ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
PHẦN 1
MÓNG NÔNG
A. SỐ LIỆU: (Đề số 8d)
1.Nội lực : cho các móng có nội lực tính toán dưới chân cột tại cao độ mặt đất như sau:
Nội lực
N0
M0
Q0
2. Nền đất:
Đơn vò
T(T/m)
Tm (Tm/m)
T(T/m)
Cột C1
75
0
0
Cột C2
50
0
0
CÁC LỚP ĐẤT
Độ ẩm
tự
nhiên
Giới
hạn
nhão
Giới
hạn
dẻo
Dung
trọng
tự
Tỷ
trọng
hạt
26
29,5
28,4
22,9
1,75
Hạt cát
To
Vừa
Nhỏ
Đường kính hạt (mm)
Hạt bụi
Mòn
0.250.1
0.10.05
0.050.01
0.01
0.00
2
Hạt
sét
N
10-5
5-2
2-1
1-0.5
0.50.25
2
18
33
27,5
16,5
3
17
2,63
15,60
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
Trạng thái: Phân loại trạng thái đất dính theo độ sệt IL (TCXD 45-78)
IL =
w - wp
wL - wp
=
w - wp
IP
=
29,5-22,9
= 1, 2 .
5,5
Do IL>1 Trạng thái lỏng (Đất yếu).
Hệ số rỗng tự nhiên:
e=
Gs .gw (1 + w)
2, 64.1.(1 + 0, 295)
- 1=
80,5
97
100
100
100
100
0
Do tỉ lệ hạt có d>0,5(mm) chiếm tỉ lệ 80,5% Đất cát thô.
Trạng thái: Phân loại theo thí nghiệm xuyên tónh:
Do : qc=15,60 (MPa)=15,60x106 (N/m2)=15,60x105 (kG/m2)=156 (kG/cm2) nên
trạng thái lớp cát thô này là Chặt..
Dựa vào thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT ta cũng có thể phân loại độ chặt
của lớp đất cát này như sau:
Theo đề bài, trò số N theo SPT là 31 =>Trạng thái của cát là chặt, góc ma sát
trong ϕ=40°- 45°.Với qc=156 (kG/cm2), dựa vào bảng I-6 (Bài tập Cơ học đất- Vũ
Công Ngữ, Nguyễn Văn Thông) nội suy được giá trò ϕ=42,25°.
Chọn giá trò tính toán
ϕtt =42,25°/1,2=35,20°.
TRANG 2
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
= 1, 05( T 3 )
m
1+ e
1 + 0,55
Lớp 3:
Tên: Phân loại đất rời theo hàm lượng hạt (TCXD 45-78)
THÀNH PHẦN CỢ HẠT
Đường kính
hạt (mm)
≥10
≥5
≥2
≥1
Thành phần
(%)
1,5
10,5
35,5
77
≥0,5 ≥0,25 ≥0,1 ≥0,05 ≥0,01 ≥0,002 ≤0,002
Công Ngữ, Nguyễn Văn Thông) nội suy được giá trò ϕ=44,06°.
Chọn giá trò tính toán
ϕtt =44,06°/1,2=36,72°.
Từ trạng thái của đất là chặt, dựa theo bảng I-4 (Phân loại độ chặt của đất rời
theo hệ số rỗng) ta có thể suy ngược lại hệ số rỗng của lớp đất cát này là
e S r =
e
0, 55
Dựa vào bảng 1.5 (Phân loại độ ẩm của đất theo độ bão hòa S r) suy ra được lớp
đất cát này thuộc loại rất ẩm.
Môđun biến dạng: Theo TCXD 45-78 thì
E = 3q c = 3.18, 5 = 55, 5(Mpa).
Xác đònh dung trọng riêng:
G .γ (1 + w) 2, 63.1.(1 + 0,136)
γ = S w
=
= 1, 93( T 3 )
m
1+ e
1 + 0, 55
TRANG 4
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
2. Phương án thiết kế móng nông:
Phương án 1: đặt móng đơn BTCT trong lớp đất thứ nhất, có dùng đệm cát.
Phương án 2: đặt móng đơn BTCT trên nền đất thiên nhiên. Xét điều kiện đòa
chất đã được xử lý thì có thể đặt móng vào trong lớp đất thứ 2.
Xét đến các điều kiện chỉ tiêu kinh tế, kó thuật, biện pháp thi công, chọn phương án
đặt móng thứ 2.
