ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
THUYẾT MINH
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
******************************
PHẦN I – MÓNG NÔNG
SỐ LIỆU:
I.
Công trình: Các móng có nội lực tính toán dưới chân cột tại đọ cao mặt đất như sau:
Nội lực
Đơn vị
Móng C1
Móng C2
N0
T
63.0
48.0
M0
Tm
6.5
5.4
Q0
T
1.6
1,3
Lớp 1 dày 5.9 m:
Số
th
ứ
tự
79
W
29.5
WL,
(%)
41.5
WP ,
(%)
26.9
Dung
trọng
tự
nhiên,
(T/m3)
1.90
Tỷ
trọng
hạt
2.71
Góc
ma sát
trong,
(Độ)
0
17 00’
Lực
dính
C,
(Kg/
cm2)
0.30
Kết quả thí nghiệm nén ép e-p
với áp lực nén p (Kpa)
50
100
150
200
0.827
0.804
0.785
0.768
Sức
kháng
xuyên
tĩnh
qc
(Mpa)
Kết
quả
xuyên
tiêu
chuẩ
n
N60
2.84
18
Lớp 2 dày 3.6 m:
Số
th
ứ
tự
W
1
WL,
(%)
WP ,
(%)
Dung
trọng
tự
nhiên,
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
Tỷ
trọng
hạt
Góc
ma sát
trong,
(Độ)
Lực
dính
C,
(Kg/
Kết quả thí nghiệm nén ép e-p
với áp lực nén p (Kpa)
Sức
kháng
xuyên
tĩnh qc
(Mpa)
Kết
quả
xuyên
tiêu
chuẩ
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
n N60
(T/m3)
51
30.0
32.2
26.4
1.82
cm2)
2.66
0
11 35’
0.09
50
100
150
200
0.821
0.789
0.764
0.744
1.33
Lớp 3:
Thành phần hạt (%) tương ứng với các cỡ hạt
Hạt cát
Số
th
ứ
tự
Hạt
sét
Hạt
Hạt sỏi
>1
0
10
-5
5
2
7
Th
ô
To
Vừ
a
Nhỏ
Mịn
2-1
10,
5
0,50,2
5
0,25
-0,1
0,10,0
5
0,050,00
1
0,001
0,002
2
18
28
32
10
5
5
W
Tỷ
trọn
g hạt
Sức
khán
g
xuyên
tĩnh
qc
(Mpa
)
22.
5
2.64
6.4
<0,00
2
TÍNH TOÁN
MÓNG C1
1.
ĐÁNH GIÁ VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
•
Lớp 1: dày 5,9m
2
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
16
Bụi
Mực nước ngầm trong cát (tính từ mặt đất) : 1.6 m
II.
Sức
kháng
xuyên
tiêu
chuẩn
N60
6
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
Số
th
ứ
tự
79
W
29.5
-
WL,
(%)
41.5
WP ,
(%)
26.9
Dung
trọng
tự
nhiên,
(T/m3)
1.90
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Tỷ
trọng
hạt
2.71
Góc
ma sát
trong,
(Độ)
0
17 00’
Lực
dính
C,
(Kg/
cm2)
0.30
Kết quả thí nghiệm nén ép e-p
với áp lực nén p (Kpa)
50
100
150
200
0.827
0.804
0.785
0.768
Xác định tên đất theo chỉ số dẻo:
= - = 0.415-0.269 = 0.146;
Theo bảng 6 – TCVN 9362:2012; với 0.07 < = 0.146 < 0.17; đất thuộc loại á sét
-
Xác định trạng thái cua đất theo chỉ số sệt:
-
Hình. Biểu đồ quan hệ e – p lớp đất 1
= = = 0.178
Theo bảng 7 – TCVN 9362:2012; với 0 ≤ = 0.17 ≤ 0.25; đất ở trạng thái nửa cứng
Vậy lớp 1 thuộc loại á sét nửa cứng.
