Đồ án môn Nền và Móng
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
NỀN VÀ MÓNG
* *
*
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH
GVHD: HỒ SỸ LÀNH
LỚP: 62DCCD03
MỤC LỤC
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 1
Đồ án môn Nền và Móng
SỐ LIỆU ĐẦU BÀI
- Tải trọng tác dụng
Tải trọng\ Phương án Đơn vị 8
V do tĩnh tải (DC) KN 1906
V do tĩnh tải (DW) KN 624
V do hoạt tải (LL+IM) KN 1149
H do hoạt tải (LL+IM) KN 172
M do hoạt tải (LL+IM) KN.m 310
Phương dọc(D), ngang (N) cầu N
- Điều kiện thủy văn và chiều dài nhịp:
Đơn vị
5
Cao độ MNCN (EL5) m 4.60
Cao độ MNTT (EL4) m 3.10
Cao độ MNTN (EL3) m 1.10
Cấp sông m V
Cao độ mặt đất thiên nhiên EL1 m 0.00
Cao độ mặt đất sau xói EL2 m -1.90
Chiều dài nhịp Lnhịp m 15.00
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 2

2
0.310
Thí nghiệm nén nở hông q
u
kG/cm
2
0.660
Thí nghiệm nén ba trục (CU)
+ Góc ma sát trong
cu
Độ -
+ Lực dính
C
cu
kG/cm
2
-
Thí nghiệm nén ba trục (UU)
+ Góc ma sát trong
'
Độ -
+ Lực dính có hiệu c' kG/cm
2
-
Thí nghiệm nén cố kêt
+ Áp lực tiên cố kêt P
c
kG/cm
2
-

Các chỉ tiêu cơ lý Kí hiệu Đơn vị Kêt quả
Phân tích thành phần hạt
+ Phần trăm hạt sỏi 2.50
+ Phần trăm hạt cát 72.90
+ Phần trăm hạt mịn (sét, bụi) 24.60
Độ ẩm tự nhiên W % 16.90
Khối lượng thể tích T
w
g/cm
3
2.05
Khối lượng riêng G
s
g/cm
3
2.65
Giới hạn chảy LL % 24.38
Giới hạn dẻo PL % 15.87
Thí nghiệm cat trực tiêp
+ Góc ma sát trong Độ 32.00
+ Lực dính c kG/cm
2
0.080
Thí nghiệm nén nở hông q
u
kG/cm
2
Thí nghiệm nén ba trục (CU) -
+ Góc ma sát trong
cu

2
/kG -
+ Hệ số thấm k
v
x10
-7
k
v
x10
-7
cm
2
/s -
+ Chỉ số nén C
c
C
c
-
Lớp 3: Cát sét, cát bụi, màu xám trắng, xám vàng, chặt vừa
Số búa trung bình của lớp đất 3:
Cao Độ N
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 4
Đồ án môn Nền và Móng
-12 11 11
-14 10 10.5
-16 13 11.3
-18 9 10.8
-20 11 10.8
-22 12 11
-24 13 11.3

+ Phần trăm hạt sỏi 0.60
+ Phần trăm hạt cát 25.50
+ Phần trăm hạt mịn (sét, bụi) 73.90
Độ ẩm tự nhiên W % 25.69
Khối lượng thể tích Tw g/cm
3
1.97
Khối lượng riêng Gs g/cm
3
2.72
Giới hạn chảy LL % 38.30
Giới hạn dẻo PL % 19.45
Thí nghiệm cắt trực tiếp
+ Góc ma sát trong Độ 14.00
+ Lực dính c kG/cm
2
0.300
Thí nghiệm nén ba trục (CU)
+ Góc ma sát trong
cu
Độ -
+ Lực dính
C
cu
kG/cm
2
-
Thí nghiệm nén ba trục (UU)
+ Góc ma sát trong
'

