Tài liệu Nen Mong I - Quyen doc

Đồ án Nền Móng I : Tính Toán ổn Định Tờng Chắn Đất
Tính Toán ổn Định Tờng chắn đất
Cần xây một tờng chắn trọng lực có mặt cắt nh hình vẽ.Tờng đặt ở độ sâu h
m
=1m
ngang mực nớc ngầm, trên nền có các lớp đất nh sau:
- Lớp trên là mùn hữu cơ dầy 1m

= 18KN/m
3
.
- Lớp dới đất á sétở trạng thái dầy vô hạn:

bh
=19,5 KN/m
3
;
0
=0,76 ; = 15
0
; c- 15 KN/m
2
; à
0
= 0,4; K = 1,5.10
-7
cm/s
Thí nghiệm nén nở hông đất nền á sét nhận đợc kết quả sau.
(KN/m
3
)

0 50 100 150 200

0,76 0,708 0.667 0,635 0,620
Đất đắp sau tờng dùng loại đất á sét =18 KN/m
3
= 24
0
c = 10 KN/m
2
Vật liệu làm tờng bằng bê tông mác 200 ;
bt
=24 KN/m
3
;
Thời gian thi công tờng là 6 tháng .
Yêu cầu :
1. Tính áp lực đáy móng .
2. Kiểm tra ổ định về trợt của nền móng tờng chắn.
3. Tính độ lún của móng tờng chắn.
Sinh Viên: Tạ Minh Quyền
Lớp : 48B 1
Đồ án Nền Móng I : Tính Toán ổn Định Tờng Chắn Đất
I.Tính áp suất đáy móng.
1. Tính áp lực đất lên tờng chắn theo phơng pháp của RanKin.
Đất đắp sau tờng là loại đất á sét .
áp lực đất chủ động
cd


cd

=
.

2
.tgz
)
2
45(.2)
2
45(
00


tgc
K
cd
=
)
2
45(.
02


tg
=>
cd
=
.

.z.

c
2c.
cd
K

Dựa vào biểu đồ phân bố áp lực ta có:
z= z
0
có
c
= 0
=> z
0
=
Kcd
c

2
Trong đó K
cd
= tg
2
(45
0
-
2

)
= tg
2

(45
0
-
2
24
0
)
=0.422
=>z
0
=
422.0.18
10.2
=1.71 (m)
+) Tại mặt đất thì z=0 =>
cd
= -2c
cd
K
= -2.10
422.0
= -12.99 (KN/m
2
).

cd
tại z = H = 7,2 m =>
cd
=
.

H.
c
2c
cd
K
=>
cd
= 18. 7,2 . 0,422 12,99 = 41,70 (KN/m
2
)
Tổng áp lực đất chủ động tác dụng lên tờng có trị số bằng diện tích biểu đồ phân bố
lực:
E
cd
=
2
1

.H
2
. K
cd
- 2c.H.
cd
K
+

2
2c

E
cd
=
18
10.2
422,0.2,7.10.2422.0.2,7.18.
2
1
2
2
+
E
cd
= 114.45 KN/m
Điểm đặt của E
cd
so với đáy móng là: y=
3
1
(H-Z
0
)
=
3
1
.(7,2- 1,71)
= 1,83 m
Sinh Viên: Tạ Minh Quyền
Lớp : 48B 2
Đồ án Nền Móng I : Tính Toán ổn Định Tờng Chắn Đất

2. Tính các trọng lợng của tờng chắn và cả khối đất sau tờng lên đáy móng :
(Tính cho 1m chiều dài tờng ).


bt
=24 KN/m
3


đ
=18 KN/m
3
B= a+b+c = 0,66 + 1,85 + 0,45 = 2,96 m
H
1
= H-1 = 7,2-1 = 6,2 m
G
0
=

bt
. B. h
m
. 1 = 24. 2,96. 1. 1 = 71,04 (KN)
G
1
=

đ
. H

1
. c. 1 = 18. 6,2. 0,45. 1 = 50,22 (KN)
G
2
=

bt
.H
1
. d. 1 = 24. 6,2. 0,38. 1 = 56,544 (KN)
G
3
=
2
1

bt
.H
1
.(b-d) =
2
1
. 24. 6,2. (1,85- 0,38 ) = 109,368 (KN)
Lập bảng:
Lực G
0
G
1
G
2

