Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
A./ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH.
I / Phương án móng nông: Do nền đất dưới 2m là đất tốt, đối với phương án
móng nông ta dùng phướng án móng đơn chiệu tải lệch tâm với độ sâu là h =
2.7(m) kể từ mặt đất xuống.
− Ta có các số liệu sau để thiết kế móng cho công trình.
Bêtông loát đá 4 x 6 Mác 75 dày 100 mm.
Móng bêtông Mác 250 có R
n
= 110 (KG/cm
2
),R
k
=8.8(KG/cm
2
).
Thép có gờ AII > φ 10 có R
a
= 2800(KG/cm
2
).
Thép không có gờ < φ 10 có R
a
= 2100(KG/cm
2
).
Cột có tiết diện b
c
x l
c
= 350 x 400 (mm).
1.2
TT
TC
N
N =
− Ta có bảng thống kê tải trong tác dụng vào móng như sau:
Cột N
TC
( T) M
x
TC
( Tm) M
y
TC
( Tm) H
x
TC
( T) H
y
TC
( T)
A1 74.7 5.9 3.1 6 5.2
B1 97.3 5.1 2.8 4 3.3
C1 100.7 4.8 3.2 4.7 4
D1 94.7 5.4 2.7 4.4 3.6
E1 98.7 5.5 3.7 4.3 4.3
F1 72.7 8.1 5.7 10 6
• Tải trọng móng trụ A và F có giá trò chênh lệt nhau < 5% ta tính toán
chung cho một móng và kí hiệu là M1.
• Tải trọng móng trụ B, C, D, và E có giá trò chênh lệt nhau < 5% ta tính
1). Xác đònh sơ bộ diện tích đế móng:
Với chiều sâu chôn móng h = 2.7m ta giả thiết bề rộng móng b = 1.8 m
- p lực gần đúng tại đáy móng:
2
74.7
. 22.2,7 290( / )
1.8 1.8
TC
TC
tb
N
P h KN m
F
γ
= + = + =
×
- Sức chòu tải của nền đất:
- Trong đó móng được đặc trên lớp đất 2 là sét pha cát lẫn sỏi sạn do đó chọn
m
1
= 1.2 và các tính chất của đất khác được xác đònh trong phóng thí nghiệm
nên m
2
= 1 và K = 1 .
- Lớp đất 2 có ϕ = 14
0
40
/
=> A = 0.31 , B = 2.26 , D = 4.8
chọn sơ bộ b = 1.8(m)
- Vì móng chòu tải lệt tâm:
- Diện tích thật của móng :
F
/
= K * F Với K = 1.2
=> F
/
= 1.2 x 2.9 = 3.48 (m
2
)
- Tỉ số chiều dài và chiều rộng của móng: chọn K
n
= 1.3
2.9 1.2
1.6( )
1.3
n
F K
b
K
b m
×
=
×
⇒ = =
chiều dài thật của móng. L = k
n
x b = 1.3 x 1.6 = 2.08 (m) chọn l = 2.2 (m)
Kiểm tra lại sức chòu tải của nền đất:
1
TC
R KN m
×
= + + =
P
TC
< R
TC
đã thoả mảng điều kiện chọn móng. Vậy móng đơn chòu tải lệch
tâm có diện tích như sau b x l = 1.6 x 2.2 (m).
2. Kiểm tra độ biến dạng của nền thông qua độ lún tại tâm móng.
p lực gần đúng tại đấy móng.
2
747
. 22 2.7 271.6( / )
1.6 2.2
tc
TC
tb
N
h KN m
F
σ γ
= + = + × =
×
Ứng suất gây lún tại tâm diện tích đế móng do trọng lượng bản thân.
2
17.63 2.7 47.6( / )
bt
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
Điểm z(m) 2z/b L/B k
o
σ
0
gl
σ
bt
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0
0.32
0.64
0.96
1.28
1.6
//
//
//
//
//
//
//
//
//
1
0.971
0.845
0.677
0.527
0.409
0.32
0.256
0.206
0.17
0.142
0.12
0.103
0.089
0.076
224
217.5
189.3
151.6
118
91.6
zi i
i
i i
i
h
s s
E
β σ
= =
∑ ∑
- Lấy β = 0.8 cho mọi lớp đất . Là hệ số xét tới ảnh hưởng nở hông.
