đồ án thiết kế nền móng đơn

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN
1. Thiết kế móng đơn:

Tải trọng tính toán:
SỐ
LIỆU
ĐỊA
CHẤT

VỊ
TRÍ
CỘT

3

B-4

GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN TẠI
CHÂN CỘT
N (kN)

(kN)
(kNm)
52

523

52

Số liệu địa chất:
Tính chất cơ lý

Kí hiệu

Đơn vị

Chiều dày
Độ ẩm
Dung trọng tự
nhiên
Dung trọng đẩy
nổi
Tỷ trọng
Hệ số rỗng
Giới hạn chảy
Giới hạn dẻo
Góc ma sát trong

l
W
γ

M
%
kN/

1

11,5
24,83
19,4

2
2,8
23,21
19,5

3
8,0
27,96
18,5

4
13,7
77,65
15,1

kN/

9,7

9,9

9,1

5,3

2,68

0,693
27,1
20,6

2,69
0,857
33,8
21

2,62
2,088
70,2
38

φ

%
%
Độ

2,66
0,715
-

Lực dính
Mô đun biến
dạng

c
E

kN/
kN/

5,5
12893

9,5
10429

19,8
6162

5,7
1265

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Lớp đất

Page 1


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Vị tri móng:

Sơ đồ móng:

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 2


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Kiểm tra ứng suất đáy móng đủ nhỏ để nền còn ứng xử như vật thể đàn hồi:
 Chọn chiều sâu chôn móng là Df = 2,5m
Chọn chiều cao móng là h = 0,8m
Chọn chiều rộng móng = 2m
Chọn chiều dài móng
 Cường độ tiêu chuẩn của đất nền:



Dựa vào số liệu địa chất ta có các thông số sau:
Loại đất có hệ số rỗng = 0,715 → cát nhỏ, chặt vừa,bão hòa nước nên ta có thể
lấy m1 =1,1; m2 =1,0; ktc =1
Móng đặt tại lớp đất thứ 1 nên dựa vào bảng thống kê số liệu địa chất ta có:
c = 5,5 KN/m2
ϕ=
Tra bảng và nội suy ta được :
A = 1,1786
B = 5,716
D = 8,05
Móng nằm trong lớp thứ nhất có mực nước ngầm ở đỉnh nên ta có dung trọng

đẩy nổi: γ’ = 9,7 kN/
Lấy = 22 kN/

=
 Tổ hợp tải trọng về tâm đáy móng :
=

+ = 523 + 2,5.2,5.2.22 = 798 kN

=

+ h = 52 + 52.0,8 = 93,6 kNm

=
SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

= 226,3 kN/

= 52 kN
Page 3


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

=-

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

.y = -523.0,85 = - 470,7 kNm

2. Điều kiện:
Trong đó: F = . = 2.2,5 = 5

=

=

= 1,67

=

=

= 2,08

→

= -167,26 < 0 Lệch tâm lớn

Đưa về lệch tâm bé bằng cách đặt giằng móng
Chọn kích thước đà giằng
+
+
Tìm Q:

Dựa vào điều kiện:

=

Chọn

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 4


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

3. Kiểm tra độ ổn dịnh của đất nền:
a. Tổ hợp tải trọng tại tâm đáy móng:
= Ntc + = 523 + 2,5.2,5.2.22 = 798 KN

= 52 KN
= - N.y +
= -523.0,85 + 600.0,95 = 99,3 KNm
Kiểm tra độ ổn dịnh của nền với 3 điều kiện:
Ptctb ≤ Rtc
(1)
tc
tc
P max ≤ 1,2R (2)
Ptctb ≥ 0
(3)
Từ các số liệu ở trên ta tính được
= 159,6 kN/

=

=

kN/m2

kN/m2

Ta thấy :
Ptctb ≤ Rtc
Ptcmax ≤ 1,2 Rtc
Ptcmin ≥ 0
Như vậy điều kiện 1,2,3 thoả mãn.Hay nền ổn định và làm việc như một vật liệu
đàn hồi.
4. Độ lún của nền dưới đáy móng:
 Áp lực gây lún :
SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 5


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Pgl =

= 159,6 – 2,5.9,7 = 135,4 kN/

 Chiều dày lớp đất :

hi 0,4.B = 0,4 x 2 = 0,6(m)
→ Ta được bảng số liệu sau:

Điểm

z
(m)

l/b

z/b

0

0,0

1,25

0,0

1

2

3
4
5

6

7

8

9

0,6

1,2

1,8
2,4
3,0

3,6

4,2

4,8

5,4

1,25

1,25

1,25
1,25
1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

0,3

0,6

0.9
1.2
1,5

1,8

2,1

2,4

2,7

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

.p
1,00

0,86

0,64

0,45
0,33
0,23

0,18

0,13

0,11

0,09

135,4

116,4

86,7

60,9
44,7
31,1

24,4

17,6

14,9

12,2

.

