ĐỒ ÁN NỀN MÓNG BÁCH KHOA - TÍNH TOÁN CHI TIẾT - WORD
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1004.27 KB, 67 trang )
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
A – CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế xây dựng công trình có khối lượng có khối
lượng công tác thực hiện rất lớn. Số lượng hố khoan và số mẫu đất trong một lớp đất lớn.
Do vậy việc thống kê các số liệu thí nghiệm nhằm tìm được 1 giá trị có tính đại diện với
một độ tin cậy nhất định cho đơn nguyên đất nền, cũng như phân chia hợp lí các đơn
nguyên địa chất dựa theo hệ số biến động của từng số hạng trong tập hợp thống kê là rất
quan trọng và ảnh hưởng lớn đến chất lượng công trình sau này.
1. Phân chia đơn nguyên địa chất:
a) Hệ số biến động:
- Ta dựa vào hệ số biến động ν để phân chia đơn nguyên.
- Hệ số biến động ν có dạng như sau:
trong đó giá trị trung bình của một đặc trưng:
và độ lệch toàn phương trung bình:
với:
-
Ai :
n:
giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng
số lần thí nghiệm
b) Quy tắc loại trừ các sai số:
Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động ν ≤ [ν ] thì đạt còn ngược
lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn .
Trong đó [ν]: hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong TCXD 9362 – 2012 tuỳ
thuộc vào từng loại đặc trưng.
Bảng 1. Hệ số biến động giới hạn.
-
Đặc trưng của đất
Hệ số biến động [ν]
Tỷ trọng hạt
0.01
Trọng lượng riêng
0.05
Độ ẩm tự nhiên
Giới hạn Atterberg
Module biến dạng
0.15
0.15
0.30
Chỉ tiêu sức chống cắt
0.30
Cường độ nén một trục
0.40
Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Ai theo công thức sau:
trong đó ước lượng độ lệch:
khi n ≥ 25 thì lấy .
1
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
2. Đặc trưng tiêu chuẩn:
- Các thông số cơ bản về tính chất cơ học của đất dùng để xác định sức chịu tải và
biến dạng của nền là các đặc trưng về độ bền và biến dạng của đất (góc ma sát
trong ϕ, lực dính đơn vị C và mô đun biến dạng của đất E, cường độ cực hạn về
nén một trục của đá cứng Rn ...).
Trị tiêu chuẩn các đặc trưng của đất cần xác định trên cơ sở những thí nghiệm trực
tiếp làm tại hiện trường hoặc trong phòng thí nghiệm đối với đất có kết cấu tự
nhiên cũng như đối với đất có nguồn gốc nhân tạo và đất mượn.
Trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất (trừ lực dính đơn vị và góc ma sát
trong) là trị trung bình cộng các kết quả thí nghiệm riêng rẽ.
Trị tiêu chuẩn Atc các đặc trưng của đất theo kết quả thí nghiệm trực tiếp trong
phòng và hiện trường được xác định theo công thức:
-
-
trong đó:
-
Ai :
trị số riêng biệt của đặc trưng;
n:
là số lần thí nghiệm của đặc trưng.
Việc xử lý các kết quả thí nghiệm cắt trong phòng nhằm xác định trị tiêu chuẩn
của lực dính đơn vị ctc và góc ma sát trong ϕtc tiến hành bằng cách tính toán theo
phương pháp bình phương nhỏ nhất sự phụ thuộc tuyến tính đối với toàn bộ tổng
hợp đại lượng thí nghiệm τ trong đơn nguyên địa chất công trình:
trong đó:
-
τ:
p:
sức chống cắt của mẫu đất;
áp lực pháp tuyến truyền lên mẫu đất.
Trị tiêu chuẩn ctc và tg ϕtc được tính toán theo các công thức:
trong đó:
với n là số lần thí nghiệm của đại lượng τ.
3. Đặc trưng tính toán:
- Trong mọi trường hợp, khi tính nền phải dùng trị tính toán các đặc trưng của đất
Att, xác định theo công thức:
trong đó:
-
Atc:
kđ:
trị tiêu chuẩn của đặc trưng đang xét quy định ở trên.
hệ số an toàn về đất.
Khi tìm trị tính toán của các đặc trưng về độ bền (lực dính đơn vị c, góc ma sát
trong ϕ của đất và cường độ giới hạn về nén một trục R n của đá cứng) cũng như
khối lượng thể tích γ thì hệ số an toàn về đất k d dùng để tính nền theo sức chịu tải
và theo biến dạng quy định ở trên tùy thuộc vào sự thay đổi của các đặc trưng ấy,
2
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
-
số lần thí nghiệm và trị xác suất tin cậy α. Đối với các đặc trưng về độ bền của đất
c, ϕ, Rn và γ thì hệ số an toàn đất kd được xác định như ở sau (Đối với các đặc
trưng khác của đất cho phép lấy kd =1, tức là trị tính toán cũng là trị tiêu chuẩn).
Xác định kd cho các đặc trưng về độ bền của đất c, ϕ, Rn và γ:
(Trong công thức trên dấu trước đại lượng ρ được chọn sao cho đảm bảo độ tin cậy
lớn nhất khi tính toán nền hay móng).
