Đồ án nền móng Trường Đại học Giao thông vận tải TP.HCM

Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

PHẦN I: XỬ LÍ SỐ LIỆU ĐẦU VÀO
1.1Xử lí số liệu địa chất:
Sau quá trình thống kê số liệu có sẵn, ta dựa vào các tính chất, chỉ tiêu như
lực dính, góc ma sát, hệ số nén lún theo từng cấp tải, và đặc biệt theo tr ạng
thái của đất ( loại đất, màu sắc, trạng thái,….. )
Từ đó ta chia làm 6 lớp đất để tính toán.
Bảng 1.1 Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp
Ứng suất cắt
Tmax(kG/ với
từng cấp áp
lực P(kG/

Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp
0.25
0.1
0
0
0
0.50
0.12
0
0
0
1.00
0
0.58
0

0.68
2.00
0
0.89
1.04
1.3
3.00
0
1.13
1.35
1.97

0
0
0.68
0.98
1.27

0
0
0.56
1.02
1.45

23.1

15.7

Bảng 1.2 Một số chỉ tiêu cơ lý
Độ ẩm tự nhiên (%) W

Độ ẩm dưới hạn chảy
(%)
Độ ẩm dưới hạn dẻo
(%)
Dung trọng tự nhiên (g/
Dung trọng khô (g/
Tỷ trọng
Độ bảo hoà (%)
Chiều dày lớp đất

Một số chỉ tiêu cơ lý
79.1
41.5
31.2

22.9

58.8

65.5

60.9

42.9

18.7

22.5

39.5

32.3

19.7

14.6

1.52
0.85
2.68
98
2.6

1.8
1.27
2.74
98
2.8

1.91
1.46
2.7
98.7
3.7

2.02
1.64
2.7
97.4
5

2.03
1.76
2.67
80.2
∞

1.84
1.5
2.65
79
4.6

- Dùng phương pháp bình phương cực tiểu để tính lực dính c và góc ma sát
trong hoặc trong excel:
tanϕ=LINEST(
ϕ=DEGREES(ATAN(tanϕ))
C=if((1/3)*((>0,(1/3)*((
SVTH:

MSSV: 145

Trang 1


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

*Cơ sở lý thuyết xác định tên & trạng thái từng nhóm đất:

-

Nhóm đất dính:
Dùng chỉ số dẻo để xác định sơ bộ tên gọi của các lớp đất:

Dùng chỉ số sệt để xác định trạng thái của lớp đất:

Tiêu chuẩn phân loại đất dính
Tên đất
Chỉ số dẻo IP
Đất sét
IP >17
Á sét
17≥ IP >7
Á cát
7≥ IP ≥1
Trạng thái đất được xác định dựa vào chỉ số sệt IL:
Tiêu chuẩn đánh giá trạng thái đất dính
Tên đất và trạng thái của nó
Độ sệt
Rắ n
IL<0
Á cát
Dẻo
0≤ IL ≤1
Chảy
1< IL
Rắ n
IL <0
Nửa rắn

0≤ IL ≤0,25
Dẻo
0,25< IL ≤0,5
Á sét và sét
Dẻo mềm
0,5< IL ≤0,75
Dẻo chảy
0,75< IL ≤1
Chảy
1< IL

SVTH:

MSSV: 145

Trang 2


Đồ án nền móng
-

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Nhóm đất rời:
Xác định tên đất:
Tiêu chí xác định tên đất (TCVN 9362:2012)
Loại đất hòn lớn và đất cát
Phân bố của hạt theo độ lớn
tính bằng phần trăm trọng
lượng của đất hong khô

1
2
A. Đất hòn lớn
Đất tảng lăn (khi có hạt sắc cạnh
gọi là địa khối)

Đất cuội (khi có hạt sắc cạnh gọi Ià
đất dăm)

Đất sỏi (khi có hạt sắc cạnh gọi là
đất sạn)

Trọng lượng của các hạt lớn
hơn 200 mm chiếm trên 50 %
Trọng lượng các hạt lớn hơn 10
mm chiếm trên 50 %
Trọng lượng các hạt lớn hơn 2
mm chiếm trên 50 %

