Bộ môn :Địa chất công trình Đồ án :Cơ học đất - nền móng

Mở đầu
Hiện nay trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hoá đất nớc, ngày càng có
nhiều khu công nghiệp, thành phố, thị xã, thị trấn mới đợc hình thành. Cùng với nó là sự
phát triển không ngừng của công tác xây dựng cả về số lợng, quy mô và tính chất đã đặt
ra nhiều vấn đề cần giải quyết liên quan đến điều kiện xây dựng của một khu đất. Đó là
những vấn đề sự ổn định, bền vững và tính kinh tế của mỗi công trình.
Nhng để tạo nên đợc một công trình thì đầu tiên là ta phải xây dựng đợc phần
móng của nó . Bởi lẽ móng và bản thân nền có ổn định thì công trình bên trên mới tồn
tại và sử dụng một cách bình thờng . Ngời thiết kế chỉ có thể chọn đợc phơng án nền
móng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế khi có sự hiểu biết sâu sắc về cơ học đất , nền
và móng , cũng nh kỹ thuật thi công nền móng . Chính vì vậy mà hai lĩnh vực cơ học đất
nền móng luôn có mối quan hệ chặt chẽ bổ chợ cho nhau.
Là một kỹ s địa chất công trình tơng lai , tôi cũng nh toàn thể sinh viên của lớp
ĐCCT-ĐKT.K
49B
đã và đang có điều kiện đợc các thầy giáo thuộc bộ môn Địa chất công
trình truyền đạt và giảng dạy những kiến thức về môn cơ học đất nền móng .
Theo phơng châm : học đi đôi với hành , nhằm phục vụ cho việc nâng cao hiểu
biết và áp dụng vào tính toán thiết kế , tôi đợc các thầy giáo giao cho đồ án cơ học đất -
nền móng trong kỳ thứ II năm học 2007-2008 .
Đồ án của tôi ký hiệu IV
4
với nội dung nh sau :
(1) Thiết kế móng dới nhà công nghiệp trên khối đất đắp biết chiều rộng của tờng
b
t
=0,5 (m) ,trọng lợng phân bố đều xuống đáy tờng p=5,8 kG/cm
2
. Các chỉ tiêu


1
= 0,76 ; và sau khi đặt móng là
2
=0,72 .
Kích thớc nh hình vẽ :
Hồ Duy Hùng -1- Lớp ĐCCT.K
49B

Bộ môn :Địa chất công trình Đồ án :Cơ học đất - nền móng

Bản đố án không những là điều kiện để tôi trau dồi , ôn luyện mở rộng thêm kiến thức
mà nó còn là điều kiền để tôi tập làm quen dần với những đồ án tiếp theo lớn hơn , với
yêu cầu cao hơn mà cụ thể là đồ án tốt nghiệp sau này .
Do trình độ còn nhiều hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót,
rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy giáo và sự góp ý của các bạn.
Xin trân thành cám ơn !

Hà Nội , tháng 4 năm 2008.
Sinh viên thực hiện :
Hồ Duy Hùng
Hồ Duy Hùng -2- Lớp ĐCCT.K
49B

Bộ môn :Địa chất công trình Đồ án :Cơ học đất - nền móng
Phần I :
thiết kế móng
Để xây dựng một công trình nói chung và xây dựng nhà công nghiệp nói riêng ,thì
việc móng là một công việc hết sức phức tạp nó liên quan đến nhiều vấn đề . Dựa vào
đặc điểm của lớp đất nền khi xây dựng công trình : bên dới là lớp sét dẻo mềm , lớp đất

) .
F : Diện tích đáy móng , với móng băng ta lấy |F|=|b|
- N : phản lực của nền tác dụng lên đáy móng
N= F.R
H
(T) (2).
Trong đó :
R
H
là sức chịu tải của nền đất đắp dới đáy móng băng và đợc tính theo
công thức sau:
Hồ Duy Hùng -3- Lớp ĐCCT.K
49B

Bộ môn :Địa chất công trình Đồ án :Cơ học đất - nền móng
R
H
=
tc
k
mm
21
.
( A.b.
II
+ B.h.
tb
+ c
II
.D) (T/m

2
=1
k
tc
là hệ số tin cậy , lấy bằng 1 .
ta có : N= P
H
+G (4)
từ (1) ;(2) ;(3) và (4) ta suy ra chiều rộng b của móng băng là nghiệm của phơng trình
bậc hai nh sau : b
2
+ k
1
.b k
2
= 0
Trong đó :
k
1
=M
1
.h + M
2
.
II
II
c

- M
3

+2= 5,19
M
2
=4.cotg
II
=4.cotg26 = 8,201
M
3
= M
1
- 4 = 5,19- 4 = 1,19

k
1
= M
1
.h + M
2
.
II
II
c

- M
3
.
II
tb
m
h

1
=1,57 (thoả mãn) ; b
2
= - 11,6 (loại)
Chọn chiều cao móng băng h
m
= 0,80(m)

tg
tk
=
80,0
54,0
=0,67
Vì móng băng có độ cứng hữu hạn nên 1< tg
tk
<2 nên ta phải tăng kích thớc móng lên
là b= 2,5 (m) ,thì tg
tk
= 1,25 (thoả mãn điều kiện)
Tiến hành kiểm tra kích thớc móng nh sau:
Ta có b
gh
= b
t
+ 2.h
m.
tg
gh
= 0,5 + 2 . 0,80 .tg