- ρ là chỉ số độ chính xác đánh giá trị trung bình các đặc trưng của đất được quy
định theo sau:
• Đối với c và tgϕ:
•
Đối với Rn và γ:
(Khi tìm giá trị tính toán c, ϕ dùng tổng số lần thí nghiệm τ làm n).
trong đó: tα là hệ số lấy theo Bảng A.1 Phụ lục A trong tiêu chuẩn tùy thuộc vào xác
suất tin cậy α và số bậc tự do (n-1) khi xác định trị tính toán R n , γ và (n - 2) khi thiết
lập trị tính toán c và ϕ.
Xác suất tin cậy α của trị tính toán các đặc trưng của đất được lấy bằng:
α = 0,95 khi tính nền theo sức chịu tải (tính theo TTGH I).
α = 0,85 khi tính nền theo biến dạng (tính theo TTGH II).
• Độ tin cậy α để tính nền của cầu và cống lấy theo chỉ dẫn ở 15.5 TCVN
9362:2012.
• Đối với công trình cấp I cho phép dùng xác suất tin cậy lớn hơn nhưng không quá
0.99 để xác định trị tính toán các đặc trưng của đất.
ν là hệ số biến đổi của đặc trưng:
-
-
với σ là sai số toàn phương trung bình của đặc trưng.
-
Sai số toàn phương trung bình σ được tính toán theo các công thức:
• Đối với c và ϕ:
trong đó:
-
•
Đối với Rn:
•
Đối với γ:
Ý nghĩa của hệ số độ tin cậy α được hiểu như sau:
• Các đặc trưng tính toán theo TTGH I và TTGH II có giá trị nằm trong một
khoảng:
3
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Tùy theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo an
toàn hơn.
• Khi tính toán nền theo cường độ và ổn định thì ta lấy các đặc trưng tính toán
TTGH I (nằm trong khoảng lớn hơn α = 0.95).
• Khi tính toán nền theo biến dạng thì ta lấy các đặc trưng tính toán theo TTGH II
(nằm trong khoảng nhỏ hơn α = 0.85).
•
B – THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT
I.
-
MÓNG CỌC.
Tên công trình: Khu phức hợp Thương mại – Dịch vụ và Căn hộ Gia Phú.
Vị trí: 445 – 449, Gia Phú và 270 – 277, Trần Văn Kiểu – P.3 – Q.6 – Tp.HCM.
Lớp thứ 3 có 15 mẫu, là lớp có nhiều mẫu nhất trong hố khoan nên ta chọn làm đại
diện để thống kê.
Thành phần và trạng thái hạt: cát pha, màu vàng nâu, trạng thái dẻo.
1. Thống kê dung trọng của đất: gồm dung trọng tự nhiên γw và dung trọng đẩy nổi γ’:
Bảng 2. Kết quả thống kê giá trị dung trọng.
Số hiệu
γwi
|γwi-γwtb| (γwi-γwtb)2
mẫu (kN/m3) (kN/m3) (kN/m3)
D6
20.3
0.12
0.0144
D7
20.1
0.08
0.0064
D8
20.1
0.08
0.0064
D9
20.4
0.22
0.0484
D10
20.3
0.12
0.0144
D11
20.3
0.12
0.0144
D12
19.8
0.38
0.1444
D13
20.2
0.02
0.0004
D14
20.2
0.02
0.0004
D15
20.3
0.12
0.0144
D16
20.3
0.12
0.0144
D17
20.1
0.08
0.0064
D18
19.9
0.28
0.0784
D19
20.1
0.08
0.0064
D20
20.3
0.12
0.0144
Tổng
302.7
Ghi
γ'i
chú (kN/m3)
Nhận 10.8
Nhận 10.7
Nhận 10.6
Nhận 10.9
Nhận 10.8
Nhận 10.8
Nhận 10.3
Nhận 10.6
Nhận 10.3
Nhận 10.8
Nhận 10.8
Nhận 10.3
Nhận 10.2
Nhận 10.4
Nhận 10.8
0.384
∑
|γ'i-γ'tb|
(kN/m3)
0.1933
0.0933
0.0067
0.2933
0.1933
0.1933
0.3067
0.0067
0.3067
0.1933
0.1933
0.3067
0.4067
0.2067
0.1933
159.1
γwtb
20.18 (kN/m3)
γ'tb =
10.607 (kN/m3)
σ
0.166
σ=
0.240
4
(γ'i-γ'tb)2
(kN/m3)
0.0374
0.0087
0.0000
0.0860
0.0374
0.0374
0.0940
0.0000
0.0940
0.0374
0.0374
0.0940
0.1654
0.0427
0.0374
0.8093
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
ν
0.008 < [ν]=0.05
ν=
0.023 < [ν]=0.05
ν'*σcm
0.422
ν'*σcm
0.613
γwtc
20.18 (kN/m3)
γ'tc =
10.607 (kN/m3)
a) Kiểm tra thống kê:
- Dung trọng tự nhiên:
• Độ lệch toàn phương:
• Ước lượng độ lệch:
• Giá trị trung bình:
• Hệ số biến động:
-
Dung trọng đẩy nổi:
• Độ lệch toàn phương:
• Ước lượng độ lệch:
• Giá trị trung bình:
• Hệ số biến động:
-
Ta loại bỏ những mẫu có: . Với là hệ số phụ thuộc vào số lượng mẫu làm thí nghiệm.
