đồ án nền móng chi tiết điểm cao đại học giao thông vận tải tp.hcm

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

PHẦN 1: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG
 Số liệu đề bài:
ST
T
9
9
9
9

Trục Ntt (kN)

M (kNm)

Qtt (kN)

A
B
C
D

80 + 0.1x9 = 80.9
90 + 0.1x9 = 90.9
90 + 0.1x9 = 90.9
100 + 0.1x9 = 100.9

40+ 0.1x9 = 40.9
50 + 0.1x9 = 50.9

50 + 0.1x9 = 50.9
60 + 0.1x9 = 60.9

600 +9 = 609
900 + 9= 909
900 + 9 = 909
800 + 9 =809

Cổ cột
(mm)
400x350
400x350
400x350
400x350

− Cao trình mặt đất tự nhiên: -0.2 m; cao trình mặt nền:
4000

4000

4000

4000

4000

6000

D

6000

18000

C

6000

B

A

1

2

3

5

4

− Nền đất:
Lớp đất (từ trên xuống)
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Số hiệu

Độ dày
Page 1

6


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

1
2
3

50
77
24

a= 2 + 0.01x9 = 2.09(m)
b= 3 + 0.01x9 = 3.09(m)
∞

− Vật liệu:
 Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có R bt = 0.88 MPa (cường độ chịu kéo
của bê tông), Rb = 11.0 MPa ( cường độ chịu nén của bê tông), mô đun đàn hồi

 Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc
 Cốt thép trong móng loại AI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai
 Hệ số vượt tải
giữa bê tông và đất lấy bằng 2.2 T/m3 = 22 kN/m3



A. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
Khu vực xây dựng gồm 3 lớp đất có chiều dày hầu như không đổi:
−
−
−

W
%

Lớp 1: số hiệu 50 dày 1.36m
Lớp 2: số hiệu 77 dày 2.36m
Lớp 3: số hiệu 24 rất dày
Lớp 1: số hiệu 50 dày 1.36m có các chỉ tiêu cơ lý sau:
Wnh
%

28.
6

31.2

24.
7

Kết quả TN nén e –p với
tải trọng nén P (kPa)

C

Wd
%

100
1.8

0

2.6 11 4
6
0

0.08

0.818

 Hệ số rỗng tự nhiên:

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 2

200 300
400
0.78 0.75
0.738
5
9

qc

(MPa N
)
1.77

9


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Biểu đồ thí nghiệm nén e – p
 Kết quả nén ecdometer:
Hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa

 Chỉ số dẻo:
Lớp 1 là lớp đất cát pha

 Độ sệt :
Đất ở trạng thái dẻo (N=9)
 Mô đun biến dạng :
(cát pha dẻo mềm
)
 Lớp 2: số hiệu 77 dày 2.36m có các chỉ tiêu cơ lý sau:
W
%
28.
7

Wnh

%
41.0

c

Wd
%
24.
8

1.9

0

2.7 16 4
0
5

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

0.29

Kết quả TN nén e –p với
tải trọng nén P (kPa)
100
200
0.79
0.773
7

Page 3

300 400
0.75 0.73
2
3

qc
(MPa
)

N

4.16

19


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

 Hệ số rỗng tự nhiên:

Biểu đồ thí nghiệm nén e – p
 Kết quả nén ecdometer:
Hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa

 Chỉ số dẻo:
Lớp 2 là lớp đất sét pha

 Độ sệt :
Đất ở trạng thái dẻo cứng nữa rắn (N=19)
 Mô đun biến dạng :
(sét pha dẻo cứng
)
 Lớp 3: số hiệu 24 rất dày có các chỉ tiêu cơ lý sau:

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 4


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

W
%

Trong đất các cỡ hạt d (mm) chiếm %
>1
0
2

10 ÷ 5
5.5

5÷
2

19

2÷
1
49

1 ÷ 0.5
15

0.5 ÷
0.25
6.5

0.25 ÷
0.1
3

13.5 2.64

qc
(MPa
)

N

21.2

43

 Ta có cỡ hạt : d > 2mm chiếm 26.5%

d > 1mm chiếm 75.5%
d > 0.5mm chiếm 90.5%
Ta thấy hàm lượng cỡ hạt lớn hơn 2mm chiếm trên 25%. Vậy lớp 3 là lớp đất cát
hạt thô (cát sỏi, sạn).
 Sức kháng xuyên : qc = 21.2 (Mpa) tra bảng E.1 TCVN 9352 – 2012 ta biết được

lớp đất này có trạng thái chặt (
Lớp 3 là lớp cát sỏi ở trạng thái chặt với

được chọn

 Mô đun biến dạng :
(cát sỏi chọn
)
 Tra bảng E.3 TCVN 9352 – 2012 ta loại suy tìm được góc ma sát trong của đất

dựa vào
 Cùng với kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh và chỉ số SPT N = 43 (khá chặt)
 Kết quả trụ địa chất :

*** Lớp 1 :Cát pha, trạng thái dẻo:

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 5


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

***

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Lớp 2: Sét pha dẻo cứng :

*** Lớp 3: Cát sỏi, trạng thái chặt :

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 6


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

 Nhận xét : lớp đất thứ nhất yếu và mỏng, lớp đất thứ hai và ba tốt có khả năng làm
nền công trình.