E

S
(m)

19,4
22,3

148,2 125,9 12893 0,0046

28,1

129,6 101,5 12893 0,0037

33,9

107,7 73,8

12893 0,0027

39,7

92,5

52,8

12893 0,0019

45,5

83,4

37,9

12893 0,0014

51,4

79,1

21,,9

12893 0,0010

57,2

78,2

21

12893 0,0007

63,1

79,35 16,2

12893 0,0006

68,8

82,3

12893 0,0005

25,22

31,04

36,86
42,68
48,5

54,32

60,14

65,96
13,5

71,78
Page 6


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

10

11

6,0

6,6

1,25

1,25

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

3,0

3,3

0,07

0,05

9,5

6,7

74,6

85,4

10,8

12893 0,0004

80,5

88,6

8,1

12893 0,0003

77,6

83,4
S=
0,0178
(m)

Nhìn trên bảng tính ứng suất, điểm số 10 ở độ sâu 3m có:
;

vậy ta có thể dừng lại ở điểm số 10
Ta tính được độ lún của đất nền dưới móng :S=0,0178m =1,78cm
Xét điều kiện lún của đất nền :
S = 1,78 cm < Sgh = 8 cm.
Như vậy độ lún của đất nền dưới móng là đủ nhỏ,đảm bảo điều kiện biến dạng
của đất nền.

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 7

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM
N

Df

p

19.4

Líp 1

25.22

Líp 2

31.04

Líp 3

36.86

H(ph¹m vi lón)

Líp 4

2

5

Líp 6

48.5

6

Líp 7

54.32

7

65.96

Líp 9

60.9
44.7
31.1
24.4
17.6

8
9

71.78

Líp 10

86.7

4

42.68

60.14

116.4

3

Líp 5

Líp 8

135.4

1

14.9

10 12.2

76.6

9.5

2: Chọn kích thước sơ bộ mặt cắt ngang

bc x hc = 300 x 300 (mm)
Chọn a = 50 mm → ho = hb –a = 0,8- 0,05 = 0,75 m
 Chọn số liệu thiết kế sơ bộ :
Cấp độ bền bêtông móng :
B20 →

Rb = 11,5 MPa
Rbt = 0,9 MPa

Cốt thép móng
CII →
SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Rs = 280 MPa
Page 8


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM
Rsw = 225 MPa
γb = 1

1.6 Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng
1.6.3.1 Tải trọng tính toán tại tâm móng:
7981,15 = 917,7 (KN)
99,31,15 = 114,2(KN.m)
93,61,15 = 107,6 (KN.m)
521,15 = 59,8 (KN)
1.6.3.2 Áp lực tính toán tại đáy móng

303,7 (KN/)
200,2(KN/)
63,4(KN/)
166,9(KN/)

1.6.3.3 Lực gây xuyên thủng

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 9


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

da kien

Df

z

h
a

B

A

A1

B

B1
bc

Sngtx

L

hc
D1

D

C1

C

Trong đó:

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 10


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

183,54 (KN/)
(KN)

1.6.3.4 Lực chống xuyên thủng

Trong đó:

KN
Vậy thỏa mãn điều kiện
1.7 Tính toán cốt thép trong móng

1.7.1 Theo phương cạnh B cho toàn bộ chiều dài L

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 11


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

1.7.1.1 Xác định và
200,2(303,7200,2) 288,2 (KN/)
63,4(166,963,4) 151,4 (KN/)
1.7.1.2 Mômen tác dụng lên móng

= 829,2 (KN.m)
1.7.1.3 Tính diện tích cốt thép
Tính 0,064

0,066
Diện tích cốt thép cần thiết:
4066 mm2
SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 12


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
Tra bảng diện tích tiết diện cốt thép dạng lưới tra được:
Chọn 21 với khoảng cách a = 95mm
1.7.2 Theo phương cạnh L cho toàn bộ chiều rộng B
1.7.2.1 Xác định và
166,9(303,7166,9)243,5 (KN/)
63,4(200,263,4) 140 (KN/)
1.7.2.2 Mômen tác dụng lên móng

= 340,8 (KN.m)
1.7.2.3 Tính diện tích cốt thép
Tính 0,021
0,021
Diện tích cốt thép cần thiết:
1617,2 mm2
Tra bảng diện tích tiết diện cốt thép dạng lưới tra được:
Chọn 15 với khoảng cách a = 200

THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI THẤP, SỬ DỤNG
CỌC ĐÓNG BTCT TIẾT DIỆN VUÔNG
SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 13