3
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
Sức
kháng
xuyên
tĩnh
qc
(Mpa)
Kết
quả
xuyên
tiêu
chuẩ
n
N60
2.84
18
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
-
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Mô đun biến dạng E, xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E = ∝; với đất á sét nửa cứng,
∝ = 5 ÷ 8; lấy trung bình ∝ = 6.5 có:
E = 6.5 x 2.84 = 18.46 Mpa.
-
Xác định hệ số nén trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa (1-2kG/cm2):
a100-200 = = = 0.00036 kPa-1
•
Số
th
ứ
tự
51
Lớp 2: dày 3,6m
W
30.0
-
WL,
(%)
32.2
WP ,
(%)
26.4
Dung
trọng
tự
nhiên,
(T/m3)
Tỷ
trọng
hạt
1.82
2.66
Góc
ma sát
trong,
(Độ)
0
11 35’
Lực
dính
C,
(Kg/
cm2)
0.09
Kết quả thí nghiệm nén ép e-p
với áp lực nén p (Kpa)
50
100
150
200
0.821
0.789
0.764
0.744
Xác định tên đất theo chỉ số dẻo:
= - = 0.322 - 0.264 = 0.058;
Theo bảng 6 – TCVN 9362:2012; với 0.01 < = 0.058 < 0.07; đất thuộc loại á cát
-
Xác định trạng thái cua đất theo chỉ số sệt:
= = = 0.621;
Theo bảng 7 – TCVN 9362:2012; với 0 ≤ = 0.621 ≤ 1; đất ở trạng thái dẻo
Vậy lớp 1 thuộc loại á cát dẻo.
-
Mô đun biến dạng E, xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E = ∝; với đất á cát dẻo,
∝ = 1.5 ÷ 3; lấy trung bình ∝ = 2.3 có:
E = 2.3 x 1.33 = 3.059 Mpa.
-
Xác định hệ số nén trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa (1-2kG/cm2):
4
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
Sức
kháng
xuyên
tĩnh qc
(Mpa)
Kết
quả
xuyên
tiêu
chuẩ
n N60
1.33
6
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
a100-200 = =
GVHD: TÔ VĂN LẬN
= 0.00045 kPa-1
Hình. Biểu đồ quan hệ e – p lớp đất 2
•
Lớp 3:
Thành phần hạt (%) tương ứng với các cỡ hạt
Hạt cát
Số
th
ứ
tự
Hạt
sét
Hạt
Hạt sỏi
>1
0
10
-5
5
2
7
5
Th
ô
To
Vừ
a
Nhỏ
Mịn
2-1
10,
5
0,50,2
5
0,25
-0,1
0,10,0
5
0,050,00
1
0,001
0,002
2
18
28
32
10
5
5
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
W
Tỷ
trọn
g hạt
Sức
khán
g
xuyên
tĩnh
qc
(Mpa
)
22.
5
2.64
6.4
Sức
kháng
xuyên
tiêu
chuẩn
N60
16
Bụi
<0,00
2
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
-
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Xác định tên đất: lượng hạt có đường kính > 0.1 mm:
2 + 18 + 28 + 32 = 80% > 75%
Theo bảng 2 – TCVN 9362-2012, đất thuộc loại cát mịn
-
Xác định trạng thái của đất: căn cứ kết quả xuyên tĩnh qc = 6.4 Mpa; 12 Mpa > qc >4Mpa; tra
bảng 5 – TCVN 9362-2012, đất thuộc loại chặt vừa. Tương ứng hệ số rổng e = 0.6 ÷ 0.75, nội
suy từ qc tìm được e = 0.705
Vậy lớp 3 thuộc loại cát mịn chặt vừa
-
= =
-
Xác định dung trọng tự nhiên:
= 18.97 kN/m3
Độ bão hòa: G =
=
= 0.84
Theo bảng 4 – TCVN 9362-2012, G trong khoảng 1 ÷ 0.8; vậy cát ở trạng thái no nước.
-
Góc ma sát trong và lực dính: sử dụng hệ số rỗng e = 0.705 với cát hạt mịn, tra bảng
B1 –TCVN 9362:2012, tìm được φtc = 29.80; ctc = 0. Trong tính toán dùng φtt = φtc/1.1 = 27.10 ≈ 2702’.