Chọn độ sâu chôn móng Hm=2,2m (Có kể đến lớp bê tông lót đá 4x6 mác 100, dày
100mm).
C. TÍNH TOÁN
1. Thiết kế móng C1
a. Xác đònh tải trọng tác dụng xuống móng: (Đặt tại chân cột)
- Chọn hệ số vượt tải : n = 1,2
N
tc
N tt
=
n
M
;
tc
75 (T)
62,5 (T)
0 (Tm)
0 (Tm)
0(T)
0 (T)
Móng C2
50(T)
41,7 (T)
0 (Tm)
0 (Tm)
0 (T)
0 (T)
Móng T3
19(T/m)
1, 9 + 0, 3
gII = 1, 99( T 3 ).
m
Thiết kế móng vuông do chòu tải đúng tâm.
* 3
* 2
tc
Lấy ptc=R, giải phương trình a 0 b + a1b - N = 0 để tìm chiều rộng đáy móng b,
trong đó:
mm
1, 4.1
a *0 = 1 2 AgII .1, 2 =
.1,706.1, 99.1, 2 = 4, 8( T 2 )
m
k tc
1
TRANG 6
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
ém m
ù
a1* = ê 1 2 ( Bhg'II + Dc II ) - gtb h ú.1, 2
ê k tc
ú
ë
đáy móng lên bxl=1,3x1,3m
Tính lại được Ptc=41,4 (T/m2)
móng được tính là phân bố đều.
N tc
Dưới đáy móng tính toán, lực phân bố đều: p =
. Theo như phần
F
tính toán ở trên nếu ta thết kế móng với tỉ lệ 2 cạnh là 1:2, chiều sâu
chôn móng là 2,2m thì ta có phương trình:
62,5
+ 4, 4 = 2,5b + 41
2b2
Þ 5b3 + 73, 2b2 - 62,5 = 0
Þ b = 0, 9(m)
350
550
100
Þ l = 2b = 1, 8(m)
900
100
b’=3(0,8/2-0,18)=0,66(m).
Ứng suất lớn nhất dưới đáy móng:
2 N
2.78,5
pmax = å'
=
= 59,5( T 2 ) > 1, 2R = 1, 2.49 = 58, 8( T 2 )
m
m
b .l
z (m)
2z/b
l/b
k0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0,0
0,4
0,8
1,3
1,7
2,1
2,5
2,9
3,3
0,825
0,722
0,624
0,538
0,463
0,400
0,347
0,303
m2
)
bt(T/m2) gl=39,3.k0
(T/m2)
39,30
38,92
36,92
32,44
28,38
24,54
21,13
18,20
15,73
13,65
11,90
19,33
20,09
20,86
4
40
5
40
6
40
7
40
8
40
9
40
10
40
gl
T / m²
cm
37,92
0,8
4680
0,2593
34,68
0,8
4680
0,2371
30,41
0,8
4680
0,2080
26,46
14,69
0,8
4680
0,1004
12,77
0,8
4680
0,0873
TRANG 13
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
11,90
1,7471
Tổng độ lún tại tâm móng (cm )
Thỏa điều kiện lún s
I
Fa1 =
MII- II
II
b(l - lC )2 tt 0,9.(1,8 - 0,25)2
=
p =
.46,3 = 12,5(Tm) .
8
8
Chọn thép CII
M
12,5.105
Fa2 =
=
= 8,9(cm2 ).
0,9.Ra .h0 0,9.2600.60
II
I
Chọn 5Φ16 (F=10,05cm2), a=200mm, chiều dài mỗi thanh l=1820mm
c. Tính kích thước đai kiềng: 250x300
400
100
100
380
300
CỐT ĐAI CỘT
(∅8a200)
900
MẶT CẮT B-B
TỈ LỆ 1/20
250
B
5∅ 16
1
775
(∅16a200)
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
3.Tính toán thiết kế móng bè
No
Mo
N tt
N tc
Móng T3
19(T/m)
15,8
(T/m)
Tải trọng
615,6T
511,9T
M tt
Qo
300
Tại cao độ mặt đất
Mômen
My =l2.Mtc=14,4.5,9=84,96 (Tm)
Mx =l1.Mtc=18.5,9=106,2 (Tm)
Lực thẳng đứng: Ntc=15,8.