Ta có số mẫu n = 15 . Theo kết quả tính toán, ta thấy các mẫu đều thỏa. Vậy tất cả
các mẫu đều được chọn.
b) Giá trị tiêu chuẩn:
- Dung trọng tự nhiên:
-
Dung trọng đẩy nổi:
c) Tính theo TTGH I:
- Dung trọng tự nhiên:
Theo TTGH I, xác suất độ tin cậy là α = 0.95.
Tra bảng ta được , tra với giá trị (n-1) trong bảng giá trị tới hạn phân phối student.
• Độ chính xác:
5
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
• Giá trị tính toán:
Suy ra: .
-
Dung trọng đẩy nổi:
• Độ chính xác:
• Giá trị tính toán:
Suy ra: .
d) Tính theo TTGH II:
-
Theo TTGH II, xác suất độ tin cậy là α = 0.85.
Tra bảng ta được , tra với giá trị (n-1) trong bảng giá trị tới hạn phân phối student.
Dung trọng ướt:
• Độ chính xác:
• Giá trị tính toán:
Suy ra: .
-
Dung trọng đẩy nổi:
• Độ chính xác:
• Giá trị tính toán:
Suy ra:
2. Thống kê lực dính c và góc ma sát trong φ:
Bảng 3. Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp.
Số hiệu mẫu
D6
D8
D10
τ (kN/m2)
52.3
80
124.8
165.6
45.4
102.4
129.5
σ (kN/m2)
100
200
300
400
100
200
300
174.4
400
44.7
106.4
100
200
Số hiệu mẫu
D7
D9
D11
6
τ (kN/m2)
51.1
93.8
121.2
177.9
55.6
85.1
141.3
σ (kN/m2)
100
200
300
400
100
200
300
178.6
400
51.8
107.6
100
200
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
127.8
176.9
49.7
96.7
143.6
178.4
55.3
89.9
138.9
182.6
51.1
87.9
148.1
172.9
52.8
89.9
146.7
177.7
D12
D14
D16
D18
D20
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
132.3
194.4
48.6
88.9
137.3
167.3
54.6
93
144.6
182.4
45.9
95.5
139.2
169.2
48.6
88.8
135.4
167.5
D13
D15
D17
D19
49.4
100
100
200
128.8
300
179.8
400
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
Hình 1. Biểu đồ thí nghiệm cắt phẳng
a) Kiểm tra thống kê:
Theo TCVN 9362 – 2012, hệ số biến động được quy định:
Bảng 4. Hệ số biến động giới hạn.
-
Đặc trưng của đất
Hệ số biến động [ν]
Chỉ tiêu sức chống cắt
0.3
Kiểm tra ứng suất cắt: ta loại bỏ những mẫu có . Với là hệ số phụ thuộc vào số lượng
mẫu làm thí nghiệm. Ta có số mẫu n = 15
Bảng 5. Kết quả thống kê ứng suất cắt tương ứng với từng cấp áp lực.
σ (kN/m2)
σ (kN/m2)
100
200
2
Số hiệu
τi
|τi-τtb| (τi - τtb) Ghi Số hiệu
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2 Ghi
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) chú
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) chú
52.3
1.84
3.3856 Nhận
80
13.727 188.421 Nhận
D6
D6
7
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Số hiệu
mẫu
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17
D18
D19
D20
∑
τtb =
σ=
ν'*σcm
σ (kN/m2)
100
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
51.1
0.64
0.4096
45.4
5.06
25.604
55.6
5.14
26.42
44.7
5.76
33.178
51.8
1.34
1.7956
49.7
0.76
0.5776
48.6
1.86
3.4596
55.3
4.84
23.426
54.6
4.14
17.14
51.1
0.64
0.4096
45.9
4.56
20.794
52.8
2.34
5.4756
48.6
1.86
3.4596
49.4
1.06
1.1236
756.9
166.66
50.46
3.450
8.800
σ (kN/m2)
300
Số hiệu
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17
D18
D19
D20
124.8
121.2
129.5
141.3
127.8
132.3
143.6
137.3
138.9
144.6
148.1
139.2
146.7
135.4
128.8
11.167
14.767
6.4667
5.3333
8.1667
3.6667
7.6333
1.3333
2.9333
8.6333
12.133
3.2333
10.733
0.5667
7.1667
124.69
218.05
41.818
28.444
66.694
13.444
58.268
1.778
8.604
74.534
147.22
10.454
115.20
0.321
51.361
σ (kN/m2)
Ghi Số hiệu
chú
mẫu
Nhận
D7
Nhận
D8
Nhận
D9
Nhận D10
Nhận D11
Nhận D12
Nhận D13
Nhận D14
Nhận D15
Nhận D16
Nhận D17
Nhận D18
Nhận D19
Nhận D20
∑
τtb =
σ=
ν'*σcm
200
τi
|τi-τtb|
2
(kN/m ) (kN/m2)
93.8
0.073
102.4
8.673
85.1
8.627
106.4 12.673
107.6 13.873
96.7
2.973
88.9
4.827
89.9
3.827
93
0.727
87.9
5.827
95.5
1.773
89.9
3.827
88.8
4.927
100
6.273
1405.9
(τi - τtb)2
(kN/m2)
0.0054
75.2267
74.4194
160.613
192.469
8.8407
23.2967
14.6434
0.5280
33.9500
3.1447
14.6434
24.2720
39.3547
853.829
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
93.73
7.809
19.92
σ (kN/m2)
400
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Số
hiệu
mẫu
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D15
D16
D17
D18
D19
D20
8
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
165.6
177.9
174.4
178.6
176.9
194.4
178.4
167.3
182.6
182.4
172.9
169.2
177.7
167.5
179.8
10.773
1.5267
1.9733
2.2267
0.5267
18.027
2.0267
9.0733
6.2267
6.0267
3.4733
7.1733
1.3267
8.8733
3.4267
116.06
2.3307
3.894
4.958
0.2774
324.96
4.1074
82.325
38.771
36.321
12.064
51.457
1.76
78.736
11.742
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
σ (kN/m2)
100
Số hiệu
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
∑
2039.5
960.89
τtb = 135.97
σ = 8.2846
ν = 0.0609
ν'*σcm 21.13
-
Ghi
chú
Số hiệu
mẫu
∑
τtb =
σ=
ν=
ν'*σcm
200
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
2646
769.77
176.4
7.415
0.042
18.91
Ghi
chú
Theo bảng tính toán, tất cả các mẫu đều thỏa điều kiện . Ta chọn hết các mẫu, không
loại mẫu nào.
