Thuyết minh đồ án nền móng

Thuyết minh đồ án nền móng

THIẾT KẾ MĨNG NƠNG TRÊN NỀN ĐẤT THIÊN NHIÊN
1.Xác định tải trọng truyền xuống đỉnh móng
 Tải trọng tác dụng lên móng:
N 0tt = 740( kN )
M 0tt = 80( kNm )
Q0tt = 10( kN )

 Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đỉnh móng:
N 0tt 740
N =
=
= 634,48( kN )
n
1,15
tc
0

M 0tc =
Q0tc =

M 0tt
80
=
= 69,57( kNm)
n
1,15

Q0tt
10

=
= 8,7( kN )
n
1,15

2.Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn của khu đất xây dựng:
-

Đánh giá nền đất:
+ Dựa vào kết quả bảng “ Báo cào khảo sát địa chất cơng trình” từ đó lập được
bảng chỉ tiêu cơ lý.
+ Mặt cắt địa chất khu vực đặt móng cơng trình:

Tên và trạng thái từng lớp:
- Lớp 1:
1


Thuyết minh đồ án nền móng
+ Chiều dày lớp đất: 1m
+ Độ ẩm tự nhiên: W=34,2%
+ Giới hạn nhão: Wnh = 34,9%
+ Giới hạn dẻo: Wd = 31%
3
+ Dung trọng tự nhiên: gw = 17( kN / m )
+ Tỉ trọng hạt: D = 2,66
0
+ Góc ma sát trong: j = 9
2

+ Lực dính: C = 8( kN / m )
+ Đánh giá trạng thái của đất theo chỉ tiêu độ sệt B:
Chỉ số dẻo: A = Wnh - Wd = 34,9 - 31 = 3, 9%
� Đất cát pha
B=

W - Wd 34, 2 - 31
=
= 0,821
A
3,9

Độ sệt:
Nhận xét: 0 �B �1 Đất thuộc nhóm cát pha ở trạng thái dẻo.
Tính hệ số rỗng e01 cho lớp đất thứ 1:
3
Ta có : g = gw = 17( kN / m ) ( vì đất có độ ẩm tự nhiên)

Nên hệ số rỗng của e02 :
e02 =

D.gn .(1 + 0,01.W)
2,66.10.(1 + 0,01.34, 2)
- 1=
- 1 = 1,099
gw
17

� Dựa vào chỉ tiêu độ sệt B= 0,821 và hệ số rỗng e02 = 1,099 là lớp đất có thể làm móng

cho cơng trình.
-

Lớp 2:
+ Chiều dày lớp đất: 3,6m
+ Độ ẩm tự nhiên: W=34%
+ Giới hạn nhão: Wnh = 37%
+ Giới hạn dẻo: Wd = 28%
3
+ Dung trọng tự nhiên: g = 18,8( kN / m )
+ Tỉ trọng hạt: D = 2,68
0
+ Góc ma sát trong: j = 20
2

+ Lực dính: C = 20( kN / m )
+ Đánh giá trạng thái của đất theo chỉ tiêu độ sệt B:
Chỉ số dẻo: A = Wnh - Wd = 37 - 28 = 9%
� Đất sét pha
2


Thuyết minh đồ án nền móng
W - Wd 34 - 28
=
= 0,667
A
9
Độ sệt:
Nhận xét: 0,5 < B �0,75 Đất thuộc nhóm sét pha ở trạng thái dẻo mềm.

Tính hệ số rỗng e02 cho lớp đất thứ 2:
B=

3
Ta có : g = gw = 18,8(kN / m ) ( vì đất có độ ẩm tự nhiên)

Nên hệ số rỗng của e02 :
e02 =

D.gn .(1 + 0,01.W)
2,68.10.(1 + 0,01.34)
- 1=
- 1 = 0,910
gw
18,8

� Dựa vào chỉ tiêu độ sệt B= 0,667 và hệ số rỗng e02 = 0,910 là lớp đất trung bình có thể

làm móng cho cơng trình.
-

Lớp 3:
+ Chiều dày lớp đất: chưa kết thúc trong phạm vi khảo sát.
+ Độ ẩm tự nhiên: W=29%
+ Giới hạn nhão: Wnh = 57%
+ Giới hạn dẻo: Wd = 28%
3
+ Dung trọng tự nhiên: g = 19,5( kN / m )
+ Tỉ trọng hạt: D = 2,74
0

