bài tập lớn nền móng

1. kích thước móng

Chiều dài bản móng: L = 21m
Chiều rộng bản móng: B = 13m
Diện tích bản móng: Fbm = L x B = 273 m2
Căn cứ vào tính chất cơ lý của đất ta chọn chiều sâu chôn móng là hm = 2m
Chọn sơ bộ bề dày bản móng = 1m
Xác định tổng tải trọng của các cột truyền lên móng
N = N1 + N2 +…+ N20
N = 332 x 4 + 382 x10 + 532 x6 = 8340 T = 83400 KN
Ntc= = = 72521,74 KN
Độ lệch tâm ex , ey

ex =
ey =
ex = [ 0,5 x (332 x 2 + 382 x 3) + 4,5 x(382 x 2 + 532 x 3) = 0
ey = [ 0,5 x (332 x 2 + 382 x 2) + 5,5 x(382 x 2 + 532 x 2)
+ 10,5 x (382 x 2 + 532 x 2) + 15,5 x (382 x 2 + 532 x 2)+
20,5 x (332 x 2 + 382 x 2)] = 0
Áp lực đáy móng tại chân cột
Ptc = ±

+ = = = 305,49 KNm

Áp lực đáy móng tại các điểm:
PA= PB1= PC1= PB= PC= PC5= PB5= PD= Ptc= 305,49 KNm


Trọng lượng bản móng
Gbm = Fbm. . .1,15 = 273.1.25.1,15 = 7848,75 KN
Trọng lượng của móng bằng lực đẩy nổi

Độ lớn của lực đẩy nổi bằng tích của trọng lượng riêng của chất lỏng và thể tích bị vật chiếm chỗ:
Fđn = .L.b..= 10.21.13.1 = 2730 KN

=> Gbm =7848,75 KN > Fdn = 2730 KN ( Nền móng ổn định trong quá trình thi công)
Trọng lượng khối đất đắp trên móng
Vì Đáy móng đặt trong lớp đất thứ 2 (lớp cát pha sét) có = 19,04 KN/m3 và mực nước ngầm ở độ sâu
0,5m có = 10 KN/m3
Ta có: Gđ = 0,5 . Fbm . . 1,15 + 0,5. Fbm . . 1,15
Gđ = 0,5 . 273 .19,04 . 1,15 + 0,5 . 273 . (19,04 . 1,15 = 4407,86 (T)
Tổng tải trọng thẳng đứng đặt lên đáy móng bè
N = 83400 KN
Công trình nằm ở khu vực TP Hồ Chí Minh, tra bảng 4 “Tải trọng và tác động TCVN 2737-1995”
ta lấy áp lực gió tiêu chuẩn W0 = 83 Kg/cm2 = 0,83 KN/m2
là tải trọng gió theo phương x
= B . Hct. W0 = 13 . 27,2 .0,83 = 293,488 KN
là tải trọng gió theo phương y
= L . Hct . W0 = 21 . 27,2 . 0,83 = 474,096 KN
, có điểm đặt tại Hct với Hct là chiều cao của công trình.


Kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền dưới đáy móng
Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng
=
Trong đó:
= . ( Hct + hm ) = 293,488.( 0,5 . 27,2 + 2) = 4578,41 KN
= . ( Hct + hm ) = 474,0964( 0,5. 27,2 + 2) = 7395,90 KN
Wx = = = 955,5 m3
Wy = = = 591,5 m3
Fm = B x L = 273 m2
=

=

= 282,94 KN/m2
= 248,35 KN/m2
= 0,5 . ( 0,5 . (282,94 + 248,35) = 265,65 KN/m2
Xác định cường độ tiêu chuẩn của đất nền.
= (A.. + B.q + D.)
Trong đó:
= 2m : Chiều sâu chôn móng
= 13m: chiều rộng móng
là trọng lượng riêng của đất dưới đáy móng. = 19,04 – 1 = 9,04 KN/m3
q = 0,5 . 18 + 1.(17-10) + 0,5.(19,04-10) = 20,52 KN/m2
ktc là hệ số tin cậy. ktc = 1
là hệ số điều kiện làm việc. Tra bảng 2.25 sách “Nền móng công trình” của tác giả Châu Ngọc Ẩn.
Đáy móng nằm trong lớp đất thứ 2 ( cát có pha sét) nên lấy = 1,4


Công trình có = < 1,5 .với: L: chiều dài công trình ; H: chiều cao công trình. Nên lấy = 1,4
Đáy móng công trình đặt trong lớp đất thứ 2 nên: = 19,04 KN/m3 , = 18055’, = 0,79 kg/cm2
KN/m2

= 79

Với = 18055’ tra bảng 2.24 sách “Nền móng công trình” của tác giả Châu Ngọc Ân ta được
A = 0,4696