-
Mô đun biến dạng E, xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E = ∝qc; với đất cát ∝ = 1.5 ÷ 3; lấy
trung bình ∝ = 2.25 có:
E = 2.25 × 6.4 = 14.4 Mpa.
Nhận xét:
Ta thấy lớp 1 là lớp đât tốt có chiều dày là 5.9 m nên ta sử dụng phương án móng nông trên nền
đất tự nhiên, đật móng trực tiếp trên lớp này. Lớp 2 khá yếu nên kiểm tra điều kiện áp lực.
6
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Hình. Sơ đồ trụ địa chất công trình
2.
XÁC ĐỊNH TẢI TRONG TIÊU CHUẨN TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG
Giá trị tiêu chuẩn xác định theo công thức:
Atc =
Với ktc – hệ số vượt tải, có thể lấy trung bình cho các loại tải trọng do kết cấu bên trên là 1,15. Ta
tì m được tải trọng tiêu chuẩn như sau:
= 548 kN; = 57 kN; = 14 kN;
3.
XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA ĐẤT NỀN
Giả thuyết chiều rộng móng b = 1,2 m;
Chọn chiều sâu đặt móng h = 1,2 m
Cường độ tính toán của đất nền xác định theo công thức:
R = (AbγII + BhγII’ + DcII)
= 0,395×1,2×19+ 2,575×1,2×19 + 5,155×30) = 242,6 kPa.
7
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
4.
GVHD: TÔ VĂN LẬN
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA ĐÁY MÓNG
Diện tích sơ bộ đáy móng xác định theo công thức:
Asb = k = 1.2× = 3,00 m2
Do móng chịu tải lệch tâm nên chọn đáy móng hình chữ nhật, tỷ số giữa các cạnh kn =1,5
Cạnh ngắn của móng là: b = = = 1,4 m
Cạnh dài cua móng là: l = kn×b = 1,5 × 1,4 = 2,1 m
Chọn kích thước móng là b x l = 1,4 x 2,1 (m)
5.
KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC TẠI ĐÁY MÓNG
Điều kiện kiểm tra:
Áp lực tiêu chuẩn trung bình tại đáy móng:
= (1 ± )
Trong đó:
Ntc = + G = 548 + 1,4×2,1×1,2×20 = 618,56 kN;
Mtc = + hQ = 57 + 14×1,2 = 73,8 kNm;
e = = = 0,119 m
Thay số vào ta có:
= (1 ± ) = (1±)
= 282 kPa; = 138,9 kPa
= = = 210,45 kPa
So sánh:
= 282 kPa < 1,2R = 1,2 × 242,6 = 291,12 kPa.
= 210,45 kPa < R = 242,6 kPa.
Kích thước móng đã chọn thõa điều kiện áp lực tại đáy móng.
6.
KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC TẠI ĐỈNH LỚP ĐẤT YẾU
Lớp đất 2 là lớp đất yếu hơn so với lớp 1 (thông qua góc ma sát trong φ và mô đun biến
dang E) ở đô sâu -5,9 m, mực nước ngầm ở độ sâu -1,6 m.
