A. ĐỀ BÀI:
BẢNG SỐ LIỆU:
N
H
M
Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3
Số hiệu Dày Số hiệu Dày Số hiệu
90 T 12 T.m 22 3,0 75 4,0 90
B. PHÂN LOẠI ĐẤT, CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG:
I. Phân loại đất:
1. Lớp 1:
BẢNG SỐ LIỆU: (LỚP 1 – SỐ HIỆU 22)
Thành phần hạt (%) tương ứng với các cỡ hạt
Độ
ẩm tự
nhiên
W%
Tỷ
trọng
hạt
Sức
kháng
xuyên
tónh
C
q
(MPa)
K.quả
xuyên
tiêu
chuẩn
2
30
g
60 10
D
1,245
C 2,08
D .D 1,949.0,383
Mẫu đất trên có hàm lượng hạt sét 0% nên là đất hạt thô.
Hàm lượng các hạt có
>D 2mm
:
+ + =25 9,0 1,5 35,5
>25%
⇒
Theo TCXD 45-78 đất trên là đất cát sỏi.
< = <
g
1 C 2,08 3
⇒
Đường cong cấp phối tương đối thoải.
= <
u
C 5,09 6
⇒
Đất không có đầy đủ các loại cỡ hạt để các hạt nhỏ lèn vào các
lỗ rỗng của hạt thô.
1.2. Phân loại theo TCVN 5747-93:
Hơn 50% tỷ lệ đất là các hạt có kích thước > 0,08mm
⇒
nhão
nh
W
%
Giới
hạn dẻo
d
W
%
Dung
trọng tự
nhiên
γ
3
(T / m )
Tỷ trọng
hạt
∆
Góc ma
sát
trong
ϕ
độ
Lực
dính c
2
kg / cm
K.quả
xuyên
tónh
W W 32,1 25,9
< = <0,00 B 0,2097 1,00
⇒
đất cát pha ở trạng thái dẻo (dẻo ít).
2.2. Phân loại theo USCS-ASTM D.2487
Căn cứ vào biểu đồ Casagrande, đất này thuộc loại ML (Mjala Low Plasticity: đất bụi
kém dẻo).
= <
= >
−
nh
nh
W 32,1 50
A 6,2% 4%
Điểm A W nằm thấp hơn đường A
⇒
Đất bụi vô cơ và cát rất mòn, cát nhỏ lẫn bụi hoặc sét, bụi lẫn sét, độ dẻo thấp.
3. Lớp 3:
BẢNG SỐ LIỆU:
SV: VÕ ANH VŨ (STT : 76) Trang 3
(LỚP 3 – SỐ HIỆU 90)
Độ ẩm
tự
nhiên
kg / cm
K.quả
xuyên
tónh
C
q
(MPa)
Kết quả
xuyên
tiêu
chuẩn N
27,2 32,1 25,9 1,86 2,68
0
17 35'
0,20 4,48 24
Lớp 3 là lớp đất dính.
3.1. Phân loại theo TCXD 45-78:
Chỉ số dẻo:
= − = − =
nh d
A W W 41,3 24,4 16,9%
= <A 16,9% 17%
⇒
đất sét pha, gần như sét.
Độ sệt:
−
−
= = = −
− −
d
= <
u
C 5,09 6
không chênh lệch quá lớn, đất ở trạng thái chặt. Do vậy chọn chiều sâu chôn móng tương
đối nông để tận dụng sức chòu tải của lớp đất này. Chọn chiều sâu chôn móng h=1,2 m.
