đồ án nền móng tham khảo ĐH GTVT

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

MỤC LỤC


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

CHƯƠNG 1. THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT
1.1. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT
• Hố khoan gồm lớp đất mặt và 3 lớp địa chất bên dưới
• Mực nước ngầm ở độ sâu 6.6 (m)
1.1.1. Lớp đất mặt:
Sét, sét pha màu nâu đen lẫn rễ cây, trạng thái nữa cứng. Lớp xuất hiện từ bề mặt địa
hình tự nhiên, độ sâu đáy lớp thay đổi từ 2.973m (HK1). Bề dày lớp trung bình là
1.5m.
1.1.2. Lớp đất số 1:
Sét pha lẫn laterit màu nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng đến nữa cứng. Độ sâu đáy lớp
-0.027m (HK1). Bề dày lớp là 3m. Có các tính chất cơ lý dặc trưng như sau:
- Độ ẩm
: W = 19.9%
- Dung trọng tự nhiên
: γw = 1.916 g/cm3
- Lực dính đơn vị
: c = 0.337 kG/cm2
- Góc ma sát trong
: φ = 16o28'
1.1.3. Lớp đất số 2a:
Cát trung, thô đôi chỗ cát mịn lẫn bột màu vàng, xám vàng, trạng thái chặt vừa. Lớp
xuất hiện ngay sau lớp 1, độ sâu đáy lớp -8.527m (HK1). Bề dày lớp là 8.5m. Có các
tính chất cơ lý dặc trưng như sau:
- Độ ẩm

: W = 22.3%
- Dung trọng tự nhiên
: γw = 1.949 g/cm3
- Lực dính đơn vị
: c = 0,027 kG/cm2
- Góc ma sát trong
: φ =
28o1'
1.1.4. Lớp đất số 2b:
. Lớp xuất hiện ngay sau lớp 2a, độ sâu đáy lớp -25.527m (HK1). Bề dày lớp là 17m.
Có các tính chất cơ lý dặc trưng như sau:
- Độ ẩm
: W = 23.7%
- Dung trọng tự nhiên
: γw = 1.946 g/cm3
- Lực dính đơn vị
: c = 0,025 kG/cm2
- Góc ma sát trong
: φ = 28o01'
1.1.5. Kết luận:


ĐỒ ÁN NỀN MĨNG 1
PL 3

MẶ
T CẮ
T ĐỊA CHẤ
T CÔ
NG TRÌNH QUA HK1 - HK2 - HK3

Cô
ng trình :
Đòa điể
m:
Cao độ
(m)

KÝHIỆ
U ĐỊ
A CHẤ
T & LỚ
P ĐẤ
T

6.0
4.0

4.473

0.0

4.505

0.0

2.973

1.5

3.005

1.5

2.0
0.0

4.5

0.0

3.539

1.0

Lớ
p đấ
t phủ
:
Sé
t, sé
t pha mà
u nâ
u đen lẫ
n rễcâ
y, trạng
thá
i nử
a cứ
ng

1

1
-0.027

4.539

0.005

4.5

-4.495

9.0

-5.595

10.5

1.039

3.5

-0.481

5.0

Lớ
p số1:
TK1

1

-2.0

Sé
t pha lẫ
n laterit mà
u nâ
u đỏ
, trạng thá
i
dẻ
o cứ
ng đế
n nử
a cứ
ng
Phụ lớ
p 2a :

2a

-4.0
-6.0
2a

2a
2b

-8.0
-8.527

Cá
t trung, thôđô
i chỗcá
t mòn lẫ
n bộ
t mà
u
và
ng, xá
m và
ng,, trạng thá
i chặ
t vừ
a

TK2

-8.481

13.0

Phụ lớ
p 2b:
Cá
t mòn lẫ
n bộ
t mà

u xá
m và
ng, đô
i chỗlẫ
n
ít sé
t, trạng thá
i chặ
t vừ
a

13.0

Thấ
u kính 1:

-10.0
TK1

-12.0

-12.495

Cá
t pha mà
u xá
m xanh, trạng thá
i dẻ
o.

