đồ án NỀN và MÓNG HOÀN THIỆN

MỤC LỤC PHẦN I SỐ LIỆU THIẾT KẾ 3 1 Sơ đồ mặt bằng công trình 3 2 Số liệu về tải trọng 3 3 Số liệu về kích thước cột 3 4 Lập bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất 3 PHẦN II ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ NỀN MONG 5 1 Đánh giá trạng thái của các lớp đất 5 2 Nhận xét và đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất 6 3 Đề xuất phương án thiết kế móng 6 PHẦN III TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG 7 III A TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG 7 IIIA 1 Tính toán và thiết kế móng.

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

MỤC LỤC:

SVTH: Trần Đại Lợi Trang:1

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

Q ( T )

N ( T )

M (Tm )

Q ( T )

N ( T )

M (Tm )

Q ( T )

N ( T )

M (Tm )

Q ( T )

2 83.5

0 2.10 1.20 98.80 4.00 1.50 78.35 2.50 1.50 85.50 3.80 1.60

3 Số liệu về kích thước cột : F = ac x bc = 60(cm) x 45(cm ) = 600(mm) x 450 ( mm ).

4 Lập bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của nền đất.

Bảng 2 Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất

Giới hạn nhão

W nh

(%)

Giới hạn dẻo

W d

(%)

Góc nội ma sát ( độ )

Lực dính đơn vị (kN/m 2 )

Trị số SPT N30

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

Bảng 3 Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún

Lớp đất STT Tên lớp đất

Hệ số rỗng ei của các cấp áp lực P i ( kG / cm 2

)

P 0 =0 kG/cm 2

P 1 =1 kG/cm 2

P 2 =2 kG/cm 2

P 3 =3 kG/cm 2

P 4 =4 kG/cm 2

Á cát0.6450.6080.5820.5710.562

Hệ số nén lún ai(cm2/kG)

0.0370.0260.0110.00924Cát hạt vừaSVTH: Trần Đại Lợi Trang:3

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

0.6440.5720.5510.5390.530

Hệ số nén lún ai(cm2/kG)

0.0720.0210.0120.009319

Á sét0.7430.7110.6850.6650.655

Hệ số nén lún ai(cm2/kG)

0.0320.0260.0200.010

-Biểu đồ đường cong nén lún

SVTH: Trần Đại Lợi Trang:4

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

Hình 1-Biểu đồ đường cong nén lún

-Vẽ mặt cắt địa chất :

MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

SVTH: Trần Đại Lợi Trang:5

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

Ta có : 0≤ B = 0,6 ≤ 1 Theo tiêu chuẩn Việt Nam 9362 : 2012 đất ở trạng thái dẻo

Đô bão hòa nước:

1.2 Lớp 2 : Cát hạt vừa Chiều dày h =3m.

SVTH: Trần Đại Lợi Trang:6

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

Đây là lớp cát hạt vừa thuộc loại đất rời nên để đánh giá trạng thái của nó ta phải dựa vào các tiêu chí sau :

- Đánh giá độ chặt của đất thông qua hệ số rỗng e0 :

Hệ số rỗng tự nhiên : e0 = 0,644

Ta có : 0,55 ≤ e0 = 0,644 ≤ 0,7

Theo tiêu chuẩn Việt Nam 9362 : 2012 đất ở trạng thái chặt vừa

Đô bão hòa nước:

G=

0

W

.01,0

e

∆

=

0,01.  23.  2,620.644

Ta có : 0,25< B = 0,286 ≤0,5.Theo tiêu chuẩn Việt Nam 9362 : 2012 đất ở trạng thái dẻo cứng

- Đánh giá độ ẩm của đất qua độ bão hòa nước G :

G=

0

W

.01,0

e

∆

=

0,01.  26.  2,670,743

=0,934

Ta có : 0.8 < G = 0,934 ≤ 1 Theo tiêu chuẩn Việt Nam 9362 : 2012 đất ở trạng thái bão hòa nước Kết luận : Lớp đất thứ 3 là Á sét ở trạng thái dẻo cứng , bão hòa nước

2 Nhận xét và đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất.

-Ta thấy các lớp đất không gồm những lướp đất yếu như :bùn , than bùn, cát chảy, đất bùn, đất sét yếu,…

-Tính chất của nền đất: hệ số rỗng bé e0<1, độ sệt bé:B<1, tính nén lún a<0,1 (cm2/KG)

Vậy không cần xử lý nền trước khi xây dựng

3 Đề xuất phương án thiết kế móng.