8
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Hình. Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu
Điều kiện kiểm tra: pz + pd ≤ RZ
Trọng lượng riêng hiệu quả của các lớp đất:
-
Từ mặt đất đến mặt nước ngầm: γ = γl = 19 kN/m3
-
Từ mặt nước ngầm tới đáy lớp đất 1: γ = γdn1
γdn1 = = = 9,26 kN/m3
-
Từ mặt lớp 2 đến đáy lớp 2: γ = γdn2
γdn1 = = = 8,74 kN/m3
-
Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại đáy móng:
Pd,z=1,2m = γ1h11 =19 × 1,2 = 22,8 kPa
-
Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại mực nước ngầm
9
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Pd,z=1,6m = Pd,z=1,2m + γ1h12 = 22,8 + 19×0,4 = 30,4 kPa
-
Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại đỉnh lớp đất yếu
Pd,z=5,9 = Pd,z=1,6m + γ1h13 = 30,4 + 9,26×4,3 = 70,22 kPa
-
Áp lực phụ thêm do tải trọng công trình tại đáy móng:
P0 = – pd,z=1,2m = 210,45 – 22,8 = 187,65 kPa
-
Áp lực phụ thêm do tải trọng công trình tại đáy lớp 1:
Pz,z=4,7 = ∝p0
Mà ∝ = f(;) = f( = 1,5; = 6,7) = 0,0603
Pz,z=4,7 = 0,0603 × 187,65 = 11,32 kPa
Tổng áp lực tải đỉnh lớp đất yếu:
Pd,z=5,9m + Pz,z=4,7 = 70,22 + 11,32 = 81,54 kPa
Cường độ tính toán của lớp đất yếu
Rz = (AbzγII + Bhzγ’II + DcII)
Trong đó:
m1 = 1,2 - đáy móng là á cát dẻo no nước;
m2 = 1,1 giả thuyết tỷ số L/H ≥4;
ktc = 1,0 – các chỉ tiêu cơ lý của đất xác định bằng thí nghiệm trực tiếp;
φII = φtc = 11035’ ; tra bảng 2.1 ta có: A = 0,219583; B = 1,89625; D = 4,3575
cII = 9 kPa;
γII = γdn2 = 8,74 kN/m3
γ’II = = = 11,9 kN/m3
Diện tích đáy móng quy ước:
Az = = = = 54,66 m2
a = = = 0,35 m
Chiều rộng móng quy ước:
bz = – a = – 0,35 = 7,05 m
Thay số vào công thức trên, ta có:
10
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Rz = = 245,37kPa
So sánh: Pd,z=5,9m + Pz,z=4,7 = 81,54 kPa < Rz = 245,37 kPa. Thõa mãn điều kiện áp lực tại
đỉnh lớp đất yếu.
7.
KIỂM TRA NỀN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN I VÀ II
Công trình không nằm trong phạm vi mái dốc, các móng trong công trình không có khả
năng xảy ra trượt cục bộ hoặc bị lật, do vậy không cần kiểm tra nền theo trạng thái giới hạn I.
Công trính thuộc dạng nhà khung bê tông có tường chèn, theo bảng 16 – TCVN
9362:2012 có:
-
Độ lún tuyệt đối lớn nhất Sgh = 8 cm;
-
Độ lún lệch tương đối [S/L]gh = 0,001 cm.
Tính toán độ lún theo phương pháp tổng độ lún các lớp phân tố bằng cách chia nền đất
thành những lớp phân tố đồng nhất có chiều dày hi = = = 0,7. Đối với lớp cát mịn, khoảng
cách từ mặt nước ngầm đến đáy móng 0,4m, khoảng cách từ đáy móng đến đình lớp 2 là 4,7m.
Áp lực phụ thêm do tải trọng công trình ở độ sâu z kể từ đáy móng:
PZ = Αp0 = α × 187,65 kPa
Trong đó: α – hệ số tra ở bảng 2.7 phụ thuộc vào tỷ số 2z/b và l/b =2,1/1,4 = 1,5
Từ cách tính trên, ta có bảng kết quả áp lực phụ thêm như sau:
Lớp đất
Điểm
z (m)
2z/b
α
pz = αp0
(kPa)
Pdz (kPa)
Lớp 1:
0
0,0
0,00
1
187,65
22,8
1
0,4
0,57
0,922
173,01
30,4
2
0,7
1,00
0,772
144,87
36,1
3
1,2
1,71
0,511
95,89
45,6
4
1,7
2,43
0,332
62,30
55,1
5
2,2
3,14
0,228
42,78
64,6
6
2,7
3,86
0,163
30,59
74,1
7
3,2
4,57
0,121
22,71
83,6
8
3,7
5,29
0,093
17,45
93,1
11
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
9
4,2
6,00
0,074
13,89
102,6
10
4,7
6,71
0,060
11,26
112,1
Lập bảng tính toán độ lún và xác định chiều dày vùng tính lún như sau:
Tại đáy lớp 8 có pz = 17,45 kPa < 0,2 pdz = 0,2 × 93,1 = 18,62 kPa, do vậy ta dừng tính
lún tại lớp này.