ĐỒ ÁN NỀN MĨNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Bảng số liệu cơ lý của đất
•

•

Tải trọng tính tốn:
SỐ
LIỆU
ĐỊA
CHẤT

VỊ
TRÍ
CỘT

GIÁ TRỊ TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN
TẠI CHÂN CỘT
N
(KN)

(KN)
(kNm)

2

C-2

1743

-87

-87

Số liệu địa chất:

Tính chất cơ lý

Kí hiệu

Chiếu dày
Độ ẩm
Dung trọng tự
nhiên
Dung trọng khơ
Dung trọng đẩy
nổi
Tỷ trọng
Độ bão hòa
Hệ số rỗng
Giới hạn chảy

Giới hạn dẻo
Góc ma sát trong
Lực dính

l
W
γ

Đơn vị
m
%
kN/

1
28,2
77,65
15,1

2
3,0
27,96
18,5

3
16,0
24,83
19,4

4
22.5

23,21
19,5

kN/

8,5

14,5

15,5

15,8

kN/

5,3

9,1

9,7

9,9

2,62
97,6
2,088
70,2
38,0

2,69

87,9
0,857
33,8
21,0

2,66
92,3
0,730
-

2,68
89,6
0,693
27,1
20,6

5,7

19,8

3,5

9,9

%

φ
c

Lớp đất

%
%
Độ
kN/

 Lớp đất số 1:bề dày là 28,2m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 14


ĐỒ ÁN NỀN MĨNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Độ ẩm: W%=77,65%, WL=70,2%, WP=38%
 độ sệt B=

=1.231

B>1

 chỉ số dẻo A=WL - WP = 32,2%

độ dẻo cao ,trạng thái nhão
đất sét. Xốp rời

 Lớp đất số 2:bề dày là 3m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Độ ẩm: W%=27,96%, WL=33,8%, WP=21%
 độ sệt B=

= 0,544 0 < 0.544≤1

 chỉ số dẻo A=WL - WP = 12,8%

dẻo mềm

đất sét pha cát, dẻo mềm

 Lớp đất số 3:bề dày là 16m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

Độ ẩm: W%=24,83%, WL=33,8%, WP=21%
 độ sệt B=

= 0,544 0 < 0.544≤1

 chỉ số dẻo A=WL - WP = 12,8%

dẻo mềm

đất sét pha cát, dẻo mềm

Sơ đồ móng:

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 15

ĐỒ ÁN NỀN MĨNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Vị trí móng:

2. CHỌN ĐỘ SÂU ĐẶT ĐẾ ĐÀI :

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 16


ĐỒ ÁN NỀN MĨNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Độ sâu chôn đài của móng thỏa mãn điều kiện :

Trong đó :

là tải trọng ngang tác dụng lên móng H = -87 kN
bh là cạnh của đáy đài theo phương thẳng góc với lực H
giả sử bh = 2
γ = 5,3 (kN/m3)

tg(45o-

hmin= 0,9357x

)=0,9357

= 4,1 m

=0,7
= 0,7 x 4,1 = 2,87 m
Ta chọn độ sâu đài Df =3m
3. CHỌN KÍCH THƯỚC VÀ VẬT LIỆU CỌC :
a. Chọn cọc :
- Chiều dài cọc: L = 35,2 – 3 + 0,8 = 33 m
- Gồm 3 cọc , mỗi cọc dài 11m nối lại
- Chọn cọc có tiết diện vuông 400x400 mm
- Diện tích tiết diện cọc Ap = 0,4x0,4 = 0,16 m2
- Chọn Bê tông B25 có Rb = 11.5Mpa
- Chọn thép CII có
= 280 Mpa
- Chọn lớp bêtơng bảo vệ = 50 mm = h - = 300 - 50 = 250 mm
- Sau khi đóng cọc, đập bể đầu cọc để chìa ra 0,6m thép neo vào đài cọc,
b.Kiểm tra thép trong cọc theo điều kiện cẩu lắp :
Trọng lượng trên một m chiều dài cọc có xét ến hệ số đdộng Kd = 1,5 :

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 17


ĐỒ ÁN NỀN MĨNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Khi vận chuyển cọc :

Mômen lớn nhất khi vận chuyển cọc : Mmax = M1 = 0,0214qL2

Diện tích cốt thép q nhỏ nên chọn 4φ16 có A s= 804 (mm2)

Khi dựng cọc:

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 18


ĐỒ ÁN NỀN MĨNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Mômen lớn nhất khi cẩu lắp cọc : Mmax = M = 0,043qL2

Vì diện tích cốt thép bằng với diện tích cốt thép đã chọn nên vẫn chọn 4 φ16
4. TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN :
a.Theo vật liệu làm cọc :
Trong đó:
Rs = 280 Mpa
As =
Rb = 11.5 Mpa
Ab = 400x400 – 804,2 = 159195,8 mm2
Chọn hệ số do ảnh hưởng của độ mảnh = 0,75

→
b. Sức kháng mũi cọc của đất nền :

FSs hệ số an tồn cho thành phần ma sát bên lấy bằng 2.
FSp hệ số an tồn cho sức chống dưới mũi cọc lấy bằng 3.