x10
-7
k
v
x10
-7
cm
2
/s -
+ Chỉ số nén C
c
C
c
-
Lớp L3-2: Sét gầy, màu xám nâu, cứng
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 6
Đồ án môn Nền và Móng
PHẦN 1: BÁO CÁO ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN CÔNG TRÌNH
1.1.Đặc điểm địa chất, thủy văn khu vực xây dựng công trình
1.1.1.Mô tả cấu tạo địa chất
Lớp 1:
Lớp 1 là sét gầy pha cát, màu xám nâu, xám xanh. Chiều dày của lớp là 10.70m, cao độ
mặt lớp là 1.42m, cao độ đáy là -9.28m. Lớp đất có độ ẩm W=26.47%. Lớp đất ở trạng thái cứng
vừa đến cứng.
Lớp 2:
Lớp 2 là cát sét, màu xám vàng, xám trắng. Chiều dày của lớp là 5.80m, cao độ mặt lớp là
-9.28m, cao độ đáy là -15.08m. Lớp đất có độ ẩm W=16.90%. Lớp đất ở trạng thái chặt vừa đến
chặt.
Lớp 3:
Lớp 3 là lớp sét gầy, màu xám nâu, cứng. Chiều dày của lớp là 4.00m, cao độ mặt lớp là

2.2.Chọn sơ bộ kích thước công trình
2.2.1.Chọn vật liệu
+ Bê tông có f’
c
= 30 Mpa,có = 24 KN/m3
+ Thép ASTM A615 có f
y
= 420 Mpa
2.2.2.Kích thước và cao độ của bệ cọc
 Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT):
Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi mực nước
giữa MNCN và MNTN là tương đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông, ta chọn các giá trị
cao độ như sau:
Cao độ đỉnh trụ chọn như sau: Max
Trong đó:
MNCN: Mực nước cao nhất, MNCN= 4.60m
MNTT: Mực nước thong thuyền, MNTT= 3.10m
H
tt
: Chiều cao thông thuyền, H
tt
= 3.50m
Bảng 2.3.3.1.1 – Khổ giới hạn thông thuyền trên các •ong có thông thuyền
Cấp đường sông
Khổ giới hạn tối thiểu trên mức nước cao có chu kỳ 20 năm ( m)
Theo chiều ngang Theo chiều thẳng
đứng( trên toàn CR)
Cầu qua sông Cầu qua kênh
I 80 50 10
II 60 40 9

Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thước là: 0.40x0.40m; được đóng vào
lớp số 4 là lớp cát sét, cát bụi, màu xám trắng, xám vàng, chặt vừa. Cao độ mũi cọc là -28.0m.
Chiều dài của cọc (Lc) được xác định như sau:
L
c
=CĐĐB- H
b
- CĐMC= -2.0-1.5-(-28)= 24.5m
Trong đó:
CĐMC: cao độ mũi cọc, CĐMC=-28m
Kiểm tra: => thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh
Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L = L
c
+ 0.5 = 24.5 + 0.5 = 25m
Cọc được tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 21m = 9m+9m+7m
2.3.Tính toán tải trọng
2.3.1.Tính trọng lượng bản than trụ
Chiều cao than trụ H
tr
:
H
tr
= CĐĐT – CĐĐB – CDMT = 6.30 – (-2.0) – 1.3 = 7m
Trong đó:
CDMT: là chiều dày mũ trụ, CDMT =0.7+0.6=1.3m
 Thể tích toàn phần trụ V
tr
(không kể bệ cọc)
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 11
Đồ án môn Nền và Móng

3
= π×0.6
2
×H
tr
+ ( 3.8×1.2×H
tr
) = 39.837m
3
)
V
tr
= 10.08 + 8.33 + 39.837 = 58.247 m
3
Trong đó: V
1
, V
2
: là thể tích phần mũ trụ
V
3
: là thể tích than trụ
2.3.2.Tổ hợp tải trọng tại đỉnh bệ
Bảng tổ hợp các loại tải trọng (chưa có hệ số):
Tải trọng Đơn vị TTGHSD
N
ot
- Tĩnh tải thẳng đứng KN 2530
N
oh