Sử dụng hàm LINEST trong Excel, ta tính được giá trị lực dính c và góc ma sát trong
φ:
Bảng 6. Kết quả tính toán dùng hàm LINEST.
tgφtc = 0.4200
σtgφ = 0.0080
0.9794
2757.662
132287.4
-
σ (kN/m2)
ctc = 9.1367
σc = 2.1902
6.9261
58
2782.31
Kiểm tra hệ số biến động:
• Góc ma sát trong φ:
• Lực dính c:
b) Giá trị tiêu chuẩn:
• Góc ma sát trong φ: .
• Lực dính c: .
c) Tính theo TTGH I:
- Theo TTGH I, xác suất tin cậy là α = 0.95. Ta có n = 60 – 2 = 58 cặp mẫu thí nghiệm.
Tra bảng ta được: .
• Góc ma sát trong :
-
Suy ra: .
• Lực dính c:
9
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Suy ra:
-
Dung trọng ướt Dung trọng đẩy nổi Góc ma sát trong
Lực dính c
Bề
3
3
(o)
Lớp
γw (kN/m )
γ' (kN/m )
φ
(kN/m2)
dày
đất
TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH
(m)
I
II
I
II
I
II
I
II
A
1.7 không thống kê
1
3.8
2
4.2
3
4
không thống kê
không thống kê
không thống kê
5.0 ÷ 5.8
03o16' ÷ 04o00'
5.3 ÷ 7.0
15.0 ÷ 15.5
19.3
9.9 ÷ 10.0
20.05 20.134 10.497 10.532
31.3
÷
÷
÷
÷
20.255 20.226 10.716 10.682
9.5
20.0 ÷ 21.4
10.3 ÷ 11.7
09o34' ÷ 10o12'
18.0 ÷ 19.5
o
o
22 07' 22 22' 5.477
6.837
÷
÷
÷
÷
o
o
23 25' 23 11' 12.796 11.436
15o15' ÷ 17o06'
49.6 ÷ 65.8
19.6 ÷ 20.0
9.8 ÷ 10.2
14o23' ÷ 16o13'
27.1 ÷ 33.9
o
o
20.261 20.277 10.791 10.806 23 27' 23 46' 4.488
6.245
6 22.8
÷
÷
÷
÷
÷
÷
÷
÷
o
o
20.339 20.323 10.869 10.853
25 05' 24 46' 13.822 12.065
d) Tính theo TTGH II:
- Theo TTGH II, xác suất độ tin cậy là α = 0.85. Với n = 58 cặp mẫu thí nghiệm, tra
bảng ta được .
• Góc ma sát trong :
5
6.7
-
Suy ra: .
• Lực dính c:
-
Suy ra: .
3. Tổng hợp kết quả thống kê:
Bảng 7. Kết quả thống kê địa chất tất cả các mẫu (HK4).
10
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
II.
MÓNG BĂNG.
Tên công trình: Cao ốc phức hợp Hoàng Văn Thụ.
Vị trí: Số 446 Hoàng Văn Thụ, Quận Tân Bình, TP.HCM.
- Lớp thứ 2 có 14 mẫu, là lớp có nhiều mẫu nhất trong hố khoan nên ta chọn làm
đại diện để thống kê.
- Thành phần và trạng thái hạt: á cát, màu nâu vàng – nâu hồng, trạng thái dẻo.
1. Thống kê dung trọng của đất: gồm dung trọng tự nhiên γw và dung trọng đẩy nổi γ’:
Bảng 8. Kết quả thống kê giá trị dung trọng.