SV: VÕ ANH VŨ (STT : 76) Trang 4
C. VẼ ĐƯỜNG CONG NÉN, XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ SỐ NÉN CHO CÁC
LỚP ĐẤT:
I. Lớp 2:
Độ rỗng tự nhiên của đất:
γ ∆ γ +
+
= − = − = − =
γ γ
h n
k
. .(1 0,01.W)
2,68.1.(1 0,01.27,2)
e 1 1 1 0,833
1,86
Kết quả thí nghiệm nén e-p với tải trọng nén p (kPa)
Cấp tải trọng 0 100 200 300 400
Độ rỗng e 0,833 0,804 0,778 0,754 0,733
Đường cong nén lún:
Từ cách vẽ Casagrande, ước
lượng áp lực tiền cố kết:
C
p 220,74kPa=
Chỉ số nén:
( )
+
+
−
=
−
2
i i 1
i
i 1 i
e e
a m / kN
p p
=
+
2
i
0i
i
a
a (m / kN)
e 1
0 0,833
0,00029 0,00016
100 0,804
0,00026 0,00014
200 0,778
0,00024 0,00013
300 0,754
0,00021 0,00012
log(p)
log
177,5
0,0526
Chỉ số nở:
∆ −
= − =
∆
=
S
e 0,700 0,692
C
177,5
log(p)
log
100
0,0321
SV: VÕ ANH VŨ (STT : 76) Trang 6
Hệ số nén và hệ số nén tương đối:
Cấp tải trọng
kPa
Độ rỗng e
( )
+
+
−
=
−
2
i i 1
yc
F
, chiều dài móng a.
- Tính toán giá trò tải trọng cực hạn
u
p
(theo Moyerhoff)
- Kiểm tra các điều kiện cần thiết.
I. Giả thiết chiều rộng móng, tính R
tc
:
1. Giả thiết chiều rộng móng:
=b 1,5m
.
2. Tính giá trò
tc
R
:
Móng đặt trong lớp đất thứ 1.
Từ kết quả thí nghiệm CPT và SPT, sử dụng bảng tra (I-6 trang 15 – bài tập Cơ học
đất – tác giả: Vũ Công Ngữ) suy ra các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 1:
=
2
C
q 185kN / m
,
=
N 39
⇒
góc nội ma sát:
π π π
ϕ + ϕ − + −
0
0,25. 0,25.
A 2,879
42.
cot g cot g42
2 180 2
π π
= + = + =
π π π
ϕ + ϕ − + −
0
B 1 1 12,514
42.
cot g cot g42
2 180 2
0
0
.cot g .cot g42
D 12,788
42.
cot g cot g42
2 180 2
π ϕ π
= = =
π π π
ϕ + ϕ − + −
Đất cát (rời)
⇒
≥ =
− γ − γ
Trong đó:
γ
tb
: dung trọng trung bình phần đất và bê tông trên móng. Được phép lấy 20kN/m
3
.
k: hệ số phụ thuộc vào giá trò mômen. Để an toàn lấy
=k 1,5
2
yc
900
F .1,5 3,738m
385,12 20.1,2
≥ =
−
⇒
= = =
yc
F
3,738
a 2,492
b 1,5
, lấy
a 2,5m=
Vậy sơ bộ chọn kích thước móng:
a 2,5m=
,
b 1,5m=
F 1 . 1 . 1,6586
a N 2,5 85,37
= + = + =
0
qs
b 1,5
F 1 .tg 1 .tg42 1,5402
a 2,5
= + ϕ = + =
s
b 1,5
F 1 0,4 1 0,4 0,7600
a 2,5
γ
= − = − =
Các hệ số ảnh hưởng của độ sâu chôn móng:
m
h
1,2
1
b 1,5
= <
÷
m
cd
h
1,2
F 1 0,4 1 0,4 1,3200
F 1 1
42
γ
= − =
÷
Sức chòu tải cực hạn:
u C cs cd ci q qs qd qi s d I
2
p cN F F F qN F F F 0,5 bN F F F
0 19,918.1,2.93,71.1,5402.1,1752.1 0,5.19,918.1,5.155,54.0,7600.1.1 5820kN/ m
γ γ γ γ
= + + γ
= + + =
Sức chòu tải cho phép:
2
u
a
S
p
5820
p 1940kN / m
F 3
= = =
2. Theo Terzaghi:
Tính toán tải trọng cực hạn theo Terzaghi bằng công thức:
u q q q c c c
p s i bN s i hN s i cN
γ γ γ
u
p 0,44.19,918.1,5.164,0 1.19,918.1,2.85,4 0 4197,12kN / m= + + =
2
a
a
s
p
4197,12
p 1399kN / m
F 3
= = =
NHẬN XÉT: Theo cách tính của Moyerhoff
2
a
p 1940kN/m=
, theo cách tính của
Terzaghi
2
a
p 1399kN / m=
, 2 cách tính cho ra kết quả sai khác nhau gần 30%, kết quả của
Terzaghi nhỏ hơn vì cách tính này chỉ xét đến phụ tải hông mà không xét đến hoạt động
của đoạn mặt trượt bên trên đáy móng. Như vậy ta dùng kết quả của Moyerhoff để tiếp tục
tính toán.
