.5
=
= 2.65
γn
10
I = W − W = 24 − 18 = 6(%)
L
p
- Chỉ số dẻo : d
Vì : Id = 6% < 7% nên đây là loại đất cát pha
B=
W −Wp
Id
- Độ sệt :
=
trạng thái dẻo.
Lớp 4: Đất sét pha 4, chiều dày 3 m
- Tỷ trọng hạt :
∆=
e0 =
- Hệ số rỗng:
. Từ độ sệt B = 0.667 ta có trạng thái của đất là
γ h 26.8
=
= 2.68
γn
10
∆ × γ n × (1 + W )
2.68 × 10 × (1 + 0.30)
−1 =
− 1 = 0.883
γ
18.5
I = W − W = 36 − 22 = 14(%)
L
p
- Chỉ số dẻo : d
Vì : Id =7%< 14% < 17% nên đây là loại đất sét pha.
B=
W −Wp
Id
30 − 22
= 0.571
= 14
. Từ độ sệt B = 0.571 ta có trạng thái của đất
- Độ sệt :
sét pha là trạng thái dẻo mềm.
Lớp 5: Cát pha 2, chiều dày 5.3 m
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
∆=
e0 =
γ h 26.5
=
= 2.65
γn
10
∆ × γ n × (1 + W )
2.65 × 10 × (1 + 0.22)
−1 =
− 1 = 0.684
γ
19.2
I = W − W = 24 − 18 = 6(%)
L
p
- Chỉ số dẻo : d
Vì : Id =6% < 7% nên đây là loại đất cát pha
B=
W − Wp
Id
- Độ sệt :
pha là trạng thái dẻo
22 − 18
= 0.67
6
=
Từ độ sệt B = 0.67 ta có: Trạng thái của đất cát
Lớp 6: Đất sét pha 8, chiều dày 6.5 m
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
∆=
e0 =
γ h 26.6
=
= 2.66
γn
10
∆ × γ n × (1 + W )
2.66 × 10 × (1 + 0.4)
−1 =
− 1 = 1.128
γ
17.5
4
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
4
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
GVHD: Nguyễn Tiến
I = W − W = 45 − 31 = 14(%)
L
p
- Chỉ số dẻo : d
Vì : Id =14% > 7% nên đây là loại đất sét pha
B=
W −Wp
Id
40 − 31
= 0.643
= 14
Từ độ sệt B = 0.643 ta có: Trạng thái của đất
- Độ sệt :
sét pha là trạng thái dẻo mềm.
Lớp 7: Đất sét pha 5, chiều dày 4.8 m
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
∆=
e0 =
γ h 26.8
=
= 2.68
γn
10
∆.γ n .(1 + W )
2.65 × 10 × (1 + 0.31)
−1 =
− 1 = 0.929
γ
18.2
I = W − W = 37 − 23 = 14(%)
L
p
- Chỉ số dẻo : d
Vì : Id =14%> 7% nên đây là loại đất sét pha
B=
W −Wp
31 − 23
= 0.571
= 14
. Từ độ sệt B = 0.571 ta có trạng thái của đất là
Id
- Độ sệt :
trạng thái dẻo mềm.
Lớp 8: Cát bụi 1, chiều dày 6.5 m
∆=
γ h 26.5
=
= 2.65
γn
10
∆=
γ h 26.6
=
= 2.66
γn
10
- Tỷ trọng hạt :
Lớp 9: Cát pha 1, chiều dày 15 m
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
I = W − W = 21 − 15 = 6(%)
L
p
- Chỉ số dẻo : d
Vì : Id =6%< 7% nên đây là loại đất cát pha
B=
W −Wp
18 − 15
= 0.5
=. 6
Từ độ sệt B = 0.5 ta có trạng thái của đất là
Id
- Độ sệt :
trạng thái dẻo.