- h
i
chiều dày của lớp đất thứ i
- E
i
: mô đun biến dạng của lớp đất thứ I
0.8 0.8
n
i i
i i
i
i
h
S S
E
σ
⇒ = =
∑ ∑
Độ lún cuả lớp đất thứ nhất.
lớp đất II h = 1300
lớp đất đấp h = 500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
phạm vi gây lún
13
14
224
217.5
189.3
151.6
118
91.9
71.7
57.3
46.1
38.1
31.8
26.9
x
TT = H
y
TT
x h + M
x0
TT
= 6.24 × 0.5+ 7.12 = 10.24 (Tm)
M
y
TT = H
x
TT
x h + M
y0
TT
=7.2 × 0.5+ 3.68 = 7.28(Tm)
− Xác đònh ứng suất dưới đấy móng
max
TT
TT
TT
y
x
− Thế vào công thức tính ứng suất ta co.
2
max
2
min
89.6 10.24 6 7.28 6
42( / )
1.6 2.2 5.632 7.744
89.6 10.24 6 7.28 6
8.9( / )
1.6 2.2 5.632 7.744
T m
T m
σ
σ
× ×
= + + =
×
× ×
= − − =
×
− Với tiết diện cột như giả thiết : b
c
x
l
c
= 0.35 x 0.4 (m)
− Lực gây xuyên thủng.
max 1 0
−
= −
−
− − ×
= =
−
= − × =
c
l - l
a =
− Lực gây xuyên thủng.
42 33
1.6 0.43 25.8( )
2
XT
F T
+
= × × =
− Lực chống xuyên
0.75 88(0.35 0.47)(0.47 2) 36( )
CX
F T= × + =
=> F
cx
>F
xt
thoả
4./ Bố trí cốt thép cho móng:
− Theo mặt cắt I :I
900(mm)
I
I
b T m
b T m
l l
x m
x
x x
M
M m
σ σ
σ σ
σ
= × = × =
= × = × =
−
= =
×
⇒ = + ×
× × ×
⇒ = + × =
lượng thép cần bố trí :
2
0
2
25.3
0.0022( )
0.9 0.9 2800 0.47
22( )
I
16( )
2 2
16
0.0014( )
0.9 0.9 2800 0.47
14( )
c
tb
II
II
AII
a
AII
B b
Y m
l T m
y
M Tm
M
F m
R h
F cm
σ σ
σ
−
= =
= = × =
= = =
= = =
× ×
Ι Ι
Ι Ι
Ι
5./ Tính thể tích bêtông cần đổ cho móng M1
1 2
V V V= +
Trong đó V
1
: Thể tích của hình tháp
V
2
: thể tích hình hợp chũ nhật
1
1 1 1 2 2 1 2 1 2
( . . ( )( )
6
h
V a b a b a a b b= + + + ×
với a
1
= 410(mm)
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 8
( )
DChBAb
K
mm
RP
TC
TCTC
++=≤
6
V m= × + × + + × =
V
2
= 2.2× 1.6 ×0.2 = 0.704(m
3
)
3
1 2
0.49 0.704 1.143( )V V V m= + = + =
Vậy thể tích bêtông cần đổ vào móng M
1
là 1.143(m
3
).
I./ Tính toán móng M2:
Với tải trọng tiêu chuẩn N
tc
= 100.7(T) lấy hệ số vượt tải n = 1.2
=> ta có N
tt
= 120.8 (T).
1). Xác đònh sơ bộ diện tích đế móng:
Với chiều sâu chôn móng h = 2.7m ta giả thiết bề rộng móng b = 2 m
- p lực gần đúng tại đáy móng:
- Sức chòu tải của nền đất:
- Trong đó móng được đặc trên lớp đất 2 là sét pha cát lẫn sỏi sạn do đó chọn
m
1
= 1.2 và các tính chất của đất khác được xác đònh trong phóng thí nghiệm
F m
R h
b F m
γ
≥ = =
− −
⇒ = = =
- Diện tích sơ bộ của móng.
- Vì móng chòu tải lệt tâm:
- Diện tích thật của móng :
F
/
= K * F Với K = 1.2
=> F
/
= 1.2 x 3.9 = 4.7 (m
2
)
- Tỉ số chiều dài và chiều rộng của móng: chọn K
n
= 1.3
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 9
2
1007
. 22 2.7 317 ( / )
2 2
TC
TC
tb
N
Kiểm tra lại sức chòu tải của nền đất:
p lực gần đúng tại đấy móng.
2
1007
. 22 2.7 253( / )
2 2.6
tc
TC
tb
N
p h KN m
F
γ
= + = + × =
×
sức chòu tải tiêu chuẩn của nền đất.