17.0

Thấ
u kính 2:

-14.0
TK2
-16.0

Sé
t pha mà
u xá
m và
ng, trạng thá
i dẻ
o cứ
ng.
Thấ
u kính 3:

-18.0
2b

2b

TK3

-20.0

Sé

t pha nhiề
u cá
t mà
u và
ng, trạng thá
i nử
a
cứ
ng.

-22.0

Ranh giớ
i cá
c lớ
p.
-24.0
-26.0

-25.527

-24.795
-25.495

30.0

29.3
30.0 TK3

-25.481

30.0

-28.0

Khoả
ng cá
ch (m)

HK2

HK3

4.505

4.473

Cao độ(m)

4.539

HK1

Kýhiệ
u hốkhoan

42.5

51.0

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ MÓNG BĂNG
2.1. SƠ ĐỒ MÓNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TOÁN
Stt

Địa
chất

No
(kN)

Mo
(kN.m)

Ho
(kN)

10

DC1

400.1

20

22.5

L1

1.8m

L2
6.0m

L3
4.2m

Cột 1
Lực dọc N(kN)
240.06
Momen M(kNm) 10
Lực ngang H(kN) 13.5

L4
1.5m

Cột 2
280.07
16
15.75

Cột 3
400.1
22
24.75

Cột 4
320.08
18

18

Cột 5
200.05
12
11.25


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

2.2. CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG
• Móng làm bê tông cốt thép gồm:
-

Bê tông B20(M250) có:
+ Cường độ chịu nén Rb=11.5 MPa
+ Cường độ chịu kéo Rbt=0.9 MPa
+ Mô đun đàn hồi E=27000 MPa
- Cốt thép:
+ Thép chịu lực (Ø >= 10): CII (SD295) có cường độ chịu kéo Rs=280 MPa,
Rsw=225 MPa
+ Thép đai (Ø < 10): CI (SN235) có cường độ chịu kéo Rs=225 MPa, Rsw=175
MPa
• Hệ số vượt tải: n = 1.15
• Trọng lượng riêng trung bình của bê tông và đất:

= 22kN/m3

2.3. CHỌN ĐỘ SÂU CHÔN MÓNG
Chọn độ sâu chôn móng Df = 2m

2.3.1. Chọn tiết diện cột

(cm2)
 Chọn tiết diện cột bc hc = 30 30 = 900 (cm2)
2.3.2. Xác định kích thước móng sơ bộ

B

hs

bc

ho

bs

h

bc


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

Ghi chú:
B: bề rộng móng
hs: chiều cao dầm móng
bs: bề rộng dầm móng
h: chiều cao cánh móng
bc: bề rộng cánh móng
2.3.1.2. Chiều cao và bề rộng dầm móng

• Chiều cao móng:

 Chọn hd = 0.7 m
• Bề rộng dầm móng:

 Chọn bd = 0.4 m

2.4. LỰC TÁC DỤNG LÊN MÓNG

2.4.1. Khoảng cách từ điểm đặt lực đến trọng tâm đáy móng:


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

2.4.2. Tổng hợp lực và momen tại tâm đáy móng:

= 444.111 kNm
Mtt = 444.111 + 54 = 498.111 kNm
2.4.3. Quy đổi giá trị tiêu chuẩn:


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

2.5. XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNGCác chỉ tiêu cơ lí nơi đặt
móng
2.5.1. Chiều dài đầu thừa

 Vậy chọn La= Lb= 0.5 (m)
2.5.2. Chiều dài móng:
L = La+ L1+ L2+L3+L4+Lb = 0.5+1.8+6+4.2+1.5+0.5 = 14.5 (m)