B. THIẾT KẾ MÓNG BĂNG
1. SƠ ĐỒ THIẾT KẾ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 7


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Sơ đồ mặt bằng bố trí móng băng

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 8


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

 Cao trình mặt đất tự nhiên -0.200m; cao trình mặt nền

 Bảng thống kê tải trọng tác dụng vào móng
Tải trọng tính toán
Trục cột

Nút

3 –A
3–B
3–C
3–D

1
2
3
4

549
899
749
949

74.9
94.9
-90.1
-75.1

44.9
54.9
-50.1
-35.1

2. CHỌN VẬT LIỆU LÀM MÓNG
− Móng được đúc bằng bê tông M250 có R bt = 0.88 MPa (cường độ chịu kéo của bê
tông), Rb = 11.0 MPa ( cường độ chịu nén của bê tông), mô đun đàn hồi

− Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc
− Cốt thép trong móng loại AI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai
− Hệ số vượt tải
−
giữa bê tông và đất lấy bằng 2.2 (T/m3 ) = 22 (kN/m3 )
3. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG
− Đáy móng nên đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp, lớp

đất quá yếu. Vì vậy, chọn chiều sâu chôn móng
4. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC ĐÁY MÓNG MÓNG
− Chiều dài đầu thừa của móng bang được chọn như sau :

Chọn
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 9


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Chọn
− Tổng chiều dài móng băng:
4.1. Xác định bề rộng móng
− Lớp đất thứ 1 là nơi đặt đáy móng có

Với góc nội ma sát
− Cường độ sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng :

Với :

các đặc trưng tính toán lấy từ các thí nghiệm
vì là đất sét pha có độ sệt

Cho

− Theo điều kiện ổn định bền :

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 10


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Ta có :

(với

)
.Vậy chọn

Chiều cao dầm móng :

Chọn
Chiều cao bản móng
Chiều cao bản móng
Bề rộng dầm móng
4.2. Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất đáy móng

− Điều kiện kiểm tra :
 Khoảng cách từ các điểm đặt lực đến trọng tâm đáy móng
 Trục A – trục D đến tâm đáy móng :
 Trục B – trục C đến tâm đáy móng :
 Tổng tải trọng tính toán tác dụng xuống tâm đáy móng


SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 11


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT


Ta có :
cùng KDH
cùng KDH
cùng KDH
cùng KDH
 Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng tại tâm đáy móng






(quay cùng chiều kim đồng hồ)
− Cường độ sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng

−

Áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng :

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 12


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

− Kiểm tra :
4.3. Kiểm tra điều kiện cường độ của nền đất đáy móng

(Thỏa mãn)

− Điều kiện kiểm tra :
−
 Lớp đất thứ 2 là nơi đặt đáy móng có

Với góc nội ma sát

− Kiểm tra :
(Thỏa mãn)
4.4. Kiểm tra điều kiện biến dạng dưới đáy móng

 Độ lún :
− Dùng phương pháp cộng lún từng lớp, ta chia nền đất dưới đáy móng thành nhiều

lớp nhỏ với độ dày :
Chọn
− Ứng suất gây lún tại tâm đáy móng :
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 13


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

− Ứng suất gây lún ở độ sâu z kể từ đáy móng:
hệ số phân bố ứng suất

tra bảng

Ta có :
− Ứng suất bản thân của các lớp đất :
Lớp

Điểm

z

z/b

k0

P1

(m)
1

(kPa)

0

0

0

1

0.3

0.1

2

0.6

0.4

3

0.9

0.6

4

1.2

0.8

5

1.5

1

6

1.72

1.1

0
0.49

46

7

1.2

0.47

2
3
4
5
6
7

7

1.8

1
0.98
9
0.88
1
0.75
5
0.64
2
0.55

8
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

(kPa)
32.4

(

∆P

P2

(kPa)

(kPa)

e1

e2

kPa)
85.35

37.62

35.01

84.41

84.4

131.13 0.812 0.789

48.04

45.19

81.67

86.12

131.31 0.810 0.789

53.74

50.89

69.99

75.83

129.72 0.809 0.790

59.44

56.59

59.51

64.75

121.34 0.808 0.792

65.14

62.29

50.99

55.25

117.54 0.806 0.793

69.32

67.23

46.07

48.53

115.76 0.805 0.793

70.86

70.09

44.22

45.15

115.24

7
Page 14


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

8

2.1

1.4

9

2.4

1.6

10

2.7

1.8

11

3.0

2.0

12

3.3

2.2

13

3.6

2.4

14

3.9

2.6

9
10
11

12

13

14

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT
0.42
0
0.37
4
0.33
6
0.30
4
0.27
8
0.25
6

0.23
7

76.65

73.76

38.93

41.58

115.34

82.44

79.55

34.67

36.8

116.35

88.23

85.34

31.15

32.91

118.25

94.02

91.13

28.18

29.67

120.8

99.81

96.92

25.77

26.98

123.9

105.6

102.71

23.73

24.75

127.46

111.39

108.50

21.97

22.85

131.35

− Tại độ sâu cách đáy móng 3.9m, ta thấy thỏa điều kiện :
− Độ lún của nền sét pha dẻo cứng :

− Độ lún của nền cát sỏi, chặt :

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 15


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

− Độ lún của nền :

Thỏa mãn điều kiện độ lún tuyệt đối.