-
Độ lún của á sét nửa cứng, do lớp này có kết quả thí nghiệm nén lún, độ lún của các lớp
phân tố xác định theo công thức:
Si =
Trong đó:
e1i – hệ số rỗng ứng với áp lực nén p1i (do trọng lượng bản thân của đất);
e2i – hệ số rỗng ứng với áp lực nén p2i (do trọng lượng bản thân của đất và áp lực
phụ thêm do tải trọng công trình).
Việc tính toán được thành lập bảng sau:
Pz = K0P0z
P1i
P2i
(kPa)
(kPa)
(kPa)
1
180,33
26,60
2
158,94
3
Lớp đất
e1i
e2i
Si (m)
206,93
0,838
0,767
0,015
33,25
192,19
0,835
0,771
0,010
120,38
40,85
161,23
0,831
0,781
0,014
4
79,10
50,35
129,45
0,827
0,793
0,009
5
52,54
59,85
112,39
0,822
0,799
0,006
6
36,69
69,35
106,04
0,818
0,802
0,004
7
26,65
78,85
105,50
0,814
0,802
0,003
8
20,08
88,35
108,43
0,812
0,801
0,003
Cộng S1
0,064
Độ lún S = 0,064m = 6,4cm < Sgh = 8cm Thỏa mãn điều kiện về độ lún giới hạn
12
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
8.
TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ CẤU TẠO MÓNG
•
Xác định chiều cao móng
Lựa chọn bê tông móng cấp độ bền B20, Rb = 11500 kPa; Rbt = 900 kPa.
Thép đường kính
≥
10 mm, loại AII, Rs = 280000 kPa.
Xác định sơ bộ tiết diện cột:
N ott
63000
= 1,1×
= 602, 6cm 2
Rb
115
Ac = k
(cột trên móng C1 đều là cột giữa nên chon k = 1,1)
Tỉ lệ giữa 2 cạnh k1=1,5
Ac
602, 6
=
= 20cm
k
1,5
bc =
Cạnh ngắn:
Cạnh dài :
;
lc = k1bc = 1,5 × 20 = 30cm
Chọn kích thước cột
.
(b × l ) = (20 × 30)cm
(30 × 40)cm
Vậy tiết diện cổ móng:
.
Áp lực tính toán dưới đáy móng:
tt
pmax,min
=
Trong đó:
N tt
lb
6e
1 ± ÷
l
N tt = N 0tt + G tt = 630 + 1,1× 1, 4 × 2,1× 1, 2 × 20 = 707, 62 kN
M tt = M 0tt + Q0tt hQ = 65 + 16 ×1, 2 = 84, 2kNm
e=
M tt
84, 2
=
= 0,12m
tt
N
707, 62
tt
pmax,min
=
Thay số:
13
707, 62 6 × 0,12
1±
2,1×1, 4
2,1 ÷
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
;
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
tt
pmax
= 323, 2kPa
tt
pmin
= 158, 2kPa
tt
tt
pmax
+ pmin
323, 2 + 158, 2
p =
=
= 240, 7kPa
2
2
tt
tb
Chiều cao móng theo điều kiện chịu uốn xác định theo công thức:
ho ≥ L
pott l tt
0, 4ltr Rb
Trong đó:
l tt = 2,1m; Rb = 11500kPa;
ltr = lc = 0, 4m
;
l tt − lc 2,1 − 0, 4
L=
=
= 0,85m
2
2
14
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
.