( )
2
1.2 1
0,31.1, 6.2 2, 26.2,7.17, 63 4,8.30,5 319( / )
1
TC
R KN m
×
= + + =
P
TC
< R
TC
đã thoả mảng điều kiện chọn móng. Vậy móng đơn chòu tải lệch
= − = − =
Biểu đồ ứng suất theo độ sâu Z.
0 0
0
.
gl gl
k
σ σ
=
Với k
0
được xác đònh vào các tỉ số sau:
2
,
l z
n m
b b
= =
để có độ chính xác cao ta phân lớp ra thành nhiều lớp nhỏ với
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 10
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
Điểm z(m) 2z/b L/B k
o
σ
0
gl
σ
bt
0
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
4.4
4.8
5.2
1.3
//
//
//
//
//
//
//
//
//
//
//
//
//
1
0.97
0.839
0.667
0.514
87.1
91.03
95
99
102.9
106.8
110
- Tính toán lún của nền bằng cách cộng tùng lớp các phân tố với điều kiện
ứng suất tải trọng bản thân gây ra không đổi, và biểu đồ lún của đất ở mỗi
lớp đất xảy ra trong điều kiện không có nở hông.
- Công thức :
. .
n n
zi i
i
i i
i
h
s s
E
β σ
= =
∑ ∑
- Lấy β = 0.8 cho mọi lớp đất . Là hệ số xét tới ảnh hưởng nở hông.
- h
i
chiều dày của lớp đất thứ i
- E
i
: mô đun biến dạng của lớp đất thứ I
102.9
23
11
110
13
106.8
12
17.5
phạm vi gây lún
20.1
7
95
9
99
10
8
91.03
5
6
87.1
83.1
79.2
4
50.5
33.5
lớp đất h = 3.9
27.9
40.6
81.5
63.7
= H
y
TT
x h + M
x0
TT
= 4.8×0.6 +5.76=8.64(Tm)
M
y
TT = H
x
TT
x h + M
y0
TT
=5.6× 0.6 +3.84 =7.2 (Tm)
− Xác đònh ứng suất dưới đấy móng
max
TT
TT
TT
y
x
x y
M
M
N
min
120.8 8.64 6 7.2 6
31( / )
2 2.6 10.4 13.52
120.8 8.64 6 7.2 6
15( / )
2 2.6 10.4 13.52
T m
T m
σ
σ
× ×
= + + =
×
× ×
= − − =
×
− Với tiết diện cột như giả thiết : b
c
x
l
c
= 0.35 x 0.4 (m)
− Lực gây xuyên thủng.
max 1 0
2
2 2
c
l l h
= =
−
= − × =
c
l - l
a =
− Lực gây xuyên thủng.
31 26.7
2 0.53 30.6( )
2
XT
F T
+
= × × =
− Lực chống xuyên
0.75 88(0.35 0.57)(0.57 2) 48.9( )
CX
F T= × + =
=> F
cx
>F
xt
thoả
4./ Bố trí cốt thép cho móng:
− Theo mặt cắt I :I
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 13
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
− Trong đó
2
max
σ σ
σ σ
σ
= × = × =
= × = × =
−
−
= = =
×
⇒ = + ×
× × ×
⇒ = + × =
lượng thép cần bố trí theo phương dọc :
2
0
2
35.8
0.0029( )
0.9 0.9 2800 0.57
29( )
I
AI
a
AI
M
F m
R h
F cm
= = =
× ×
c
E tb
E
II
II
AII
a
AII
B b
x m
l T m
x
M Tm
M
F m
R h
F cm
σ σ
σ
−
−
= = =
= = × =
= = =
= = =
× ×
⇒ =
=> chọn 12φ14@230
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 14
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
1
: Thể tích của hình tháp
V
2
: thể tích hình hợp chũ nhật
1
1 1 1 2 2 1 2 1 2
( . . ( )( )
6
h
V a b a b a a b b= + + + ×
với a
1
= 410(mm)
a
2
= 2600(mm)
b
1
= 360(mm), b
2
=2000(mm),h
1
= 400(mm),h
2
= 200(mm)
[ ]
3
1
0.4
búa Diêzenl không khoan dẫn.
− Cọc chòu môme lơn do đó đoạn cọc được ngàm vào đài 460 (mm). Phá vỡ
đầu cọc 360(mm).
− Bêtông đài cọc Mác 250 .
1).Tính Toán Cẩu Cọc Trong Quá Trình Vận Chuyển Và Dựng Cọc.
