ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập cũng như làm đồ án môn học nền móng em đã nhận được
nhiều lời động viên và giúp đỡ từ gia đình, bạn bè, anh chị cùng các quý thầy cô trong
khoa xây dựng trường Đại học Giao thông vận tải thành phố Hồ Chí Minh.
Sau đây em xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè và các thầy
cô. Đặc biệt là giáo viên hướng dẫn chính T.S Lại Văn Quí giáo viên phụ trách hướng dẫn
môn học nền móng.
Đồ án của em không khỏi tránh nhiều điều thiếu sót, em rất mong được thầy chỉ bảo
thêm.
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 1
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1-1: Bảng thống kê địa chất..........................................................................................6
Bảng 1-2: Bảng số liệu........................................................................................................... 9
Bảng 1-3: Tải trọng tính toán.................................................................................................9
Bảng 1-4: Tải trọng tiêu chuẩn...............................................................................................9
Bảng 1-5: Thí nghiệm nén lún lớp 1....................................................................................14
Bảng 1-6: Bảng tính lún.......................................................................................................14
Bảng 1-7: Bảng tính toán áp lực ròng..................................................................................15
Bảng 1-8: Bảng tổng kết nội lực..........................................................................................18
Bảng 1-9: Chọn thép ở gối...................................................................................................19
Bảng 1-10: Chọn thép ở nhịp...............................................................................................20
Bảng 2-1: Tải tính toán........................................................................................................24
Bảng 2-2: Tải tiêu chuẩn......................................................................................................24
Bảng 2-3: Thông số bêtông..................................................................................................24
Bảng 2-4: Thông số cốt thép................................................................................................25
Bảng 2-5: Sức chịu tải do ma sát bên hông cọc...................................................................28
Bảng 2-6: Sức kháng cắt trung bình trên thân cọc...............................................................30
Bảng 2-7: Bảng thống kê địa chất........................................................................................33
Bảng 2-8: Mối quan hệ e-P..................................................................................................37
Bảng 2-9: Kết quả tính lún...................................................................................................37
Bảng 2-10: Moment uốn Mz................................................................................................43
Bảng 2-11: Lực cắt Qz..........................................................................................................44
Bảng 2-12: Áp lực tính toán.................................................................................................45
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 2
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
DANH SÁCH BẢN VẼ
Hình 1-1: Mặt cắt địa chất.....................................................................................................7
Hình 1-2: Kích thước móng và tải trọng................................................................................8
Hình 1-3: Mặt cắt tải hình học.............................................................................................10
Hình 1-4: Khoảng cách đặt lực đến tâm móng.....................................................................11
Hình 1-5: Biểu đồ ứng suất..................................................................................................15
Hình 1-6: Biểu đồ moment..................................................................................................17
Hình 1-7: Biểu đồ lực cắt.....................................................................................................18
Hình 1-8: Quy đổi tiết diện..................................................................................................19
Hình 2-1: Sơ đồ móng..........................................................................................................24
Hình 2-2: Sơ đồ vận chuyển cọc..........................................................................................26
Hình 2-3: Sơ đồ lắp dựng cọc..............................................................................................26
Hình 2-4: Biểu đồ xác định hệ số αp, fL..............................................................................31
Hình 2-5: Vị trí cọc trong đài...............................................................................................33
Hình 2-6: Sơ đồ lún.............................................................................................................. 37
Hình 2-7: Tháp xuyên thủng................................................................................................38
Hình 2-8: Sơ đồ tính đài cọc................................................................................................39
Hình 2-9: Sơ đồ tính theo phương 1-1.................................................................................39
Hình 2-10: Sơ đồ tính theo phương 2-2...............................................................................40
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 3
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN........................................................................................................................ 1
DANH SÁCH BẢNG BIỂU..................................................................................................2
DANH SÁCH BẢN VẼ.........................................................................................................3
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ MÓNG BĂNG..............................................................................6
1.1. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT.............................................................................................6
1.2. SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ TẢI TRỌNG...................................................................8
1.3. CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG................................................................................9
1.4. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG........................................................................10