KN 172
M
sd1
KN.m 1738
Tải trọng thẳng đứng tiêu chuẩn ngang cầu:
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 12
Đồ án môn Nền và Móng
=1149+2530+24×58.247=5077(kN)
Tải trọng ngang tiêu chuẩn ngang cầu:
= H
o
= 172 kN
Mômen tiêu chuẩn ngang cầu:
=310+172×(6.30 – (-2.0))=1738(kN.m)
 Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu ở TTGHCĐ tại đỉnh bệ:
Tải trọng Đơn vị TTGHCD
N
cd1
KN 6921
H
cd1
KN 301
M
cd1
KN.m 3041
∗ Tải trọng thẳng đứng tính toán ngang cầu
= 1.75×1149 + 1.25×(2530 + 24.0 × 58.247) = 6921 kN
∗ Tải trọng ngang tính toán ngang cầu:
φ8
@
200
8φ20
 Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu: P
R
Dùng cốt đai thường, ta có: P
R
= ϕ×P
n
= ϕ×0.8×{0.85× ×(A
g
– A
st
) + f
y
×A
st
}
Trong đó:
ϕ : Hệ số sức kháng của bê •ong, ϕ = 0.75
:
Cường độ nén quy định của bê •ong ở tuổi 28 ngày (
Mpa)
:
Giới hạn chảy tối thiểu quy định của thanh cốt thép (
Mpa).
A
g
: Diện tích mặt cắt nguyên của cọc, A

s
: Sức kháng thân cọc (MPa)
q
s
: Sức kháng đơn vị thân cọc (MPa)
A
p
: Diện tích mũi cọc (mm
2
)
A
s
: Diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
)
: Hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định dùng cho các phương pháp
tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc.
+ Đối với đất dính = = 0.56
+ Đối với đất cát theo phương pháp SPT: = =0.36
: Hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc dùng cho các phương pháp tách rời
sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc.
trong đất sét với ta có:
trong đất cát với ta có:
a. Sức kháng thân cọc Q
s
( trang 456/quy trinh)
Q
s
= q
s

và tỷ số và hệ số dính được tra bảng theo tiêu
chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05.
Đồng thời ta cũng tham khảo công thức xác định của API như sau :
- Nếu S
u
< 25 KPa => α= 1.0
- Nếu 25 KPa < S
u
< 75 KPa =>
- Nếu S
u
> 75 KPa => α= 0.5
Lớp 2a ( set pha)
Ta có: S
u
= q
u
/2 = 33KN/m = 33 KPa = 0.033 MPa
Ta thấy S
u
= 25KPa < 33 Kpa < 75Kpa - 0.5 =0.92
Lớp TK3 - 2(sét gầy)
Ta có :
Ta thấy S
u
= 30Kpa > 25 KPa thì =>
Tên lớp
Độ sâu
(m)
Chiều

s
= q
s
x A
s
và q
s
= 0.0019
Trong đó : A
s
: Diện tích bề mặt thân cọc (mm
2
)
: Số đếm búa SPT trung bình dọc theo thân cọc (búa/300mm)
Vậy sức kháng thân cọc như sau:
Vì cọc nằm ở ba lớp 2a, lớp TK3 - 2 và lớp 3 lên ta có sức kháng thân cọc như sau:
Lớp
(N)
Hệ số sức
kháng
(N)
2a
519763.2
0.56
291067.392
TK3-2
182400
0.56
102144
3

A
(mm )
hệ số
S
kpa
q
s
(MPa)
Q =q A
(N)
Lớp 3
1
5800 1600 9280000 11.3 _ _ 0.02147 199241.6
Lớp 3
2
8920 1600 14272000 12.1 _ _ 0.02299 328113.28
Đồ án môn Nền và Móng
Với: ( theo 10.7.3.4.2a-2 TCN272-05)
Trong đó:
A
p
: diện tích mũi cọc (mm2)
q
p
: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)
N
corr
: Số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ,
: Ứng suất có hiệu (N/mm
2

= 10.7×(19.45 – 9.81)+5.8×(20.52 – 9.81)+4.0×(19.53 – 9.81)+8.92×(20.52 – 9.81)
= 299.7 KN/m
2
= 0.3 MPa
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 18
Đồ án môn Nền và Móng
 Tính N
corr
:
Ta có: N = 16, D = 400 mm, A
p
= 160000 mm
2
D
b
= 8.92m= 8920mm
Thay số vào ta có:
N = 0.77×Log
10
(1.92/0.3)×N = 9.9 (búa/30cm)
q
l
= 0.4× N
corr
= 0.4×9.9= 3.96 N/mm
2