2.5.3. Xác định bề rộng móng băng

• Giả sử B = 1m
Lớp đất mặt:
+ Bề dày: 1.5m
+ Dung trọng:
18kN/m3
- Lớp 1: sét
+ Bề dày: 3m
+ Dung trọng tự nhiên: γw =19.16 kN/m3
+ Lực dính đơn vị: c = 33.7 kN/m2
+ Góc ma sát trong: = 16o28'
Từ góc nội ma sát, tra bảng ta được các hệ số:
A
0.376
B
2.497
D
5.072
o
φ=16 28' Nc
14.09
Nq
5.17
Nγ
3.40

• Phụ tải hông:

• Sức chịu tải tiêu chuẩn:

Chọn m1 =1.2; m2 = 1; ktc = 1 (theo TCVN 9362:2012)


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

• Xét điều kiện áp lực:

Mà F=b*l
b
=
 Chọn b = 1.2m
2.5.4. Kiểm tra ổn định nền

• Tính lại

1.2

với B = 1.2m:

= 390 kN/m2

=> Đảm bảo điều kiện ổn định nền


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

2.5.5. Kiểm tra cường độ

• Điều kiện cường độ đất nền

• Sức chịu tải tới hạn

• Áp lực tính toán cực đại

• Kiểm tra

 Thỏa điều kiện cường độ đất nền
2.5.6. Kiểm tra điều kiện biến dạng trượt

• Điều kiện ổn định trượt:

• Lực ma sát giữa móng và nền đất:


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

• Áp lực đất chủ động Ea được tính như sau:

Với Ka là hệ số áp lực chủ động:
: là ứng suất đất nền theo phương thẳng đứng tại vị trí ngang đáy móng

• Áp lực đất bị động Ep được tính như sau:

Với Ka là hệ số áp lực chủ động:

• Kiểm tra điều kiện ổn định trượt:

 Đảm bảo điều kiện ổn định trượt
1 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN BIẾN DẠNG NỀN

• Chia mỗi lớp phân tố bề dày: hi=

m

 Chọn hi= 0.6 (m)

• Áp lực gây lún trung bình tại tâm đáy móng:

• Độ lún:
• Bảng tính lún móng băng
Lớp

Lớp
phân
tố

Chiều
dày

z
(m)

z/b

ko
(kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2)

(cm)

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

1

0.0

0

0

1

36.58

77.66

0.6

0.6

0.5

0.818

48.08

63.53

2
0.6

1

1.2

1

0.55

59.57

1.8

1.5

0.397

71.07

2.4

2

0.306

82.56

2

6

0.6

3.0
3.6

2.5
3

0.248
0.207

94.06
105.74

53.12

0.00013

0.415

36.77

0.00013

0.288

27.28

0.00013

0.213

21.49

0.00013

0.168

17.67

0.00015
6

0.165

23.60

5
0.6

0.552

30.75

4
0.6

0.00013

42.54

3
0.6

70.60

19.26
16.08

Trong đó:
- z là độ sâu phân lớp tính từ đáy móng
- ko là hệ số tra bảng dựa vào tỉ số L/b và z/b
-

là ứng suất hữu hiệu đất nền tại đầu lớp phân tố

-

là ứng suất hữu hiệu đất nền tại đáy lớp phân tố

-

là ứng suất gây lún do tải trọng ngoài (móng) gây thêm

-

-

là áp lực đất trung bình ở giữa lớp phân tố

là hệ số nén lún
Si là độ lún ở mỗi lớp phân tố

• Biểu đồ phân bố ứng suất dưới đáy móng


600

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

• Tính toán đến phân tố thứ 6 thì dừng vì:
• Tổng độ lún:

 Đảm bảo điều kiện biến dạng nền

2

CHỌN CHIỀU CAO MÓNG
1 Điều kiện xuyên thủng
• Sơ đồ tháp xuyên thủng móng băng


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

ha

45o

ho

bs

45o

Ptbnet

(kN/m2)
(m2)
(kN)

• Điều kiện xuyên thủng:

(m)
Cột

Ntt
(kN)

Li
(m)

Li-1
(m)

S
(m2)

Pnettt
(kN/m2)