1.5. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG............................................................10
1.5.1. Tổng chiều dài móng băng.................................................................................10
1.5.2. Xác định bề rộng đáy móng...............................................................................10
1.5.3. Xác định kích thước cột.....................................................................................13
1.6. ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH Ở TÂM ĐÁY MÓNG ( ĐK LÚN ).....................................13
1.7. KIỂM TRA XUYÊN THỦNG..................................................................................15
1.8. TÍNH TOÁN CỐT THÉP.........................................................................................16
1.8.1. Tính toán thép theo phương cạnh ngắn..............................................................16
1.8.2. Tính toán thép theo phương cạnh dài.................................................................17
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MÓNG CỌC...............................................................................22
2.1. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT...........................................................................................22
2.2. SƠ ĐỒ MÓNG CỌC VÀ SỐ LIỆU TẢI TRỌNG....................................................24
2.3. VẬT LIỆU SỬ DỤNG..............................................................................................24
2.4. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỌC........................................................................25
2.5. KIỂM TRA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN VẬN CHUYỂN VÀ LẮP DỰNG................26
2.5.1. Vận chuyển........................................................................................................26
2.5.2. Lắp dựng............................................................................................................26
2.6. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC..................................................................27
2.6.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu.......................................................................27
2.6.2. Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền...........................................28
2.6.3. Sức chịu tải của cọc dựa vào chỉ tiêu cường độ đất nền.....................................29
2.6.4. Sức chịu tải cọc theo kết quả SPT......................................................................30
2.6.5. Chọn sức chịu tải của cọc đơn............................................................................32
2.7. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG CỌC TRONG ĐÀI..........................................................32
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 4
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
2.8. BỐ TRÍ CỌC TRONG ĐÀI......................................................................................33
2.9. KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC..................................................................33
2.9.1. Điều kiện cọc đơn..............................................................................................33
2.9.2. Điều kiện làm việc theo nhóm............................................................................34
2.10. KIỂM TRA ỔN ĐỊNH DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC, ƯỚC LƯỢNG ĐỘ
LÚN MÓNG CỌC...........................................................................................................34
2.10.1. Xác định khối móng quy ước...........................................................................34
2.10.2. Kiểm tra ổn định dưới khối móng quy ước......................................................35
2.10.3. Tính lún khối móng theo tổng phân tố.............................................................36
2.11. KIỂM TRA XUYÊN THỦNG................................................................................38
2.12. TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO ĐÀI MÓNG.........................................................38
2.12.1. Xác định nội lực và bố trí cốt thép cho đài cọc theo phương 1-1.....................39
2.12.2. Xác định nội lực và bố trí cốt thép cho đài cọc theo phương 2-2.....................40
2.13. KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG.....................................................40
2.13.1. Kiểm tra điều kiện chịu uốn của cọc................................................................46
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................47
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 5
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ MÓNG BĂNG
1.1. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT
Hố khoan có 7 lớp địa chất như sau:
Mực nước ngầm: ngập nước
Bảng 1-1: Bảng thống kê địa chất
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Chỉ tiêu
Độ ẩm
Dung
trọng tự
nhiên
Dung
trọng
khô
Khối
lượng
riêng
Hệ số
rỗng
Độ bão
hòa
Giới hạn
chảy
Giới hạn
dẻo
Chỉ số
dẻo
Độ sệt
Hệ số
nén lún
Môđun
TBD
Lực
dính
Góc ma
sát trong
Sức
chịu tải
quy ước
Lớp 1
Lớp 2
Lớp 3
(sét)
(sét)
(sét)
%
27.26
23.67
25.42
Lớp đất
Lớp 4
(sét
pha)
22.17
gw
g/cm3
1.94
1.98
1.97
2.01
2.04
2.02
d
g/cm3
1.53
1.6
1.57
1.65
1.71
1.66
g/cm3
2.71
2.72
2.71
2.67
2.68
2.68
0.774
0.697
0.724
0.625
0.57
0.613
Kí
hiệu
Đơn vị
W
Lớp 5
(sét
pha)
19.7
Lớp 6
(sét
pha)
21.75
G
%
95
92
95
95
93
95
WL
%
39.3
41.7
39.9
28.6
31.7
29.4
WP
%
21.1
21.6
20.5
17.9
18.6
18.3
IP
%
18.2
20.1
19.4
10.7
13.1
11.1
0.34
0.1
0.25
0.4
0.08
0.31
IL
a1-2
cm2/Kg
0.03
0.021
0.028
0.027
0.02
0.026
E
kG/cm2
56.6
79.9
60.5
58.2
78.3
58.7
C
kG/cm2
0.252
0.392
0.288
0.156
0.249
0.186
độ
11o42'
15o32'
13o07'
15o10'
19o11'
15o26'
Rtc
kG/cm2
2.078
3.232
2.403
1.936
2.928
2.128
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 6
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Hình 1- 1: Mặt cắt địa chất
1.2. SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ TẢI TRỌNG
Ta có chiều của moment, lực đứng, lực ngang như hình vẽ:
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 7
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
M1
N
1
H1
M2
N2
H2
4700
M3
N
3
H3
5600
M4
N4
H4
5100
M5
N5
H5
5000
Hình 1-2: Kích thước móng và tải trọng
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 8
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
ĐỀ :
Kích thước móng :
Bảng 1- 2: Bảng số liệu
Nhó
m
STT
Địa
chất
1
13
5A
4.7
5.6
5.1
5.0
Tải trọng tính toán :
Bảng 1-3: Tải trọng tính toán
Lực dọc
Moment
Lực ngang
1
715
43
108
2
1047
38
96
3
1097
36
90
4
1038
41
102
5
766
46
113
STT
Tải trọng tiêu chuẩn :
Bảng 1-4: Tải trọng tiêu chuẩn
Lực dọc
Moment
Lực ngang
1
621.7
37.4
93.9
2
910.4
33.0
83.5
3
953.9
31.3
78.3
4
902.6
35.7
88.7
5
666.1
40.0
98.3
STT
1.3. CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG
Móng được đúc bằng bêtông B20 có :
.
