ĐỒ ÁN NỀN MÓNG (móng nông + cọc)

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (567.95 KB, 54 trang )

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

MỤC LỤC
THỐNG KÊ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH.........................................2
PHẦN I:THIẾT KẾ MÓNG BĂNG..............................................................................8
I. SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN:.............................................8
II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG:..........8
III. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG...................................................................9
IV. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG (bxl)...............................................9
V. XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA ĐẤT NỀN:..................................10
VI. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA ĐÁY MÓNG:..................................11
VII. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC TẠI ĐÁY MÓNG:....................................12
VIII. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC TẠI ĐỈNH LỚP ĐẤT YẾU:.....................13
IX. VẼ BIỂU ĐỒ NỘI LỰC M,Q:...........................................................................16
PHẦN II: THẾT KẾ MÓNG CỌC..............................................................................17
I. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG:..................................17
II. XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU ĐẶT ĐÁY ĐÀI:..............................................................18
III. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VỀ CỌC:.........................................................18
IV. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC:..........................................................19
V. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC, BỐ TRÍ CỌC TRONG MÓNG:.......................28
VI. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC XUỐNG ĐỈNH CỌC:.................................29
VII. KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG:.............................................31
VIII. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC TẠI MẶT PHẲNG MŨI CỌC:................38
IX. KIỂM TRA ĐỘ LÚN CỦA MÓNG:..................................................................42
X. TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO ĐÀI CỌC:............................................................44
XI. KIỂM TRA CỌC KHI VẬN CHUYỂN VÀ LẮP DỰNG:................................50

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

THỐNG KÊ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Điều kiện địa chất công trình khu vực khảo sát được phân tích trình bày dựa trên cơ
sở thông tin về địa chất kỹ thuật thu thập được từ các hố khoan thăm dò, thí nghiệm
xuyên tiêu chuẩn (SPT) và kết quả thí nghiệm mẫu trong phòng.
1. Thông tin chung:
Điều kiện địa chất công trình được mô tả chi tiết. Các thành phần tạo đất nền được
chia làm 3 lớp đất cụ thể (đơn nguyên địa chất công trình) trên cơ sở đánh giá các số liệu
địa kỹ thuật hiện có và thành phần cỡ hạt, tính chất cơ lý và đặc điểm địa chất công trình.
Kết quả phân loại, mô tả và phân bố các lớp đất được thực hiện theo các tiêu chuẩn
kết quả được thể hiện trong hình trụ hố khoan.
2. Đánh giá về điều kiện địa chất công trình:
* Lớp 1:Lớp đất này phân bố ở độ sâu 0m (mặt lớp) đến độ sâu 3m (đáy lớp). Bề
dày lớp 3m.
- Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 như sau:

Hạt
cát
Thành phần hạt (%)
tương ứng với các
cỡ hạt

Thô

2-1

2,5

To
Vừa

1 – 0,5
0,5 – 0,25

19,5
30

Nhỏ

0,25 – 0,1

32

Mịn

0,1 – 0,05

7,5
4,5

0,05 – 0,001
Hạt bụi
0,001 – 0,002

2,5

Hạt sét
< 0,002
1,5
Độ ẩm tự nhiên W (%)
25
Tỷ trọng hạt
2,63
Sức kháng xuyên tĩnh qc (MPa)
6,5
Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60
17
định tên đất: lượng hạt có đường kính > 0,1 mm:
2,5+19,5+30+32 = 78,5% > 75%.
Theo Bảng 2 - TCVN 9362:2012, đất thuộc loại cát mịn.
- Xác định trạng thái đất: căn cứ kết quả xuyên tĩnh qc =6,5Mpa; 12MPa>qc>4
MPa
(tra Bảng 5 - TCVN 9362:2012), đất thuộc loại chặt vừa.Tương ứng hệ số rỗng
e=0,6 �0,75; nội suy qc tìm được e = 0,7031.
Vậy lớp 1 thuộc loại cát mịn chặt vừa.
-Xác định dung trọng tự nhiên:
-

Xác

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

w 

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

 n (1  0,01W ) 2,63 �10 �(1  0,01�25)

 19,30 KN / m3
1 e
1  0,7031

-Xác định dung trọng đẩy nổi:

 dn 

(  1) n (2,63  1) �10

 9,57 KN / m3
1 e
1  0,7031

-Độ bão hoà:

G

W 2,63 �0.25

 0,94

e
0,7031

Tra bảng 4 TCVN 9362:2012, G khoảng 0.8 �1; vậy cát ở trạng thái no nước.
-Góc ma sát trong và lực dính sử dụng hệ số rỗng e=0,7031 với cát mịn tra bảng
B1-TCVN 9362:2012, tìm được   29,876 ; c  0. Trong tính toán sử dụng
tc

0

tc

 tc 29,8760
  
 27,160  2709'
1,1
1,1
tt

-Mô đun biến dạng E, xác định từ kết quả xuyên tĩnh E=

 qc ;

với đất cát

  1,5 �3 lấy trunh bình   2,25 có: E=2,25x6,5=14,625MPa.
Nếu E tính từ hệ số rỗng e; theo bảng B1- TCVN 9362:2012 sẽ có giá trị là
E=22,69 MPa.
So sánh E tính từ sức kháng xuyên tĩnh q c và theo hệ số rỗng e; lấy giá trị
E=14,625 MPa để đảm bảo an toàn.

* Lớp 2: bề dày lớp 2 là 4,5m.
-Chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 như sau:

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Độ ẩm tự nhiên W (%)
Giới hạn nhão WL (%)
Giới hạn dẻo WP (%)
Dung trọng tự nhiên yw T/m3
Tỷ trọng hạt
Góc ma sát trong ^ (độ)
Lực dính c (kg/cm2)
50
Kết quả thí nghiệm nén ép e - p 100
150
với áp lực nén ép p (kPa)
200
Sức kháng xuyên tĩnh qC (MPa)
Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60

36,2
38,8
25,9

1,76
2,64
6050’
0,08
0,996
0,948
0,917
0,895
0,28
3

-Xác định tên đất theo chỉ số dẻo:
Ip= WL – WP = 0,388-0,259= 0,129
Theo Bảng 6 – TCVN 9362:2012; với 0,07 < IP=0,129 < 0,17; đất thuộc loại á sét.
-Xác định trạng thái của đất theo chỉ số độ sệt

IL 

W  WP 0,362  0,259

 0,8
IP
0,129

Theo Bảng 7 – TCVN 9362:2012, với 0,75 < IL= 0,8 < 1; đất ở trạng thái dẻo nhão.
Vậy lớp 2 thuộc loại á sét dẻo nhão.
Mô đun biến dạng E; xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E=

 qc ; với đất á

sét dẻo

  4,5 �7,5 , lấy trung bình   6 có:

nhão qc=0,28MPa,
E= 0,28x6= 1,68 MPa.

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

e
1.02
11
0.98
0.96

0.95

0.94

0.92

0.92

0.9

0.9
0.88
0.86
0.84
50

100

150

200

p (kPa)

Biểu đồ quan hệ e-p lớp đất 2
-Xác định hệ số nén trong khoảng áp lưc 50-100 kPa

a50100 

e50  e100 0,996  0,948

 0,00096 kPa 1
p100  p50
100  50

-Hệ số rỗng tự nhiên:

e

 n (1  W )
2,64 ��
1 (1  0,362)
1 
 1  1,043
W
1,76

-Xác định dung trọng đẩy nổi:

 dn 

(  1) n (2,64  1) �10

 8,027 KN / m3
1 e
1  1,043

* Lớp 3:
-Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 như sau:

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Độ ẩm tự nhiên W (%)
Giới hạn nhão WL (%)
Giới hạn dẻo WP (%)
Dung trọng tự nhiên yw T/m3
Tỷ trọng hạt
Góc ma sát trong ^ (độ)
Lực dính c (kg/cm2)
50
Kết quả thí nghiệm nén ép e - p 100
với áp lực nén ép p (kPa) 150
200
Sức kháng xuyên tĩnh qC (MPa)
Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60

27,8
45
28,1
1,92
2,72
19055’
0,32
0,79
0,774
0,761
0,750
3,68
25

-Xác định tên đất theo chỉ số dẻo:

Ip= WL – WP = 0,45-0,281= 0,169
Theo Bảng 6 – TCVN 9362:2012; với 0,07 < IP=0,169 < 0,17; đất thuộc loại á sét.
-Xác định trạng thái của đất theo chỉ số độ sệt

IL 

W  WP 0,278  0,281

 0,02
IP
0,169

Theo Bảng 7 – TCVN 9362:2012, với IL= -0,02 < 1; đất ở trạng thái cứng.
Vậy lớp 3 thuộc loại á sét cứng.
Mô đun biến dạng E; xác định từ kết quả xuyên tĩnh: E=
khi qc=3,68 MPa > 2 Mpa thì   5 �8 , lấy trung bình
E= 6,5x3,68= 23,92 MPa.