Ta có bảng số liệu tính sau: Q
p
= q

=
DD
×
mm
2
Q
p
=
A
q
p
p
×
N
16 0.3 8920 400 9.9 3.96 8.39 160000 633600
Mà trong đất cát với ta có: =0.36
=> = .q
p
.A
p
= 0.36 ×3.96×160000= 228096 N = 228.1 (KN)
Vậy sức kháng nén dọc trục theo đất nền:
Q
R
= = 228.1 + 583.06= 811.16 (KN)
=> Sức kháng dọc trục của cọc đơn P
tt
:
=min(3043; 811.16) = 811.16 (KN)
2.5.Chọn số lượng và bố trí cọc

C1
C12
C7
C2
C13
C8
C3
C14
C9
C4
C15
C10
C5
500
4@1800
500
8200
500
2@2000
500
5000
b. Tính thể tích bệ
Với 12 cọc bố trí như hình vẽ, ta có các kích thước bệ là: 5000mm x 8200mm.
Thể tích bệ là: V
b
= 5×8.2×1.5 = 61.5 m
3
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 20
Đồ án môn Nền và Móng
2.5.3.Tổ hợp tải trọng tại tâm đáy bệ cọc

M
x
, M
y
: momen tải trọng ngoài ở TTGHCĐ lấy theo trục OX và OY ở đáy đài (KN.m)
x
i,
y
i
: tọa độ trọng tâm cọc i
C11
C6
C1
C12
C7
C2
C13
C8
C3
C14
C9
C4
C15
C10
C5
500
4@1800
500
8200
500

-1.80 0
519.7
8 15 8766 0 3493 0 0 584.4
9 1.80 0 649
10
3.60 0
713.8
11 -3.60 -2.0 455
12 -1.80 -2.0 519.7
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 22
Đồ án môn Nền và Móng
13 0 -2.0 584.4
14 1.80 -2.0 649
15 3.60 -2.0 713.8
97.2 40
Vậy N
max
= 713.8 KN
N
min
= 455 KN
b. Kiểm toán sức kháng dọc trục của cọc đơn
Công thức kiểm toán:
Trong đó:
N
max
: Nội lực lớn nhất tác dụng lên đầu cọc (lực dọc trục).
: Trọng lượng bản thân cọc (kN)
P
tt

l
: Tổng sức kháng dọc trục của các cọc đơn
* Tính Q
g
Tổng sức kháng danh định dọc trục của cọc đơn trong đất sét:
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 23
Lớp yếu
Lớp tốt
D
b
2D
b
/3
D
b
/3
Đồ án môn Nền và Móng
Q
n
= Q
s
+ Q
p
= 519763.2+182400+199241.6+328113.28+633600 = 1863118.08 N
=>. Q
n
= 1863.12 (KN)
Móng cọc đài thấp có bệ cọc tiếp xúc chặt chẽ với đất, nên tổng sức kháng dọc trục của các
cọc đơn là:
Q

= 8920 mm. Móng tương đương nằm trong lớp đất 3 và cách đỉnh lớp một
khoảng 2D
b
/3 = 5946.67 mm.
Do mũi cọc ngàm trong lớp đất 3 ( đất cát ) và có chiều dầy rất lớn nên khi ta thi công
móng công trình xong thì tính lún cũng xẩy ra rất nhanh và tắt hẳn và lớp đất gần như đã ổn định.
Vì vậy ta có thể bỏ qua việc tính lún của móng công trình khi mũi cọc nằm trên nền đất cát.
Với lớp đất rời ta có công thức xác định độ lún của móng như sau:
Sử dụng kết quả SPT:
ρ
=
corr
N
BIq 30
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 24
Đồ án môn Nền và Móng
Trong đó: I = và q =
S
N
o
Với:
: Độ lún của nhóm cọc (mm).
q : Áp lực tĩnh tác dụng tại 2D
b
/3 cho tại móng tương đương, áp lực này bằng với tải
trọng tác dụng tại đỉnh của nhóm cọc được chia bởi diện tích móng tương đương và
không bao gồm trọng lượng của các cọc hoặc của đất giữa các cọc.
N
0
: Tải trọng thẳng đứng tại đáy bệ ở TTGHSD, N

tđ
x L
tđ
= 4.40×7.60 = 33.44 m
2

Do đó: q = N
0
/S = 6553/33.44 KN/m
2
= 0.2 MPa
=> = = = 45.28 mm
Vậy độ lún của nhóm cọc là: ρ = 45.28 mm = 4.528 cm
SVTH: NGUYỄN XUÂN THANH – LỚP 62DCCD03 25