B = 2,8782

D = 5,4689

Mực nước ngầm ổn định ở độ sâu: -0,5m
= (A.. + B.. + D.) = ( 0,4696. 13 . 0,904 + 2,8782 . 20,52 +

5,4689 . 79) = 1070,73 KN/m2

Điều kiện cần thỏa là:
= 282,94 KN/m2 < 1,2.Rtc = 1,2 . 1070,73 = 1284,88 KN/m2
= 265,65 KN/m2 < Rtc = 1070,73 KN/m2
Vậy nền đất dưới đáy móng đủ khả năng chịu tải
Kiểm tra điều kiện lật
= . n = 474,096 . 1,15 = 545,21 KN
Trong đó:
n: hệ số an toàn, n = 1,15
= = = 6,5 (m)
= + hm = + 2 = 15,6 (m)

Điều kiện để công trình không bị lật là: >
x > x

83400 . 6,5 = 542100 KNm > 545,21 . 15,6 = 8505,276 KNm (Thõa)

Vậy công trình thỏa mãn điều kiện không bị lật
Kiểm tra điều kiện trượt
Khi chịu tác động của lực xô ngang do gió gây ra công trình có khả năng bị trượt.


Để công trình không bị trượt thì cần phải kiểm tra điều kiện sau:
. + Ebđ > + Ecđ
Khi bị trượt, lớp đất phía dưới có khả năng bị phá hoại, lực ma sát để chống lại lực trượt phụ thuộc vào

góc ma sát trong của lớp đất
Ta có: = tg . Trong đó: : hệ số ma sát
: góc ma sát trong của đất nền dưới đáy móng
Móng được đặt trong lớp đất thứ 2, ta có:
= 18055’; = 9,04 KN/m3 ;CII = 79 KN/m3
; Ntt = 83400 KN
Fms = tg(18055’) = 0,3427
Áp lực đất chủ động: Ecd = 0,5.Df2..tg2(450-0,5. q.Df. tg2(450-0,5.
Ecd = 0,5.22.9,04.tg2(450-0,5. 18055’) + 20.2..tg2(450-0,5. 18055’) =29,64 KN
Áp lực đất bị động
Ebđ = 0,5. .Df2..tg2(450+0,5.
Ebđ = 0,5.22.9,04. tg2(450+0,5. 18055’) = 35,43 KN
Điều kiện: Ntt.fms + Ebd > + Ecđ
<=> 83400.0,347 + 35,43 = 28616,61 KN > 545,21 + 29,64 = 574,85 KN
 Công trình đảm bảo điều kiện trượt

Kiểm tra chiều dày bản móng theo điều kiện chọc thủng
Chọn sơ bộ chiều dày bản móng là h = 1m, lớp bảo vệ a = 5cm


h0 = h – a = 95cm
Vật liệu sử dụng: Bê tông mác 300 có Rn = 130 KG/cm2, Rk= 9,75 KG/cm2 = 975 KN/m2
Thép AII có Ra = 2800 KG/m2
-

Kiểm tra điều kiện xuyên thủng nguy hiểm nhất Nmax tại chân cột
Ta thấy xuyên thủng nguy hiểm nhất cho cột giữa Nmax= 5320 KN
Diện tích xuyên thủng
Sxt = [(bc + h0).2 + (hc + h0).2].h0
Với : bc = hc = 0,65 m

=> Sxt = [(0,65 + 0,950.2 + (0,65 + 0,95).2].0,95 = 6,08 m2
=> Khả năng chống xuyên:
0,75.Rk.Sxt = 0,75.975.6,08 = 5446 KN > Pxt = 5320 KN
Vậy móng bè không bị xuyên thủng


Theo phương y
Chia móng bè thành 4 dãy: AEHD, bề rộng dải B1= 2,5m, L=21m
EFIH, bề rộng dải B2= 4m, L=21m
FGJI, bề rộng dải B3= 4m, L=21m
GBCJ, bề rộng dải B4= 2,5m, L=21m
Tính toán dải AEHD
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B1.L = 305,49 . 2,5 . 21 = 16038,46 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 .3320 + 3 .3830 = 18100 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 .( 16038,46 + 18100) = 17069,23 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =1,064
(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = 305,49.1,064 = 325,13 KN/m2
= 325,13. 2,5 = 812,81KN/m2

(7)Phản lực nền tính toán: = .
(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột =

=

= 0,943

(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3320.0,943 = 3130,76 KN
= = = 3820.0,943 =3602,26 KN
Tính toán dải EFIH
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49 KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B2.L = 305,49 . 4 . 21 = 25661,16 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 .3820 + 3 .5320 = 23600 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 .( 25661,16 + 23600) = 24630,58 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =0,959
(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = 305,49.0,959 = 293,22 KN/m2
(7)Phản lực nền tính toán: = .