R
H
=
tc
k
mm
21
.
( A.b.
II
+ B.h.
tb
+ c
II
.D) =
1,1
11,1
ì
( 0,84.2,5.1,90 + 4,37.1,5.2,2
+1,0.6,9 ) = 25,31 (T/m
2
)
Vậy
tb
H
< R
H
do đó bài toán đã thoả mãn về điều kiện áp lực .
Vì 0,35 < h
m

= 0,18.900 =162 (T/m
2
) , giọi i = 0,04 (m) là chiều dày lớp bê tông
phủ cốt thép , nên chiều dày hoạt động móng sẽ bằng :
H
o
= h
m
i = 0,80- 0,04 = 0,76 (m)

LRm
Q
cp
ìì
=
11621
22.17
ìì
= 0,106 (m) (thoả
mãn)
- Mô men uốn gây ra cho phản lực nền :
M = Q.a/2 = 17,22 . 1,00/2 = 8,61 (Tm)
- Tổng diện tích cốt thép chịu lực tính cho 1m dài móng băng là :
F
a
=
oaa
HRmm
M
ììì

a
a
f
F
=
4
14,3
5,4
2
d
ì
=
4
1
14,3
5,4
2
ì

6 (thanh)
Khoảng cách giữa các thanh sẽ là:
C=
1
04,0


n
L
=
16


Khi tải trọng ngoài tác dụng lên nền đất tăng dần thì đến một lúc nào đó nền sẽ hình
thành những khu vực biến dạng dẻo , tức là ở đó đất bị phá hoại (>. tg +c) Theo
điều kiện cân bằng giới hạn của Mor-Renkin viết cho đất dính :
Sin
2
=
( )
( )
2
22
cot..2
.4


gc
yz
yzyz
++
+

Đất ở trạng thái cân bằng giới hạn khi góc lệch bằng góc ma sát trong của đất
I
. Vì
vậy , để xác định vùng biến dạng dẻo trong nền đất cần phải tìm những điểm mà ở đó có

max




2
).
Nh vậy tải trọng tác dụng lên đất nền chia làm 4 hình nh sau:
Hình (1) : là tải trọng của khối đất đắp hình chữ nhật gây ra : P
1
=17,1(T/m
2
).
Hình (2) và (3) : là tải trọng của khối đất đắp hình tam giác gây ra:
P
max
= P
1
=17,1(T/m
2
).
Hình (4) : là tải trọng của phần công trình bên trên và phần tăng tải khi xây dựng
móng so với đất đắp gây ra với đất nền : P
2
=14,37 (T/m
2
).
Bảng ứng suất hình (1)
im
tớnh
y/b z/b Cỏc h s Cỏc ng sut thnh phn

z
/p
y

a 0.5
0.18
0.528 0.3416 0.216 9.029 5.841 3.694
b 0.91
0.18
0.1068 0.1619 0.0684 1.826 2.768 1.17
c 1.32
0.18
0.0052 0.0763 0.0176 0.089 1.305 0.301
d 1.73
0.18
0 0.0405 0.0039 0 0.693 0.067
3 0
0.27
0.9488 0.4284 0 16.224 7.326 0
a 0.5
0.27
0.4984 0.3404 0.2968 8.523 5.821 5.075
b 0.91
0.27
0.11 0.2033 0.0997 1.881 3.476 1.705
c 1.32
0.27
0.01 0.1097 0.0282 0.171 1.876 0.482
d 1.73
0.27
0.0009 0.0595 0.0074 0.015 1.017 0.127
4 0
0.36
0.8984 0.3312 0 15.363 5.664 0

a 0.5
0.55
0.474 0.212 0.248 8.105 3.625 4.241
b 0.91
0.55
0.1624 0.212 0.1562 2.777 3.625 2.671
c 1.32
0.55
0.0492 0.1557 0.0784 0.841 2.662 1.341
d 1.73
0.55
0.0148 0.1019 0.0359 0.253 1.742 0.614
7 0
0.72
0.688 0.092 0 11.765 1.573 0
a 0.5
0.72
0.4536 0.1508 0.2072 7.757 2.579 3.543
b 0.91
0.72
0.1978 0.2066 0.1655 3.382 3.533 2.83
c 1.32
0.72
0.075 0.1668 0.0988 1.283 2.852 1.689
d 1.73
0.72
0.0284 0.1186 0.0532 0.486 2.028 0.91
8 0
0.91
0.5932 0.0544 0 10.144 0.93 0

a 0.5
1.45
0.338 0.044 0.104 5.78 0.752 1.778
b 0.91
1.45
0.2314 0.0784 0.127 3.957 1.341 2.172
c 1.32
1.45
0.144 0.0975 0.1115 2.462 1.667 1.907
d 1.73
1.45
0.0841 0.1031 0.0862 1.438 1.763 1.474
Hồ Duy Hùng -8- Lớp ĐCCT.K
49B