Ta có trụ địa chất như sau:
5
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
5
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
(DÎo mÒm)
(DÎo mÒm)
(DÎo mÒm)
(DÎo mÒm)
(DÎo mÒm)
∆ = 2,65; e0 = 0,988; W = 38%; WL = 45%
WP = 26%;ϕII = 170;cII = 27 (KPa);E = 10000(KPa)
∆ = 2,65; e0 = 0,684; W = 22%;
WL = 24%; WP = 18%; ϕII = 180
cII = 25(KPa); E = 14000(KPa)
∆ = 2,68; e0 = 0,883; W = 30%;
WL = 36%; WP = 22%; ϕII = 160
cII = 10(KPa); E = 10000(KPa)
∆ = 2,65; e0 = 0,684; W = 22%;
WL = 24%; WP = 18%; ϕII = 180
cII = 25(KPa); E = 14000(KPa)
∆ = 2,66; e0 = 1,128; W = 40%;
WL = 24%; WP = 18%; ϕII = 180
cII = 25(KPa); E = 7000(KPa)
∆ = 2,68; e0 = 0,93; W = 31%;
(DÎo mÒm)
WL = 37%; WP = 23%; ϕII = 140
cII = 17(KPa); E = 8000(KPa)
∆ = 2,65; e0 = 0,698; W = 23%;
ϕII = 300
E = 18000(KPa)
∆ = 2,66; e0 = 0,53; W = 18%;
ϕII = 220 E = 18000(KPa)
Hình 2. Trụ địa chất phương án 4
6
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
6
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
II. Phương án nền, móng.
Tải trọng công trình khá lớn, lớp đất trên cùng là đất trồng trọt không có khả năng chịu
tải vì vậy tiến hành bóc bỏ lớp đất này. Lớp đất thứ hai là đất sét dẻo mềm dày 1.3m
khả năng chịu tải trung bình. Thiết kế móng nông trên nền tự nhiên, đáy móng đặt ở
lớp 2.
III.Chọn và kiểm tra kích thước móng
Ký hiệu móng đơn dưới cột C là M.
- Chọn vật liệu: Bê tông cốt thép.
- Chọn chiều sâu chôn móng h = 1.2(m) trong đó có tôn nền h tn = 0.4(m). Khi đó đế
móng đặt lên lớp đất thứ 2 là sét pha 3
- Giả thiết chọn kích thước b = 1.8(m).
+ Sức chịu tải của đất: TCXD 45-70
R = m. ( Ab + Bh ) γ II + Dc II
Trong đó: m=1
Sét pha có:
ϕII = 170 , cII = 27 (kN). Tra bảng 3.2 (sách hướng dấn đồ án) Có:
3
A = 0.39 ; B = 2.57 ; D = 5.15 ; γ II = 18.4(kN / m )
+ Diện tích sơ bộ của đế móng :
Móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta tăng diện tích đáy móng lên để chịu mômen
Chọn
;
; Lấy
;
Cường độ tính toán của lớp sét pha 3 ứng với bề rộng đế móng b = 2m
IV.Kiểm tra kích thước sơ bộ đáy móng
1.Theo điều kiện áp lực đáy móng:
Giả sử chiều cao của móng là 0.8m
+ Độ lệch tâm của móng là:
+ Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng : (lệch tâm 1 phương)
7
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
7
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
+ Kiểm tra:
<
<
Vậy thỏa mãn điều kiện áp lực. Ta chọn sơ bộ kích thước đế móng là
2.Kiểm tra điều kiện áp lực lên nền đất yếu.
Từ trụ địa chất ta thấy lớp 3 (lớp cát pha 2: E =14.000 (kpa) chắc hơn lớp 2 (sét 3: E=
10.000 (kpa) nên ta không phải kiểm tra điều kiện áp lực.
3.Kiểm tra kích thước móng theo điều kiện biến dạng- Tính lún.