+ Góc ma sát trong: j = 20
2

+ Lực dính: C = 38(kN / m )
+ Đánh giá trạng thái của đất theo chỉ tiêu độ sệt B:
Chỉ số dẻo: A = Wnh - Wd = 57 - 28 = 29%
� Đất sét
W - Wd 29 - 28
=
= 0,034
A
29
Độ sệt:
Nhận xét: 0 �B �0, 25 Đất thuộc nhóm sét pha ở trạng thái nửa rắn.
Tính hệ số rỗng e03 cho lớp đất thứ 2:
B=

3
Ta có : g = gw = 19,5(kN / m ) ( vì đất có độ ẩm tự nhiên)

Nên hệ số rỗng của e02 :
e02 =

D.gn .(1 + 0,01.W)
2,74.10.(1 + 0,01.29)
- 1=
- 1 = 0,813
gw
19,5

� Dựa vào chỉ tiêu độ sệt B= 0,034 và hệ số rỗng e02 = 0,813 là lớp đất khó có thể làm

móng cho cơng trình.
3


Thuyết minh đồ án nền móng
-

-

-

Địa chất thuỷ văn:
Với các chỉ tiêu đã được tính tốn ở các lớp đất nhìn chung lớp đất 1 và 2 đều là
các lớp đất có thể làm nền cho móng cho cơng trình, có thể làm móng bê tơng cốt
thép. Để đảm bảo chiều sâu chơn móng thích hợp ta đặt móng ở lớp đất thứ 2.
Bố trí cơng trình:
Để đảm bảo quy hoạch về tổng thể và thiết kế, đồng thời cũng đảm bảo an tồn. Ta
chọn và bố trí cơng trình nằm trên vị trí lỗ khoan để các lớp đất làm nền móng
cơng trình gần sát với thực tế khi khảo sát địa chất và tính tốn.
Điều kiện địa hình:
Địa hình mặt bằng đã được san lấp bằng phắng, sau đó, đắp thêm một lớp tơn nền
0,5m làm chuẩn cốt �0.000

BẢNG SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT MĨNG NƠNG

Địa
chất

D3

Tên
đất

h
(m)

W
(%)

Wnhảo
(%)

Wdẻo
(%)

γ
(kN/m3)

Δ

φ
(0)

C
(kN/m2)

Cát
pha

1

34,2

34,9

31

17

2,66

9

8

Sét
pha

3,6

34

37

28

18,8

2,68

20

20

Sét
Cứng

-

29

57

28

19,5

2,74

20

20

Bảng quan hệ giữa e và p
Địa
Chất

D3

Lớp
Đất
Cát
pha
Sét
Pha
Sét
cứng

Quan hệ e-p
e0

e1

e2

e3

e4

1,099

1,054

1,020

0,982

0,947

0,910

0,902

0,889

0,870

0,856

0,813

0,763

0,746

0,724

0,705

4


Thuyết minh đồ án nền móng
3. Chọn chiều sâu chơn móng:
Theo các yêu cầu về việc lựa chọn chiều sâu chơn móng, ta chọn chiều sâu chơn
móng h=2m ( vì đặt móng vào lớp đất thứ 2 là lớp sét pha và phải chơn vào lớp đất đó
�0,3m ).

4. Xác định kích thước đấy móng b�l:
Kích thước đáy móng thường chọn sao cho nền thoả mãn TTGH II nên được tính
tt
tt
tt
tốn với tải tiêu chuẩn: N 0 , M 0 , Q0 .

-

Giả sử chọn chiều rộng đáy móng: b=2m và chiều cao móng hm = 0,5m

-

Các chỉ tiêu cơ lý của đất theo kinh nghiệm có K tc = 1, m1 = 1,0

-

Tra bảng 3-1 “ Hướng dẫn đồ án nền và móng” có m2 = 1,0
Diện tích sơ bộ của đáy móng:
g' =

g1.h1 + g2 .h2 17.1 +18,8.1
=
=17,9( kN / m3 )
h1 + h2
2

Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng:
m1m2
( Abg + Bhg* + Dc )