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
p0tt =
GVHD: TÔ VĂN LẬN
tt
pltt + pmax
2
p =p
tt
l
tt
max
, từ hình vẽ trên ta có:
tt
tt
L( pmax
− pmin
)
0,85 × (323, 2 − 158, 2)
−
= 323, 2 −
= 256, 41kPa
tt
l
2,1
tt
pltt + pmax
256, 41 + 323, 2
p =
=
= 289,80kPa
2
2
tt
0
15
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
ho ≥ L
Thay số:
GVHD: TÔ VĂN LẬN
pott l tt
289,8 × 2,1
= 0,85 ×
= 0, 49m
0, 4ltr Rb
0, 4 × 0, 4 ×11500
Chọn chiều cao tổng cộng của móng h = 0,5m. Đáy móng có cấu tạo lớp bê tông lót móng,
abv = 3,5cm
a = 3,5 + φ / 2 ≈ 5cm
chiều dày lớp bê tông bảo vệ
, do đó
.
Vậy chiều cao làm việc của móng h0=45cm.
16
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
Kiểm tra chọc thủng đáy móng ở phía có :
- Lực gây chọc thủng:
Nct = lctb
Trong đó:
= - = 323,2 - = 297,77 kPa
17
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
GVHD: TÔ VĂN LẬN
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Thế số vào ta có:
Nct =
×0,4×1,4 = 173,87 kN
Khả năng chống chọc thủng:
Φ = αRbtbtbh0
Trong đó: α = 1 (với bê tông nặng)
btb – chiều rộng trung bình của mặt chọc thủng:
bbtb = = bc + h0 = 0,3 + 0,45 = 0,75m
Thay số:
Φ = 1 × 900 × 0,75 × 0,45 = 303,75 kN
18
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
So sánh : Nct = 173,87 kN < Φ = 303,75 kN
Như vậy chiều cao móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng
•
Tính toán cốt thép đáy móng
Về sơ đồ tính, xem đáy móng như một dầm công xôn ngàm tại mép cổ móng, chịu tải trọng phân
bố do phản lực của đất nền. Dùng mặt cắt I-I và II-II đi qua mép cột theo 2 phương (hình vẽ).
-
Momen theo phương cạnh dài (mép cổ móng theo mặt cắt I-I):
M1 = L2b = ×0,852×1,4 = 152,2kNm
-
Momen theo phương cạnh ngắn (mép cổ móng theo mặt cắt II-II):
M11 = ×l = 240,7 × ×2,1 =76,45kNm
-
Diện tích cốt thép theo phương cạnh dài (Φ ≥ 12; a ≤ 200mm):
As1 = = 0,001342m2 = 13,42cm2
Chọn thép
11Φ12 có As1 =12,43cm2. Khoảng cách giửa tim các thanh thép:
a1 = = 12,05 cm
Chọn thép Φ12a120
-
Diện tích cốt thép theo phương cạnh ngắn (Φ ≥ 10; a ≤ 250mm):
As1 = = 0,000674 m2 = 6,74 cm2
19
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Nếu chọn thép Φ10 có diện tích mặt cắt 1 thanh là 0,79 cm2; số thanh thép cần thiết là . Khoảng cách
giữa các thanh thép:
a1 = = 25,5 cm
Lúc này cần kết hợp với điều kiện cấu tạo, chọn thép Φ10a200. Chọn số cây là 11.
TÍNH MÓNG C2
1.
ĐÁNH GIÁ VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
•
Lớp 1:
-
Xác định tên đất theo chỉ số dẻo:
= - = 0.415-0.269 = 0.146;
Theo bảng 6 – TCVN 9362:2012; với 0.07 < = 0.146 < 0.17; đất thuộc loại á sét
-
= =
Xác định trạng thái cua đất theo chỉ số sệt:
= 0.178
Theo bảng 7 – TCVN 9362:2012; với 0 ≤ = 0.17 ≤ 0.25; đất ở trạng thái nửa cứng
Vậy lớp 1 thuộc loại á sét nửa cứng.
-
Mô đun biến dạng E, xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E = ∝; với đất á sét nửa cứng,
∝ = 5 ÷ 8; lấy trung bình ∝ = 6.5 có:
E = 6.5 x 2.84 = 18.46 Mpa.