Để chọn phương án móng ta cần thiết kế sơ bộ các phương án móng và lựa chọn phương án móng tối ưu về kinh tế cũng như về kỹ thuật

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

PHẦN III : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNGIII.A TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG.

IIIA.1 Tính toán và thiết kế móng nông cột giữa.

2 Chọn chiều sâu chôn móng :

Việc chọn chiều sâu chôn móng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

-Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn

+Nền gồm nhiều lớp đều là đất tốt, chiều sâu chôn móng do tính toán quyết định

+ Mực nước ngầm cách mặt đât tự nhiên 3m do đó móng phải được đặt ở độ sâu bé hơn 2,5 m-Ảnh hưởng của trị số và đặc tính của tải trọng

+Tải trọng tính toán , tổ hợp cơ bản(N=83,50(T); M=2,10(Tm); Q=1,20(T))

+Tải trọng tính toán , tổ hợp bổ sung (N=98,8(T); M=4,00(Tm); Q=1,50(T))

Ta thấy trị số của tải trọng tương đối lớn và tác dụng lệch tâm bé

-Ảnh hưởng do đặc tính cấu tạo của công trình

+Công trình không có tầng hầm và các yêu cầu đặt biệt khác

-Ảnh hưởng của các điều kiện và khả năng thi công

+Khi thi công đào hố móng cao hơn mực nước ngầm nên không cần chọn chiều sâu đặt móng nhỏ nhất cho phép để đạt hiệu quả về kinh tế

-Tình hình và đặc điểm móng của các công trình lân cận

+Xung quanh công trình có công trình khác ta nên chọn chiều sâu chôn móng cùng cao trình với đặt móng với công trình lân cận

Qua các yếu tố trên, ta chọn chiều sâu chôn móng là h=2 m

3 Sơ bộ xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn.

Kích thước của đáy móng được lựa chọn phải thỏa mãnđiều kiện sau:

- Giả thiết chọn chiều rộng đáy móng: b = 1,7 m

-Xác định khả năng chịu tải của đất nền Rtc :

Rtc =

21

tc

k

m m

( A.b.γ + B.h.γ’ + D.ctc - γ’h0)Trong đó:

SVTH: Trần Đại Lợi Trang:8

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai -m1, m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều kiện làm việc của

Rtc =

1,1 11,1

×

( 0,56 x1,7 x1,94+ 3,245x2x1,94 + 5,85x1,8 ) = 24,97 ( T/m2 )Kích thước của đáy móng được lựa chọn từ điều kiện (II.1)

≤1,3 1,7≤a≤1,3x1,7=2,21 chọn a=2 mTạm chọn kích thước của đáy móng là (axb)=(1,7x2) m

4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn :

-Từ số liệu về sơ đồ móng và tải trọng thì móng cột giữa lệch tâm theo một phương

Bố trí phương cạnh dài chịu tải trọng lệch tâm

0 ,

1,75 1 2

0,04469,58 2, 2 ,

σ = +γ × = + × =

×

T/m2SVTH: Trần Đại Lợi Trang:9

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

e b

Hai điều kiện (II.1) và (II.2) thỏa mãn Vậy kích thước móng đã chọn là hợp lý F = (2×1,7)m

5 Kiểm tra độ lún của móng

Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún lấy tại Bảng 3 Phần 1

Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất lấy tại Bảng 2 Phần 1

Biểu đồ đường cong nén lún lấy tại Hình 1 Phần 1

Sử dụng phương pháp cộng lún từng lớp để kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2

Điều kiện kiểm tra :

- Độ lún giới hạn: S ≤[Sgh] Với:

1 

n i i

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

a

b b

), tra bảng II-2 sách Cơ học đất Kết quả tính thể hiện ở bảng 5

Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất phụ thêm

SVTH: Trần Đại Lợi Trang:11

Đồ án: Nền và Móng GVHD: ThS Lê Xuân Mai

-Phạm vi tính lún: điểm 9 ta có =0,157(kG/cm2) <0,2xσbt = 0,2x0,930 = 0,186(kG/cm2) nên tadừng tính lún tại đây