B. Đất cát
Cát sỏi

Trọng lượng các hạt lớn hơn 2
mm chiếm trên 25 %

Cát thô

Trọng lượng các hạt lớn hơn
0,5 mm chiếm trên 50 %

Cát thô vừa

Trọng lượng các hạt lớn hơn
0,25 mm chiếm trên 50 %
Trọng lượng các hạt lớn hơn
0,1 mm chiếm trên 75 % hoặc
hơn

Cát mịn
Cát bụi

Trọng lượng hạt lớn hơn 0,1
mm chiếm dưới 75 %
CHÚ THÍCH: Để định tên đất theo Bảng phải cộng dần phần trăm
hàm lượng hạt của đất nghiên cứu: Bắt đầu từ các hạt lớn h ơn 200
mm, sau đó là các hạt lớn hơn 10 mm, tiếp đến là các h ạt l ớn h ơn 2
mm ... Tên đất lấy theo chỉ tiêu đầu tiên được thỏa mãn trong th ứ tự
SVTH:

MSSV: 145

Trang 3


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

tên gọi ở Bảng.

SVTH:

MSSV: 145

Trang 4


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Xác định trạng thái đất theo độ rỗng:
Bảng 3: Tiêu chuẩn phân loại đất dính
Tên đất
Chỉ số dẻo A
Đất sét
A>17
Á sét
17≥A>7
Á cát
7≥A≥1
-Lớp 1: Đất sét chảy
Chiều sâu phân bố:

Z

Dung trọng tự nhiên:

=

0 - 2.6

=

1.52 kN/

Lực dính đơn vị:

c

=

0.027 kN/

Góc ma sát trong:

ϕ

=

4°34’

Chỉ số dẻo:

IP

=

36.3

Chỉ số sệt:

IL

=

1.56

KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN LÚN
2.153

2.08

1.999

1.788

1.457

1.01

-Lớp 2 : Đất sét dẻo nửa rắn
Chiều sâu phân bố:

Z

Dung trọng tự nhiên:

=

2.6 – 5.4m

=

1.8 kN/

Lực dính đơn vị:

c

=

0.317 kN/

Góc ma sát trong:

ϕ

=

15°23’

Chỉ số dẻo:

IP

=

26

Chỉ số sệt:

IL

=

0.077

KẾT QUẨ THÍ NGHIỆM NÉN LÚN
1.157

1.13

1.103

1.067

1.024

0.966

-Lớp 3 : Đất sét rắn
Chiều sâu phân bố:
SVTH:

Z

MSSV: 145

=

5.4 – 9.1 m
Trang 5


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Dung trọng tự nhiên:

=

1.91 kN/

Lực dính đơn vị:

c

=

0.177 kN/

Góc ma sát trong:

ϕ

=

17°13’

Chỉ số dẻo:

IP

=

28.6

Chỉ số sệt:

IL

=

-0.04

KẾT QUẨ THÍ NGHIỆM NÉN LÚN
0.853

0.853

0.852

0.846

0.833

0.815

-Lớp 4 : Cát vừa trạng thái rời
Chiều sâu phân bố:

Z

Dung trọng tự nhiên:

=

9.1 - 13.7 m

=

1.84 kN/

Lực dính đơn vị:

c

=

0.027 kN/

Góc ma sát trong:

ϕ

=

32°49’

Trọng lượng các hạt lớn hơn 0,25 mm chiếm trên 50 %

KẾT QUẨ THÍ NGHIỆM NÉN LÚN
0.767

0.754

0.744

0.733

0.72

0.702

-Lớp 5 : Đất sét nửa rắn
Chiều sâu phân bố:

Z

Dung trọng tự nhiên:

=

13.7 - 18.7 m

=

2.02 kN/

Lực dính đơn vị:

c

=

0.387 kN/

Góc ma sát trong:

ϕ

=

16°26’

Chỉ số dẻo:

IP

=

23.2

Chỉ số sệt:

IL

=

0.147

KẾT QUẨ THÍ NGHIỆM NÉN LÚN
0.637
SVTH:

0.588

0.558
MSSV: 145

0.529

0.497

0.465
Trang 6


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

-Lớp 6 : Đất sét dẻo
Chiều sâu phân bố:

Z

Dung trọng tự nhiên:

=

18.7 m -

=

2.03 kN/

Lực dính đơn vị:

c

=

0.12 kN/

Góc ma sát trong:

ϕ

=

23°54’

Chỉ số dẻo:

IP

=

4.1

Chỉ số sệt:

IL

=

0.268

KẾT QUẨ THÍ NGHIỆM NÉN LÚN
0.521

SVTH:

0.514

0.509

MSSV: 145

0.5

0.484

0.462

Trang 7

Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Bảng tổng hợp số liệu địa chất

SVTH:

MSSV: 145

Trang 8


Đồ án nền móng

SVTH:

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

MSSV: 145

Trang 9


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

PHẦN 2 : THIẾT KẾ MÓNG NÔNG

Chương 1: Số liệu đầu vào
1.1 Địa chất công trình
Bỏ qua lớp đất đầu tiên để tính toán thiết kế móng nông (xem bề mặt l ớp
đất thứ 2 là bề mặt đất tự nhiên).
Giả thiết này mục đích để có thể thiết kế được móng nông, trong thực tế
thiết kế công trình không được bỏ lớp nào cả.
1.2 Tải trọng công trình
Bảng 1.1 Số liệu tải trọng
Số liệu tải trọng thiết kế
Loại tải trọng
Móng nông
Tải trọng thẳng đứng ( kN)
620
Tải trọng ngang ( kN)
0
Tải trọng mô men (kN.m)
74

Móng cọc
6000
32
600

Số liệu tải trọng tính toán
Loại tải trọng
Móng nông
Tải trọng thẳng đứng ( kN)
713
Tải trọng ngang ( kN)
0

Tải trọng mô men (kN.m)
85.1

Móng cọc
6900
36.8
690

với: Tải trọng tính toán= Tải trọng thiết kế1.15

Chương 2: Thiết kế móng nông
 Chọn phương án móng nông
-Chọn giải pháp xử lí nền bằng đệm cát. Bóc bỏ lớp đất 2, tại vị trí đặt
móng thay thế bằng lớp cát vàng hạt trung, sạch, rải t ừng lớp mỏng 3040cm, đầm lu đến độ chặt trung bình.
Kích thước móng chọn sơ bộ:
- Lớp đệm cát có đặc trưng :
SVTH:

MSSV: 145

Trang 10


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Chọn: γ= 18 (kN/, = 30°, c= 0 Mpa, Eo= 30Mpa
2.1 Xác định kích thước móng
* Sơ bộ lựa chọn kích thước móng: Ban đầu có thể mong chọn bề rộng

móng 1-3m
-Kích thước đáy móng sơ bộ được xác định theo công th ức:
=
Với:
-Am: Diện tích đáy móng
-R: cường độ của nền đất
- : Dung trọng của móng và đất trên móng: 22.2
-m: Hệ số xét đến ảnh hưởng của momen: m= 1+1.2e hoặc 1 1.7

SVTH:

MSSV: 145

Trang 11


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

PHƯƠNG ÁN MÓNG NÔNG 1:
Chiều sâu chôn móng được chọn là: h=1.5m
1.1 LỰA CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG
-Theo TCVN 9362-2012: Bảng 15.Các hệ số m1, m2;Ta có:
+m1= 1.2
+m2= 1.0
+Ktc= 1.0
-ϕ=15 .Tra bảng 14 TCVN 9362-2012 tìm A, B, D
A = 0.34
B = 2.35

D = 4.90
(kN/m2)
-Chọn m=1.2

Am=m2

= = 2 m Chọn =2m
-Cường độ tính toán của cát tính theo công thức tính đổi:
Vì chiều sâu chôn móng h=1.5 <2 m nên dùng công th ức:

Với:
-

: Áp lực tính toán quy ước ứng với móng có chiều rộng

chôn móng

=1 và độ sâu

=2.Cường độ quy ước của cát đệm là Ro=400Mpa

-b,h: chiều rộng và chiều sâu chôn móng thực tế
- : Hệ số tính đến ảnh hưởng của chiều rộng móng. Lấy =0.125 đối với
nền đất hòn lớn và đất cát trừ cát bụi

SVTH:

MSSV: 145

Trang 12

Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Cường độ của lớp cát đệm:

-Áp lực đáy móng: Độ lệch tâm theo hướng ngang:
=0.119

.