K tc
Với m1 = 1,0; m2 = 1,0; K tc = 1 ;
c = c2 = 20( kN / m 2 )
Rtc =

Lực dính

0
Góc ma sát trong j = j 2 = 20 � A = 0,51; B = 3, 05; D = 5,66

� Rtc =

1.1
(0,51.2.18,8 + 3,05.2.17, 9 + 5,66.20) = 241,566( kN / m 2 )
1

Diện tích sơ bộ đáy móng:
Fsb =

N 0tc
634,48
=
= 3,21( m2 )
tc
R - gtb .h 241,566 - 22.2

2
Với gtb = 22( kN / m )

Chọn hệ số K F ; K n

e=

Ta có

M 0tt + Q0tt .hm 80 +10.0,5
=
= 0,11( m)
N 0tt
740

K F = (1 + e) : (1 + 2e)
K F = 1,11 : 1, 22
� Chọn K F = 1, 2

5


Thuyết minh đồ án nền móng
l
= 1, 2
Chọn b

Tính và chọn b:
Fsb .K F
3, 21.1, 2
=
= 1,79(m )
Kn
1, 2
� Chọn b = 1,8m

b=

� Chiều dài đáy móng: l = K n .b = 1, 2.1,8 = 2,16( m)
2
Vậy sơ bộ chọn kích thước đáy móng là: F = b �l = 1,8�2( m )

-

Kiểm tra điều kiện ổn định nền:
Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng:
1.1
(0,51.1,8.18,8 + 3,05.2.17,9 + 5,66.20) = 239,648( kN / m 2 )
1
N 0tc �
6e �
634, 48 �
6.0,11�
tc
�
�
�
pmax =
1+ �
+
g
.
h
=
1
+

+ 22.2 = 278, 41( kN / m 2 )
�
�
�
�
tb
�
�
�
�
b.l � l �
1,8.2 �
2 �
tc
�
N � 6e �
634, 48 �
6.0,11�
tc
�
�
pmin
= 0 �
1+
g
.
h
=
1
+ 22.2 = 162,08(kN / m 2 )

�
�
�
�
tb
�
�
�
�
�
�
�
�
b.l
l
1,8.2
2

Rtc =

ptbtc =

-

tc
tc
pmax
+ pmin
278, 41 +162,08
=

= 220,24( kN / m 2 )
2
2

Kiểm tra điều kiện ổn định nền:
tc
pmax
= 278, 41(kN / m 2 ) <1, 2. Rtc = 1, 2.239,648 = 287,58( kN / m 2 )
tc
pmin
= 162,08( kN / m 2 ) > 0

ptbtc = 220,04(kN / m 2 ) < Rtc = 239,648kN / m 2 )
� Thoã mãn điều kiện ổn định nền.

-

Kiểm tra điều kiện kinh tế:
tc
1, 2 Rtc - pmax
1, 2.239,648 - 278, 41
.100% =
.100% = 3, 29%
tc
pmax
278, 41
� Thoả mãn điều kiện kinh tế.

Vậy chọn h=2m, b=1,8m, l=2m.
5. Tính lún theo từng lớp phân tố:

-

Xác định áp lực gây lún tại đáy móng:
Pgl = dgl = P0 - g '.h = 220, 04 - 35,8 =184, 24(kN / m 2 )
tc
2
Với: p0 = ptb = 220, 04( kN / m )

g '.h = g1.h1 + g2 .h2 = 17.1 +18,8.1 = 35,8( kN / m 2 )

-

Áp dụng phương pháp tính lún theo các lớp phân tố, ta chia lớp đất dưới đáy móng
thành các lớp lớp phân tố có chiều dày đủ nhỏ.
Chia nền đất thành các lớp nhỏ:
6


Thuyết minh đồ án nền móng
b 1,8
hi � =
= 0, 45( m)
4
4
� Chọn hi = 0, 45(m)

Do chiều sâu chôn móng h=2m nên móng được đặt 1 phần trong lớp đất 1 là lớp
cát pha có chiều dày h=1m và 1 phần được đặt trong lớp 2 là lớp sét pha có chiều
dày h=1m. Nên chiều dày cịn lại của lớp đất thứ 2 la h=2,6m.
+ lớp sét pha: có chiều dày h=2,6m nên ta chia thành 7 lớp phân tố.

h1 = 0,35; h2 = h3 = h4 = h5 = h6 = 0, 45(m)

+ lớp sét cứng rất dày nên ta chia;
hi = 0, 45( m) ( với i=7,8,9…)

-

Tính ứng suất do trọng lượng bản thân và tải trọng ngồi gây ra ở từng lớp phân
tố:
+ Tại đáy móng:
dbt0 = �gi .hi =g1.h1 + g2 .h2 = 17.1 +18,8.1 = 35,8( kN / m 2 )
dglz=0 = pgl = 184, 24(kN / m 2 )