- Dự báo độ lún ổn định cả nền đất theo công thức

1

n i i

Với: e1i: hệ số rỗng của lớp đất phân tố thứ i, tra trên đường cong nén lún

e2i: hệ số rỗng của lớp đất phân tố thứ i, tra trên đường cong nén lún

hi = 0,5 (m): chiều dày lớp chia thứ i

1 1

 2

b i

Sgh=8 cm

S = 6,893 (cm) < Sgh = 8 (cm)

⇒

Thoả mãn điều kiện về lún

SVTH: Trần Đại Lợi Trang:12

10 5 1,176 5,882 0,061 0,128 0,978

6 Kiểm tra nền theo TTGH1.

6.1 Kiểm tra sức chịu tải của nền :

- Khi tính toán nền theo TTGH1 chỉ áp dụng với các loại đất sau:

+ Nền là đá, đất nửa đá, đất sét rất cứng, đất cát rất chặt

+ Nền nằm trên mái dốc hay dưới mái dốc

+ Nền đặt móng chịu tải trọng ngang thường xuyên và có trị số lớn

+ Các nền là loại đất sét yếu, bão hòa nước và than bùn

- Thông qua việc đánh giá trạng thái của các lớp đất ở phần I, ta thấy các lớp đất xây dựng công trình không thuộc vào các lớp đất trên.⇒

Vậy không cần kiểm tra sức chịu tải của nền6.2 Kiểm tra về ổn định lật :

Vậy ta không cần kiểm tra ổn định lật của móng

Sơ đồ ứng suất dưới đáy móng

6.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang :

Công thức kiểm tra

7.1 Xác định chiều cao móng đảm bảo độ bền chống uốn

Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán:

N0tt=98,8 (T) ;M0tt=4(Tm); Q0tt=1,5 (T)

Hình thức phá hoại nứt gãy do mo men uốn+Tính toán các giá trị ứng suất đáy móng:

4

2 0,6(35,24 22,87) (2 )

t t

x đ

t

a a a

W ≤Với M: momen uốn do phản lực nền gây ra tại tiết diện I-I và II-II

Với W: momen kháng uốn do phản lực nền gây ra tại tiết diện tính toán đối với móng bê tông cốt

ku

tb c

Chiều cao móng được chọn phải bé hơn hu =0,59 (m).

7.2.Xác định chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng trên mặt phẳng nghiêng:

Giả sử chiều cao của móng là hm, lớp bê tông bảo vệ là c

Chiều cao làm việc của móng được tính như sau h0=hm-c

Chiều cao làm việc ( )h0

của móng được tính toán để đảm bảo không bị phá hoại chọc thủng do ứngsuất kéo chính gây ra( chọc thủng theo phương góc α α−

là góc truyền ứng suất kéo chính lớn nhất trong vật liệu, với BT thì α =45o

Rk : cường độ chịu kéo tính toán của bê tông = 90 (T/m2)

Thay vào điều kiện ta có bất phương trình bậc 2 ẩn h0 :

Chọn chiều cao làm việc của móng là h0=0,5 (m) thỏa mãn các điều kiện trên.

Vậy chiều cao của móng là: hm = h0 +c=0,5+ 0,05 = 0,5 + 0,05 = 0,55 (m)

8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng:

Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp tải trọng bổ sung để tính toán

CT bố trí trong móng được tính toán với 2 giả thiết:

-CT tiếp thu toàn bộ momen uốn do phản lực của nền đất sinh ra

-Cánh tay đòn ngẫu lực lấy bằng 0

0,9h

Diện tích cốt thép cần thiết tại một tiết diện nào đó trong móng được xác định như sau:

T/m2

Xem đáy móng như một dầm công xơn ngằm tại tại

các mép cột, chịu tải trọng phân bố do phản lực của

đất nền

Dùng hai mặt cắt đi qua hai mép cột theo hai

phương là I-I và II-II

Tính toán các giá trị ứng suất đáy

2 1,73

c

ma đ

a a

( )2 2 0

Bước cốt thép theo phương cạnh dài là:

( )2 2 0

11,35

0,0010 10( )0,9 0,9 0,5 0,9 28000

Bước cốt thép theo phương cạnh ngắn là:

IIIA.2 Tính toán và thiết kế móng nông cột biên.