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

 qc ; với lớp á sét cứng;

  6,5 có:

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

e
0.8
0.79
0.79
0.78

0.77

0.77

0.76

0.76

0.75

0.75
0.74
0.73
50

100

150

200

p (kPa)

Biểu đồ quan hệ e-p lớp đất 3
-Xác định hệ số nén trong khoảng áp lưc 50-100 kPa

a50100 

e50  e100
0,79  0,774

 0, 00032 kPa 1
p100  p50
100  50

-Hệ số rỗng tự nhiên:

e

 n (1  W )
2,72 ��
1 (1  0,278)
1 
 1  0,8105
W
1,92

-Xác định dung trọng đẩy nổi:

 dn 

(  1) n (2,72  1) �10


 9,5KN / m3
1 e
1  0,8105

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Sơ đồ trụ địa chất công trình
Nhận xét: qua các chỉ tiêu trên, ta nhận thấy lớp 2 thuộc lớp đất yếu, lớp 1 và lớp 3 là lớp
đất là lớp đất tốt. Ta có thể lựa chọn lớp 3 để đặt mũi cọc.

PHẦN I:THIẾT KẾ MÓNG BĂNG
I.SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
1. Sơ đồ tính toán

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

N1

N2
M2

M1

N3
M3

Q1

Q2

L2=1.8m

L1=3m

2. Dữ liệu đầu vào
Cột
1
2
3

M ott (kNm)

N tt (kN )

Q3

450
67
705
92
345
48
Bảng giá trị khoảng cách giữa các điểm đặt lực

L1 (m)

L2 (m)

3, 0

1,8

Qott ( kN )
26
33
20

II. XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG
N ott
N 
ktc
tc
o

M otc 

M ott
ktc

Qotc 

Qtt
ktc

Với ktc là hệ số vượt tải, có thể lấy trung bình cho các loại tải trọng do kết cấu là 1,15.
Tổng hợp lực và momen tại trọng tâm đáy móng :

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

n

N  �N oi  N ott1  N ott2  N ott3  450  705  345  1500kN
tt
o

i 1
n

n

n

i 1

i 1

i 1

M ott  �M oitt  �( N oitt �di )  �Qoitt �h

di  cánh tay đòn, khoảng cách từ lực N itt đến trọng tâm đáy móng
n

Qott  �Qoi  Qo1  Qo 2  Qo3  26  33  20  13kN
i 1

 Ta tìm được tải trọng tiêu chuẩn như sau:
N otc 1500

 1304,35(kN )
k tc 1,15
M tt 499, 2
M otc  tco 
 434,09( kNm)
k
1,15
Qott
13
tc

Qo  tc 
 11,3(kN )
k
1,15
N otc 

III. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG
 Chọn chiều sâu chôn móng (Df):
 Thông số đầu vào: lớp trên cùng là lớp đất có tính chất xây dựng tương đối
tốt – dày 3m, và mực nước ngầm ở độ sâu 1,8m. Bên dưới là lớp đất có tính
chất xây dựng yếu hơn dày 4,5m.
 Nguyên tắc cơ sở :
 Móng nông: Df �3m.
 Nên đặt vào trong nền đất tốt sâu tối thiểu là 0,2m. Trong trường hợp
lớp đất bên dưới lớp đất đặt móng là lớp đất yếu thì nên chọn D f sao
cho ảnh hưởng của tải trọng công trình lên lớp đất yếu bên dưới là
nhỏ nhất.
 Ngoài ra, nên đặt trên mực nước ngầm tối thiểu 0,5m.
 Chọn hf = 1,2m(đặt trên lớp đất trên cùng)

IV. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG(BxL)

1
1
l3 � l1 � �3 �1
3
3
Ta có :
Chọn

l3  1 m

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

1
1
l4 � l2 � �1,8 �0,6
3
3
Chọn

l4  0,6m

Tổng chiều dài móng băng là

L  l3  l1  l2  l4  1  3  1,8  0,6  6,4m
Trọng tâm đáy móng :

L 6, 4

 3, 2m
2
2

� b� � b �
l �
1�
�
�3 2 �
� �
� 2 �
�
�
�
� �
�
b� �
b�
�
l �
0,6 �
�4 2 � �
2�
Điều kiện chọn bề rộng móng: ��

Chọn sơ bộ bề rộng móng b  1(m)

V. XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ TÍNH TOÁN CỦA ĐÁY MÓNG
Cường độ tính toán của đất nền xác định theo công thức:

R tc 

m1m2
( Ab II  Bh f  II'  cD)

tc
K

Trong đó :

m ,m :

+ 1 2 hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà
hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền đất lấy theo bảng 2.2 Giáo trình Nền và
Móng của PGS.TS Tô Văn Lận.

 ktc : hệ số tin cậy

 A, B , D : các hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng phụ thuộc vào trị tính toán của

góc ma sát trong  xác định theo bảng 2.1 Giáo trình Nền và Móng của PGS.TS Tô
Văn Lận
+b: bề rộng của đáy móng (m)
+hf: chiều sâu đặt móng(m)

 II : là giá trị trung bình của từng lớp đất của trọng lượng thể tích nằm dưới đáy lớp

móng (kN/m3)

 II' : là giá trị trung bình của từng lớp đất của trọng lượng thể tích nằm phía trên độ
SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

sâu đáy lớp móng(kN/m3);
+

 tb giữa bê tông và đất = 20kN / m  2T / m
c :
+ II trị số tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy lớp móng
3

3

(kPa)

 II   II'  19,3N / m3 - đáy móng nằm trên mực nước ngầm
c  0

;

  27,150 ,
m  1,2; m2  1,1 tra bảng 2.2 Giáo trình Nền và Móng của PGS.TS Tô Văn Lận.
+ 1
k  1 : Vì các chỉ tiêu cơ lý của đất được xác định bằng thí nghiệm trực tiếp.
+: tc
+Với   27,15 tra bảng 2.1 Giáo trình Nền và Móng của PGS.TS Tô Văn Lận
0

 Nội suy: A= 0,9205

Thay

R tc 

số

B=4,692
vào

công

D=7,1875
thức

trên,

ta

có:

1,2 �1,1
�(0,9205 ��
1 19,3  4,692 �1,2 �19,41  0 �7,1875)  167,708kN / m 2
1

VI. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC SƠ BỘ CỦA ĐÁY MÓNG
-Diện tích sơ bộ đáy móng xác định theo công thức:

k �N otc
1, 4 �1304,35

Fsb  tc

 12,305(m 2 )
RII   TB �h f 172,398  20 �1,2
Với k là hệ số kể đến sự lệch tâm do moment gây ra, lấy k= 1,1 �1,6)

k  1

M tc  Q tc �h f
N

tc

 1

434,09  11,3 �1, 2
 1,34( m)
1304,35

o Chọn k= 1,4.
Do móng chịu tải lệch tâm nên chọn đáy móng hình chữ nhật, tỷ số giữa các cạnh
chọn kn=1,2
� Bm 

Fsb
12,305

 3, 202
k
1, 2

Chọn

Bm  3,5m

� Lm  kn �Bm  1,2 �3,202  3,842
L  4m
Chọn m
SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

2
2
B
�
L

3,5
�
4

14
m


F

12,305
m
m
m
sb
-So sánh:

Chọn b �l  3,5 �4m
tc
-Tính lại RII :

RIItc 

1, 2 �1,1
�(0,9205 �3,5 �19,3  4,692 �1, 2 �19,3  7,1875 �0)  226,335(kN / m 2 )
1

VII. KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ÁP LỰC TẠI ĐÁY MÓNG
-Điều kiện kiểm tra:

�
�
Ptbtc �R tc
� tc
�
tc
P
�

1,
2
R
�max
�
� tc
�
Pmin �0
�
tc
Trong đó Pmax : áp lực tiêu chuẩn cực đại dưới đáy móng
tc
Pmin
: áp lực tiêu chuẩn cực tiểu dưới đáy móng

Ptbtc : áp lực tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng
N tc � 6e �
P

��
1� �
F � l �
Trong đó:
N tc  N otc  Fm � tb �h f  1304,35  3,5 �4 �20 �1, 2  1640,35 kN
tc
max min

Q tc  Qotc  11,3 kN
M tc  M otc  Qotc �h f  434,09  11,3 �1, 2  447, 65 kNm
M tc

447, 65

 0, 273
tc
N
1640,35
Thay số vào ta có:
� tc
1640,35 � 6 �0, 273 �
2
1
� 165,148( kN / m )
�Pmax  3,5 �4 ��
4
�
�
�
� tc 1640,35 � 6 �0, 273 �
2
��
1
�Pmin 
� 69,188(kN / m )
3,5 �4 �
4
�
�
tc
tc
� tc P  P