= 393,22. 4 = 1572,88 KN/m2


(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột =

=

= 1,0437

(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3820 . 1,0437 = 3986,93 KN

= = = 5320 . 1,0437 =5552,48 KN
Tính toán dải FGJI
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B3.L = 305,49 . 4 . 21 = 25661,16 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 .3820 + 3 .5320 = 23600 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 .( 25661,16 + 23600) = 24630,58 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =0,959
(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = 305,49.0,959 = 293,22 KN/m2
= 393,22. 4 = 1572,88 KN/m2

(7)Phản lực nền tính toán: = .
(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột =

=

= 1,0437

(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3820 . 1,0437 = 3986,93 KN
= = = 5320 . 1,0437 =5552,48 KN
Tính toán dải GBCJ
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B4.L = 305,49 . 2,5 . 21 = 16038,46 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 .3320 + 3 .3830 = 18100 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 .( 16038,46 + 18100) = 17069,23 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =1,064
(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = 305,49.1,064 = 325,13 KN/m2
= 325,13. 2,5 = 812,81KN/m2

(7)Phản lực nền tính toán: = .
(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột =

=

= 0,943

(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3320 .0,943 = 3130,76 KN


= = = 3820 .0,943 =3602,26 KN

Theo phương trục x
Chia móng bè thành 5 dải:

ABKO, bề rộng dải B1 = 3m, L=13m
OKLP, bề rộng dải B2 = 5m, L=13m
PLMQ, bề rộng dải B3= 5m, L=13m
QMNR, bề rộng dải B4= 5m, L=13m
RNCD, bề rộng dải B5= 3m, L=13m

Tính toán dải ABKO
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49 KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B1.L = 305,49 . 3 . 13 = 11914,11 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 x 3320 + 2 x 3820 = 14280 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 . (11914,11 + 14280) = 13097 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =

= 1,0993

(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = = 305,49 . 1,0993 = 335,82 KN/m2
(7)Phản lực nền tính toán: = x

= 335,82 .3 = 1007,46 KN/m2

(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột = = = 0,917
(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3320 . 0,917 = 3044,44 KN
= = 3820 . 0,917= 3502,94KN
Tính toán dải OKLP
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B2.L = 305,49 . 5 . 13 = 19856.85 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 x 3820 + 2 x 5320 = 18280 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 . (19856.85 + 18280) = 19068,43 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =

= 0,960


(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = = 305,49 . 0,960= 293,27 KN/m2
(7)Phản lực nền tính toán: = x

= 293,27 . 5 = 1466,35 KN/m2

(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột = = =1,043
(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3820 . 1,043 = 3984,26 KN
= = 5320 . 1,043 = 5548,76 KN
Tính toán dải PLMQ
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B3.L = 305,49 . 5 . 13 = 19856.85 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 x 3820 + 2 x 5320 = 18280 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 . (19856.85 + 18280) = 19068,43 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =

= 0,960

(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = = 305,49 . 0,960= 293,27 KN/m2
(7)Phản lực nền tính toán: = x

= 293,27 . 5 = 1466,35 KN/m2

(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột = = =1,043
(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3820 . 1,043 = 3984,26 KN
= = 5320 . 1,043 = 5548,76 KN
Tính toán dải QMNR
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B4.L = 305,49 . 5 . 13 = 19856.85 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 x 3820 + 2 x 5320 = 18280 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 . (19856.85 + 18280) = 19068,43 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =

= 0,960

(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = = 305,49 . 0,960= 293,27 KN/m2
(7)Phản lực nền tính toán: = x

= 293,27 . 5 = 1466,35 KN/m2

(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột = = =1,043


(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3820 . 1,043 = 3984,26 KN
= = 5320 . 1,043 = 5548,76 KN
Tính toán dải RNCD
(1)Phản lực nền trung bình = p = 305,49 KN/m2
(2)Tổng phản lực nền dưới dải: = .B5.L = 305,49 . 3 . 13 = 11914,11 KN
(3)Tổng tải cột của dải:

= 2 x 3320 + 2 x 3820 = 14280 KN

(4)Tải trung bình trên dải

= 0,5.(Pd + Nd) = 0,5 . (11914,11 + 14280) = 13097 KN

(5)Hệ số hiệu chỉnh phản lực nền: = =

= 1,0993

(6)Phản lực nền hiệu chỉnh: = = 305,49 . 1,0993 = 335,82 KN/m2
(7)Phản lực nền tính toán: = x

= 335,82 .3 = 1007,46 KN/m2

(8)Hệ số hiệu chỉnh tải cột = = = 0,917
(9)Các tải cột hiệu chỉnh trong dải : = = 3320 . 0,917 = 3044,44 KN
= = 3820 . 0,917= 3502,94KN