a. ứng suất bản thân:
+ Ứng suất bản thân tại đáy móng :
+ Ứng suất bản thân tại điểm đáy lớp đất 2 :
+ Ứng suất bản thân tại điểm sâu 4m dưới mặt lớp thứ 3 :
b. ứng suất gây lún:
+ Ứng suất gây lún tại đáy móng :
+ Chia nền đất thành các lớp phân tố có chiều dày:
chọn
Lớp đất
Lớp 2
Lớp 3
. Quá trình tính toán được lập thành bảng sau:
Điểm
0
1
2
3
n=
0
0.5
1
1.5
1.2
8
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
m=
0
0.5
1
1.5
1.000
0.934
0.741
0.408
(kN/m2)
119.79
111.88
88.76
48.87
σbt
(kN/m2)
24.00
33.20
42.40
52.00
8
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
4
2
5
2.5
6
3
7
3.5
8
4
Xác định chiều dày tầng nén lún:
2
2.5
3
3.5
4
0.379
0.279
0.210
0.162
0.127
45.40
33.42
25.16
19.41
15.21
61.60
71.20
80.80
90.40
100.00
Tại độ sâu 4m kể từ đáy móng thì
Do vậy ta lấy chiều sâu nén lún là z = 4m kể từ đáy móng
Độ lún của các lớp phân tố là:
Si =
β oi
0 .8
× σ zigl × hi =
× σ zigl × hi
Ei
Ei
Lớp phân
tố
(điểm)
1
(0-1)
2
(1-2)
3
(2-3)
4
(3-4)
5
(4-5)
6
(5-6)
7
(6-7)
8
(7-8)
Độ lún của nền là
Ứng suất gây lún
trung bình
E
0.5
115.84
10000
0.463
0.5
100.32
10000
0.401
0.5
68.82
14000
0.197
0.5
47.14
14000
0.135
0.5
39.41
14000
0.113
0.5
29.29
14000
0.084
0.5
22.15
14000
0.063
0.5
17.31
14000
0.050
Chiều dày
hi (m)
S = ∑ Si
= 1.51(cm) ≤ [S] =8(cm)
Vậy đất nền đảm bảo độ lún tuyệt đối. Độ lún lệch tương đối
đảm
Độ lún
Si (cm)
giữa các móng sẽ bảo
vì điều kiện địa chất dưới các móng không thay đổi mấy và tải trọng tác
dụng xuống các móng cơ bản như nhau. Như vậy kích thước đáy móng đã chọn đảm
bảo.
9
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
9
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
V.Tính toán độ bền và cấu tạo móng
1.Vật liệu làm móng:
Dùng bê tông B15 M200, Rn= 9000(kN/m2),Rk=750(kN/m2),
Cốt thép nhóm AII có Ra=280000(kN/m2)
2.Áp lực tính toán ở đáy móng:
Hình 3. Sơ đồ tính toán móng
Áp lực tính toán ở đáy móng:
3.Xác định chiều cao móng theo kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn:
Khoảng cách từ mép móng đến mép cột là:
Tính toán ứng suất tại mép cột ptt1 là:
10
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
10
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
Áp lực tính toán trung bình trên phần L là:
Chiều cao làm việc của móng xác định theo kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn
Với
;
;
Làm lớp bêtông lót móng dày 10cm , do đó lớp bảo vệ cốt thép lấy abv=0,035m
Chiều cao toàn bộ của móng
Lấy chiều cao móng:
Chiều cao làm việc của móng:
4.Kiểm tra chiều cao của móng theo điều kiện chọc thủng.
Giả thiết coi móng là bản conson ngàm tại mép cột, chịu phản lực đất po
- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng về các phía góc 45 0, gần đúng coi cột
đâm thủng móng theo một mặt xiên góc 45 0 về phía pmax. Dựa theo điều kiện phá hoại
trên mặt phẳng nghiêng:
Nct ≤ 0.75 × Rk × h0 × btb
- Kích thước cột : bc × lc = 25 × 40 cm
11
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
11
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
Hình 4. Kiểm tra chọc thủng
Ta có: btb =
= 0.25 + 0.665 = 0.915(m)
Áp lực tính toán trung bình trong phạm vi diện tích gây đâm thủng
Lực gây chọc thủng:
2
Rk =750 (kN / m )
Lực chống đâm thủng là:
0.75 × Rk × h0 × btb=0.75 × 750 × 0.665 × 0.915=342.27(KN) > Nct = 96.31(KN)
12
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
12
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
Vậy móng thoã mãn điều kiện phá hoại trên mặt phẳng nghiêng.