165,148  69,188
min

 117,168kN / m 2 )
�Ptb  max
2
2
 �
e

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

�Ptbtc  117,168( kN / m 2 )  Rtc  226,335( kN / m 2 )
� tc
� �Pmax
 165,148( kN / m 2 ) �1, 2 Rtc  271,602( kN / m 2 )
� tc
2
�Pmin  69,188(kN / m )  0

Thỏa mãn điều kiện ổn định. Chọn b �l  3,5 �4m

VIII. 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 các giá trị góc ma sát trong và
mô đun biến dạng E) ở độ sâu -3m, mực nước ngầm ở độ sâu -1,7m.
Điều kiện kiểm tra:

pz  pd �Rz
Trọng lượng riêng hiệu quả của các lớp đất:
-Từ mặt đất đến mực nước ngầm:

   1  19,3kN / m3

-Từ mực nước ngầm đến đáy lớp 1:

 dn1 

(  1) n (2,63  1) �10

 9,57 kN / m3
1 e
1  0,7031

-Từ mặt lớp 2 đến đáy lớp 2:

 dn 2 

   dn1

   dn 2

(  1) n (2,64  1) �10


 8,027 kN / m3
1 e
1  1,043
-Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại đáy móng:

pd , z 1,2 m   1 �h f  19,3 �1, 2  23,16kN / m 2
-Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại mực nước ngầm:

pd , z 1,7 m  pd , z 1,2 m   1 �h1  23,16  19,3 �0,5  32,81kN / m 2
-Áp lực do trọng lượng bản thân của đất tại đỉnh lớp đất yếu:

pd , z 3m  pd , z 1,7 m   dn1 �h2  32,81  9,57 �1,3  45,251kN / m 2
-Áp lực phụ thêm do tải trọng công trình tại đáy móng:

po  ptbtc  pd , z 1,2 m  117,168  23,16  94,008kN / m 2

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

-Áp lực phụ thêm do tải trọng công trình tại đáy lớp 1:

pz, z 1,8m  k1 �po
1,7
1,8

�
�l z � �
k1  f � ; � f �  0, 486;
 0,514 � 0,192
b b� �
3,5
3,5
�
�

pz, z 1,8 m  0,192 �94,008  18,050kN / m 2

MẶT ĐẤT TỰ NHIÊN

1200

O

23.16

MỰC NƯỚC NGẦM

18,050

1

1300

32.81

94.008

O

500

ÐÁY MÓNG

ĐỈNH LỚP ĐÁT YẾU

45.251
P
d,z=h+H

22.496

2

P
z,z=H

Z
Tổng áp lực tại đỉnh lớp đất yếu:

pd , z 3 m  pz , z 1,8 m  45, 251  18,050  63,301kN / m 2

Cường độ tính toán của lớp đất yếu:
Rz 

m1m2

(Ab z  II  Bh z  II'  Dc II )
ktc

Trong đó:
SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

+ m1=1,2 - nền là á sét dẻo nhão

L
�4
H
+ m2=1 - giả thiết tỷ số
+ ktc=1- các chỉ tiêu cơ lý của đất xác định bằng thí nghiệm trực tiếp
o
+  II  tc  6 50' ; tra bảng bảng 2.1 Giáo trình Nền và Móng của PGS.TS Tô Văn Lận.

A=0,117
+ cII=0,08 kG/cm2=8KN/m2

B=1,457

D=3,802

3
+  II   dn 2  8,027kn / m

 II' 

 1 �(h f  h1 )   dn1 �h2 19,3 �(1, 2  0,5)  9,57 �1,3

 15,094kn / m3
h f  h1  h2
1, 2  0,5  1,3

+
+hz=3m – khoảng cách từ mặt đất đến đỉnh lớp đất yếu
Diện tích khối móng quy ước:
Fz 

a

N tc Ptbtc �Fm 117,168 �3,5 �4


 90,878m 2
Poz
Poz
18, 050

l  b 4  3,5

 0, 25m
2

2

Chiều rộng móng khối quy ước:

bz  Az  a 2  a  90,878  0,252  0,25  9,286(m)
Thay số vào công thức trên ta có:

RII 

1, 2 �1
�(0,117 �9, 286 �8,027  1, 457 �3 �15,094  8 �3,802)  126,135(kN/ m 2 )
1
pd , z 3m  pz, z 1,8 m  63,301kN / m 2 �Rz  126,135kN / m 2

So sánh:
Thoả mãn điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu.