0
.
0
6
8
q
L
L
0.043qLL
2
− Khả năng chòu lực của cấu kiện :
− Ta có :
[ ]
0
0
2 2
0
2800 10.18
0.325
110 30 26.6
0.62
(1 0.5 ) 0.325(1 0.5 0.325)110 30(26.6) 63.5( )
a a
n
n
− Khi cẩu cọc.
[ ]
2
6.5
0.585 0.086 1.06( )
2
M Tm M= = <
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 16
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
Vậy khi cẩu cọc trong quá trình vân chuyển và dựng cọc đều thoả mản về
cường độ chòu lực của cọc.
2./ Tính toán sức chòu tải của cọc:
a/ Sức chòu tải của cọc theo vật liệu:
P
VL
= ϕ (R
b
F
b
+ R
a
F
a
)
− Trong đó : F
a
= 4φ 18 = 10.18 (cm
2
)
F
P T
−
= +
⇒ =
b./ Sức chòu tải của cọc theo nền đất :
( )
. . .
TC R P P f si i
Q m m q A m f l
µ
= +
∑
- m= 1 : hệ số điều kiện làm việc của nến đất
- cọc đóng bằng búa Diezenl : m
r
= 1, m
fi
= 1.
- Chu vi cọc µ = 0.3 × 4 = 1.2 (m)
- Diện tích cọc A
P
= 0.3
2
= 0.09 (m
2
).
- Với q
p
: sức chống tính toán dưới mũi cọc là lớp đất thứ III có độ
sệt I
2
49.75( ) 4.975( / )
i
i
l m
f KPa T m
= + + =
=> = =
Đối với lớp đất kế tiếp có độ sệt I
L
= 0.3
2
2
1.5 1.2 1.3 5( )
2
40( ) 4( / )
i
i
l m
f KPa T m
= + + + =
=> = =
Đối với lớp đất kế tiếp có độ sệt I
L
= 0.3
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 17
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
2
2
1.54
VL
127
[ ] 63.5( )
2
VL
VL
P
P T
F
= = =
− Số lượng cọc cần thiết cho móng cọc C
2
[ ]
120.8
1.1 1.1 3.8
35
TT
a
N
n
Q
≥ = ≈
− Chọn n= 6 (cọc)
Các cọc được bố trí theo lưới hình chữ nhật sau, và các cọc cách nhau
3d
− Trọng lượng của đài cọc và đất trên cọc
N
đ
TT
TT
= M
Y
TT
+ H
x
TT
. h = 3.84 + 5.6 × 0.7 = 7.76(T) .
− Lực tác dụng lên các đầu cọc được tính theo công thức sau :
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 18
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
( ) ( )
2 2
TT
Y i X i
i
i i
M x M y
N
P
n x y
= + +
∑ ∑
− Với các cọc được tính như sau:
X
Y
1
3
5
6
P T
P T
× ×
= + + =
× ×
× ×
= + − =
× ×
×
= − =
×
×
= + =
×
× ×
= − + =
× ×
6
2 2
max min
)
135 7.76 0.9 9.12 0.45
17( )
6 4 0.9 6 0.45
28( ), 17( )
P T
P T P T
× ×
= − − =
× ×
ϕ
ϕ
× + × + ×
= =
+ +
=> =
=> × = × = <
thoả
− Bề rộng móng khối quy ước
B = (0.9 + 0.8 )+ 2 × 0.49 = 2.67 (m)
− Chiều dài móng khối quy ước
L = (0.9 x 2 )+ 0.5+ 2 × 0.49 = 3.28 (m)
− Trọng lượng móng khối quy ước .
N
mkqu
= B x L x H x γ
Tb
= 2.67 x 3.28 x 7.54 x 2.2 = 145.3 (T)
− Tải tiêu chuẩn tại cao trình đế móng khối quy ước
N
TC
= N
mkqu
+ N
TC
0
= 145.3 + 100.7 = 246 (T)
− Ứng suất σ
z
k
σ σ
=
− Trong đó K
0
phụ thuộc vào các hệ số sau
3.28
1.23
2.67
2
L
n
B
Z
m
B
= = =
=
− Kiểm tra sức chòu tải của đất nền dưới đế móng
( )
( )
2
max
*
1 2
2
2460
22 7.54 446.8( / )
2.67 3.28
.