5.Tính toán cốt thép cho móng:
Cốt thép dùng cho móng chịu mômen do áp lực phản lực của đất gây ra. Khi tính
momen người ta quan niệm cánh như những congson được ngàm vào các tiết diện qua
chân cột
• Mô men tương ứng với mặt ngàm I-I
Diện tích cốt thép để chịu mômen MI
Chọn 13φ12 Fa =14.70(cm2)
Chiều dài một thanh thép dài:
Khoảng cách giữa tim các cốt thép:
a=
(n là số thanh dài cần thiết bố trí vào đế móng).
Chọn a= 160 mm
Thoả mãn điều kiện 100 ≤ a ≤ 200mm
Vậy chọn φ12 a160 cho tiết diện I-I
• Mô men tương ứng với mặt ngàm II-II:
⇒
Diện tích cốt thép để chịu mômen
13
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
13
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
Có:
Chọn cốt thép 13φ10 có Fa =10.21(cm2)
Chiều dài mỗi thanh thép ngắn:
Chiều dài giữa tim các cốt thép:
Chọn a= 190mm
Thoả mãn điều kiện 100 ≤ a ≤ 200mm.
Vậy chọn φ 10a190 cho tiết diện II-II
Bố trí thép như hình vẽ dưới đây:
14
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
14
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
Hình 5. Cấu tạo móng nông trên nền thiên nhiên (M2)
15
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
15
GVHD: Nguyn Tin
Thuyt Minh ỏn Nn v Múng
Hng
Phn II
Múng nụng trờn nn nhõn to
I S liu thit k:`
1 Ti trng:
- Tit din ct: C : b ì h =25 ì 40(cm)
- Ti trng tớnh toỏn di chõn ct C :
N0=69(T) =690(kN) ; M0= 11(Tm)=110(kNm) ;Q= 8.3(T) =83kN
- T hp ti trng tiờu chun: Khụng cú t hp ti trng tiờu chun nờn s liu ti
trng tiờu chun ti chõn ct cú th c ly nh sau:
Ntc0 = Ntt0/n = 690/1.2 =575(kN)
Mtc0= Mtt0/n = 110/1.2 = 96.7(kNm)
Qtc = Qtt/n = 83/1.2 = 69.2 (kN)
(n l h s vt ti n=1.1 ữ1.5 ly n=1.2)
2 X lý s liu a cht cụng trỡnh:
Nn t gm 9 lp, cú s liu a cht nh bng di:
Loại đất
Trồng trọt
Sét 5
Cát pha 4
Cát pha 3
Sét pha 4
Cát pha 1
Cát pha2
Cát bụi 1
Cát trung 1
Chiều
dày
(m)
1.2
2.2
4.5
4.0
3.0
1.1
1.2
8
20
Trọng
lợng
riêng tự
nhiên w
(kN/m3)
Trọng
lợng
riêng
hạt
Độ
ẩm
W
(%)
Giới
hạn
chảy
WL
(%)
Giới
hạn
dẻo
WP
(%)
40
26
31
25
h
(kN/m3)
Góc ma Lực
sát
dính
trong
cII
(kPa)
II
( 0)
Mô đun biến
dạng
E
(kPa)
17
18.4
26.5
38
18.3
26.4
30
26.8
24
18.5
26.8
30
20.5
26.6
18
2
21
7.800
21
16
36
22
10.000
10
16
21
15
10.000
20
22
24
3.500
28
15
27
19.5
11
18
18.000
25
19.2
26.5
22
18
14.000
19.2
26.5
23
30
18.000
19.2
26.5
18
35
31.000
16
Nhúm sinh viờn thc hin: Nhúm 44
16
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
Nhận xét tính chất các lớp đất:
Lớp 1: Đất trồng trọt, có chiều dày 1.2 m.
Lớp 2: Đất sét 5, chiều dày 2.2m.
- Tỷ trọng hạt :
-Hệ số rỗng:
- Chỉ số dẻo :
%
Vì : Id = 14% <17% nên đây là loại đất sét pha.
- Độ sệt :
thái của đất sét là trạng thái dẻo .