IX. VẼ BIỂU ĐỘ NỘI LỰC M, Q

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Biểu đồ nội lực của moment

Biểu đồ nội lực của lực cắt Q

PHẦN II: THẾT KẾ MÓNG CỌC
I.

XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG XUỐNG MÓNG

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

1. Tải trọng tính toán:
�N ott  1450(KN)  145T
� tt
Q0 x  26(kN )  2,6(T )
�
� tt
Q0 y  60(kN )  6(T )
�
� tt
�M 0 x  555(kN .m)  55,5(T.m)
�M tt  230( kN .m)  23(T .m)
� 0y
2. Tải trọng tiêu chuẩn :
� tc N 0tt 145


 126,07(T )
�N o 
k
1,15
tc
�
� tc Q tt
2,6
Q0 x  0 x 
 2, 26(T )
�
k
1,15
�
tc
�
tt
6
� tc Q0 y
Q0 y 

 5, 22(T )
�
k
1,15
tc
�
�
M tt 55,5

�M 0tcx  0 x 
 48, 26(T .m)
ktc
1,15
�
�
tt
�M tc  M oy  23  20(T .m)
oy
�
ktc 1,15
�
Với ktc là hệ số vượt tải; ktc= 1,15.

II.

XÁC ĐỊNH ĐỘ SÂU ĐẶT ĐÁY ĐÀI

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

+ Sơ bộ chọn độ sâu đặt đáy đài hf=1,5m, đặt ở giữa lớp 1
+ Giả thiết chiều rộng đài

Bm  5dcoc . Chọn d coc  0,3m => Bm  5 �0,3  1,5m

+ Kiểm tra điều kiện cân bằng giữa áp lực đất bị động mặt bên đài và tổng tải trọng
ngang tính toán tác dụng tại đỉnh đài:

 2Q0ttx
h �hmin  0,7 tan(450  )
2  Bm
Trong đó : -  : góc ma sát trong của lớp đất
-  : Dung trọng tự nhiên (T/m3)
-

=>

Bm : Bề rộng đài móng (m)

h �hmin

27 09'
2 �2, 6
 0, 7 �tan(45 
)�
 0,57 m  1,5m
2
1,93 �1,5
0

Độ sâu đã chọn thoả mãn điều kiện áp lực. Chọn h  1,5m

III.

XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ VỀ CỌC

1. Chiều dài và tiết diện cọc
Cao trình đặt mũi cọc: căn cứ vào trụ địa chất và đánh giá điều kiện nền đất ở phần
thống kế xử lý số liệu địa chất công trình, lựa chọn lớp 3 để đặt mũi cọc và chôn sâu vào
lớp đất 3 là 24m ( xem hình vẽ kèm theo).
Cao trình mũi cọc ở độ sâu -31,5m (không kể phần vát nhọn của mũi cọc).
Chiều dài tính toán của cọc: Ltt = (3-1,5) +4,5+24= 30m
Chiều dài thực tế phải gia công cọc bao gồm chiều dài tính toán, chiều dài đoạn ngàm
cọc vào đài (Lng) và chiều dài đoạn mũi cọc (Lm):
L= Ltt + Lng + Lm = 30+(0,1+0,5)+0,3=30,9m
Chọn cọc tiết diện vuông, kích thước 30 �30cm . Diện tích mặt cắt ngang của cọc
Ab=0,09m2. Chia làm 3 đoạn 10,5m+10,5m+9,9m cho đoạn mũi cọc.
2. Lựa chọn sơ bộ về vật liệu
2
+Cốt thép dọc trong cọc chọn thép loại AII – Rs  Rsc  280 MPa  280000kN / m
+ Chọn 416 - As=8,04cm2
+ Cốt đai và thép móc cẩu chọn loại AI  6
2
+ Sơ bộ chọn bê tông cọc cấp độ bền B20 - Rb  11,5MPa  11500kN / m ;

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Rbt  0,9 MPa  900kN / m2 . Mô đun đàn hồi E =27000MPa
b

3. Lựa chọn phương pháp hạ cọc
+ Căn cứ vào địa tầng cho thấy lớp 2 là lớp đất yếu, lớp 3 là đất á sét cứng, nhưng là
lớp đất đất đặt mũi cọc và chôn sâu vào 24m nên có thể lựa chọn hạ cọc bằng phương
pháp ép bằng máy ép thuỷ lực.
+ Loại cọc: cọc vuông bê tông cốt thép, cọc đài thấp trên nền móng nông.

IV.

XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

1. Sức chịu tải theo cường độ vật liệu

RV   �( Rb �Ab  Rsc �As )
Trong đó :

Rsc , Rb : cường độ tính toán của cốt thép và bê tông làm cọc
A:
+ b diện tích tiết diện ngang của cọc
+

Ab  30 �30  900cm 2  0,09m 2
+

As : Diện tích cốt thép trong tiết diện ngang cọc
As  416  8,04cm 2  8,04 �104 m 2

Cách 1:
+ Xác định hệ số uốn dọc  dựa vào độ mãnh



ly
r



1,5
5
0,3
<14; từ bảng 3.4(cách 1)

có   1 .
+ Sức chịu tải cho phép theo cường độ vật liệu trong trường hợp này:

RV  1�(11500 �0,09  280000 �8,04 �104 )  1260,120 kN
Cách 2:
+ Hệ số uốn dọc  xác định như sau:   1,028  0,0000288  0,0016
2

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Với  - độ mảnh của cọc

ly



r

(r  0,3m)

l  vl

+ y
; với l là chiều dài cọc; l=10,8 m, v=0,7 (đỉnh cọc ngàm vào đài và mũi cọc treo
trong đất) hoặc tựa lên đá và đất cứng.
l 7,56
 y
 25, 2
l y  0,7 �10,8  7,56m
r
0,3
Như vậy

thay số, ta có:   1,028  0,0000288 �25,2  0,0016 �25,2  0,969
Sức chịu tải cho phép theo cường độ vật liệu trong trường hợp này:
2

RV  0,969 �(11500 �0,09  280000 �8,04 �104 )  1221,056kN

R  1221,056kN �1221kN

Vậy sử dụng V
để tính toán.
2. Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:
a. Sức chịu tải cực hạn của cọc:
Sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u (kN), được xác định bằng công thức:
n

Rc ,u   c ( cq qb Ab  u � cf fili )
i 1

Trong đó:+

 c : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất;  c  1

+

 cq :

Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, hạ cọc bằng phương

pháp ép vào á sét cứng, theo bảng 3.9 có
+

 cf :

lấy theo bảng 3.9:

 cq  1,1

.

Hệ số điều kiện làm việc của đất ở dưới mũi cọc và mặt bên cọc;

 cf  1

qb : Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc phụ thuộc :

+
-

Độ sâu mũi cọc : 23,5m
Trạng thái của đất : cứng với

I L  0,02

2
 qb  11052(kN/ m ) lấy theo Bảng 3.7

+

Ab : Diện tích tiết diện ngang mũi cọc Ab  0,3 �0,3  0,09m 2

+ u :Chu vi tiết diện ngang thân cọc u  4d  4 �0, 3  1, 2m
SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

fi : Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ i trên thân cọc, xác

+

định bằng cách chia các lớp đất thành các lớp phân tố có chiều dày �2m lấy theo bảng
3.

26500

24500

22500

20500

16500

12500

2000

2000

2000

2000 2000

2000

2000

30500

28500

2000 2000

3

18500

2000 2000 2000

-7,5m

14500

8500

10500

5250
6750

1500

1500

2

2250

1

3750

-3,0m

MNN
-1,7m

1500 1500

-1,5m

MDTN

1500

0,00

-31,5m

Sơ đồ phân chia các lớp phân tố để tính thành phần ma sát bên giữa đất và thành
cọc

Chiều dày Chiều sâu
 cf Li f i
fi
Độ chặt
lớp đất
lớp đất
 cf
STT
IL
Kn/m2
kN/ m 2
L ( m)
Z ( m)
i

1
2
3
4
5
6
7
8

1,50
1,50
1,50
1,50
2,0
2,0

2,0
2,0

i

2,25
3,75
5,25
6,75
8,50
10,50
12,50
14,50

1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

chặt vừa
0,8
0,8
0,8
-0,02

-0,02
-0,02
-0,02

43,50
7,75
9,25
10,75
62,75
65,70
68,50
71,3

65,25
11,625
13,875
16,125
125,50
131,40
137,00
142,60

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

9
10
11

12
13
14
15
16

�


cf

2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0
2,0

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

16,50
18,50
20,5
22,5
24,5
26,5
28,5
30,5

1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00

-0,02
-0,02
-0,02
-0,02
-0,02
-0,02
-0,02
-0,02

74,10
76,90
79,70
82,5
85,3
88,1
90,9
93,7

148,20
153,80

159,40
165,00
170,60
176,20
181,80
187,40

Li f i  1985,775kN / m 2

Rc,u  1�(1,1�11052 �0,09  1,2 �1985,775)  3477,078(kN)

b. Sức chịu tải cho phép theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:
Sức chịu tải cho phép tính theo công thức:
o
Rc 
�Rc ,u
 n � k
trong đó:



+ 0 :Hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi
sử dụng móng cọc, lấy bằng 1,15 trong móng nhiều cọc

  1,65

+ k
: hệ số tin cậy theo đất lấy như sau: móng cọc đài thấp có đáy đài nằm trên
lớp đất biến dạng lớn; số lượng cọc trong móng có 1 đến 5 cọc

 :

+ n Hệ số độ tin cậy về tầm quan trọng của công trình tương ứng với tầm quan
trọng của công trình cấp II, lấy bằng 1,15
3477,078 �1,15
Rc1 
 2107,32 kN
1,65
�
1,15

3. Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ của đất nền
a. Sức chịu tải cực hạn:
Sức chịu tải cực hạn

Rc ,u (kN)

của cọc theo đất nền là:

Rc ,u  Qb  Q f  qb �Ab  u �fi �li

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Trong đó:
+ Ab – diện tích tiết diện ngang mũi cọc; Ab = 0,3x0,3 = 0,09 m2
+ u – chu vi tiết diện ngang cọc; u = 0,3x4 = 1,2m
o Sức kháng của đất dưới mũi cọc (khi  �0, c  0 ):
Cường độ sức kháng của đất rời dưới mũi cọc:

Qb  q' , p �N q' �Ab
Xác định chiều sâu ngàm thực tế của mũi cọc vào đất L B: Mũi cọc cắm vào
lớp đất á sét cứng là 14m – coi cọc ngàm vào lớp này, ta có LB=14m.

ZL
 15
Từ bảng 3.13, có d
; như vậy ZL = 15x0,3 = 4,5(m).
q' , p

Ta có: LB=24m>ZL=4,5m, lấy giá trị
bằng áp lực lớp phủ tại độ sâu
ZL=4,5(m), tính như sau:
_ Tính toán cho lớp đất 1: lớp đất 1 được phân chia bởi mực nước ngầm, do
vậy được tính toán thành hai đoạn như sau:
~ Từ đáy đài đến cao độ -1,7m:
q' , p 1,5 m  19,3 �1,5  28,95kN / m 2
q' , p 1,7 m  19,3 �1,7  32,81kN / m 2
~ Từ cao độ -1,7m đến đáy lớp 1:
q' , p 3m  32,81  9,57 �1,3  45, 251kN / m 2
~ Tính toán cho lớp đất 2: từ cao độ -3m đến -7,5m:
q' , p 7,5m  45, 251  8,027 �4,5  81,3725kN / m 2
~ Tính toán cho lớp đất 3: từ cao độ -7,5m đến 12m (7,5+4,5):
q' , p 12 m  81,3725  9,5 �4,5  124,123kN / m 2

q' , p  q' , p 12 m  124,123kN / m 2
Từ bảng 3.13(Giáo trình Nền và Móng PGS.TS Tô Văn Lận), có

N q'  180

Qb  q' , p �N q' �Ab  124,123 �180 �0,09  2010,793kN

Thay số:
o Sức kháng trung bình trên thân cọc
Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ i trường hợp
tổng quát được xác định theo công thức:
f i   cu ,i  ki  v' , z tan  i

SVTH: Trần Mạnh Cường - MSSV: 1551133130

51

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: PGS.TS TÔ VĂN LẬN

Trong đó:
Cu,i – cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ i; ở đây, lấy

cu=c; trong đó c là lực dính của đất. Hệ số  lấy bằng 0,7 đối với cọc BTCT đúc sẵn.
 i - góc ma sát giữa đất và cọc, lấy bằng góc ma sát trong của đất i :
cu1  0

1  1  27,16o

I P1  0

cu 2  8kPa

 2   2  6 50

I P 2  12, 9

cu 3  32kPa

 3  3  19o55'

o

'

I P 3  16, 9

ki -

hệ số áp lực ngang của đất lên cọc:
với đất rời: ki  1  sin i

với đất dính: ki  (0,19  0, 233logI Pi )
Tính toán hệ số ki :
k1  1  sin 1  1  sin 27,16o  0,544
k2  (0,19  0, 233logI P 2 )  0,19  0, 233log12,9  0, 449
k3  (0,19  0, 233logI P 3 )  0,19  0, 233log16,9  0, 476