.
Môđun đàn hồi .
Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc .
Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai .
Hệ số vượt tải :
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 9
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
1.4. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG
Hình 1- 3: Mặt cắt tải hình học
Đáy móng nên đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp, lớp đất yếu.
Chiều sâu chôn móng :
Lớp bêtông lót dày 100mm.
Chọn sơ bộ chiều cao h :
�1 1 �
�1 1 �
h� � �
L max � � �
�5.6 0.46 �0.93 m
12 6 �
12 6 �
�
�
Chọn h 0.7m
1.5. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG
1.5.1. Tổng chiều dài móng băng
�1 1 � �1 1 �
La � � �
L1 � � �
�4.7 0.94 �1.56 m
�5 3 � �5 3 �
Chọn
�1 1 �
�1 1 �
Lb � � �
L4 � � �
�5.0 1.0 �1.6 m
�5 3 �
�5 3 �
Chọn
Tổng chiều dài móng băng là :
L La L1 L 2 L3 L4 L b 1.3 4.7 5.6 5.1 5.0 1.4 23.1m
1.5.2. Xác định bề rộng đáy móng
Thông số địa chất lớp đất dưới chân móng :
Độ ẩm: W1 27.26%
3
3
Dung trọng tự nhiên : 1 1.94g / cm 19.4kN / m
3
3
Dung trọng khô: k1 1.53g / cm 15.3kN / m
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 10
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Hệ số rỗng : e1 0.774
Độ bão hòa : Sr1 95%
2
2
Lực dính: c1 0.252kG / cm 25.2kN / m
42'
Góc ma sát trong : 1 11�
Khoảng cách từ các điểm đặt lực tới tâm đáy móng
M1
N
1
H1
M2
N2
H2
M3
N
3
H3
M
M4
N4
H4
M5
N5
H5
N
H
d2
d4
d1
d5
Hình 1- 4: Khoảng cách đặt lực đến tâm móng
d1
L
23
La
1.3 10.2 m
2
2
d 2 d1 L1 10.2 4.7 5.5 m
d 3 d 4 L 2 5.1 5.1 0 m
d 4 d 5 L 4 10.1 5.0 5.1 m
d5
L
23
Lb
1.4 10.1 m
2
2
Tổng tải trọng tác dụng
Tải tính toán :
�N tt N1tt Ntt2 N3tt N tt4 N5tt 715 1047 1097 1038 766 4663 kN
�H H H H H H 108 96 90 102 113 79 kN
�M � N �d � H �h �M 64.2 kNm
�(N �d) N .d N .d N .d N .d
tt
tt
1
tt
tt
2
tt
3
tt
4
tt
tt
i
tt
5
tt
1
1
2
2
tt
4
4
5
5
= 715x10.2 1047x5.5+1038x5.1+766x10.1= 21.1kNm
�(H
tt
i
�h) H1 H 2 H 3 H 4 H 5
(108 96 90 102 113) x 0.7 55.3kNm
�M
tt
i
M1 M 2 M 3 M 4 M 5
43 38 36 41 46 30 kNm
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 11
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Tải tiêu chuẩn:
�N tt 4663 4054.78kN
N tc
n
1.15
tt
�H 79 68.69 kN
H tc
n
1.15
tt
�M 64.2 55.82 kNm
M tc
n
1.15
Điều kiện ổn định
tc
p max
�1.2R IItc
p tctb �R tcII
tc
p min
�0
Trong đó :
R IItc
m1 �m 2
*
A �bγm �B D � γf �D
c �
k tc
Theo mục 4.6.10 và mục 4.6.11 TCVN 9362:2012 ta có:
m1 1.1; m 2 1 và k tc 1
42'
Đáy móng tại lớp số 1, với φ 11�
A 0.227 , B 1.909 , D 4.383
�
N � 2.892 N c 9.136 �
N � 1.615
�q�
,
, � γ�
Chọn sơ bộ b m 1 m .
