ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG HẦM VÀ NHÀ NHIỀU TẦNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKHOA CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG HẦM VÀ NHÀ NHIỀU TẦNG Giảng viên hướng dẫn: Phạm Phú Vinh Sinh viên thực hiện: Lê Ngọc Hậu Lớp: 58CX- ĐKT Hà Nôi, 4/2020...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

KHOA CÔNG TRÌNH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG HẦM VÀ NHÀ NHIỀU

TẦNG

Giảng viên hướng dẫn: Phạm Phú Vinh

Sinh viên thực hiện: Lê Ngọc Hậu

Lớp: 58CX- ĐKT

Hà Nôi, 4/2020

I Đánh giá điều kiện đất nền và đề xuất phương án móng

Tên

gọi

lớp

đất

Số

hiệu

lớp

đất

Trọng lượng riêng tự nhiên

γ

(kN/m 3 )

Trọng lượng riêng tự nhiên

γs

(kN/m 3 )

Độ ẩm W (%)

Giới hạn chảy

W L

(%)

Giới hạn dẻo

W P

(%)

Hệ số thấm

K (m/s)

Góc ma sát trong

φ o

Lực dính đơn

vị c (kPa)

Hệ số nén (m 2 /kN)

Mô đun biến dạng tổng quát

E (kPa)

Sét

Cát

hạt

trung

a Lớp đất 1: Đất lấp sét pha lẫn than bùn

Lớp đất 1 là lớp đất lấp có chiều dày trung bình 3 m; không có khả năng chịu lực nên bóc bỏ

b Lớp đất 2: Sét pha

Chiều dày trung bình 6 m có:

- Chỉ số dẻo: IP =WL - WP = 0,37 - 0,23 = 0,14

Có 0,07 < IL ≤ 0,17 Đất thuộc loại Á-sét

- Độ sệt: IL =

W

L

P P

W



 = 27,5 2337 23 = 0,32

Có 0,25 < IL 0,5 Đất ở trạng thái dẻo cứng

 Có thể đặt đài cọc ở lớp đất này

Mực nước ngầm ở độ sâu 2m kể từ mặt đất nên lớp 2 bị đẩy nổi

- Hệ số rỗng: e =

(1 0,01 )







- 1 =

26,8(1 0, 01 27,5)

18

- 1 = 0,9

- Trọng lượng riêng đẩy nổi:

s n dn

1 e

  

 

 =

26,8 10

1 0,9



 = 8,84 (kN/m3)

c Lớp đất 3: Cát hạt trung

Có chiều dày chưa kết thúc ở phạm vi đáy hố khoan sâu 12m Có:

- Hệ số rỗng: e =

(1 0,01 )







- 1 = - 1 = 0,53

Có e Đất ở trạng thái chặt

- Trọng lượng riêng đẩy nổi

s n dn

1 e

  

 

 = = 10,71 (kN/m3)

1 Xác định tải trọng truyền xuống móng

1 Phân loại tải trọng

- Tải trọng thường xuyên bao gồm:

+ Tải trọng thường xuyên: q1 = 3 kN/m2 , q2 = 3,2 kN/m2 ,

hệ số vượt tải n= 1,1

+ Tải trọng tạm thời: q1 = 0,75 kN/m2 , q2 = 3,6 kN/m2 , hệsố vượt tải n= 1,05

- Số hiệu cột 1, phương án tải trọng 1

2 Các tải trọng tác dụng lên công trình

TẢI TRỌNG TIÊU CHUẨN Tải trọng thẳng đứng Ntc = 306.43 (T)

TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN Tải trọng thẳng đứng Ntt = 367,72(T)

2 Chọn sơ độ sâu đế đài và kích thước sơ bộ đài cọc

Yêu cầu đối với chiều sâu đáy đài: đảm bảo đài đủ chiều cao chịu lực, đài không trồi lên mặt đất, không làm hư hại nền móng công trình lân cận Đài đặt lên lớp đất tương đối tốt nếu có thể bóc bỏ lớp đất mặt Trường hợp đất lớp mặt giải pháp bóc bỏ không kinh tế thì phải có biện pháp xử lý

3 Chọn độ sâu đặt đế đài

Đối với móng cọc đài thấp :hm0,7hmin

Với hmin=tg(45-) =1.78 m

hmin0,7=1,25m

Vậy chon hm=3m tính từ mặt đất tự nhiên

4 Chọn vật liệu loại cọc chiều dài kích thước tiết diện và biện pháp

thi công

Bê tông

 Sử dụng bê tông M300

 Khối lượng riêng =2500

 Cường độ chịu nén tính toán Rn=130

 Cường đọ chịu kéo tính toán Rk=10

 Mô dun đàn hồi E= 290.103

 Cốt thép:

Thép AI thép <10

Cường độ chịu nén tính toán 2300kG/

Mô đun đàn hồi E=290xkG/

Thép AII thép 10

Cường độ chịu nén và kéo tính toán 2800kG/cm2

Cường độ chịu cắt khi tính cốt ngang 1800kG/cm

Mô đun đàn hồi E=21xkG/

5. Sơ bộ kích thước cọc

 Sử dụng cọc bê tông đúc sẵn tiết diện 3030=900cm2

 Chọn chiều dài cọc L=11m

6. Xác định sức chịu tải của cọc

a) Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

Pvl=(RbFb +Ra)

Trong đo:=1 hệ số uốn dọc

Rb=130 cường độ chịu nén của bê tông

Ra=2800 cường độ chịu nén của cốt thép

Fa=8.04 dien tích cốt thép

Fb=892cm2 diện tích tiết diện cọc

b) Pvl=138472kg=138.5T

7. Sức chịu tải theo nền

Pđn = mc (mRRF + u∑mffili)

- Trong đó:

mc : Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, có thể lấy bằng 1

R : Sức kháng tính toán của đất dưới mũi cọc, tra bảng V-1

F : Diện tích tựa lên đất của cọc, lấy bằng diện tích tiết diện ngang của cọc

u : Chu vi của cọc

fi : Sức kháng tính toán của lớp thứ i ở mặt bên của cọc, tra bảng V-2 với

B = 0,32

li là chiều dày lớp đất thứ i tiếp giáp với mặt bên cọc, theo TCXD cần chia các lớp đất với li ≤ 2 m

mR, mf là các hệ số điều kiện làm việc của đất tương ứng dưới mũi cọc và bề mặt bên cọc, mR = 1,2, mR = 1

Lớp đất STT Chiều dày

(m)

Chiều sâu trung bình (m)

fi

(kN/m2

)

li.fi

(kN/m2

)

Sét pha

Cát hạt

trung

Do đó, khả năng chịu lực của cọc theo cường đọ của đất nền:

Pph = mc (mRRF + u∑mffili) = 1×(1,2×4160×0,3×0,3+1,4×805,78)

= 1577,3 (kN)

Hay Pgh = 157,73 (T) Pdn=157.73:1.4=112.66T

Ta có: Pđn = 112.66 (T) < Pvl = 138,5 (T) ( Thoản mãn điều kiện )

Khả năng chịu tải của cọc lấy với giá trị nhỏ nhất trong hai trị số Pvl và Pđn

Ptk=112.66 T

8. Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng

Xác đinh số lượng cọc

Áp lực tính toán do phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài

Ptt =  2

3

c

c

P D

 = = 102,18(T/m2) Diện tích sơ bộ đáy đài

Fsb =

tt o

tt tb

N

n



   = = 3.74(m2) (γtb= 1.19 T/m3 là trọng lượng riêng trung bình của lớp đất 1 và lớp đất

2)

Giả sử tỉ lệ chiều dài/chiều rộng móng là:

l

b= 1,2

Chiều rộng móng là: b = 1, 2

sb

F

= 1.77(m) Chiều dài móng là: l = 2.12(m)

 Chọn chiều rộng móng: b = 2(m), chiều dài móng là: l = 2.5 (m)

 Diện dích đài móng Fsb = 2.5x2 = 5(m2)

1 Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên các bậc đài

Nsbtt = = 1.1×1.19×3×3.74= 14.68T

2 Số lượng cọc sơ bộ

nc =

tt tt s o c b

P



= = 3.39

 Chọn nc = 4 (cọc)

3 Sơ đồ bố trí cọc

 Chọn bố trí 4 cọc

 Khoảng các giữa các tim cọc theo phương y là 1,45 m

 Khoảng cách giữa các tim cọc theo phương x là 0,95 m

 Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài theo phương y là 0,525 m

 Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài theo phương x là 0,525 m

9 Tính toán móng cọc theo trạng thái giới hạn thứ nhất(về cường độ và độ

ổn định )

a)Các tải trọng tác dụng lên cọc

Trọng lượng tính toán của đất đắp lên nền

=Nxxx=1.1x5x3x1.19=19.635T

Tổng tải trọng đứng tác dụng đến mặt phẳng đáy đài

=+=367.72+19.635=387.355T

Mô men tính toán xác định tương tương với trọng tâm tiết diện của các cột tại đáy đài:

==36.89Tm

Lực truyền xuống cọc dãy biên

=

Tọa độ : =0.2256 ∑=4x0.2256=0.9024

=106.06T

=87.61T

Trọng lượng tính toán của cọc

=0.3x0.3x25x1.1=2.475T

=106.06+2.475=108.535T<=112.66T

=87.61>0

Cọc không bị phá hoại

10.Kiểm tra sức chịu tải và ổn định của nền cọc

=x+u∑xx

Rgh: Là cường độ giới hạn của nền F´: Là diện tích đáy móng tạo bởi các đường nối mép ngoài cọc biên

u: Là chu vi khối móng

fi : Ma sát thành bên lớp đất i có chiều dày li mà cọc đi qua

Nmtt: Là trọng lượng của toàn bộ khối móng

Ta có: φ = 39˚ → Nγ = 95.03

Trọng lượng đất hai bên móng coi là tải trọng phân bố đều với độ sâu hm = 14 m

(γtb= 11,3 kN/m3 là trọng lượng riêng trung bình của 3 lớp)

1

.

= 0,5×(26,87×2×10,12+28,52×202,3+44,04×1)

= 3178,7 (kN) Hay Rgh = 317,87 (T)

U = 2× (0,95+1,45) = 4,8 (m)

 Ngh = 811,93 (T) > 1,2× (270,97+102,53) = 448,2 (T) (Thỏa mãn)

11.Tính lún cho khối móng quy ước

- Ứng suất gây lún tại tâm móng: σz = 4×k× Pgl

Pgl = Ptt

tb - γtb ×hm = 96.835– 2,0×14 = 68.835 (T)

Trong đó: Hệ số phân bố ứng suất k = f (

m

m 1

L z

;

B B ), tính cho các điểm giữa

móng

Với m== 1,2 ; n = =

- Ứng suất bản thân σzđ = ∑γi×hi = γtb ×hm + γi×zi = 1,13×14 + γi×zi

= 15.82 + γi×zi

Đương quan hệ giữa và z này có gốc tọa độ tại mặt đất tự nhiên (z = 0; )

Bảng giá trị ứng suất gây lún

- Từ bảng giá trị ứng suất gây lún ta vẽ được biểu đồ ứng suất gây lún

Biêu đồ úng suất gây lún

- Ta có thể tính độ lún của nền theo quan niệm nền biến dạng tuyến tính Theo tiêu chuẩn xây dựng, cần tính toán cho điểm giữa của móng Theo phương pháp cộng lún từng lớp, độ lún được xác định theo công thức sau:

z i o

i h E

S   

Trong đó:

là hệ số lấy bằng 0,8

Eo = 31000 kPa = 3100 T/m2 là modun biến dạng

là ứng suất gây lún ở giữa lớp đất thứ i

hi là chiều dày lớp đất thứ i

Chia vùng chịu nén thành 8 lớp, mỗi lớp có chiều dày hi = 0,5 m Ta có bảng

(m)

σzi

(T/m2)

Eo

(T/m2)

S (cm)

Ta có ∑S = 0,6021(cm) < ∑Sgh = 6 (cm) Thỏa mãn điều kiện lún tuyệt đối

12.Tính toán và bố trí cốt thép cho móng

Cốt thép dùng cho móng chịu momen do áp lực phản lực của đất nền gây ra

Khi tính momen ta quan niệm cánh như những công xôn được ngàm vào các tiết diện đi qua mép cột

Móng lệch tâm

L

c

l 2,5 0,8

2

l 2

 

 

= 0,85 (m)

B

c

b b 2 0,6

2 2

 

 

= 0,7 (m)

min max

tt tt tt

min

tt 1

l L (

l

nhất:

tt tt

2

1

b L

6





= x(2x122.66+110.74)=32.41

= 32.41 (T.m)

Diện tích cốt thép để chịu momen MI-I

FaI = s

I o

I

0,9 R h

M 

  = = 1.715×-3 (m) = 17.15(cm2)

Khoảng cách giữa cách thanh a = = 113.8(mm)

 Chọn a = 110 (mm)

nhất:

2

II II

tt tb

P

2

  

= = 96.89 (T.m) Diện tích cốt thép để chịu momen MI-I

I o

I

0,9 R h

M 

  = = 5.13x(m) = 51.13(cm2)

Khoảng cách giữa cách thanh a = = 160.92 (mm)

 Chọn a = 160 (mm)