Um
(m)

h0
(m)

1
2
3
4

240.06
280.07
400.1
320.08

0.5
1.8
6.0
4.2

1.8
6.0
4.2
1.5

1.38
4.68
6.12
3.42

173.96
59.84
65.38
93.59

2.3
7.8
10.2
5.7

0.08
0.03
0.04
0.05

5

200.05

1.5

0.5

1.2

166.71

2.0

0.08

• Bảng tính ho theo điều kiện xuyên thủng
Chọn ho = 0.1m


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

• Theo điều kiện chịu cắt: (Tính trên một lát cắt có bề rộng b = 1m)

(Pnet)MAX
400
Q (kN)

• Sơ đồ tính và biểu đồ lực cắt của cánh móng

= 173.96 kN/m2

Để cánh móng thỏa điều kiện bền cắt thì:

Vậy từ điều kiện xuyên thủng và điều kiện bền cắt ta chọn ho = 0.25m
 hm = 0.25 + 0.05 = 0.3m


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

200

300

700

400

1200
Kích thước móng

2.6. TÍNH NỘI LỰC MÓNG BĂNG THEO GIẢ THIẾT DẦM MÓNG TRÊN
NỀN ĐÀN HỒI
2.6.1. Sơ đồ tính (Mô hình nền WINKLER)

N1tt

N2tt

M1tt

H1tt

H2tt

la

l1

0.05m

0.1m

0.1m

N3tt

M2tt

N4tt

M3tt

H3tt

l2

N5tt

M4tt

H4tt

l3

M5tt

H5tt

l4

lb

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

2.6.2. Hệ số nền

• Theo công thức nền móng:

• Theo Terzaghi:

Trong đó :

với

(Tra bảng với đất SÉT – TT DẺO CỨNG)

=>

=>

• Theo Scott:
K0.3 = 1.8N = 1.8×18 = 32.4 (MN/m3) = 32400 (kN/m3)
Với N là số búa đã hiệu chỉnh từ TN SPT

=>

=>

• Chọn K = max (K1, K2, K3) = 8629 (kN/m3)
Xác định độ cứng của lò xo:

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

• Chọn K = min (K1, K2, K3) = 4339 (kN/m3)
Xác định độ cứng của lò xo:

2.6.3. Tính toán nội lực bằng SAP2000

• Chọn K = 4314 (kN/m3) để tính


Hình – Biểu đồ
momen M (kNm)
Hình – Biểu đồ lực
cắt Q (kN)
Giá trị momen
M (kN.m)
Gối 1
Gối 2
Gối 3
Gối 4
Gối 5
Nhịp 2
Nhịp 3
Nhịp 4
Nhịp 5

40,28
-64.47
28.50
25.47

32.81
-73.60
-323.81
-194.96
-11.73
2.7. TÍNH TOÁN CỐT THÉP
2.7.1. Quy đổi tiết diện
• Đặc trưng hình học tiết diện móng:


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

bd

hb

ha hc

hd

bc

B
• Tiết diện quy đổi:

bd

ha hqd

hd

bc

B
Gọi z0 là khoảng cách từ đáy móng đến trọng tâm móng:
Theo công thức tổng quát ta có:

Theo công thức tổng quát ta có:


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

Xác định vị trí trục trung hòa:

Ta có: Mf > Mmax=429.46(kN.m). Vậy trục trung hòa đi qua cánh.
Xét tiết diện:
-Tại gối: Tiết diện tính toán theo hình chữ nhật nhỏ có kích thước:
bd hd = 0.4 0.7 = 0.28 (m2)
-Tại nhịp: tiết diện tính toán theo hình chữ nhật lớn có kích thước:
B hd = 1.2 0.7 = 0.84 (m2)

Số liệu tính toán:
-Bê tông B20 có Rb=11.5 MPa; Rbt=0.9 MPa;
-Thép dọc chịu lực SD295 có: Rs=280 MPa
-Thép đai SD235 có: Rsw= 225 MPa hoặc SD295 có Rsw=280 MPa
-Hệ số làm việc bê tông làm việc theo trạng thái bình thường ɣ=1