Suy ra:
1.1�1
R IItc � �
0.227
���
1 19.4 1.909
1 �
0.8
8 1.2 19.4
25.2 4.383� 188.67kN / m 2
Xác định sơ bộ tiết diện đáy móng:
Ta có:
N tc
γ tb �Df �R IItc
F
N tc
F � tc
RγII D
tb �
f
4054.78
28 m 2
188.67 22x2
F 28
bm �
1.21 m
L 23
Chọn b m 1.5 m
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 12
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Kiểm tra ổn định:
tc
Tính lại R II với b m 1.5 m
1.1 �1
R IItc � �
0.227
���
1.5
19.4 1.909
1 �
tc
p max
tc
p min
N tc � 6e X �
1γ D�
�
F � L �
tb
tb
�
�
8 1.2 19.4
25.2 4.383� 191kN / m 2
1.2R
2
f
55.82 �
�
6�
�
�
4054.78
4054.78
1
22 2 �161.6
�kN / m
�
1.5 �23 �
23
�
�
�
0
2
f
55.82 �
�
6�
�
4054.78 �
4054.78
1
22 2 �161.1kN
� / m
�
1.5 �23 �
23
�
�
�
tc
N � 6e x �
1γ D�
�
F � L �
0.8
tc
II
tc
p tcmax p min
161.6 161.1
p
161.35 kN / m 2 R IItc 191kN / m 2
2
2
tc
tb
Vậy thỏa điều kiện ổn định.
Vậy chọn b m 1.5 m
1.5.3. Xác định kích thước cột
2
2
Sử dụng bêtông B20 có R b 11500kN / m và R bt 900kN / m .
Diện tính cột :
N tt
1047
A � max �n
�1.2 0.11m 2
Rb
11500
Chọn cột có tiết diện vuông :
b c lc 0.4 m 400 mm
Chọn h m 400 mm , h a 300 mm ( độ dốc i 25% ).
Chọn bề dày lớp bêtông bảo vệ : a = 50 mm.
h o h m a 400 50 350 mm
1.6. ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH Ở TÂM ĐÁY MÓNG ( ĐK LÚN )
Tiến hành kiểm tra lún cho móng băng theo phương pháp cộng lún từng lớp phân tố.
σ bt �5σ gl
Chia lớp đất dưới móng có bề dày từ (0.81)m
Điều kiện :
S �Sgh 8 cm
Độ lún :
e e
S�
Si � 1i 2i �h i
1 e1i
Xác định ứng suất gây lún ở tâm móng :
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 13
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Pgl
N tc
4054.78
(γ tb γ) �D f
22 19.4 �2 122.73kN / m 2
b m �L
1.5 �23
σibt γ �h i
σigl Pgl �k o
σ 0bt σ1bt
� e1i
2
σ 0gl σ1gl
P2i
P1i � e 2i
2
Chọn mẫu để tính lún :
Lớp đất 1 có γ 19.4 kN/m2 , cao độ từ -0.8m đến -7.6m
P1i
Bảng 1- 5: Thí nghiệm nén lún lớp 1
P (kN/m2)
0
50
100
200
400
e
0,774
0,741
0,718
0,688
0,647
Bảng 1- 6: Bảng tính lún
Điểm
0
1
1
2
2
3
3
4
z
(m)
0
1.4
1.4
2.8
2.8
3.6
3.6
5
2z/b
ko
0.00
1.87
1.87
3.73
3.73
4.80
4.80
6.67
1.00
0.70
0.70
0.40
0.40
0.26
0.26
0.19
σ igl
σibt
2
P1i
2
P2i
2
(kN/m ) (kN/m ) (kN/m )
38.80
122.73
52.38
65.96
85.73
65.96
85.73
79.54
93.12
49.67
93.12
49.67
100.88
108.64
31.66
108.64
31.66
122.22
135.80
23.06
TỔNG LÚN = 6.7cm
Si
e1i
e2i
156.61
0.74
0.7
0
3.21
147.24
0.73
0.7
0
2.12
141.54
0.72
0.7
1
0.81
149.58
0.71
0.7
0
0.57
2
(kN/m )
(cm)
σ 5σ gl �
Kiểm tra lún ở lớp thứ 1: bt
Độ lún ổn định ở tâm móng.