1 Chọn vật liệu làm móng :

- Bê tông Mac250 ( cấp độ bền B20 ) có: - Rb = 11,5 Mpa = 1150T/m2; Rk= 0,9 Mpa = 90 T/m2

- Cốt thép : CII dùng làm thép chịu lực có: - Rn = 280 Mpa = 28000 T/m2;

-Rk = 280 Mpa = 28000 T/m2

2 Chọn chiều sâu chôn móng :

Việc chọn chiều sâu chôn móng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

-Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn

+Nền gồm nhiều lớp đều là đất tốt, chiều sâu chôn móng do tính toán quyết định

+ Mực nước ngầm cách mặt đât tự nhiên 3m do đó móng phải được đặt ở độ sâu bé hơn 2,5 m-Ảnh hưởng của trị số và đặc tính của tải trọng

+Tải trọng tính toán , tổ hợp cơ bản(N=83,50(T); M=2,10(Tm); Q=1,20(T))

+Tải trọng tính toán , tổ hợp bổ sung (N=98,8(T); M=4,00(Tm); Q=1,50(T))

Ta thấy trị số của tải trọng tương đối lớn và tác dụng lệch tâm bé

-Ảnh hưởng do đặc tính cấu tạo của công trình

+Công trình không có tầng hầm và các yêu cầu đặt biệt khác

-Ảnh hưởng của các điều kiện và khả năng thi công

+Khi thi công đào hố móng cao hơn mực nước ngầm nên không cần chọn chiều sâu đặt móng nhỏ nhất cho phép để đạt hiệu quả về kinh tế

-Tình hình và đặc điểm móng của các công trình lân cận

+Xung quanh công trình có công trình khác ta nên chọn chiều sâu chôn móng cùng cao trình với đặtmóng với công trình lân cận

Qua các yếu tố trên, ta chọn chiều sâu chôn móng là h=2 m

3 Sơ bộ xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn.

Kích thước của đáy móng được lựa chọn phải thỏa mãn điều kiện sau:

- Giả thiết chọn chiều rộng đáy móng: b = 1,7 m

Xác định khả năng chịu tải của đất nền Rtc :

Rtc =

21

tc

k

m m

( A.b.γ + B.h.γ’ + D.ctc - γ’h0) Trong đó:

-m1, m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều kiện làm việc của công trình tác dụng với nền Tra bảng IV trang 189 sách Cơ học đất

( vì là đất Á cát có độ sệt B>0,5), m1=1,1

-m2 phụ thuộc vào tỷ số L/H Do đề không cho chiều cao H, ta chọn m2 = 1

- γ và γ’ là dung trọng đất ngay tại đáy móng và đất từ đáy móng trở lên

- γ = γ’ = 19,4 (KN/m3) =1,94T/m3

-ctc : trị số lực dính đơn vị của đất nằm ngay đáy móng.

Rtc =

1,1 11,1

×

( 0,56 x1,7 x1,94+ 3,245x2x1,94 + 5,85x1,8 ) = 24,97 ( T/m2 )Kích thước của đáy móng được lựa chọn từ điều kiện (III.1)

≤1,3 1,7≤a a≤1,3x1,7=2,21 chọn a=2 m

- Dung trọng trung bình của vật liệu móng và lớp đất đắp trên móng: γtb = 2,2 T/m3

Tạm chọn kích thước của đáy móng là (axb)=(1,7x2) m

4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn :

-Từ số liệu về sơ đồ móng và tải trọng thì móng cột giữa lệch tâm theo một phương

Bố trí phương cạnh dài chịu tải trọng lệch tâm

0 ,

e b

Hai điều kiện (III.1) và (III.2) thỏa mãn Vậy kích thước móng đã chọn là hợp lý F = (2×1,7)m

5 Kiểm tra độ lún của móng

Số liệu kết quả thí nghiệm nén lún lấy tại Bảng 3 phần 1

Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất lấy tại Bảng 2 phần 1

Biểu đồ đường cong nén lún lấy tại Hình 1 Phần 1

Sử dụng phương pháp cộng lún từng lớp để kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2

+Tại mặt phân cách lớp đất 1 và lớp đất 2 cách đáy móng 200cm

zi K i gl

σ = σ

koi x1,972 (T/m2)