IV.KIỂM TRA CÁC ĐIỀU KIỆN:
Giá trò áp lực trung bình tiêu chuẩn dưới đáy móng:
tc
tc 2
0
tb tb m
N
900
P 1,1. .h 1,1.20.1,2 266,4kN/m
F 3,75
= + γ = + =
SV: VÕ ANH VŨ (STT : 76) Trang 9
a 2,5m
b 1,5m 2b a b
2b 3m
=
= ⇒ > >
=
(THỎA)
tc
tb
tc
tb tc
tc
P 264
P R
R 385,12
=
⇒ <
a
P 266,4
P q
q 1940
=
⇒ <
=
(THỎA);
tc
tc
max
max a
a
P 264
P 1,2q
1,2.q 2328
=
⇒ <
=
(THỎA)
Rσ <
⇒
lớp 2 làm việc trong giai đoạn đàn hồi.
3. Lớp 3:
Ứng suất tổng tác dụng lên mặt lớp đất 3:
2
z3
146,394kN / cmσ =
Cường độ tiêu chuẩn của lớp 3:
( ) ( )
tc m
2
R m A.b B.h . D.c 1 0,4822.1,5 2,929.1,2 .19,2 5,523.32
258,1kN / m
= + γ + = + +
=
z tc
Rσ <
⇒
lớp 3 làm việc trong giai đoạn đàn hồi.
Vậy cả nền đất làm việc trong giai đoạn đàn hồi. Có thể áp dụng kết quả của lý
thuyết đàn hồi để tính toán.
II. Tính toán ứng suất:
Xét các điểm có độ sâu như hình bên dưới.
Do không có nước ngầm trong phạm vi các lớp đất đang xét do đó ứng suất do tải
trọng bản thân được tính:
z z’
γ
bt
z
σ
a/b z/b K(g)
gl
σ
(m) (m)
(kN/m
2
) (kN/m
2
)
(kN/m
2
)
1
1 0
19.918
0
1.6667
2 0.6 11.9508
3 1.2 0 23.9016 240.1
4 1.8 0.6 35.8524 0.8 0.2435 233.857
5 2.4 1.2 47.8032 1.6 0.1412 135.640
6 3 1.8 59.754 2.4 0.0897 86.179
2
6 3 1.8
18.6
σ
= = >
σ
. Do đó ta chỉ xét phần đất có độ sâu nhỏ hơn 7m.
0
gl
σ
: ứng suất gây lún do phần tải trọng phân bố đều.
M2
tg
σ
,
M2
tg
σ
: ứng suất gây lún do phần tải tam giác gây ra trên trục qua M
1
và M
2
.
M1
gl
σ
,
M2
gl
σ
: ứng suất gây lún do toàn bộ tải trọng gây ra trên trục qua M
1
và M
T’
M1
tg
σ
M2
gl
σ
M1
gl
σ
(m) (m) (kN/m
2
) (kN/m
2
) (kN/m
2
) (kN/m
2
) (kN/m
2
) (kN/m
2
) (kN/m
2
)
1
1 0
19.918
0
3.333
m.
Chỉ tính toán đến độ sâu 7m vì với phần đất sâu hơn.
Lớp 1 dày 3m, chia thành 5 lớp, mỗi lớp 0,6m.
Lớp 2 dày 4m, chia thành 8 lớp, mỗi lớp dày 0,5m.
Lớp đất 1 không có thí nghiệm nén e-p do đó ta tính độ lún theo công thức
z
s h
E
β
= σ
∑
Lớp đất 2: dựa vào kết quả thí nghiệm (đường e-p và e-log(p)) tính theo công thức:
1 2
1
e e
s h
1 e
−
=
+
∑
và
1
0
0 0
p
C
s log h
1 e p
: ứng suất gây lún tại điểm giữa lớp phân tố (dựa vào biểu đồ ứng suất).
s: độ lún của lớp phân tố (tính theo công thức trình bày ở trên).