Lớp 3: Đất cát pha 4, chiều dày 4.5m
. Từ độ sệt 0 < B = 0.857 <0.7 ta có trạng
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
- Chỉ số dẻo :
%
Vì : Id = 6% < 7% nên đây là loại đất cát pha
- Độ sệt :
Từ độ sệt 0 ≤ B = 0.83 ≤ 1 ta có trạng thái của
đất cát pha là trạng thái dẻo.
Lớp 4: Đất cát pha 3, chiều dày 4.0m
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
- Chỉ số dẻo :
%
Vì : Id =6%<7% nên đây là loại đất cát pha.
- Độ sệt :
Từ độ sệt 0< B=0.5≤ 1 ta có trạng thái của đất sét
pha là trạng thái dẻo.
Lớp 5: Đất sét pha 4, chiều dày 1.1 m
17
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
17
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
- Chỉ số dẻo :
%
Vì : Id = 14% nên đây là loại đất sét pha.
- Độ sệt :
Từ độ sệt 0.5≤ B=0.57≤ 0.75 ta có trạng thái của
đất cát pha là trạng thái dẻo mềm.
Lớp 6: Đất cát pha 1, chiều dày 1.1m
- Tỷ trọng hạt :
- Hệ số rỗng:
- Chỉ số dẻo :
%
Vì : Id = 6% < 7% nên đây là loại đất cát pha
- Độ sệt :
Từ độ sệt 0≤ B =0.5≤ 1 . Ta có trạng thái của đất
cát pha là trạng thái dẻo.
Lớp 7: Đất cát pha 2, chiều dày 1.2m
-Tỷ trọng hạt :
-Hệ số rỗng:
Lớp 8: Đất cát bụi 1, chiều dày 8m
-Tỷ trọng hạt :
∆=
γ h 26.5
=
= 2.65
γn
10
-Hệ số rỗng:
Lớp 9: Đất cát trung 1, chiều dày 20m
-Tỷ trọng hạt :
∆=
γ h 26.5
=
= 2.65
γn
10
18
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
18
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
GVHD: Nguyễn Tiến
Hồng
-Hệ số rỗng:
Ta có trụ địa chất như sau:
Hình 1. Trụ địa chất phương án 6
II. Phương án nền, móng.
- Tải trọng công trình khá lớn, lớp đất trên cùng là đất trồng trọt không có khả năng
chịu tải vì vậy tiến hành bóc bỏ lớp đất này. Lớp đất thứ hai là đất sét ở trạng thái dẻo
cứng dày 2.2 m khả năng chịu tải trọng kém, lớp thứ 3 là cát pha trạng thái dẻo khả
năng chịu tải trọng kém. Lớp đất dưới cùng là cát hạt trung khả năng chịu tải tốt.
Xem xét các phương án móng nông trên nền nhân tạo:
* Phương án móng nông trên nền gia cố đệm cát:
Lớp đệm cát được sử dụng có hiệu quả nhất khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà
nước( sét nhão, sét pha nhão, cát pha bão hoà nước, bùn, than bùn) và có chiều dày
nhỏ hơn 3m
Sau khi thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới móng công trình đệm cát đóng vai
trò như một lớp chịu lực, có khả năng tiếp thu được tải trọng của công trình và truyền
tải trọng đó xuống lớp đất thiên nhiên bên dưới.
19
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
19
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều của công trình, đồng thời làm tăng
nhanh quá trình cố kết của đất nền ( vì cát trong lớp đệm có hệ số thấm lớn)
Làm tăng khả năng ổn định của công trình kể cả khi có tải trọng ngang tác dụng, vì
cát được nén chặt sẽ tăng lực ma sát và tăng sức chống trượt
Kích thước móng và chiều sâu chôn móng sẽ được giảm bớt, vì áp lực tính toán
(sức chịu) của đất nền tăng.
Phương pháp thi công đơn giản, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp
* Phương án móng nông trên nền gia cố cọc cát:
Cọc cát làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp cho nước lỗ rộng trong đất thoát ra
nhanh, nên làm cho quá trình cố kết của đất tăng lên và độ lún chóng ổn định hơn
Khi thi công cọc nền cọc cát thì trước hết ống thép (tạo lỗ) đã bước đầu làm giảm
thể tích đất, sau đó cát trong các lỗ đó lại tiếp tục nén chặt thêm. Tức là làm cho độ
rỗng của đất giảm bớt, nước lỗ rộng trong đất thoát ra và do đó làm cho cường độ của
đất nền cọc cát ( bao gồm cọc cát và đất giữa các cọc) được tăng lên.