(18+14,4)=284,4+227,52=512 (T)
Lực cắt:
Theo phương x: Qx=Qtc.l2=0,7.14,4=10,08 (T)
Theo phương y: Qy= Qtc.l1=0,7.18=12,6 (T)
6000
Tại cao độ đáy thang máy:
Mômen
Mtcy = My + Qx .2=84,96+10,08.2=105,12 (Tm)
Mtcx = Mx + Qy .2=106,2 +12,6.2=131,4(Tm)
Lực thẳng đứng: Ntc=512 (T)
Sơ bộ chọn chiều dày tấm bản là 80cm, lớp bảo vệ 5 cm
Tải trọng tại đáy móng:
Mômen
Mtcy = Mtcy + Qx .2,8=84,96+10,08.2,8=113 (Tm)
Mtcx = Mtcx + Qy .2,8=106,2 +12,6.2,8=136(Tm)
TRANG 16
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
ỉ 6e x
6e y ư
620 ỉ
6.0,18 6.0, 22 ư
tc
÷
ç
T
÷
ç
1+
+
=
1
+
+
÷
÷
ç
ç
÷
÷= 15( m 2 ) < R
ç
ç
÷ 9.6 è
b
l ø
6
9 ø
số l/b=9/6=1,5.
Ntc
620
− γ.hb =
− 2,5.0,8 = 9,5( T 2 )
Ứng suất gây lún: Pgl=
m
F
54
Điểm
z (m)
2z/b
l/b
k0
δbt(T/m2)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,000
0,997
0,988
0,973
0,941
0,899
0,853
0,802
0,745
0,693
0,642
5,12
5,91
6,71
7,50
8,30
9,10
9,89
10,69
11,48
(cm)
2
1
40
9,50
gl
tb
gl
/ m² KN / m²
KN9,48
2
40
3
40
4
40
5
T / m²
9,48
9,39
9,39
9,24
9,24
8,93
8,93
8,54
8,54
8,11
8,11
7,62
7,62
7,08
7,08
6,58
6,58
6,10
6,83
0,8
4680
0,0467
6,34
e y = 1x =
= 0, 46(m)
N
228
B
A
E
M
3000
Thỏa điều kiện lún
tt
pmax
=
β tb
.σgl .h i
E
3000
Lớ
p
đất
F1 ç
l ø
9 ø
è
TRANG 18
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
tt
pmin
=
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
ư 28 ỉ 6.0, 46 ư
6e y ÷
N1 ỉ
ç
÷
ç
11÷=
ç
÷= 5,85( T m2 )
ç
è
ø
F1 ç
l ÷
9 ÷
è
= 0, 46(m)
N
119,7
6e y ư
N2 ỉ
119,7 ỉ
6.0, 46 ư
÷
ç
÷
ç
1+
=
1
+
÷
ç
÷= 5,52( T m2 )
ç
÷
÷
ç
è
ø
F2 ç
l
9.3,15
9
è
ø
TRANG 19
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
Sơ đồ tính:
Mômen âm M=42,78 (Tm)
Tính thép cho lớp trên:
Tính cho 1m dài thì mômen cực đại là 42,78/3,15=13,6(Tm)
M
13,6.105
Fa1 =
=
= 8,3(cm2 ).
0,9.Ra .h0 0,9.2600.70
Chọn thép Φ14a180 (F=8,55 cm2/m dài)
Thép lớp dưới đặt cấu tạo Φ12a200
Xét dải MNDE: Tính thép rồi bố trí đều cho các dải còn lại.
Giá trò nội lực của dải
Mômen
My3=7,1.(3,3+3,3-1,2)+0,8.(2.3,3-1,2).2=46,98(Tm)
Lực thẳng đứng:
N3=19 .(2.3,3-1,2)=102,6(T)
Mômen lệch tâm do một phần N3 gây ra:
My3’= 19.3,3.3=188(Tm)
Tổng mômen : M3=46,98+188=235(Tm)
Độ lệch tâm:
102,6 ỉ
6.2,29 ư
tt
T
÷
÷
ç
pmin
= 3ç
1=
1÷
÷
ç
ç
÷
÷= - 6,7( m2 )
ç
ç
F3 è
l ø 6.3,3 è
6 ø
tt
pmax
=
Mômen âm để tính toán thép lớp trên: M=18,69 (Tm)
Xét trong 1m thì giá trò tính toán là Mtt=18,69/3,3=5,7(Tm)
M
5,7.105
Fa1 =
∅12a200
∅14 dùng làm
giá đỡ a1500
∅14a180
∅12a200
TRANG 21
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
PHẦN 2:
MÓNG CỌC
1. Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện xây dựng công trình
Lớp 1 (52)
S
T
T
Độ
ẩm tự
nhiên
200
52
29,4
31,7
25,1
1,81
2,67
1200
0,09
0,827
0,797
0,773
0,754
Kết
quả
xuyên
Hệ số rỗng tự nhiên:
e=
Gs .gw (1 + w)
2, 67.1.(1 + 0, 294)
- 1=
- 1 = 0, 9088
g
1, 81
Môđun biến dạng(Theo TCXD 45-78)
E=3qc=3.1,87=5,61 (Mpa).