-
Xác định hệ số nén trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa (1-2kG/cm2):
a100-200 = = = 0.00036 kPa-1
•
Lớp 2:
-
Xác định tên đất theo chỉ số dẻo:
= - = 0.322 - 0.264 = 0.058;
Theo bảng 6 – TCVN 9362:2012; với 0.01 < = 0.058 < 0.07; đất thuộc loại á cát
-
= =
Xác định trạng thái cua đất theo chỉ số sệt:
= 0.621;
Theo bảng 7 – TCVN 9362:2012; với 0 ≤ = 0.621 ≤ 1; đất ở trạng thái dẻo
20
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Vậy lớp 1 thuộc loại á cát dẻo.
-
Mô đun biến dạng E, xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E = ∝; với đất á cát dẻo,
∝ = 1.5 ÷ 3; lấy trung bình ∝ = 2.3 có:
E = 2.3 x 1.33 = 3.059 Mpa.
-
Xác định hệ số nén trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa (1-2kG/cm2):
a100-200 = = = 0.00045 kPa-1
•
Lớp 3:
-
Xác định tên đất: lượng hạt có đường kính > 0.1 mm:
2 + 18 + 28 + 32 = 80% > 75%
Theo bảng 2 – TCVN 9362-2012, đất thuộc loại cát mịn
-
Xác định trạng thái của đất: căn cứ kết quả xuyên tĩnh qc = 6.4 Mpa; 12 Mpa > qc >4Mpa; tra
bảng 5 – TCVN 9362-2012, đất thuộc loại chặt vừa. Tương ứng hệ số rổng e = 0.6 ÷ 0.75, nội
suy từ qc tìm được e = 0.705
Vậy lớp 3 thuộc loại cát mịn chặt vừa
-
Xác định dung trọng tự nhiên:
= = = 18.97 kN/m3
-
Độ bão hòa: G = = = 0.84
Theo bảng 4 – TCVN 9362-2012, G trong khoảng 1 ÷ 0.8; vậy cát ở trạng thái no nước.
-
Góc ma sát trong và lực dính: sử dụng hệ số rỗng e = 0.705 với cát hạt mịn, tra bảng
B1 –TCVN 9362:2012, tìm được φtc = 29.80; ctc = 0. Trong tính toán dùng φtt = φtc/1.1 = 27.10 ≈ 2702’.
-
Mô đun biến dạng E, xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E = ∝qc; với đất cát ∝ = 1.5 ÷ 3; lấy
trung bình ∝ = 2.25 có:
E = 2.25 × 6.4 = 14.4 Mpa.
Nhận xét:
Ta thấy lớp 1 là lớp đât tốt có chiều dày là 5.9 m nên ta sử dụng phương án móng nông trên nền đất tự
nhiên, đật móng trực tiếp trên lớp này. Lớp 2 khá yếu nên kiểm tra điều kiện áp lực.
21
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Hình. Sơ đồ trụ địa chất công trình
2.
XÁC ĐỊNH TẢI TRONG TIÊU CHUẨN TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG
Giá trị tiêu chuẩn xác định theo công thức:
Atc =
Với ktc – hệ số vượt tải, có thể lấy trung bình cho các loại tải trọng do kết cấu bên trên là 1,15.
Ta tì m được tải trọng tiêu chuẩn như sau:
= 417,4 kN; = 47 kN; = 11,3 kN;
3.
XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA ĐẤT NỀN
Giả thuyết chiều rộng móng b = 1,2 m;
Chọn chiều sâu đặt móng h = 1,2 m
Cường độ tính toán của đất nền xác định theo công thức:
R = (AbγII + BhγII’ + DcII)
= 0,395×1,2×19+ 2,575×1,2×19 + 5,155×30) = 242,6 kPa.
4.
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA ĐÁY MÓNG
Diện tích sơ bộ đáy móng xác định theo công thức:
22
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Asb = k = 1.2× = 2,29 m2
Do móng chịu tải lệch tâm nên chọn đáy móng hình chữ nhật, tỷ số giữa các cạnh kn =1,5
Cạnh ngắn của móng là: b = = = 1,4 m
Cạnh dài cua móng là: l = kn×b = 1,2 × 1,4 = 1,7 m
Chọn kích thước móng là b x l = 1,4 x 1,7 (m)
5.