Nền cọc cát được thi công một cách đơn giản với các vật liệu rẻ tiền ( cát thô, sản
sỏi) nên giá thành thường ít hơn các loại móng cọc và đệm cát. Do những ưu điểm như
vậy nên cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày lớn (≥ 3m).
Nhận xét: Điều kiện địa chất của nền đất đang xét cũng không quá yếu. Các lớp đất
phía trên có khả năng chịu tải trung bình dày 10.7m (không kể lớp đất trồng trọt). Xem
xét về tính kinh tế, và điều kiện thi công ta chọn phương án móng nông trên nền gia cố
đệm cát.
- Móng dạng đơn BTCT dưới cột
- Các tường chèn, bao che có thể dùng móng gạch hay dầm giằng để đỡ
- Các khối nhà có tải chênh lệch được tách ra bởi khe lún
II Vật liệu móng, Đệm cát
- Chọn bêtông B15 → Rn = 9000KN/m2, Rk=750KN/m2
- Thép chịu lực: AII → Ra=280000KN/m2 (TCVN 5574-1991)
- Chọn chiều sâu chôn móng h= 1.5(m)
- Độ lệch tâm:
(Giả thiết chiều cao móng
)
- Vật liệu làm đệm cát: Chọn loại cát vàng, hạt thô không phụ thuộc vào độ ẩm, sạch
làm đệm, đầm đến độ chặt trung bình.
III Chọn và kiểm tra kích thước móng
1 Chọn kích thước sơ bộ:
Ký hiệu móng đơn dưới cột C là M.
Tra bảng (Bảng 3-3 trang 29 sách HDĐA Nền và Móng-Nguyễn Văn Quảng). Cường
độ tính toán quy ước của cát làm đệm là cát thô vừa không phụ thuộc vào độ ẩm:
R0=400(KPa)=400(kN/m2). Cường độ này ứng với độ dày b1 = 1m , h1 = 2m .
+ Chọn bề rộng b=1.5(m).
- Sức chịu tải của đất cát tính theo công thức tính đổi quy phạm.
20
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
20
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
b − b1 h + h1
×
R = R0 1 + K1 ×
b1 2 × h1
Khi h ≤ 2m:
Đối với cát hạt thô vừa nên hệ số ảnh hưởng bề rộng của móng K1=0.125
1.5 − 1 1.5 + 2
→ R = 400 × 1 + 0.125 ×
= 371.875(kN / m 2 )
÷×
1 2× 2
- Diện tích sơ bộ của đáy móng:
+ Vì móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên tăng diện tích đáy móng lên:
F*= 1.2 × F= 1.2 × 1.68=2.02(m2)
Chọn
;
; Lấy
;
Sức chịu tải của đất cát ứng với b = 1.5m là:
2 Kiểm tra kích thước sơ bộ đáy móng theo điều kiện áp lực
- áp lực tiêu chuẩn ở đế móng :
+ Kiểm tra:
<
<
→ Đảm bảo điều kiện áp lực tại đáy móng.
Vậy kích thước móng chọn là: b × l =1.5 × 1.8 m
3 Xác định kích thước và kiểm tra đệm cát
Chọn chiều cao đệm cát
*Kiểm tra điều kiện theo điều kiện áp lực lên lớp đất yếu:
21
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
21
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
Coi lớp đệm cát như một bộ phận của đất nền, tức là đồng nhất và biến dạng tuyến
tính. Do đó có thể sử dụng được những công thức tính ứng suất và biến dạng của môn
cơ học đất.