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 16


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Ứng suất do TLBT (kN/m2)

Ứng suất do tải ngoài tác dụng (kN/m2)

Biểu đồ ứng suất gây lún
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 17


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

5. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG
5.1. Xác định chiều cao móng
− Bề rộng móng :

− Chiều rộng dầm móng :
Chọn

− Chiều cao dầm móng :
Vậy chọn
− Chọn chiều dày của lớp bê tông bảo vệ ở đáy móng

(vì dưới đáy có lớp

bê tông lót bảo vệ)
− Chọn chiều cao của bản hb :

Ta có :

chọn

− Chọn chiều cao của cánh móng
− Độ dốc của bản móng :

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

(Thỏa mãn điều kiện độ dốc từ

Page 18

)


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Hình biểu diễn kích thước tiết diện ngang
5.2. Kiểm tra chiều cao làm việc của móng theo điều kiện xuyên thủng
− Các móng dưới chân cột B và D có khả năng bị chọc thủng lớn nhất, nên ta sẽ
kiểm tra điều kiện xuyên thủng tại hai vị trí ấy.
− Tại cột biên :

Diện tích đấy móng :

+ Lực gây xuyên thủng :

+ Lực chống xuyên thủng :
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 19


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Thỏa mãn điều kiện xuyên thủng.
− Tại cột giữa :
Diện tích đáy móng :

+ Lục gây xuyên thủng :

+ Lực chống xuyên thủng :

Thỏa mãn điều kiện xuyên thủng.
6. XÁC ĐỊNH NỘI LỰC DẦM MÓNG

6.1. Phương pháp tính toán nội lực dầm móng trên nền đàn hồi Winkler
 Chọn số lượng lò xo và tính độ cứng của các lò xo
− Trên suốt chiều dài móng băng bố trí 202 lò xo và móng chia thành 200 đoạn.

− Hệ số nền :
− Quy đổi hệ số nền về độ cứng của các lò xo :
 Lò xo số 1 đại diện cho vùng đất có diện tích :
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 20


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

 Lò xo số 2 đại diện cho vùng đất có diện tích :
 Tương tự cho các lò xo số 3 và số 4 …v..v…
Như vậy độ cứng của các lò xo sẽ là :

 Quy đổi momen quán tính tiết diện móng băng về tiết diện chữ nhật

1.Quy đổi tiết diện:
Gọi
là chiều cao trọng tâm O của móng băng tính từ đáy móng.
Theo công thức tổng quát ta có:

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 21

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Theo công thức tổng quát ta có:



 Sử dụng phần mềm SAP2000 để tính toán lực cắt và momn tại dầm
− Kết quả tính toán sau khi chạy phần mềm SAP2000 :

Sơ đồ momen của dầm móng
 Gối A :
 Nhịp AB :
 Gối B :
 Nhịp BC :
 Gối C :
 Nhịp CD :
SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 22


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

 Gối D :

Sơ đồ lực cắt của dầm móng
 Lực cắt lớn nhất của dầm móng :
7. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO MÓNG
− Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có R bt = 0.88 MPa (cường độ chịu kéo
của bê tông), Rb = 11.0 MPa (cường độ chịu nén của bê tông), mô đun đàn hồi

− Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc
− Cốt thép trong móng loại AII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai
Tra bảng
Hệ số vượt tải n=1.15y

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 23


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

7.1. Tính toán cốt thép trong dầm móng băng
Xác định vị trí trục trung hòa :

=>Trục trung hòa qua cánh.
Tại gối :tiết diện hình chữ nhật

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

Page 24

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: TS.NGUYỄN THÀNH ĐẠT

Tại nhịp : Tiết diện hình chữ nhật :
 Thanh thép số 1 : dùng momen tại các vị trí giữa nhịp
− Tính thép với tiết diện chữ T lật ngược. Do

Tiết diện tính toán là

hình chữ nhật lớn có kích thước :

,

,

Nhịp

M
(kNm)

A– B

363.61

0.042

0.043

17.88

22.81

0.2

B–C

255.65

0.029

0.029

12.06

15.21

0.14

C–D

559.01

0.064

0.066

27.45

30.41

0.27

Chọn thép

 Thanh thép số 2 : dùng momen tại các vị trí chân cột
− Tính thép với tiết diện chữ T lật ngược, nhưng tại vị trí các chân cột của dầm
móng có vùng bê tông chịu nén nằm về phía trên dầm

hình chữ nhật nhỏ có kích thước :

,

SVHT: ĐINH VĂN ĐỒNG

,

Page 25

Tiết diện tính toán là