G
3
E
cd
Trị số(KN) 71,04 50,22 56,544 109,368 114,45
Độ lệch tâm so
với tâm O
0 1,255 0,84 0,16 1,83
3. Xác định trị số lệch tâm của tổ hợp tải trọng thẳng đứng:
Sinh Viên: Tạ Minh Quyền
Lớp : 48B 3
Đồ án Nền Móng I : Tính Toán ổn Định Tờng Chắn Đất
Độ lệch tâm e là : e = M/

G


G
= G
0
+ G
1
+ G
2
+ G
3
= 287,172 (KN)
e
1
=2,96.0,5-0,45.0,5 = 1,255 m

e
2
= 0.5.2,96 - 0,45 - 0,5.0,38 = 0,84m
e
3
= 2,96 -0,45-0,38 -(2,96-0,45-0,38-0,66-2/3.1,47) = 0,16m
Độ lệch tâm e của G :
e =

+++
G
yEeGeGeGeG
c
.....
33221100

=
172,287
83,1.45,11416,0.368,10984,0.544,56255,1.22,500.04,71
+++
= -
172,287
5568.81
= - 0.284 (m)
Dấu (-) chứng tỏ M
t
có chiều từ phải qua trái

G
lệch tâm về phía trọng tâm của

móng.
4. Tính áp suất đáy móng .
Vì tờng có chiều dài khá lớn nên tính theo bài toán phẳng.
+ áp lực đất theo phơng đứng:

max
=P
max
=
)/(87,152)
96,2
284,0.6
1(
96,2
172,287
)
.6
1.(
2
mKN
B
e
B
G
=+=+

min
=P
min
=

)/(17,41)
96,2
284,0.6
1.(
96,2
172,287
)
.6
1.(
2
mKN
B
e
B
G
==
+ áp lực đất theo phơng ngang:

)/(67,38
96,2
45,114
2
mKN
B
E
cd
===

II. Kiểm tra ổn định về cờng độ :
1. Phán đoán hình thức trợt :

Để phán đoán hình thức trợt ta dựa vào các chỉ tiêu QP 4253-86 :
Sinh Viên: Tạ Minh Quyền
Lớp : 48B 4
Đồ án Nền Móng I : Tính Toán ổn Định Tờng Chắn Đất
a)Chỉ số mô hình :
N

=
max
/ (B.) = P
max
/(B .
đn
)
B =a + b+ c = 2,96 m

đn
=
bh
-
n
= 19.5 -10 =9.5 (kN/m
3
)

tmax
= 152,87 kN/m


N

=
5,9.98,2
533.121
= 5.436
[ N

] = 3 ( đất dới công trình là loại á sét )
N > [ N]

Nền công trình không thoả mãn điều kiện ổn định
b) Hệ số kháng cắt :
tg = tg + c/
tb
> 0.45
tg

: Hệ số kháng cắt của nền.
tg

: Hệ số ma sát trong của đất nền ,

: Góc ma sát trong của đất ,

= 15
0
c : Lực dính của đất nền , c = 15 KN/m
2

2
minmax
/02,97
2
17,4187,152
2
mKN
pp
p
tbtb
=
+
=
+
==


Vậy
423.0
02,97
15
15
0
=+=
tgtg

< 0,45
Nền công trình không thoả mãn điều kiện về hệ số kháng cắt
. c) Hệ số mức độ cố kết :