Vậy độ lún của móng : S = 6.7cm < Sgh = 8cm ( thỏa điều kiện lún )
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 14
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
MÐTN
-2.0m
38.8
122.73
65.96
85.73
93.12
49.67
108.64
31.66
135.8
23.06
Hình 1- 5: Biểu đồ ứng suất
1.7. KIỂM TRA XUYÊN THỦNG
Bêtông cấp độ bền B20 có Rbt = 0.9 Mpa = 900 kN/m2
Chọn bề dày lớp bêtông bảo vệ : a = 50 mm.
h o h m a 400 50 350 mm
Điều kiện xuyên thủng:
Pcx �Pxt
Áp lực gây xuyên thủng:
N itt
P
Si
tt
i
Bảng 1-7: Bảng tính toán áp lực ròng
Diện truyền tải
Áp lực ròng
2
tt
S1
4.50
m
P
1
158.89
kN/m2
S2
7.73
m2
Ptt2
135.53
kN/m2
S3
8.03
m2
Ptt3
136.70
kN/m2
S4
7.58
m2
Ptt4
137.03
kN/m2
S5
4.80
m2
Ptt5
159.58
kN/m2
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 15
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
tt
tt
2
Chọn áp lực xuyên lớn nhất tại vị trí chân cột : Pmax P5 159.58kN / m
Tính toán cho 1m dài :
tt
Pxt Pmax
b m b c 2h o
1.5 0.4 2 �0.35
�1m 159.58 �
�1 82.2 kN
2
2
Pcx 0.75 �R bt � 2 �h o �1 0.75 �900 � 2 �0.35 �1 334.1 kN
Vậy Pcx 334.1 kN Pxt 82.2 kN ( thỏa điều kiện xuyên thủng )
1.8. TÍNH TOÁN CỐT THÉP
1.8.1. Tính toán thép theo phương cạnh ngắn
Bêtông B20 có Rb = 11.5 Mpa,
Thép CII có Rs = 280 MPa
Phản lực đất nền tác dụng lên đáy móng theo phương cạnh ngắn :
N tt
4663
�
tt
Pmax
135.2kN / m 2
F
1.5 �23
Moment lớn nhất tại mép sườn móng, tính cho 1m dài :
2
2
bm bc
1.5 0.4
tt
M Pmax �
�1 135.2 �
�1 20.44 kNm
8
8
Tính toán cốt thép :
h �1000 400 �1000 mm
Tiết diện tính toán : m
Chọn a = 100mm ho = hm – a = 400 – 100 = 300mm
M
20.44
α
0.019 α R 0.429
2
γ b R b bh o 1�11.5 �103 ��
1 0.32
ξ 1 1 2α 1 1 2 �0.019 0.019 ξ R 0.623
Diện tích cốt thép :
As
ξγ b R b bh o 0.019 ��
1 11.5 �1000 �300
234.1mm 2
Rs
280
Hàm lượng cốt thép :
μ
As
235.5
0.0785%
bh o 1000 �300
μ min 0.05% μ 0.0785% μ max ξ R
γbR b
1�11.5
0.623 �
2.56%
Rs
280
Chọn 3 1 0a 275
1.8.2. Tính toán thép theo phương cạnh dài
Theo phương pháp giải tích:
Mô hình nền Winkler:
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 16
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Tính nội lực:
Hệ số nền:
Pgl
122.73
3663.58
0.5S 0.5 �0.067
0.1
k o k �b m �x o 3663.58 �1.5 � 274.8
2
k1 k �b m �x1 3663.58 �1.5 �0.1 549.5
k
Gọi yc là khoảng cách tính từ mép dưới đáy móng đến trục trung hòa :
�Ayi 0.4 �0.3 �0.55 0.1�0.55 �0.35 0.1�0.4 �0.35 1.5 �0.3 �0.15 0.16675m3
�Ay 0.4 �0.3 0.1�0.55 0.1�0.4 1.5 �0.3 0.665m
Ayi 0.16675
�y �
0.25m
Ay
0.665
�
2
c
Giải nội lực bằng phương pháp giải sap:
Tổng kết nội lực:
Hình 1- 6: Biểu đồ moment
Hình 1-7: Biểu đồ lực cắt
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 17
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Bảng 1- 8: Bảng tổng kết nội lực
Gối
Mgối (kNm)
Nhịp
A
215.43
B
318.81
C
479.95
D
387.24
E
200.68
A-B
B-C
C-D
D-E
-376.39 -200.70 -317.99
Mnhịp (kNm)
283.63
Tính toán cốt thép dọc cho cấu kiện chịu uốn:
Tại gối, phần cánh phía dưới chịu kéo (moment căng thớ dưới) nên tính toán theo tiết
diện dầm chữ nhật (400700)mm.