-

zi
z ( i- 1)
Úng suất bản thân ở độ sâu zi : s bt = gi .hi + dbt

-

s zi = k0i .dglz =0
Ứng suất bản thân ở độ sâu zi : gl

k0i phụ thuộc vào tỷ số l/b và z/b được tra bảng 3-7 “ Hướng dẫn đồ án nền và

móng”.
Áp lực nén:
+
+

p1i =

s btzi + s btz ( i- 1)
2
;

p2i = p1i + s glzi

; với

zi
gl

s =

s glz ( i- 1) + s glzi
2

Dựa vào đường cong nén lún với áp lực p ta nội suy ra e1 và e2
-

n
e - e2i
S = � 1i
.hi
i =1 1 + e1i
Tính độ lún theo cơng thức:

Ta có biểu đồ đường cong nén lún của lớp đất thứ 1,2,3 như sau:

7


Thuyết minh đồ án nền móng

e
1.099

1.054
1.020

0.982
0.947
0

50

100

200

400

p

Hình 1. Đường cong nén lún lớp đất 1

e
0.910

0.902
0.889

0.870
0.856
0

50

100

200

400

Hình 2. Đường cong nén lún lớp đất 2

8


Thuyết minh đồ án nền móng

e
0.813

0.763
0.746

0.724

0.705
0

50

100

200

400

Hình 3. Đường cong nén lún lớp đất 3

9


Thuyết minh đồ án nền móng

STT

CỨNGSÉT

SÉT PHA

LỚP

TỔNG

hi
( m)

z
( m)

Bảng tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp phân tố
z/b
P1i
 gli
 bti
K oi
l /b
( m)

2

P2i
2

e1i

e2i

Si
( m)

0

0.00

0.00

0.00

1.00

(kN
/ m2 )
184.49

( kN
/ m2 )
29.84

( kN / m )

(kN / m )

0.00

0.00

0.00

1

0.35

0.35

0.19

0.97

178.03

36.42

33.13

214.39

0.91

0.87

0.01

2

0.45

0.80

0.44

0.78

142.98

44.88

40.65

201.16

0.90

0.87

0.01

3

0.45

1.25

0.69

0.56

102.58

53.34

49.11

171.89

0.90

0.88

0.01

4

0.45

1.70

0.94

0.39

71.95

61.80

57.57

144.83

0.90

0.88

0.00

5

0.45

2.15

1.19

0.28

51.47

70.26

66.03

127.74

0.90

0.88

0.00

6

0.45

2.60

1.44

0.21

38.37

78.72

74.49

119.41

0.90

0.89

0.00

7
8

0.45
0.45

3.05
3.50

1.69
1.94

0.16

0.13

29.33
23.06

87.50
96.27

83.11
91.88

116.96
118.08

0.75
0.75

0.74
0.74

0.00
0.00

9

0.45
3.95(m
)

3.95

2.19

0.10

18.63

105.05

100.66

121.50

0.75

0.74

0.00

1.11

5

gl
9



bt
9

0.00

0.00

n

S  �Si  0.0374m  3.74cm
i 1

10


Thuyết minh đồ án nền móng

29.84
36.42
44.88
53.34
61.8
70.26
78.72
87.5
96.27
105.05

184.49

0

178.03

1

142.98

2

102.58

3

71.95

4
5
6
7
8
9

51.47
38.37
29.33
23.06
18.63

Biểu đồ phân bố ứng suất gây lún và ứng suất bản thân
6.Tính chiều cao móng:
Chiều cao móng chọn sơ bộ theo điều kiện bền khi móng chịu uốn và kiểm

tra lại điều kiện chống xun thủng của móng.
Bê tơng có cấp độ bền chiệu nén B20, nhóm thép AII.
-

Tính các giá trị lc , bc
+ Ta có: bc=0,25 (m)
+ Tính ac:
N 0tt
740
lc �bc �1,3 �  1,3 �
 0,084
Rb
11500
(m2)

11

450 450 450 450 450 450 450 450 350

2000

MÐTN


Thuyết minh đồ án nền móng
0,084
lc �
 0,336
0,
25


(m)

Chọn lc=0,35 (m)
Vậy chọn kích thước cổ móng là lc x bc = 0,35 x 0,25
-

Chọn sơ bộ chiều cao móng theo điều kiện chịu uốn:
Theo điều kiện chịu uốn phương cạnh dài l:
Ta có cơng thức:
h01 �L �

P tt �l
0,4 �lc �Rb

Trong đó:
+ lc = 0,35 (m)
L

l  lc 2  0,35

 0,825m
2
2

+
+ Rb=11500 (KN/m2)
+

tt

max

P

N 0tt � 6.e � 740 � 6.0,11 �
2

.�
1
.�
1
�
� 276,47( kN / m )
b.l � l � 1,8.2 �
2 �

N 0tt � 6.e � 740 � 6.0,11 �
2
.�
1
.�
1
�
� 134,64( kN / m )
b.l � l � 1,8.2 �
2 �
+
�
l - L�
tt

tt
tt
�
P1tt = Pmin
+�
.( Pmax
- Pmin
�
)
�
�
�
�l �
+
�2  0,825 �
2
P1tt  134,64  �
�� 276, 47  134,64   217,97( kN / m )
2
�
�
tt
Pmin


tt
Pmax
 P1tt 276,47  217,97

 247, 22( kN / m 2 )

2
2
247,22.2
h01 �0,825.
 0, 457m
0, 4.0,35.11500


P tt 

Chọn chiều cao làm việc của móng: h01 = 0,5 m
� hm = h01 + a = 0,5 + 0,05 = 0,55m

-

Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng của móng:
e=

Tính:

M 0tt + Q0tt .hm 80 +10.0,55
=
= 0,116( m)
N 0tt
740

Ta có điều kiện chống xuyên thủng của móng: Pcx �Pxt
Lực chống xuyên thủng:
12

Thuyết minh đồ án nền móng
Pcx = 0,75.Rbt .(bc + h0 ).h0
Trong đó:
+ Cường độ chịu kéo của bê tơng: B20  Rbt=900 (kN/m2)
+ h01 = 0,5 (m)
+ bc= 0,25 (m)
 Pcx  0,75.900.(0, 25  0,5).0,5  253,125( kN ) (1)
tt
Lực gây xuyên thủng: Pxt = P �S xt

Trong đó:
N 0tt � 6.e � 740 � 6.0,116 �
2
P 
.�
1
.�
1
�
� 277,09( kN / m )
b.l � l � 1,8.2 �
2 �
N 0tt � 6.e � 740 � 6.0,11 �
tt
2
Pmin 
.�
1
.�

1
�
� 134,02( kN / m )
b.l � l � 1,8.2 �
2 �
tt
P tt + Pmax
P tt = 2
2
+
(kN/m2)
�
� tt
l + lc + 2h0 �
tt
tt
P2tt = Pmin
+�
.( Pmax - Pmin
�
)
�
�
�
� 2l
�
+
tt
max

�2  0,35  2.0,5 �
P2tt  134,02  �
� 277, 09  134,02   246,3( kN / m 2 )
�
2.2
�
�
+
246,3  277,09
P tt 
 261,695( kN / m 2 )
2

2
+ S xt = b.(l - lc - 2h0 ).0,5 = 1,8.(2 - 0,35 - 2.0,5).0,5 = 0,585( m )

 Pxt  261,695.0,585  153,09( kN ) (2)

Vậy từ (1) và (2) ta thấy: Pcx = 253,125,99( kN ) �Pxt = 153,09( kN )
 Vậy móng khơng bị xun thủng.
 Vậy ta chọn chiều cao móng: hm = 0,55 (m)

13


Thuyết minh đồ án nền móng

tt
M

550

500

Ntt

tt

1800

P2

Sxt

tt
Pmax

500 350 500

tt
Pmin

500 350 500
2000
Sơ đồ tính tốn móng theo điều kiện xun thủng của móng đơn lệch tâm
7. Tính thép cho móng:
a. Tính thép theo phương cạnh dài l=2m
L
tt

P1 x b

tt

P
xb
max

MI-I

14


Thuyết minh đồ án nền móng

tt
M

550

500

Ntt

1800

B

L

2000
Sơ đồ tính momen của móng

- Mơ men tương ứng với mặt ngàm I-I qua chân cột vng góc với cạnh dài
của đáy móng.
M I I 

b.L2
tt
2. Pmax
 P1tt
6





Áp lực tính tốn tại mặt ngàm chân cột:
�
�
l - L�
2 - 0,825 �
tt
tt
tt
�
�
P1tt = Pmin
+�
.( Pmax

- Pmin
= 134,02 +�
.(277, 09 - 134,02) = 218,07( kN / m 2 )
�
)
�
�
�
�
�
�
�
�l �
� 2
�
tt
�Pmax
 277, 09( kN / m 2 )
� tt
2
�P1  218, 07( kN / m )
�
Với: �L  0,825m



M I I 

1,8.0,8252
.(2.277,07  218,07)  157,68( kNm)

6

15


Thuyết minh đồ án nền móng

- Diện tích cốt thép số 1 chịu momen uốn MI-I là:
AS 1 

M I I
157,68 �106

 1251( mm 2 )  12,51( cm 2 )
0,9 �RS �h0 0,9 �280 �500

Chọn Ф1=12 AII có fa=1,131 (cm2)
- Số cây thép số 1 cần bố trí:
A
12,51
n1 � S 1 
 11, 06
f a 1,131
� Vậy chọn n1=11 cây