Trong đó : k =1,5.10
-7
(cm/s) = 1,5. 10
-9
(m/s)
h
o
= B = 2,96 m
c =15 kN/m
2

n
=10 kN/m
3
t
o
=6 .30 .24 .3600 =15552.10
3
(s)
- Xác định a từ thí nghiệm nén không nở hông

o
= 0,76
. a =
p




050

708,076,0


=
a
= 0,00104 (m
2
/kN)
Cv =
( )
2
39
96,2.10.00104,0
10.15552.76.01.10.5,1
+

=1,334 < 4
nền công trình không thoả mãn điều kiện hệ số cố kết.
Nh vậy nền công trình không thoả mãn 3 điều kiện: điều kiện chỉ số mô hình ,
điều kiện về hệ số kháng cắt ,điều kiện về hệ số cố kết . mà công trình lại thờng xuyên
chịu tải trọng thẳng đứng ( trọng lợng bản thân công trình) và áp lực đất đắp sau tờng
( Ecđ ) nên công trình có thể xảy ra trợt hỗn hợp.
Sinh Viên: Tạ Minh Quyền
Lớp : 48B 5
Đồ án Nền Móng I : Tính Toán ổn Định Tờng Chắn Đất
2. Kiểm tra trợt hỗn hợp :
Công trình không bị trợt :
n
c
.N

TT

n
hh
k
Rm.
chọn :
+ hệ số vợt tải: n
c
=1 ,
+hệ số điều kiện làm việc :m =1 ,
+hệ số an toàn :k
n
=1,15 ( theo tiêu chuẩn 4253 -86 )
a. Tải trọng tính toán lực gây trợt :
N
hh
= E
cđ
= 114,45 (kN)
( Để an toàn ta không kể đến áp lực đất bị động phía dới hạ lu công trình )
b. Lực chống trợt giới hạn :
tt
gh
tt
tthh
bbctgPR
12
.)..(

++=
- Xác định b
1
và

b
2
: chiều rộng của phần trợt sâu chiều rộng phần trợt phẳng
của móng :
Vẽ quan hệ với
b
b
1
=

p
theo trên ta lại có :
tg = 0,423 < 0,45 .
= 0 p =p
gh
=0
= 1 ( b
1
=b) , p = p
gh
=
n
B
R
gh

'cos.

Ta có : R
gh
=N

.
đn
.B
2
+ N
q
.
mùn hữucơ
.h
m
.B + N
c
.c .B
Với =
đn
=
bh
-
n
=19.5-10 =9.5 (kN/m
3
)
B

TT
=B -2e =2.96 - 2.0,284=2,392 m
q =
đ
.h
m
= 18 .1 =18 (kN/m
2
)
c = 15kN/m
3
Từ :

= 0 , = 15
0
tra phụ lục II-2 trang 124 GT nền móng ta đợc:
N

= 1,366 N
q
= 3,961 N
c
= 14,749
R
gh
= 1,366.9,5.2,96
2
+ 3,961.18.1.2,96 + 14,749.15.2,96
= 979,597 (KN/m)
P

gh
=
0
15
15
96,2
1.597,979
tg

= 274,964 (kN)
- Từ kết quả tính toán ở trên ta có biểu đồ quan hệ p nh hình vẽ:
Sinh Viên: Tạ Minh Quyền
Lớp : 48B 6
Đồ án Nền Móng I : Tính Toán ổn Định Tờng Chắn Đất

Từ P
tb
=
tb
= 97,02 (kN/m
2
)
= 0,353
- Tính
gh
và vẽ quan hệ
gh
p
gh

B
1
tt

= . B
TT
= 0,355 . 2,33 = 0.844
B
2
tt
= B
tt
- b
1
tt
= 2,392 0,844 = 2,088(m)
Do tải trọng lệch về phía hạ lu nên ta phảI đa về trung tâm để tính :
B
tt
= B 2e = 2,96-2.0,284
= 2,392
áp suất tính toán trên mặt nền :
Sinh Viên: Tạ Minh Quyền
Lớp : 48B 7