Ta có:
Thép CII có: Rs = 280 MPa = 280103 kN/m2
Bêtông B20 có: Rb = 11.5 MPa = 11.5103 kN/m2
B20, CII : � α R 0.429
� ξ R 0.623
Chọn a = 100mm h o h a 700 100 600 mm
Chọn gối A có moment nhỏ nhất là 215.43 kNm để tính toán cốt thép:
αm
M
215.43
0.13 α R 0.429
2
γ b R b bh o 1 �11.5 �103 �0.4 �0.62
ξ 1 1 2α m 1 1 2 �0.13 0.14
Diện tích cốt thép:
As
ξγ b R b bh o 0.14 �1 �11.5 �400 �600
1378.77 mm 2
Rs
280
2
Chọn 230 có A sc 1414 mm
Kiểm tra hàm lượng cốt thép:
μ
Asc
1414
0.59%
bh o 400 �600
μ min 0.05% μ 0.59% μ max ξ R
γbR b
1 �11.5
0.623 �
2.56%
Rs
280
Tính toán tương tự với các gối còn lại, ta được:
Bảng 1- 9: Chọn thép ở gối
Gối
A
B
M
(kNm)
215.43
318.81
αm
ξ
0.13
0.19
0.14
0.22
As
μ
(mm2)
(%)
1378.77
2127.21
0.59
1.20
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Chọn thép
230
325 230
A sc
(mm2)
1414
2886
Trang 18
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
C
D
E
479.95
387.24
200.68
0.29
0.23
0.12
0.35
0.27
0.13
3466.36
2665.38
1277.29
530
430
230
1.47
1.20
0.59
3535
2827
1414
Tại nhịp, phần cánh phía dưới chịu nén (moment căng thớ trên) nên tính toán theo tiết
diện chữ T:
Quy đổi tiết diện:
b'f 1500mm
b 400mm
hf
300 400
350mm
2
Hình 1-8: Quy đổi tiết diện
Ta có:
Mγf R bb hb f' h f' 0.5h
o
3
1 11.5
� 10� 1.5
� 0.35
�
'
f
0.6
� 0.5 0.35
� 2565
.9 kNm
Trục trung hòa đi qua cánh, tính theo tiết diện chữ nhật (1500700)mm.
Cách tính toán cốt thép như ở gối.
Với: α R 0.429
ξ R 0.623
μ min 0.05%
μ max 2.56%
Bảng 1- 10: Chọn thép ở nhịp
Nhịp
AB
M
(kNm)
283.63
αm
ξ
0.05
0.05
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
As
μ
(mm2)
1728.70
(%)
0.22
chọn thép
A sc
425
(mm2)
1963
Trang 19
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
BC
CD
DE
0.06
0.03
0.05
376.39
200.70
317.99
0.06
0.03
0.05
2312.74
1214.60
1943.90
0.32
0.16
0.22
225 230
325
425
2886
1472
1963
Tính toán cốt thép đai:
Tiến hành tính toán cho tiết diện chữ nhật của dầm (400x700)mm
Từ kết quả lực cắt sau khi sử dụng phần mềm Sap2000 ta được Q max 524 kN
Sử dụng Bêtông B20 và thép CII:
Bêtông B20 có: Rb = 11.5 Mpa, Rbt = 0.9 Mpa, Eb = 27000 Mpa
Thép CII có: Rsw = 225 Mpa, Es = 210000 MPa
10 mm
Chọn đường kính cốt đai:
, đai 3 nhánh (n=3).
Kiểm tra khả năng chống nén vỡ của bêtông:
Q max 524 kN �0.3φw1φb1 γb R b bho
0.3 ��
1 1 0.01��
1 11.5 ��
1 11.5 �103 �0.4 �0.6 732.78 kN
Bêtông không bị nén vỡ dưới tác dụng của ứng suất nén chính.
Kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông:
Q max 524 kNφ b3
1 φ
f
φ γn Rb bh
bt
o
0.6 � 1 0 0 ��
1 0.9 �103 �0.4 �0.6 129.6kN
Cần phải tính toán cốt đai.
Tính toán khoảng cách giữa các cốt đai ở vùng gần gối (l/4):
2
Stt R sw nπd sw
φ b2 1 φ f φ n
γ bR bt bh o2
2
Q
225 �103 �3π� 0.01
�
2
1.5 � 1
�
1��
0.9 10
� 3 0.4
� 0.6
�
2
524
φ 1 φf φ n
1.5 � 1
2
SγmaxR bhb4
1 b 0.9
��0.37�
bt 10
o 0.4 0.6
Q
524
3
2
0.15m
� �
2
m
h
Sct �min( ;150 mm)
2
= min(350mm; 150mm) = 150mm
Chọn S = min( Stt; Smax; Sct) = 150mm
Tính khoảng cách cốt đai ở giữa nhịp:
Sct min( 0.75h; 500mm) = min(525mm; 500mm) = 500mm
Chọn Sct = 300mm
Chiều dài đoạn thép nối:
Các số liệu tra bảng 36 TCVN 5574-2012:
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 20
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Ở gối:
lan � lan 250mm
lan � an 20 �30 600mm
� Rs
�
280
lan ��
an
an �
� (0.9 �
11) �30 987.4mm
1�11.5
� γb R b
�
Chọn lan = 1000mm.