Số hiệu γwi
mẫu (kN/m3)
HK4-4 19.5
HK4-5 19.6
HK4-6 19.8
HK4-7 20.2
HK4-8 20.0
|γwi-γwtb|
(kN/m3)
0.4571429
0.3571429
0.1571429
0.2428571
0.0428571
(γwi-γwtb)2
(kN/m3)
0.2089796
0.127551
0.0246939
0.0589796
0.0018367
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
11
γ'I
(kN/m3)
9.9
10.2
10.2
10.6
10.3
|γ'i-γ'tb|
(kN/m3)
0.4857
0.1857
0.1857
0.2143
0.0857
(γ'i-γ'tb)2
(kN/m3)
0.2359
0.0345
0.0345
0.0459
0.0073
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
HK4-9
HK4-10
HK4-11
HK4-12
HK4-13
HK4-14
HK4-15
HK4-16
HK4-17
Tổng
19.4
19.7
20.0
20.0
20.2
20.4
20.0
20.6
20.0
279.4
0.5571429
0.2571429
0.0428571
0.0428571
0.2428571
0.4428571
0.0428571
0.6428571
0.0428571
0.3104082
0.0661224
0.0018367
0.0018367
0.0589796
0.1961224
0.0018367
0.4132653
0.0018367
1.474
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
∑
10.0
10.1
10.3
10.4
10.6
10.8
10.6
11.0
10.4
145.4
0.3857
0.2857
0.0857
0.0143
0.2143
0.4143
0.2143
0.6143
0.0143
γwtb
19.957 (kN/m3)
γ'tb =
10.386 (kN/m3)
σ
ν
ν*σcm
γwtc
0.337
0.017 < [ν]=0.05
0.844
19.957 (kN/m3)
σ=
ν=
ν*σcm
γ'tc =
0.308
0.030 < [ν]=0.05
0.773
10.386 (kN/m3)
0.1488
0.0816
0.0073
0.0002
0.0459
0.1716
0.0459
0.3773
0.0002
1.237
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
a) Kiểm tra thống kê:
- Dung trọng tự nhiên:
• Độ lệch toàn phương:
• Ước lượng độ lệch:
• Giá trị trung bình:
• Hệ số biến động:
-
Dung trọng đẩy nổi:
• Độ lệch toàn phương:
• Ước lượng độ lệch:
• Giá trị trung bình:
• Hệ số biến động:
-
Ta loại bỏ những mẫu có: . Với là hệ số phụ thuộc vào số lượng mẫu làm thí nghiệm.
Ta có số mẫu n = 14 . Thay vào bảng tính toán ta thấy các mẫu đều thỏa.
Vậy tất cả các mẫu đều được chọn.
b) Giá trị tiêu chuẩn:
- Dung trọng tự nhiên:
12
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
-
Dung trọng đẩy nổi:
c) Tính theo TTGH I:
- Dung trọng tự nhiên:
Theo TTGH I, xác suất độ tin cậy là α = 0.95.
Tra bảng ta được: , tra với giá trị (n-1) trong bảng giá trị tới hạn phân phối student.
• Độ chính xác:
• Giá trị tính toán:
-
Dung trọng đẩy nổi:
• Độ chính xác:
• Giá trị tính toán:
d) Tính theo TTGH II:
-
Theo TTGH II, xác suất độ tin cậy là α = 0.85.
Tra bảng ta được: , tra với giá trị (n-1) trong bảng giá trị tới hạn phân phối student.
Dung trọng ướt:
• Độ chính xác:
• Giá trị tính toán:
-
Dung trọng đẩy nổi:
• Độ chính xác:
• Giá trị tính toán:
2. Thống kê lực dính c và góc ma sát trong φ:
Bảng 9. Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp.
Số hiệu mẫu
HK4-4
HK4-6
τ (kN/m2)
σ (kN/m2)
48.9
100
85.7
200
140.1
300
163.5
51.6
400
100
Số hiệu mẫu
HK4-5
HK4-7
13
τ (kN/m2)
σ (kN/m2)
46.2
100
87.6
200
135.4
300
154.9
51.9
400
100
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Số hiệu mẫu
τ (kN/m2)
σ (kN/m2)
86.4
131.9
HK4-8
HK4-10
HK4-12
HK4-14
HK4-16
τ (kN/m2)
σ (kN/m2)
200
300
99.7
144.1
200
300
162.9
400
184.5
400
56.5
98
148.8
184.5
56.5
101.2
138.2
185.6
55.8
94
148.4
185.6
57.7
107.6
162
198.4
62
109.7
167.9
215.1
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
51.1
98.8
146.7
174.1
53.3
101.9
131.8
188.9
58
94
144.4
191.1
54.4
115.9
151.6
210.6
56.8
100.7
140.8
189.6
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
100
200
300
400
Số hiệu mẫu
HK4-9
HK4-11
HK4-13
HK4-15
HK4-17
Hình 2. Biểu đồ thí nghiệm cắt phẳng.
a) Kiểm tra thống kê:
Theo TCVN 9362 – 2012, hệ số biến động được quy định:
Bảng 10. Hệ số biến động giới hạn.
-
Đặc trưng của đất
Hệ số biến động [ν]
Chỉ tiêu sức chống cắt
0.3
Kiểm tra ứng suất cắt: ta loại bỏ những mẫu có . Với là hệ số phụ thuộc vào số lượng
mẫu làm thí nghiệm. Ta có số mẫu n = 14
Bảng 11. Kết quả kiểm tra ứng suất cắt tương ứng với từng cấp áp lực.