•

Thành phần chịu tải của mũi cọc:

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 19


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Trong đó:

A

p

: diện tích tiết diện ngang mũi cọc:

Theo Terzaghi, ta có:

p

q

=1,3.

Với :
•
•
•
•

•

c lực dính của đất nền tại mũi cọc ( c =3,5 kN/m2).
trọng lượng riêng của đất tại mũi cọc. (

= 3,5 kN/m3).

cọc vuông
D = 0,3m cạnh cọc vuông

ứng suất có hiệu do trọng lượng bản thân gây ra tại mũi cọc :

.

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 20

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

• Thành phần chịu tải do ma sát:

Q

s

=

Trong đó :
u : chu vi: u=

(m)

Xét thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc ở lớp1.

Xét thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc ở lớp 2

Xét thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc ở lớp 3

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 21


N NN MểNG

GVHD: O TH VN TRM

Suy ra

.kN

Vy sc chu ti ca cc n:
PC = min { QVL ; Qa } = 947,2 kN
5. XAC ẹềNH SO LệễẽNG COẽC Sễ BO VAỉ BO TR COẽC :
a.Xỏc nh s lng cc:

Trong ú:

N

tt

: ti trng ti chõn ct:

=(

): h s k n trng lng múng v t p trờn i múng v

momen.Nờn ta ly
Ptt: l sc chu ti ca cc


Vy chn s cc l 3 cc

b.B trớ cc:

B trớ cc trong i:

SVTH :PHM VN BèNH

Page 22


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

2.6 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc và sự làm việc của nhóm cọc
2.6.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc:
ĐK: :
Tải trọng nhỏ nhất và lớn nhất đượcc tính như sau:
Với

là tải trọng lớn nhất / nhỏ nhất tác dụng lên cọc
=KN
=

0,85
ho là chiều cao của đài ho=1(m)
xmax là khoảng cách từ cọc xa nhất đến trục y
→ xmax = 0,95(m)

là tổng bình phương khoảng cách từ cọc thứ i đến trục y

=(-0,95)2+2(0,25)2=1,02(m2)
SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 23


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

⇒ Pmax = 875 (kN)
Pmin = 533.6 (kN)

Vậy
⇒ Thỏa điều kiện
- Kiểm tra khả năng chịu tải trọng của nhóm cọc
Điều kiện: Qnh

N0

Qnh=E n

Pc

+ N0 = 2350,95 kN
+ hệ số nhóm: Theo công thức của Field tra bảng được E = 0,83
+ Pc = Qa = min(Qa;QVL)= 947,2 kN
→ Qnh= 0,833947,2= 2358,5kN

Thỏa mãn điều kiện chịu tải trọng của nhóm cọc.

2.7Kiểm tra cường độ của đất nền:

ĐK: :
2.7.1Xác định góc truyền lực:

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 24


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: ĐÀO THỊ VÂN TRÂM

Với

ϕi : góc ma sát trong của lớp đất thứ i
li : chiều dày của lớp đất thứ i

==

⇒ α = = 2051’
2.7.2 Kích thước khối móng quy ước:
m

Aqu= a + 2.lc.tgα =2 + 2.38,2.=5,8(m)
Bqu= b +2.lc.tgα =1,2 + 2.38,2.= 5(m)
2.7.3 Xác định tải trọng tại tâm móng khối quy ước:
Trong đó: =

= 6,4 KN/m
kN

Nqu = 1743 + 7501,98 = 9244,98 KN
Mqu = Mtc + Htc.hđ = 87 + 87 = 3236,4 kN.m
2.7.4 Xác định áp lực tại tâm đáy móng khối quy ước:
=== 336,2 kN/m2
== = 434,2 kN/m2
== = 203,3 kN/m3

2.7.5 Xác định cường độ tính toán của đất nền dưới mũi cọc:
Trong đó:
Ktc = 1 , m1 = 1 , m2 = 1
ϕII = 30021’ góc ma sát trong của lớp đất ngay dưới mũi cọc
⇒ tra bảng ta có: A =1,18; B =5,72 ; D = 8,17
c = 3,5 (kN/m2) lực dính của lớp đất ngay dưới mũi cọc
γII = 9,7 (kN/ m3) trọng lượng riêng của lớp đất ngay dưới mũi cọc

SVTH :PHẠM VĂN BÌNH

Page 25