Ở nhịp:
lan � lan 200mm
lan � an 15 �30 450mm
lan
� Rs
�
280
lan��
an
an �
� (0.65 �
8) �30 714.8mm
R
1
�
11.5
� b b
�
Chọn lan = 750mm.
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MÓNG CỌC
2.1. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT
Địa chất gồm 5 lớp đất và 1 lớp đất san lấp, gồm 2 hố khoan và mỗi hố sâu -40.0m
Mực nước ngầm ở KH1 là -1.4m và ở HK2 là -1.2m
Lớp san lấp:
Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu tại các hố khoan : HK1=1.9m; HK2=1.6m là lớp đất san
lấp thành phần gồm: Cát san lấp hạt trung đến thô màu xám vàng. Tiếp theo là những lớp
đất được mô tả như sau :
Lớp đất số 1 : Bùn sét – chảy.
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 21
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Bùn sét màu xám tro xám đen, trạng thái chảy. Lớp 1 xuất hiện tại các hố khoan : HK1 từ
độ sâu 1,9m đến độ sâu 9,8m – bề dày 7,9m; HK2 từ độ sâu 1,6m đến độ sâu 8,4m – bề
dày 6,8m. Sức kháng xuyên động chuỳ tiêu chuẩn (SPT) N= 1 đến 3.
Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của phân lớp như sau :
- Độ ẩm tự nhiên
:
W = 87,9 %
-
Dung trọng ướt
:
w = 1,424 g/cm3
-
Dung trọng khô
Tỷ trọng
Lực dính đơn vị
Góc ma sát trong
:
:
:
:
k
C
= 0,770 g/cm3
= 2,567
= 0,086 kG/cm2
= 3o54’
Lớp đất số 2 : Sét pha – dẻo mềm đến dẻo cứng.
Sét pha xen kẹp lớp mỏng sét màu xám vàng, xám xanh, xám đỏ, xám trắng, trạng thái dẻo
mềm đến dẻo cứng. Lớp 2 xuất hiện tại hố khoan HK1 từ độ sâu 9,8m đến độ sâu 13,2m –
bề dày 3,4m. HK2 từ độ sâu 8,4m đến độ sâu 12,5m – bề dày 3,1m. Sức kháng xuyên động
chuỳ tiêu chuẩn (SPT) N= 8 đến 13.
Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của phân lớp như sau :
Độ ẩm tự nhiên
:
Dung trọng ướt
:
Dung trọng khô
:
Tỷ trọng
:
Lực dính đơn vị
:
Góc ma sát trong
:
W = 25,3 %
w = 1,914 g/cm3
k = 1,529 g/cm3
= 2,687
C = 0,202 kG/cm2
= 11o49’
Lớp đất số 3 : Sét lẫn bột - nửa cứng.
Sét lẫn bột màu xám xanh, xám vàng, nâu đỏ , trạng thái nửa cứng. Lớp số 3 xuất hiện tại
các hố khoan : HK1 từ độ sâu 13,2m đến độ sâu 15,0m – bề dày 1,8m; HK2 từ độ sâu
13,2m đến độ sâu 14,6m – bề dày 1,4m. Sức kháng xuyên động chuỳ tiêu chuẩn (SPT) N=
16.
Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp như sau :
Độ ẩm tự nhiên
Dung trọng ướt
Dung trọng khô
Tỷ trọng
Lực dính đơn vị
Góc ma sát trong
:
:
:
:
:
:
W = 23,3 %
w = 1,968 g/cm3
k = 1,597 g/cm3
= 2,692
C = 0,379 kG/cm2
= 15o53’
Lớp đất số 4 : Cát pha - dẻo.
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 22
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Cát pha màu nâu vàng, xám xanh, đôi chỗ có lẫn sạn sỏi thạch anh, trạng thái dẻo. Lớp số
4 xuất hiện tại các hố khoan : HK1 từ độ sâu 15,0m đến độ sâu 18,2m – bề dày 3,2m; HK2
từ độ sâu 14,6m đến độ sâu 19,1m – bề dày 4,5m. Sức kháng xuyên động chuỳ tiêu chuẩn
(SPT) N= 15 đến 19.
Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp như sau :
Độ ẩm tự nhiên
Dung trọng ướt
Dung trọng khô
Tỷ trọng
Lực dính đơn vị
Góc ma sát trong
: W = 22,5 %
: w
= 1,964 g/cm3
: k = 1,603 g/cm3
: = 2,672
: C = 0,081 kG/cm2
: = 23o49’
Lớp đất số 5 : Cát mịn đến trung – chặt vừa đến chặt.