Để đảm bảo cho đệm cát ổn định và biến dạng trong giới hạn cho phép thì phải đảm
bảo điều kiện:
Theo TCXD 45-70:
+ Chiều sâu đáy móng quy ước:
Với lớp đất đặt móng ϕ II =150
Tra bảng ta có: A = 0.32 ; B = 2.29 ; D = 4.85
Ứng suất gây lún tại đáy móng là: (tại đáy móng: z=0)
Ứng suất tại đáy đệm cát là:
.Tra bảng ta có
=>
Diện tích đệm cát quy ước:
Bề rộng đệm cát quy ước:
. Với
chọn
22
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
22
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
=>
Ta có:
=>
Như vậy chiều cao đệm cát hđc =1.9m thoả mãn điều kiện áp lực lên lớp đất yếu sét 5
tại đáy đệm cát.
*Kiểm tra chiều cao đệm cát theo điều kiện biến dạng.
Tra bảng quy phạm với cát thô vừa, chặt vừa được: E=35000(kPa)
Chia nền đất dưới đế móng thành các lớp phân tố có chiều dày
→ chọn
bt
+ ứng suất bản thân ở cốt thiên nhiên: σ =0
+ ứng suất bản thân ở đáy móng:
+ ứng suất gây lún tại trọng tâm diện tích đáy móng :
gl
gl
+ ứng suất gây lún tại độ sâu z: σz = K oz .σz = 0
Quá trình tính toán được lập thành bảng sau:
Lớp
đất
Lớp
đệm
cát
Điểm
Độ sâu
l/b
2zi/b
K0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
1.9
2.2
2.5
2.8
3.1
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.2
3.6
4.2
4.6
5.2
1
0.934
0.786
0.613
0.379
0.279
0.221
0.187
0.153
0.117
0.1
0.079
σgl
(KN/m2)
212.96
198.90
167.34
130.54
80.71
59.42
47.06
39.82
32.58
24.91
21.3
16.82
σbt
(KN/m2)
30
35.4
40.8
46.2
51.6
57
62.4
64.2
71.49
76.98
87.96
93.45
Tại độ sâu 3.1m kể từ đáy móng
23
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
23
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
Do vậy ta lấy giới hạn nền đến độ sâu 3.1m kể từ đáy móng.
Độ lún của các lớp phân tố là:
Độ lún của nền là
Si =
β oi
0 .8
× σ zigl × hi =
× σ zigl × hi
Ei
Ei
S = ∑ Si
Kết quả tính lún được lập thành bảng sau:
lớp phân tố
(điểm)
1
(0-1)
2
(1-2)
3
(2-3)
4
(3-4)
5
(4-5)
6
(5-6)
7
(6-7)
8
(7-8)
9
(8-9)
10
(9-10)
11
(10-11)
ứng suất gây lún
trung bình
E
độ lún
Si (cm)
0.3
205.93
35000
0.141
0.3
183.12
35000
0.125
0.3
148.94
35000
0.102
0.3
105.63
35000
0.072
0.3
70.07
35000
0.048
0.3
53.24
35000
0.037
0.1
43.44
35000
0.01
0.3
37.7
7800
0.116
0.3
28.75
7800
0.088
0.3
23.11
7800
0.71
0.3
19.06
7800
0.059
chiều dày
hi
(m)
=>S = 0.87(cm) < [Sgh]=8(cm) → thoả mãn.
Vậy đất nền đảm bảo độ lún tuyệt đối. Nên kích thước đáy móng và chiều dày đệm cát
lấy như trên là hợp lý.
24
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
24
GVHD: Nguyễn Tiến
Thuyết Minh đồ án Nền và Móng
Hồng
*Xác định bề rộng và chiều dài lớp đệm cát:
+ Bề rộng lớp đệm cát xác định theo công thức:
Với
là góc truyền lực,
. Chọn
+ Chiều dài lớp đệm cát:
IVTính toán độ bền và cấu tạo móng
1 Vật liệu làm móng:
Dùng bê tông B15, Rn= 9000(kN/m2),Rk=750(kN/m2),
Cốt thép nhóm AII có Ra=280000(kN/m2)
2 Tính chiều cao móng:
Khoảng cách từ mép móng đến mép cột theo phương cạnh ngắn là:
Khoảng cách từ mép móng đến mép cột theo phương cạnh dài là:
25
Nhóm sinh viên thực hiện: Nhóm 44
25