-Với koi phụ thuộc (

2, z i

a

b b

), tra bảng II-2 sách Cơ học đất-trang 64

Kết quả tính toán thể hiện ở bảng 6

Hình 10 Biểu đồ phân bố ứng suất bản thân và ứng suất phụ thêm

-Phạm vi tính lún: điểm 9 ta có =0,148(kG/cm2) <0,2xσbt = 0,2x0,930 = 0,186(kG/cm2) nên tadừng tính lún tại đây

- Dự báo độ lún ổn định cả nền đất theo công thức

1

n i i

Với: e1i: hệ số rỗng của lớp đất phân tố thứ i, tra trên đường cong nén lún

e2i: hệ số rỗng của lớp đất phân tố thứ i, tra trên đường cong nén lún

hi = 0,5 (m): chiều dày lớp chia thứ i

1 1

 2

b i

9 0,5 0,905 1,071 0,578 0,571 0,222

6 Kiểm tra nền theo TTGH1

6.1 Kiểm tra sức chịu tải của nền :

- Khi tính toán nền theo TTGH1 chỉ áp dụng với các loại đất sau:

+ Nền là đá, đất nửa đá, đất sét rất cứng, đất cát rất chặt

+ Nền nằm trên mái dốc hay dưới mái dốc

+ Nền đặt móng chịu tải trọng ngang thường xuyên và có trị số lớn

+ Các nền là loại đất sét yếu, bão hòa nước và than bùn

- Thông qua việc đánh giá trạng thái của các lớp đất ở phần I, ta thấy các lớp đất xây dựng công trình không thuộc vào các lớp đất trên ⇒

Vậy không cần kiểm tra sức chịu tải của nền6.2 Kiểm tra về ổn định lật:

Vậy ta không cần kiểm tra ổn định lật của móng

Sơ đồ ứng suất dưới đáy móng

6.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang :

Công thức kiểm tra

7.1 Xác định chiều cao móng đảm bảo độ bền chống uốn

Hình thức phá hoại nứt gãy do mo men uốn

+Tính toán các giá trị ứng suất đáy móng:

0  

tt tt a

tb

a a a

W ≤Với M: momen uốn do phản lực nền gây ra tại tiết diện I-I và II-II

Với W: momen kháng uốn do phản lực nền gây ra tại tiết diện tính toán đối với móng bê tông cốt

ku

tb c

Chiều cao móng: hu = max×(huI; huII)= max(0,56 ; 0,44)= 0,56 (m)

Chiều cao móng được chọn phải bé hơn hu =0,56 (m)

7.2.Xác định chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng trên mặt phẳng nghiêng:

Giả sử chiều cao của móng là hm, lớp bê tông bảo vệ là c

Chiều cao làm việc ( )h0

của móng được tính toán để đảm bảo không bị phá hoại chọc thủng do ứngsuất kéo chính gây ra( chọc thủng theo phương góc α −

là góc truyền ứng suất kéo chính lớn nhất trong vật liệu, với BTCT thì α =45o

)

Chiều cao làm việc của móng được tính như sau h0=hm-c

Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán:

Chọn chiều cao làm việc của móng là h0=0,5 (m) thỏa mãn các điều kiện trên.

Vậy chiều cao của móng là: hm = h0 +c=0,5+ 0,05 = 0,5 + 0,05 = 0,55 (m)

8 Tính toán và bố trí cốt thép cho móng:

Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp tải trọng bổ sung để tính toán

CT bố trí trong móng được tính toán với 2 giả thiết:

-CT tiếp thu toàn bộ momen uốn do phản lực của nền đất sinh ra

-Cánh tay đòn ngẫu lực lấy bằng 0

Xem đáy móng như một dầm công xơn ngằm tại tại

các mép cột, chịu tải trọng phân bố do phản lực của

đất nền Dùng hai mặt cắt đi qua hai mép cột theo hai

phương là I-I và II-II

+Tính toán các giá trị ứng suất đáy

+ × =

(m)

ea = 0,063 (m) < a/6 = 0,36 (m)  Lệch tâm bé

( 2)

0 max

+Tính toán và bố trí cốt thép cho phương cạnh ngắn:

Bước cốt thép theo phương cạnh a là:

( )

200 2.3,5

14,85 12

chọn a =15 ( ) cm = 150 ( ) mm

Với ma: hệ số làm việc của cốt thép = 0,85÷0,95 Chọn ma = 0,9