σ (kN/m2)
100
Số hiệu
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2 Ghi
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) chú
σ (kN/m2)
200
Số hiệu
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
14
Ghi
chú
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
48.9
HK4-4
46.2
HK4-5
HK4-6
51.6
51.9
HK4-7
HK4-8
56.5
51.1
HK4-9
HK4-10 56.5
HK4-11 53.3
HK4-12 55.8
HK4-13 58.0
HK4-14 57.7
HK4-15 54.5
HK4-16 62.0
HK4-17 56.8
∑
760.8
τtb =
54.343
ν'*σcm 10.349
Số hiệu
mẫu
HK4-4
HK4-5
HK4-6
HK4-7
HK4-8
HK4-9
HK4-10
HK4-11
HK4-12
HK4-13
HK4-14
HK4-15
HK4-16
HK4-17
∑
τtb =
ν'*σcm
-
5.44
8.14
2.74
2.44
2.16
3.24
2.16
1.04
1.46
3.66
3.36
0.16
7.66
2.46
29.625
66.306
7.5233
5.9676
4.6533
10.516
4.6533
1.0876
2.1233
13.375
11.27
0.0247
58.632
6.0376
221.79
σ (kN/m2)
300
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
140.1 5.0500 25.503
135.4 9.7500 95.063
131.9 13.2500 175.563
144.1 1.0500 1.103
148.8 3.6500 13.323
146.7 1.5500 2.402
138.2 6.9500 48.303
131.8 13.3500 178.223
148.4 3.2500 10.563
144.4 0.7500 0.563
162.0 16.8500 283.923
151.6 6.4500 41.602
167.9 22.7500 517.563
140.8 4.3500 18.922
2032.1
1412.62
145.15
26.117
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
τtb =
ν'*σcm
HK4-4
HK4-5
HK4-6
HK4-7
HK4-8
HK4-9
HK4-10
HK4-11
HK4-12
HK4-13
HK4-14
HK4-15
HK4-16
HK4-17
∑
τtb =
ν'*σcm
85.7
87.6
86.4
99.7
98.0
98.8
101.2
101.9
94.0
94.0
107.6
115.9
109.7
100.7
1381.2
98.66
22.04
12.957
11.057
12.257
1.043
0.657
0.143
2.543
3.243
4.657
4.657
8.943
17.243
11.043
2.043
Số hiệu
mẫu
HK4-4
HK4-5
HK4-6
HK4-7
HK4-8
HK4-9
HK4-10
HK4-11
HK4-12
HK4-13
HK4-14
HK4-15
HK4-16
HK4-17
∑
τtb =
ν'*σcm
σ (kN/m2)
400
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
163.5 21.857 477.73
154.9 30.457 927.64
162.9 22.457 504.32
184.5 0.8571 0.7347
190.2 4.8429 23.453
174.1 11.257 126.72
185.6 0.2429 0.059
188.9 3.5429 12.552
185.6 0.2429 0.059
191.1 5.7429 32.98
198.4 13.043 170.12
210.6 25.243 637.2
215.1 29.743 884.64
189.6 4.2429 18.002
2595
3816.2
185.4
42.93
167.8876
122.2604
150.2376
1.0876
0.4318
0.0204
6.4661
10.5161
21.6890
21.6890
79.9747
297.316
121.945
4.1733
1005.694
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Theo bảng tính toán, tất cả các mẫu đều thỏa điều kiện . Ta chọn hết các mẫu, không
loại mẫu nào.
15
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
-
Sử dụng hàm LINEST trong Excel, ta tính được giá trị lực dính c và góc ma sát trong
φ:
Bảng 12. Kết quả tính toán dùng hàm LINEST.
tgφtc = 0.43954
σtgφ = 0.01318
0.9537
1112.27
135234
-
ctc = 10.99286
σc = 3.609266
11.02649
54
6565.509
Kiểm tra hệ số biến động:
• Góc ma sát trong φ:
• Lực dính c:
-
Vì (không thỏa điều kiện) nên ta loại đi 2 mẫu có sai số lớn (các giá trị ứng suất cách
xa đường hồi quy) là mẫu HK4-5 và mẫu HK4-16.
Hình 3. Biểu đồ thí nghiệm cắt phẳng (đã loại đi 2 mẫu).