2
1 2
173.1 167.6 144.1 113.6 0.543 (93.4 0.358)
0.8 0.035( )
2 4000
0.176 93.4 (86.8 66.5 51.7 40.9 32.9 26.5)0.534
0.8 0.006( )
2 12000
0.035 0.006 0.041( )
S m
S m
S S S m
+ + + + ×
= =
×
× + + + + + +
= =
×
= + = + =
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 20
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
− Ta có bảng số liệu sao:
Điểm z(m) 2z/b L/B k
o
σ
0
2.0
2.4
2.8
3.2
3.6
4.0
1.23
//
//
//
//
//
//
//
//
//
//
1
0.9686
0.8327
0.6565
0.5014
0.3842
0.2986
0.2362
0.19045
0.15312
0.1297
173.1
167.6
113.1
118.3
123.6
129
134.3
139.7
145.1
150.4
155.8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
107.8
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 21
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
3./Tính toán đài cọc :
− Chính cọc P
1
và P
2
là hai cọc xuyên thũng đài
P
xt
P T
+
= × × × =
=> P
cx
> P
XT
thoả
− Kiểm tra cọc xuyên thủng đài
− Diện tích mặt cọc xuyên:
F = 0.8 x 0.8 = 0.64 (m
2
)
− Diện tích mặt bên gây xuyên .
( )
2
0.8 0.8 (0.3 0.3) 2 0.77( )F m= × − × =
=> F
cx
= 0.77 x 0.75 x 88 = 51.3 (T) > 28 (T) thoả
4.Tính toàn thép chòu uốn và bố trí thép cho đài cọc:
Tại mặt ngàm I -I
Μ
Ι
0.75m
P
Tr
Trong đó :
P = P
+ P
2
+ P
3
= 28 + 25.9 +23.7 = 77.6 (T)
M
II
= 77.6 * 0.25 = 19.4 (Tm)
5
2
19.4 10
11( )
0.9 70 2800 176400
II
aII
M
F cm
×
⇒ = = =
× ×
Chọn 11 φ 12 .Khoảng cách giữa các cây thép @=224 Vậy F
aII
= 11 φ 12
@ 224
2300
400
100
900
900
100
Đai
Ø
8 a150
-7540
Bê tông lót đá4x6
Mác 75
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 23
Đồ n Nền Móng GVHD: THS TRẦN MINH TÙNG
IV Tính toán và thiết kế móng cọc C1
Các chỉ tiêu về sức chòu tải của cọc và của nền đất giống như móng C2,
với chiều sâu chôn cọc là 7.54 m chòu tải trong là N
TT
= 89.6(T) vậy cách tính
toán cho móng C1 được tiến hành như sau:
− Số lượng cọc cần thiết cho móng cọc C
1
[ ]
89.6
1.1 1.1 2.8
35
TT
a
N
n
Q
≥ = ≈
− Chọn n= 5 (cọc)
Các cọc được bố trí theo lưới hình chữ nhật sau, và các cọc cách nhau
y
TT
. h = 7.12 + 6.24 × 0.65 = 11.2(T)
M
Y0
TT
= M
Y
TT
+ H
x
TT
. h = 3.68 + 7.2 × 0.65 = 8.4(T) .
− Lực tác dụng lên các đầu cọc được tính theo công thức sau :
( ) ( )
2 2
TT
Y i X i
i
i i
M x M y
N
P
n x y
= + +
∑ ∑
− Với các cọc được tính như sau:
2300
2300
300
15.2( )
5 4 0.75 4 0.75
108.6 8.4 0.75 11.2 0
5 4 0.75
P T
P T
P T
P T
P
× ×
= + + =
× ×
× ×
= + − =
× ×
= =
× ×
= − − =
× ×
× ×
= − +
×
2
max min
.75
22.6( )
4 0.75
28.2( ), 15.2( )
T
P T P T
ϕ
ϕ
× + × + ×
= =
+ +
=> =
=> × = × = <
thoả
− Bề rộng móng khối quy ước
B = 2.3+ 2 × 0.49 = 3.28 (m)
− Chiều dài móng khối quy ước
L = 2.3+ 2 × 0.49 = 3.28 (m)
− Trọng lượng móng khối quy ước .
N
mkqu
= B x L x H x γ
Tb
= (3.28)
2
x 7.54 x 2.2 = 178.4 (T)
− Tải tiêu chuẩn tại cao trình đế móng khối quy ước
N
TC
= N
mkqu
+ N
TC
0
= 178.4 + 74.7 = 253.1 (T)
gl gl
z z
k
σ σ
=
− Trong đó K
0
phụ thuộc vào các hệ số sau
Svth : Lê Đắc Vinh Trang 25