- Khoảng cách của hai thanh thép:
a1 

b  100 1800  100


 170(mm)
n1  1
11  1
Vậy chọn a1= 170 (mm)

Vậy chọn:
+ Chọn thép số 1: 11Ф12 AII có fa=1,131 (cm2)
+ Khoảng cách của hai thanh thép: a1= 170 (mm)
+ Chiều dài mỗi thanh: l = 2000– 100 =1900 (mm)
b. Tính thép theo phương cạnh ngắn b=1,6m
B
tt

Ptb x l

MII-II

-

Mơ men tương ứng với mặt ngàm II-II tại vị trí chân cột:

Ptbtt =

tt
tt
Pmin
+ Pmax
134,02 + 277,09
=
= 205,56( kN / m 2 )

2
2
tt
�
Ptb  205,56(kN / m 2 )
�
� b  bc 1,8  0, 25
 0,775m
�B  2 
2
Với: �

16


Thuyết minh đồ án nền móng



M II  II 

1
�2 �0,7752 �205,56  123, 46( kNm)
2

- Diện tích cốt thép số 2 chịu momen uốn MII-II là:
M II  II
123,46 �106
AS 2 


 979,84( mm2 )  9,798( cm 2 )
0,9 �RS �h0 0,9 �280 �500

Chọn Ф2=10 AII, 1 thanh có fa= 0,785 (cm2)
- Số cây thép số 2 cần bố trí:
A
9,798
n2 � S 2 
 12, 48
fa
0,785
� Vậy chọn n2 = 13cây

- Khoảng cách của hai thanh thép:
a2 

l  100 2000  100

 158,3( mm)
n2  1
13  1
Vậy chọn a2=150 (mm)

Vậy chọn:
+ Chọn thép số 2: 14Ф10 AII có fa= 0,785 (cm2)
+ Khoảng cách của hai thanh thép: a2= 150 (mm)
+ Chiều dài mỗi thanh: l = 1800 – 100 = 1700 (mm)
+ Lớp bảo vệ: a = 50 mm
c. Thép cho cổ móng:
tt

- Ta có: N 0  740(kN )

- Theo kinh nghiệm ta chọn: N 0  600 �800kN
Ta chọn thép cột là 6Ф 18 AII.
tt

Cốt đai chọn theo cấu tạo: Ф6 a200
d. Bố trí thép cho móng:

17


Thuyết minh đồ án nền móng

Ðà ki?ng
MÐTN

Ð? T TƠN N? N

Thép dai




L?p bê tơng lót
Ðá 4x6 cn mac 100





THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI THẤP CHO CỘT TRỤC D2
18


Thuyết minh đồ án nền móng
I.Số liệu thiết kế:
1.Tải trọng ngoài truyền xuống đỉnh đài:
-

Tải trọng ngoài tác dung lên móng:
�N 0tt  1630( kN )
� tt
�M 0  240( kNm )
� tt
Q0  60( kN )
�

2.Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình địa chất lớp D9 bao gồm các lớp sau:
BẢNG SỒ LIỆU ĐỊA CHẤT MÓNG CỌC

Địa Lớp h
W
chất Đất (m) (%)
1
D9

2,7 44,8

qc

Wnhảo
(%)

Wdẻo
(%)

γ
kN/m3

Δ

φ
(0)

C
kN/m2

kN/m2

46,5

36,2

17,7

2,68

8

10

970

2

3

30,8

47,1

22,5

18,8

2,70

14

3

1750

3

-

25

36,3

28

19,3

2,69

20

33

4200

Địa
chất

D9

Lớp
đất

Quan hệ e-p
e

e1

e2

e3

e4

e0

1,148

1,116

1,080

1,047

e0

0,853

0,835

0,813

0,795

e0

0,724

0,708

0,687

0,669

Tên và
trạng
thái

từng lớp:
- Lớp 1:
+ Chiều dày lớp đất: 2,7m
+ Độ ẩm tự nhiên: W=44,8%
+ Giới hạn nhão: Wnh = 46,5%
+ Giới hạn dẻo: Wd = 36, 2%
3
+ Dung trọng tự nhiên: gw = 17,7(kN / m )

19


Thuyết minh đồ án nền móng
+ Tỉ trọng hạt: D = 2,68
0
+ Góc ma sát trong: j = 8
2
+ Lực dính: C = 10(kN / m )
2