-
Kiểm tra lại ứng suất tương ứng với từng cấp áp lực, ta được kết quả thể hiện trong
Bảng 13. Kết quả cho thấy các mẫu đểu thỏa điều kiện . Ta có số mẫu n = 12
Bảng 13. Kết quả kiểm tra ứng suất cắt ứng với từng cấp áp lực (đã loại đi 2 mẫu)
σ (kN/m2)
100
Số hiệu
τi
|τi-τtb|
2
mẫu (kN/m ) (kN/m2)
5.48
HK4-4 48.9
2.78
HK4-6 51.6
σ (kN/m2)
200
2
(τi - τtb)
Ghi Số hiệu
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
(kN/m2) chú
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
30.067 Nhận HK4-4
85.7
12.958 167.9184
7.7469 Nhận HK4-6
86.4
12.258 150.2667
16
Ghi
chú
Nhận
Nhận
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
HK4-7 51.9
HK4-8 56.5
HK4-9 51.1
HK4-10 56.5
HK4-11 53.3
HK4-12 55.8
HK4-13 58.0
HK4-14 57.7
HK4-15 54.5
HK4-17 56.8
∑
652.6
τtb =
54.383
ν'*σcm 7.159
2.48
2.12
3.28
2.12
1.08
1.42
3.62
3.32
0.12
2.42
6.1669
4.4803
10.78
4.4803
1.1736
2.0069
13.08
11
0.0136
5.8403
96.837
σ (kN/m2)
300
τi
Số hiệu
|τi-τtb| (τi - τtb)2
mẫu (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)
HK4-4 140.1 3.9667 15.734
HK4-6 131.9 12.1667 148.028
HK4-7 144.1 0.0333 0.001
HK4-8 148.8 4.7333 22.404
HK4-9 146.7 2.6333 6.934
HK4-10 138.2 5.8667 34.418
HK4-11 131.8 12.2667 150.471
HK4-12 148.4 4.3333 18.778
HK4-13 144.4 0.3333 0.111
HK4-14 162.0 17.9333 321.60
HK4-15 151.6 7.5333 56.751
HK4-17 140.8 3.2667 10.671
∑
1728.8
785.91
τtb =
144.07
ν'*σcm 20.394
-
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
99.7
HK4-7
98.0
HK4-8
98.8
HK4-9
HK4-10 101.2
HK4-11 101.9
HK4-12 94.0
HK4-13 94.0
HK4-14 107.6
HK4-15 115.9
HK4-17 100.7
∑
1183.9
τtb =
98.66
ν'*σcm
20.07
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Số hiệu
mẫu
HK4-4
HK4-6
HK4-7
HK4-8
HK4-9
HK4-10
HK4-11
HK4-12
HK4-13
HK4-14
HK4-15
HK4-17
∑
τtb =
ν'*σcm
1.042
0.658
0.142
2.542
3.242
4.658
4.658
8.942
17.242
2.042
σ (kN/m2)
400
τi
|τi-τtb| (τi - τtb)2
2
(kN/m ) (kN/m2) (kN/m2)
163.5 21.917 480.34
162.9 22.517
507
184.5 0.9167 0.8403
190.2 4.7833 22.88
174.1 11.317 128.07
185.6 0.1833 0.0336
188.9 3.4833 12.134
185.6 0.1833 0.0336
191.1 5.6833
32.3
198.4 12.983 168.57
210.6 25.183 634.2
189.6 4.1833
17.5
2225
2003.9
185.4
32.56
Dùng hàm LINEST tính lại giá trị lực dính c và góc ma sát trong φ:
Bảng 14. Kết quả tính toán dùng hàm LINEST.
tgφtc = 0.4385
σtgφ = 0.0116
0.969
17
1.0851
0.4334
0.0201
6.4601
10.5084
21.7001
21.7001
79.9534
297.275
4.1684
761.489
ctc = 11.004
σc = 3.1666
8.9564
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Ghi
chú
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
Nhận
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
1438.3
115374
46
3690
- Kiểm tra lại hệ số biến động:
• Góc ma sát trong φ:
• Lực dính c:
b) Giá trị tiêu chuẩn:
• Góc ma sát trong φ: .
• Lực dính c: .
c) Tính theo TTGH I:
- Theo TTGH I, xác suất tin cậy là α = 0.95. Ta có n = 48 cặp mẫu thí nghiệm. Tra
bảng ứng với số bậc tự do n – 2 = 46 ta được: .
• Góc ma sát trong :
Suy ra: .
•
Lực dính c:
Suy ra:
d) Tính theo TTGH II:
- Theo TTGH II, xác suất độ tin cậy là α = 0.85. Với n = 48 cặp mẫu thí nghiệm, tra
bảng ứng với số bậc tự do n – 2 =46 ta được .
• Góc ma sát trong :
Suy ra:
•
Lực dính c:
.
Suy ra: .
3. Tổng hợp kết quả thống kê:
Bảng 15. Kết quả thống kê địa chất tất cả các mẫu.
18
F
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
E
D
C – THIẾT KẾ MÓNG
C
PHẦN I: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG.
B
Sơ đồ móng và số liệu tính toán:
Lớp
đất
Bề
dày
(m)
A
1
1A
0.6
2.4
3.5
2
28.5
3
5A
5
8.0
2.0
3.8
6
21.2
-
A
Khoảng cách giữa các điểm đặt lực (m)
L1 = AB
L2 = BC
L3 = CD
L4 = DE
L5 = EF
4.4
5.1
5.8
5.1
4.4
Dung trọng ướt Dung trọng đẩy nổi Góc ma sát trong
Lực dính c
3
3
(o)
γw (kN/m )
γ' (kN/m )
φ
(kN/m2)
TTGH TTGH TTGH TTGH TTGH
TTGH TTGH TTGH
I
II
I
II
I
II
I
II
không thống kê
không thống kê
không thống kê
không thống kê
18.5
9.1
08o33'
17.3
o
o
20.0 ÷ 20.2
10.4 ÷ 10.6
15 57' ÷ 16 38'
24.1÷ 25.0
o
o
19.798 19.860
10.240 10.297 22 44'
23 05' 5.694
7.679
÷
÷
÷
÷
÷
÷
÷
÷
o
o
20.116 20.054 10.532 10.475 24 36'
24 15' 16.314 14.329
o
18.1 ÷ 19.4
8.4 ÷ 9.7
09 50' ÷ 14o42'
23.9 ÷ 37.2
o
19.0
9.3
15 51'
27.4
o
o
20.7 ÷ 21.0
11.0 ÷ 11.2
16 53' ÷ 17 38'
54.2 ÷ 58.3
o
o
19.922 20.021 10.440
10.463 24 27'
24 48'
5.327 7.365
÷
÷
÷
÷
÷
÷
÷
÷
o
o
20.423 20.325 10.562 10.537 26 16'
25 56' 15.985 13.948
Giá trị tải trọng đứng:
Lực
A
B
C
D
E
F
Ntt (kN) Mtt (kNm) Htt (kN)
1115
89
69
1202
81
71
1336
101
78
1356
95
72
1223
82
65
1109
73
61
Ntc (kN) Mtc (kNm)
969.57
77.39
1045.22
70.43
1161.74
87.83
1179.13
82.61
1063.48
71.30
964.35
63.48
1. Chọn vật liệu cho móng (Theo TCXDVN 356:2005)
- Hệ số vướt tải: n = 1.15.
- Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất:
19
Htc (kN)
60.00
61.74
67.83
62.61
56.52
53.04
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
a) Cốt thép:
- Thép chịu lực: thép AII, có gờ, đường kính :
• Cường độ chịu nén:
• Cường độ chịu kéo:
- Thép cấu tạo: thép AI, đường kính :
• Cường độ chịu nén:
• Cường độ chịu kéo:
b) Bêtông:
- Móng được đúc bằng bê tông B25 có:
• Cường độ chịu nén:
• Cường độ chịu kéo:
2. Chọn chiều sâu chôn móng (Theo mục 4.5 TCVN 9362:2012)
- Chọn chiều sâu chôn móng là , móng nằm trên lớp đất 1A, là nền đất khá tốt và dày
-
(á sét lẫn dăm sạt laterit, trạng thái dẻo cứng, N = 9).
Chọn sơ bộ chiều cao h:
-
Chọn h = 0.7 m.
Chọn La = Lb:
Chọn La = Lb = 1.6 m, là khoảng cách từ tim cột A và tim cột F ra đến mép ngoài cùng
của móng (2 đầu mút thừa).
- Tổng chiều dài móng băng:
3. Xác định kích thước sơ bộ của móng
- Chỉ tiêu cơ lý của đất như sau:
• Cao độ mực nước ngầm: - 3.7 m.
• Dung trọng lớp đất đắp: , dày 0.6 m.
• Dung trọng lớp đất 1 trên mực nước ngầm , dày 2.4 m.
• Dung trọng tự nhiên lớp đất 1A dưới đáy móng: , dày 3.5 m.
• Dung trọng đẩy nổi lớp đất 1A dưới đáy móng:
• Lực dính theo TTGH II: .
• Góc ma sát trong theo TTGH II: .
20
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Hình 4. Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất.
-
Khoảng cách từ các điểm đặt lực đến trọng tâm đáy móng:
-
Tổng tải trọng tác dụng theo phương đứng:
Hình 5. Khoảng cách giữa các cột
Với:
21
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
-
Tải trọng tiêu chuẩn:
-
Chọn sơ bộ bề rộng móng:
• Giả sử: .
• Tính độ sâu ảnh hưởng:
với , , thiên về an toàn nên ta chọn và .
•
Tính trọng lượng riêng trung bình dưới đáy móng:
•
Sức chịu tải tiêu chuẩn dưới đáy móng:
với: .
• Từ góc ma sát trong , nội suy ra:
•
-
Diện tích tiết diện móng: từ điều kiện ổn định của nền: , suy ra:
Vậy: chọn .
4. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện ngang
a) Xác định diện tích cột :
Diện tích cột được xác định theo công thức:
Chọn .
b) Xác định chiều cao móng:
- Chọn chiều cao dầm móng:
Chọn .
- Chọn bề rộng dầm móng:
Chọn .
-
Chiều cao cánh móng : theo điều kiện chống cắt, chọn :
Xét 1 (m) bề rộng bản móng:
22
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Với:
Chọn
Hình 6. Sơ đồ tính chiều cao cánh móng theo điều kiện chịu cắt.
-
5.
Chọn chiều cao bản móng :
Chọn (chọn theo cấu tạo)
Hình 7. Kích thước móng băng (mặt cắt ngang).
Kiểm tra nền theo TCVN 9362:2012
a) Kiểm tra ổn định đất nền:
Điều kiện ổn định:
23
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Thỏa điều kiện.
b) Kiểm tra lún
- Xác định hệ số rỗng e dựa vào kết quả thí nghiệm nén cố kết:
• Mẫu HK4-2: độ sâu 3 – 6.5 m
•
Áp suất p (kN/m2)
100
200
400
800
e
0.616
0.591
0.560
0.521
Mẫu HK4-4: độ sâu 6.5 – 22.2 m
Áp suất p (kN/m2)
e
100
200
0.663 0.647
24
400
0.627
800
0.604
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
-
Tính toán:
• Áp lực thực tế trung bình dưới đáy móng:
•
Áp lực tự nhiên do trọng lượng bản thân đất phía trên gây ra tại đáy móng:
•
Áp lực thêm thẳng đứng trong đất dưới đáy móng:
• Chia lớp phân tố:
Điều kiện bề dày lớp phân tố:
Chọn
25