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

1
6

3
5

2

4

Bố trí thép trong móng băng

2.7.2. Tính toán cốt thép theo phương dọc (cây 1, 2).
Có 9 mặt cắt tại vị trí mô men và lực cắt lớn nhất ở nhịp và gối. Tính toán cụ thể tại
mặt cắt số 1 và 2, làm tương tự với các mặt cắt còn lại.
-

Tại nhịp (B hd=1.2 0.7=0.84) (m) – thép số 1

Xét mặt cắt 2-2:
Chọn a= 50 (mm) => h0=h-a=0.7 - 0.05= 0.65 (m)

Chọn thép: Asc
Hàm lượng cốt thép chỉ tính trong phần sườn:


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

Kiểm tra khả năng chịu lực:

Nếu [M]>M => Đạt yêu cầu, nếu không tính lại.

α

ξ

As
(mm
2
)

Nhịp
73.60
2

0.01
3

0.01
3

416

Nhịp 323.8
3
1

0.05
6

0.05
8

1858

Nhịp 194.9
4
6

0.03
3

0.03
4

1089

Nhịp
11.73
5

0.00
2

0.00
2

64

Vị

trí

M
kNm

-

Chọn
thép

4 20

6 20

4 20

2 20

Asc
(mm
2
)

μ
%

Δ
%

ξ

α

[M]
(kNm
)

α

[M]
(kNm
)

1257

1885

1257

628

Thép tại gối (bd×hd = 0.4×0.7 = 0.28 m2):

Vị
trí

M
(kNm α
)

ξ

As
(m
m2)

Gối
1

28.83

0.01
5

0.01
5

160

Gối
2

64.47

0.03
3

0.03
4

-363

Gối
3

28.50

0.01
5

0.01
5

160

Gối
4

25.47

0.01
3

0.01
3

139

Chọn
thép

2 16

2 16

2 16

2 16

Asc
(mm
2
)
402

402

402

402

μ
Δ
ξ
(%) (%)


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

32.81

0.01
7

0.01
7

182

402

2 16

• Gối 2 là momen âm nên không cần bố trí thêm thép lớp dưới
2.7.3. Tính thép theo phương ngang (cây số 4):
Sơ đồ tính là dầm console

bc

ho

Gối
5

Ptbtt(net)
Sơ đồ tính thép theo phương ngang

Xét chiều dài L=1m:

Diện tích cốt thép:

Diện tích 1 cây thép
Số thanh thép cần là:

=> Chọn 3 cây.


ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

Bước thép:

=> Chọn a= 200mm

Vậy cốt thép theo phương cạnh ngắn là:
2.7.4. Tính thép đai (cây số 6):
Dùng giá trị lực cắt lớn nhất để tính toán: Qmax = 218 kN

Vậy bê tông không đủ chịu lực cắt nên cần phải tính cốt đai cho dầm.
Chọn cốt đai

, 4 nhánh:

n=4,

Cấu kiện chịu uốn, tiết diện tính toán là tiết diện hình chữ nhật nên

Kiểm tra phá hoại dòn cho cốt đai:

=> Đạt yêu cầu, không xảy ra hiện tượng phá hoại dòn
Kiểm tra khả năng chịu lực khi có cốt đai tham gia:

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG 1

=>Đạt yêu cầu, không tính cốt xiên.

Tại vị trí giữa nhịp:

 Chọn
Vậy trên đoạn dầm gần gối tựa (L/4) dung cốt đai
Vậy trên đoạn dầm giữa nhịp (L/2) dung cốt đai
2.7.5. Chọn cốt giá (cây số 3):

, 4 nhánh có s= 100mm
, 4 nhánh có s= 200mm

Chọn 2 12
2.7.6. Chọn thép theo phương cạnh dài (cây số 5):
Chọn thép cấu tạo

10a200