+ qc = 970(kN / m )
+ Đánh giá trạng thái của đất theo chỉ tiêu độ sệt B:
Chỉ số dẻo: A = Wnh - Wd = 46,5 - 36, 2 = 10,3%

� Đất sét pha
B=

W - Wd 44,8 - 36, 2
=
= 0,835
A
10,3

Độ sệt:
Nhận xét: 0,75 �B �1 Đất thuộc nhóm cát pha ở trạng thái dẻo chảy.
Tính hệ số rỗng e01 cho lớp đất thứ 1:
3
Ta có : g = gw = 17,7(kN / m ) ( vì đất có độ ẩm tự nhiên)

Nên hệ số rỗng của e02 :
e02 =

-

D.gn .(1 + 0,01.W)
2,68.10.(1 + 0,01.44,8)
- 1=
- 1 = 1,192
gw
17,7

Lớp 2:
+ Chiều dày lớp đất: 3m
+ Độ ẩm tự nhiên: W=30,8%

+ Giới hạn nhão: Wnh = 47,1%
+ Giới hạn dẻo: Wd = 22,5%
3
+ Dung trọng tự nhiên: g = 18,8(kN .m )
+ Tỉ trọng hạt: D = 2,70
0
+ Góc ma sát trong: j = 14
2
+ Lực dính: C = 3( kN / m )
2

+ qc = 1750( kN / m )
+ Đánh giá trạng thái của đất theo chỉ tiêu độ sệt B:
Chỉ số dẻo: A = Wnh - Wd = 47,1- 22,5 = 24,6%
� Đất sét
B=

W - Wd 30,8 - 22,5
=
= 0,337
A
24,6

Độ sệt:
Nhận xét: 0 < B �0, 25 Đất thuộc nhóm sét ở trạng thái nửa rắn.
Tính hệ số rỗng e02 cho lớp đất thứ 2:
3
Ta có : g = gw = 18,8(kN / m ) ( vì đất có độ ẩm tự nhiên)

Nên hệ số rỗng của e02 :

20


Thuyết minh đồ án nền móng
e02 =

-

D.gn .(1 + 0,01.W)
2,70.10.(1 + 0,01.30,8)
- 1=
- 1 = 0,879
gw
18,8

Lớp 3:
+ Chiều dày lớp đất: chưa kết thúc trong phạm vi khảo sát.
+ Độ ẩm tự nhiên: W=25%
+ Giới hạn nhão: Wnh = 36,3%
+ Giới hạn dẻo: Wd = 28%
3
+ Dung trọng tự nhiên: g = 19,3( kN / m )
+ Tỉ trọng hạt: D = 2,69
0
+ Góc ma sát trong: j = 20
2
+ Lực dính: C = 33(kN / m )
2

+ qc = 4200( kN / m )

+ Đánh giá trạng thái của đất theo chỉ tiêu độ sệt B:
Chỉ số dẻo: A = Wnh - Wd = 36,3 - 28 = 8,3%
� Đất sét pha
B=

W - Wd 25 - 28
=
=- 0,361
A
8,3

Độ sệt:
Nhận xét: B �0 Đất thuộc nhóm sét pha ở trạng thái rắn.
Tính hệ số rỗng e03 cho lớp đất thứ 3:
3
Ta có : g = gw = 19,3(kN / m ) ( vì đất có độ ẩm tự nhiên)

Nên hệ số rỗng của e02 :
e02 =

-

D.gn .(1 + 0,01.W)
2,69.10.(1 + 0,01.25)
- 1=
- 1 = 0,742
gw
19,3

Mặt cắt địa chất xung quanh móng:

21


Thuyết minh đồ án nền móng

II.Trình tự thiết kế
1.Xác định tải trọng tác dụng lên móng:
 Tải trọng tác dụng lên móng:
�N 0tt  1630( kN )
� tt
�M 0  240( kNm )
� tt
Q0  60( kN )
�

 Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đỉnh móng:

22


Thuyết minh đồ án nền móng
N 0tt 1630
N =
=
= 1417,39(kN )
n
1,15
tc
0

M 0tc =
Q0tc =

M 0tt 240
=
= 208,7( kNm )
n
1,15

Q0tt
60
=
= 52,17( kN )
n
1,15

2.Xác định chiều sâu chôn đài:
-

Chọn chiều sâu chôn đài đủ lớn để khử lực ngang Q và để có móng cọc đài thấp
thoả điều kiện sau:
�0 j �
�H
�
hd �0,7.tg �
45
.
�
�

� g.b
�
�
2�

-

Để tránh đài không nhô lên khỏi mặt đất, khơng làm hư hại đến móng của cơng
trình ta đặt đế đài trong lớp sét nên chọn chiều sâu chôn đài hd = 2m kể từ mặt đất
tự nhiên.