Cát hạt mịn đến trung lẫn bột, đôi chỗ có lẫn sỏi sạn màu nâu vàng, xám xanh, trạng thái
chặt vừa đến chặt. Lớp số 5 xuất hiện tại các hố khoan : HK1 từ độ sâu 18,2m đến độ sâu
kết thúc khoan 40,0m – bề dày đã phát hiện là 21,8m; HK2 từ độ sâu 19,1m đến độ sâu kết
thúc khoan là 40.0m – bề dày đã phát hiện là 20,9m. Sức kháng xuyên động chuỳ tiêu
chuẩn (SPT) N= 17 đến 42.
Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của lớp như sau :
- Độ ẩm tự nhiên
:
- Dung trọng ướt
:
- Dung trọng khô
:
- Tỷ trọng
:
- Lực dính đơn vị
:
- Góc ma sát trong
:
2.2. SƠ ĐỒ MÓNG CỌC VÀ SỐ LIỆU TẢI TRỌNG
W = 18,6 %
w = 2,044 g/cm3
k = 1,724 g/cm3
= 2,665
C = 0,039 kG/cm2
= 31o05’
Sơ đồ móng cọc:
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 23
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Hình 2- 9: Sơ đồ móng
Tải trọng tính toán :
Bảng 2- 11: Tải tính toán
Địa chất
N tt (kN)
5B
Tải trọng tiêu chuẩn :
M tty
(kNm)
166
4435
H ttx (kN)
169
Bảng 2-12: Tải tiêu chuẩn
M tcy
N tc (kN)
Hệ số vượt tải
(kNm)
144.35
3856.52
n = 1.15
2.3. VẬT LIỆU SỬ DỤNG
H tcx (kN)
146.96
Bảng 2-13: Thông số bêtông
Cấu kiện
Cấp độ bền
Rb (MPa)
Rbt (MPa)
Eb (MPa)
Cọc
B30
17
1.2
32.5 �103
Đài cọc
B30
17
1.2
32.5 �103
Trong đó:
Rb : cường độ chịu nén tính toán dọc trục của bêtông
Rbt : cường độ chịu kéo tính toán dọc trục của bêtông
Eb : môđun đàn hồi ban đầu của bêtông khi nén và kéo
Bảng 2-14: Thông số cốt thép
Nhóm thép
SD390 �10
Rs (MPa)
365
Rsc (MPa)
365
Rsw (MPa)
290
Es (MPa)
SR235 10
225
175
225
21�104
21�104
Rs : cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép dọc
Rsw : cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép ngang
Rsc : cường độ chịu nén tính toán của cốt thép
Es : môđun đàn hồi của cốt thép
2.4. CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC CỌC
Chọn sơ bộ kích thước cột:
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 24
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
k �N tt (1.1 �1.5) �4435
A
(0.286 �0.392)m 2
3
Rb
17 �10
với k = 1.1÷1.5
=> Chọn cột 500x600mm
Chọn chiều cao đáy đài là 1.2m
Chọn cọc vuông có tiết diện là (b c �b c ) (400 �400) mm
2
Diện tích mặt cắt ngang của cọc A b 0.4 �0.4 0.16m
Chu vi mặt cắt ngang của cọc C 4 �0.4 1.6m
Cao trình mặt đất tự nhiên là -1.9m
Chọn chiều sâu đài móng là -2m
Chọn đoạn cọc neo trong đài là 0.1m
Chọn đoạn đập đầu cọc là 0.6m
Chọn chiều dài cọc: Dựa vào báo cáo thí nghiệm xuyên động bằng chùy tiêu chuẩn ta thấy
lớp đất tốt bắt đầu ổn định ở độ sâu -34.5m (thuộc lớp 5), dựa vào TCVN 10304-2014 yêu
cầu mũi cọc phải cắm vào lớp đất tốt một đoạn tối thiểu là 1.2m. Do đó ta chọn chiều dài
tính toán cọc thi công là: Ltt=34.5-1.9-2+1.2=31.8m.
Chiều dài thực tế phải gia công bao gồm chiều dài tính toán, chiều dài đoạn ngàm cọc
trong đài (Lng) và chiều dài đoạn mũi cọc (Lm):
L=Ltt+Lng+Lm=31.8+(0.6+0.1)+0.4=32.1m.
Chia thành 3 đoạn cọc dài 10.7m
Chọn lớp bêtông bảo vệ cốt thép dọc là a = 40mm.
Chọn 425 có
A sc 1963.5mm 2 �
A sc
1963.5
1.22%
A
400 �400
Chọn thép đai 8
2.5. KIỂM TRA CỌC THEO ĐIỀU KIỆN VẬN CHUYỂN VÀ LẮP DỰNG
Theo TCVN 10304-2014
2.5.1. Vận chuyển
q(0.3L) 2
0.045qL2
2
q(L 2 �0.3L) 2 q(0.3L) 2
M2
0.025qL2
8
2
M1
SVTH: NGUYỄN TIẾN ĐẠT - MSSV:1551160070
Trang 25