Giải hệ phương trình:

m2
1.2 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH LỚP SÉT BÊN DƯỚI ĐỆM CÁT
với: l=2m, b=1.1m, h=1.5m, lớp cát đệm dày 0.7m
-Ứng suất tại lớp cát đệm:
Tra bảng tìm K0 theo b=1.1, l=2, z=0.7( đáy móng tới đáy lớp cát đệm)

K0=0.690
Áp lực gây phá hoại nền tại đáy lớp cát đệm:

(kN/m2)
Diện tích khối quy ước:
m2
SVTH:

MSSV: 145

Trang 13


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Chiều rộng móng khối quy ước:

Với: 45(m)
Sức chịu tải của nền đất yếu bên dưới đệm cát:

Với: ϕ=15 .Tra bảng 14 TCVN 9362-2012 tìm A, B, D
A = 0.34
B = 2.35
D = 4.90
(kN/m2)

Ta có:

R=

>

 Lớp đất bên dưới đệm cát đảm bảo ổn định.
Như vậy, kích thước đáy móng : l x b = 2 m x 1.1 m ;chiều sâu chôn móng :
h=1.5m kết hợp đệm cát đạt yêu cầu.
Kích thước lớp cát đệm :

=>Sức chịu tải của nền : R= 274 (kN/m2)

1.2 TÍNH TOÁN KIỂM TRA THEO TTGH II
Tính toán độ lún tại tâm móng:
Theo phương pháp phân tầng cộng lún.
Chiều dày mỗi lớp phân tố hi=(0.2-0.4).b
Chiều sâu nén ép
SVTH:

là vị trí thoả điều kiện :
MSSV: 145

Trang 14


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

-Chia lớp đất dưới đáy móng thành nhiều lớp nhỏ có hi=0.5m.
-Ứng suất bản thân và ứng suất gây lún :

với

•Lớp đệm cát tính lún theo công thức :

Với
•Lớp đất nền dùng phương pháp tính lún e-p :
-Xác định ứng suất gây lún trung bình của từng lớp :
Xác định ,=+∆p

-Từ đường cong nén lún e-p :
Xác định từ ; từ
-Tính toán tổng độ lún :

*Áp lực gây lún tại đáy móng :
=130.63-20*2=90.63
*Ứng suất tải trọng bản thân gây ra tại đáy móng:

•

SVTH:

MSSV: 145

Trang 15


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Tại z=3.4m :

Lớ p

Cát
đệm
Eo=
30000
(kPa)

Đi Z
ể (m
m )

Ko

0

0

1

(kPa
)

(kPa)

1

251.
8

30

0

0.5

0.82

3

207.
2

39

0.24

2

0.7

0.69
0

173.
7

42.6

0.08

3

1.2

0.42
1

106.
0

51.6

48.6

154.6

1.10
5

1.044

1.45

4

1.3

0.38
1

95.9

53.4

50.4

146.3

1.10
6

1.047

0.28

5

1.8

0.24
3

61.2

62.95

59.95

121.15

0.85
1

0.843

0.22

6

2.3

0.16
5

41.5

72.5

69.5

111.0

0.85
0

0.845

0.14

7

2.8

0.11
8

29.7

82.05

79.05

108.75

0.84
9

0.845

0.11

8

3.3

0.08
7

21.9

91.6

88.6

110.5

0.84

7

0.845

0.05

9

3.8

0.06
8

17.1

101.1
5

98.15

115.25

0.84
6

0.844

0.05

1

0

4.3

0.05
4

13.6

110.7

107.7

121.3

0.84
5

0.843

0.05

1
1

4.8

0.04
4

11.1

120.2
5

117.25

128.35

0.84
4

0.842

0.05

1
2

5.0

0.04
0

10.1

129.8

126.8

136.9

0.84
3

0.841

0.02

Lớp 1

Lớp 2

=2.74
SVTH:

(cm)

thoả mãn yêu cầu biến dạng
MSSV: 145

Trang 16


Đồ án nền móng

SVTH:

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

MSSV: 145

Trang 17


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

1.4 TÍNH TOÁN KIỂM TRA THEO TTGH I
Chọn kích thước khổ móng : 0.4x0.5 ( m)
1.4.1 Kiểm tra theo điều kiện chịu uốn:
Theo phương cạnh dài:
)
(kN/m2)
(kN/m2)
=> Ptt=178.3 (kN/m2)

 Chọn h0 = 30 cm
Theo phương cạnh ngắn:
)
(kN/m2)
(kN/m2)
=> Ptt=324.1 (kN/m2)

 Chọn h0 = 22 cm
 Do đó để đảm bảo điều kiện chịu uốn: h0 = 30 cm
Vậy chọn chiều cao toàn bộ của bản móng là: Hm = h0 + a = 30 + a (cm)
Với a là khoảng cách từ trọng tâm thép tính toán đến mép d ưới bê tông đáy
móng.