Lớp
đất
Lớp
p.tố
H(m)
1
σ
1
e
gl
σ
2
σ
2
e
s
1
1 0.6
2 0.6
3 0.6 236.979 3.44e-3
4 0.6 184.749 2.68e-3
5 0.6 110.91 1.61e-3
2
6 0.5 64.404 0.81432 73.8868 138.291 0.79404 5.59e-3
7 0.5 73.704 0.81163 53.1902 126.894 0.79701 4.03e-3
8 0.5 83.004 0.80893 39.3924 122.396 0.79818 2.97e-3
9 0.5 92.304 0.80623 30.3486 122.653 0.79811 2.25e-3
10 0.5 101.604 0.80358 24.1381 125.742 0.79731 1.74e-3
7 0.5 73.704 0.81163 53.1902 126.894 4.17e-3
8 0.5 83.004 0.80893 39.3924 122.396 2.98e-3
9 0.5 92.304 0.80623 30.3486 122.653 2.19e-3
10 0.5 101.604 0.80358 24.1381 125.742 1.64e-3
11 0.5 110.904 0.80116 19.5794 130.483 1.25e-3
12 0.5 120.204 0.79875 16.012 136.216 9.70e-4
13 0.5 129.504 0.79633 13.3432 142.847 7.60e-4
s
∑
0,02754m
Vậy độ lún tại tâm móng là khoảng 2,8cm. Kết quả tính dựa vào e-p và e-log(p)
chênh lệch nhau không nhiều.
II. Độ lún tại trung điểm cạnh ngắn M
1
của móng:
1. Theo đường cong e-p:
Lớp
đất
Lớp
p.tố
H(m)
1
σ
1
e
gl
σ
2
σ
2
e
gl
σ
2
σ
s
1
1 0.6
2 0.6
3 0.6 99.022 87.7925 1.27e-3
4 0.6 92.297 83.2727 1.21e-3
5 0.6 69.974 63.4103 9.19e-4
2
6 0.5 64.404 52.5535 47.670 112.074 4.24e-3
7 0.5 73.704 40.876 37.137 110.841 3.13e-3
8 0.5 83.004 32.9203 29.947 112.951 2.37e-3
9 0.5 92.304 26.6304 24.223 116.527 1.79e-3
10 0.5 101.604 19.0175 17.030 118.634 1.19e-3
11 0.5 110.904 13.0291 11.366 122.270 7.53e-4
12 0.5 120.204 10.9408 9.544 129.748 5.90e-4
13 0.5 129.504 9.30509 8.117 137.621 4.70e-4
s
∑
0,01794m
Vậy độ lún tại M
1
là khoảng 1,8cm. Kết quả tính dựa vào e-p và e-log(p) chênh lệch
nhau không nhiều.
III. Độ lún tại trung điểm cạnh ngắn M
2
11 0.5 110.904 0.80116 11.3656 122.2696 0.7982 8.20e-4
12 0.5 120.204 0.79875 9.5439 129.7479 0.7963 6.90e-4
13 0.5 129.504 0.79633 8.1170 137.6210 0.7942 5.87e-4
s
∑
0,01908
SV: VÕ ANH VŨ (STT : 76) Trang 17
2. Theo đường cong e-log(p):
Lớp
đất
Lớp
p.tố
H(m)
1
σ
1
e
gl
σ
2
σ
s
1
1 0.6
2 0.6
3 0.6 99.022 136.8523 1.98e-3
4 0.6 92.297 96.6666 1.40e-3
5 0.6 69.974 67.6223 9.80e-4
2
6 0.5 64.404 52.5535 50.0378 114.4418 4.40e-3
Độ lún các điểm được hiệu chỉnh:
M
1
0 M
2
Độ lún trước hiệu chỉnh 1,8cm 2,8cm 1,9cm
Độ lún sau hiệu chỉnh 2,43cm 2,48cm 2,53cm
Độ nghiêng của móng:
M2 M1
0
00
S S
1,8 1,7
i 0,4
a 250
−
−
= = =
Độ nghiêng của móng rất nhỏ chứng tỏ độ lệch tâm của móng bé.
SV: VÕ ANH VŨ (STT : 76) Trang 18
Biến dạng của móng trong hình vẽ trên được phóng đại 10 lần.
SV: VÕ ANH VŨ (STT : 76) Trang 19