KIỂM TRA ĐIỀ U KIỆN ÁP LỰC TẠI ĐÁY MÓNG
Điều kiện kiểm tra:
Áp lực tiêu chuẩn trung bình tại đáy móng:
= (1 ± )
Trong đó:
Ntc = + G = 417,4 + 1,4×1,7×1,2×20 = 474,52 kN;
Mtc = + hQ = 47 + 11,3×1,2 = 60,56 kNm;
e = = = 0,128 m
Thay số vào ta có:
= (1 ± ) = (1±)
= 289,4 kPa; = 109,3 kPa
= = = 199,4 kPa
So sánh:
= 289,4 kPa < 1,2R = 1,2 × 244,2 = 293,04 kPa.
= 189 kPa < R = 244,2 kPa.
Kích thước móng đã chọn thõa điều kiện áp lực tại đáy móng.
6.
KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC TẠI ĐỈNH LỚP ĐẤT YẾU
Lớp đất 2 là lớp đất yếu hơn so với lớp 1 (thông qua góc ma sát trong φ và mô đun biến
dang E) ở đô sâu -5,9 m, mực nước ngầm ở độ sâu -1,6 m.
23
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Điều kiện kiểm tra: pz + pd ≤ RZ
Trọng lượng riêng hiệu quả của các lớp đất:
-
Từ mặt đất đến mặt nước ngầm: γ = γl = 19 kN/m3
-
Từ mặt nước ngầm tới đáy lớp đất 1: γ = γdn1
γdn1 = = = 9,26 kN/m3
-
Từ mặt lớp 2 đến đáy lớp 2: γ = γdn2
γdn2 = = = 8,74 kN/m3
-
Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại đáy móng:
Pd,z=1,2m = γ1h11 =19 × 1,2 = 22,8 kPa
-
Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại mực nước ngầm
Pd,z=1,6m = Pd,z=1,2m + γ1h12 = 22,8 + 19×0,4 = 30,4 kPa
24
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU
ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG
-
GVHD: TÔ VĂN LẬN
Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại đỉnh lớp đất yếu
Pd,z=5,9 = Pd,z=1,6m + γ1h13 = 30,4 + 9,26×4,3 = 70,22 kPa
-
Áp lực phụ thêm do tải trọng công trình tại đáy móng:
P0 = – pd,z=1,2m = 199,4 – 22,8 = 176,6 kPa
-
Áp lực phụ thêm do tải trọng công trình tại đáy lớp 1:
Pz,z=4,7 = αpo
Mà α = f(;) = f( = 1,5; = 7,2) = 0,052
Pz,z=4,7 = 0,052 × 176,6 = 9,18 kPa
Tổng áp lực tải đỉnh lớp đất yếu:
Pd,z=5,9m + Pz,z=4,7 = 70,22 + 9,18 = 79,4 kPa
Cường độ tính toán của lớp đất yếu
Rz = (AbzγII + Bhzγ’II + DcII)
Trong đó:
m1 = 1,2 - đáy móng là á cát dẻo no nước;
m2 = 1,1 giả thuyết tỷ số L/H ≥4;
ktc = 1,0 – các chỉ tiêu cơ lý của đất xác định bằng thí nghiệm trực tiếp;
φII = φtc = 11035’ ; tra bảng 2.1 ta có: A = 0,219583; B = 1,89625; D = 4,3575
cII = 9 kPa;
γII = γdn2 = 8,74 kN/m3
γ’II = = = 11,9 kN/m3
Diện tích đáy móng quy ước:
Az = = = = 51,7 m2
a = = = 0,15 m
Chiều rộng móng quy ước:
bz = – a = – 0,15 = 7,04 m
Thay số vào công thức trên, ta có:
Rz = = 245,34kPa
25
SVTH: NGUYỄN TỐNG HẬU