-

3
tt
0
Chọn sơ bộ b=5d = 5.0,4=2m; gw = 17,7(kN / m ) ; Q0 = 60kN ; j = 8
Kiểm tra điều kiện:

� 0 80 �
� 2.60
�
hd �0,7.tg �
45 .
= 1.84m
�
�
�
2�
�

� 17,7.2

� Vậy chọn chiều sâu chôn đài hd = 2m

3.Chọn số liệu cọc đơn:
-

Yêu cầu thiết kế móng cọc cho trục D2.
Dựa vào tải trọng tác dụng xuống đỉnh móng.
Dựa vào địa chất cơng trình D9
Dựa vào khả năng thi công: hạ cọc xuống bằng búa

� Chọn cọc loại đúc sẵn, cọc bê tông cốt thép tiết diện vuông (400x400) mm2
Bê tông cọc mac 250, cốt thép chịu lực sơ bộ chọn 4f 18 AII.

-

Nền đất gồm 3 lớp đất và lớp đất thứ 3 là lớp sét pha có chiều dày không tắt (rất
dày) trong phạm vi lỗ khoan, do đó cọc phải được đóng vào lớp thứ 3 một khoảng
�6d = 6.400 = 2400mm = 2,4m

� Chọn 11,6 m

23


Thuyết minh đồ án nền móng
-

Chọn chiều dày lớp bêtơng lót cho đài sử dụng BT đá 4x6, vữa ximăng M50, có

chiều dày 100mm.
Đoạn cọc ngàm trong đài là: 150mm
Chọn phương án thi công đập đầu cọc. Đoạn thép 4Φ18 AII neo vào trong đài
chiều dài là ≥ 30Φ = 540mm ta lấy 550mm.
 Vậy chiều dài làm việc của cọc ta chọn là:

Llv  3,7 m  11,3m  15m
 Vậy chiều dài cọc thiết kế là:
Ltk  15m  0,15m  0,55m  0,3  16m

24


Thuyết minh đồ án nền móng
4.Tính sức chịu tải thiết kế của cọc:
-

-

Sức chịu tải của cọc là khả năng chịu tải lớn nhất sao cho cọc vẫn làm việc bình
thường( cọc khơng bị vỡ) hay chuyển vị q nhanh vượt quá giới hạn cho phép,
cọc bị phá hoại theo chỉ tiêu đất nền.
Trong tính tốn ta tính sức chịu tải theo 2 chỉ tiêu : theo vật liệu làm cọc và theo
chỉ tiêu đất nền. Giá trị nhỏ hơn dùng dể thiết kế cọc.

a.Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
-

p   (A p Rb  Rs Fa )
Ta có cơng thức: vl

Trong đó:
• Ap: diện tích mặt cắt ngang của cọc.
Ap = 0.4x0.4 = 0.16m2
• Rb: cường độ chịu nén của bê tông cọc, B20 có Rb=11500 (kN/m2)
• Fa: tổng tiết diện thép cọc trên mặt cắt ngang của cọc.
�
 d 2 � �3,14.1,82 �
AS  4 � � 4 �
 10,17( cm 2 )  10,17.10 4 ( m 2 )
�
�4 � � 4
�

•
•

Rsc: cường độ chịu nén của bê cốt thép,

•
•

Thép AII có Rsc =280MPa = 280000 (kN/m2)
φ = 0,7

P  0,7(280000.10,17.104  11500.0,16)  1487,332( kN )

=> vl
b.Xác định sức chịu tải theo thí nghiệm xun đơng (SPT):
-

Ta có cơng thức:
Trong đó:

Qu = K1.N .Fc + K 2 .u.�N tbi .li

+ K1 = 400 cho cọc đóng
+ K 2 = 2 cho cọc đóng
2

+ Fc = 0, 4.0, 4 = 0,16m
+ u = 0, 4.4 = 1,6m
+ N = 26 ( vì số nhát búa SPT trung bình tại mũi cọc tính trong phạm vi 1d từ mũi
cọc trở xuống và 4d từ mũi cọc trở lên cùng nằm trong lớp thứ 3)
+ N1 = 5, N 2 = 12, N 3 = 26
� Qu = 400.26.0,16 + 2.1,6.(0,7.5 + 3.12 +11,3.26) = 2730,56( kN )

25