1.4.2 Kiểm tra điều kiện choc thủng:
Theo phương cạnh dài:

/m2)
SVTH:

MSSV: 145

Trang 18


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

/m2)

=> h0 =30 cm, hm = 35cm thoả mãn điều kiện chọc th ủng theo ph ương
cạnh dài.
Theo phương cạnh ngắn:

Vậy móng có ho = 22 cm, hm = 27 cm thoả mãn điều kiện chọc thủng theo
phương cạnh ngắn.
Móng có thể đươc vát với chiều dày nhỏ nhất của bản đế là

và

.
1.5 Tính toán thép cho móng:
Xem móng như dầm console ngàm tại mép cổ móng chịu tải trọng phân bố

do phản lực đất nền.

Yêu cầu cấu tạo:
Tính toán thép trên phương cạnh dài:

SVTH:

MSSV: 145

Trang 19


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

0.75 ) =64.8 (kN/m)

Ta có:
Bê tông B20, thép CII
Giả sử: a = 4.5 cm => h0= 30.5(cm)

 chọn thép:

Tính toán theo phương cạnh ngắn:

SVTH:

MSSV: 145

Trang 20


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

 Chọn As =

SVTH:

MSSV: 145

Trang 21


Đồ án nền móng

SVTH:

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

MSSV: 145

Trang 22


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

PHƯƠNG ÁN MÓNG NÔNG 2:

Chiều sâu chôn móng được chọn là: h=2m
1.1 LỰA CHỌN SƠ BỘ TIẾT DIỆN MÓNG:
-Theo TCVN 9362-2012: Bảng 15.Các hệ số m1, m2;Ta có:
+m1= 1.2
+m2= 1.0
+Ktc= 1.0
-ϕ=7 .Tra bảng 14 TCVN 9362-2012 tìm A, B, D
A=0.13
B=1.51
D=3.87

-Chọn m=1.2

=

Am=

. Chọn =3.6 m

-Cường độ tính toán của cát tính theo công thức tính đổi:
Vì chiều sâu chôn móng h=1.5 ≤ 2m nên dùng công thức:

Với:
-

: Áp lực tính toán quy ước ứng với móng có chiều rộng

chôn móng

=1 và độ sâu

=2.Cường độ quy ước của cát đệm là Ro=400Mpa

-b,h: chiều rộng và chiều sâu chôn móng thực tế
- : Hệ số tính đến ảnh hưởng của chiều rộng móng. Lấy =0.125 đối với
nền đất hòn lớn và đất cát trừ cát bụi
SVTH:

MSSV: 145

Trang 23


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

Cường độ của lớp cát đệm:

-Áp lực đáy móng: Độ lệch tâm theo hướng ngang:
=0.119

.

Giải hệ phương trình:

Chọn b=1.9m

SVTH:

MSSV: 145

Trang 24


Đồ án nền móng

GVHD: Đ ỗ Thanh Tùng

1.2 KIỂM TRA ĐỘỔN ĐỊNH LỚP SÉT BÊN DƯỚI ĐỆM CÁT
với: l=3.6m, b=1.9m, h=2m, lớp cát đệm dày 0.7m
-Ứng suất tại lớp cát đệm:
Tra bảng tìm Ko theo b=1.9, l=3.6,z=0.8( đáy móng tới đáy lớp cát đệm)

Áp lực gây phá hoại nền tại đáy lớp cát đệm:

Diện tích khối quy ước:

Chiều rộng móng khối quy ước:

Với:

(m)

Sức chịu tải của nền đất yếu bên dưới đệm cát:

Với: ϕ=7 .Tra bảng 14 TCVN 9362-2012 tìm A, B, D
A=0.13

B=1.51
D=3.87

SVTH:

MSSV: 145

Trang 25