Lớp 2 (6)
Tên: Phân loại đất rời theo hàm lượng hạt (TCXD 45-78)
Do tỉ lệ hạt có d>0,1(mm) chiếm tỉ lệ 79,5% Đất cát nhỏ.
Trạng thái: Phân loại theo thí nghiệm xuyên tónh:
TRANG 22
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
Do : qc=6,8 (MPa)=6,8x106 (N/m2)=6,8x105 (kG/m2)=68 (kG/cm2) nên trạng
thái lớp cát nhỏ này là chặt vừa.
Dựa vào thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT : Trò số N theo SPT là 15 =>Trạng
thái của cát là chặt vừa, góc ma sát trong ϕ=35°- 40°.Với qc=68 (kG/cm2), dựa
vào bảng I-6 (Bài tập Cơ học đất- Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Thông) nội suy
w - wp
IP
=
27,2-25,9
= 0, 21 .
6,2
Do 0
85
95
98
100
100
100
0
Hàm lượng hạt có d>2mm chiếm 28,5%>25% Đất cát sạn
Trạng thái: Phân loại theo thí nghiệm xuyên tónh:
Do : qc=19 (MPa)=190 (kG/cm2) nên trạng thái lớp cát nhỏ này là chặt.
Dựa vào thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn :Trò số N theo SPT là 39 =>Trạng thái của
cát là chặt, góc ma sát trong ϕ=40°- 45°.Với qc=190 (kG/cm2), dựa vào bảng I-6
(Bài tập Cơ học đất- Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Thông) nội suy được giá trò
ϕ=44,375°.
TRANG 23
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
LỚP 3
LỚP 4
=> Sr =
e
0,55
Dựa vào bảng 1.5 (Phân loại độ ẩm của đất theo độ bão hòa S r, tập bài giảng)
suy ra được lớp đất cát này thuộc loại rất ẩm.
Mô đun biến dạng
E=3qc=3.19=57 (MPa)
75
Đất cát pha, dẻo γ =1,86T/m2 IL=0,21
E=13,444 MPa ; N=15 ; e=0,6525
21
Cát sạn, chặt ; γ =1,95T/m2; Gs=2,63;
ϕ=37° ; E=57MPa ; N=37 ; e=0,55
TRỤ ĐỊA CHẤT
TRANG 24
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
GVHD: Ths. TRƯƠNG QUANG THÀNH
2. Xác đònh tãi truyền xuống móng tại cao trình mặt đất tự nhiên:
a.Tải tính toán:
Ntt = Pa + Pc + 1,1G
1,2
1,2
Qtty 0,3
tc
Qy =
=
= 0,25(T)
1,2 1,2
3. Đánh giá điều kiện đòa chất:
Đất tại nơi xây dựng công trình gồm 4 lớp:
Lớp 1: Cát pha dẻo, dày 7,3m
Lớp 2: đất cát nhỏ, chặt vừa, rất ẩm, dày 4,5 m
Lớp 3: Đất cát pha, dẻo, dày 2,4m.
Lớp 4: Đất cát sạn, chặt, rất ẩm
Nước ngầm không xuất hiện trong phạm vi khảo sát
Chọn phương án móng cọc đài thấp
Nhận xét: lớp 2 là lớp đất cát nhỏ, chặt vừa tương đối tốt, và khá dày. Lớp 4 là cát
sạn, chặt. Cả hai lớp đất này đều có thể đặt mũi cọc vào được.
Phương án 1:
Dùng cọc BTCT 35x35, đài cọc đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ xuống lớp 2 khoảng 23m, thi công bằng phương pháp ép.
Phương án 2:
Dùng cọc BTCT 30x30, đài cọc đặt vào lớp 1, cọc hạ bằng phương pháp ép.
TRANG 25