Đồ án Nền và móng GVHD Đỗ Hữu Đạo Vật liệu làm móng được chọn là Bê tông cốt thép. Bê tông: chọn bê tông có cấp độ bền B20 với: + Cường độ chịu nén: Rb = 11,5MPa. + Cường độ chịu kéo: Rbt = 0,9MPa. + Mô đun đàn hồi ban đầu: Eb = 27000 MPa. Cốt thép: + CI(AI) dùng làm thép đai có cường độ chịu kéo và chịu uốn là: Rs = Rsc = 225MPa. + CII(AII) dùng làm thép chịu lực cường độ chịu kéo và chịu uốn là: Rs = Rsc = 280MPa. 2.2 Chọn chiều sâu chôn móng. Dựa vào các tính toán, nhận xét về các lớp đất dưới nền ta có thể quyết định chọn vị trí của đáy móng là nằm trong lớp đất thứ 1 là lớp Á sét. Lớp 1 là Á sét ở trạng thái dẻo và bão hòa nước. Xung quanh công trình theo giả thiết không có công trình nào khác. Tải trọng thẳng đứng lớn nhất theo tổ hợp bổ sung Nmax = 114,8 (T). Công trình là loại bình thường, không có thiết kế tầng hầm và không có yêu cầu đặc biệt. Từ các điều kiện nêu trên ta có thể chọn chiều sâu chôn móng là 1,6m.
Sơ đồ mặt bằng công trình
Hình 1: Sơ đồ Mặt bằng cột
Số liệu về tải trọng theo đề bài
Bảng 1:Bảng tải trọng tính toán ở mặt móng nông:
Tổ hợp cơ bản Tổ hợp bổ sung
Bảng 2: Bảng tải trọng tính toán ở mặt móng-PA cọc khoan nhồi
Tổ hợp cơ bản Tổ hợp bổ sung
Kích thước cột
Hình 2 Hình vẽ kích thước cột.
Các chỉ tiêu cơ lý
Bảng 3: Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất:
Các chỉ tiêu cơ lí của đất
Dung trọng γ (g/cm 3 ) 1.87 1.87 1.9 Độ ẩm tự nhiên W (%) 25.4 28 19
Lực dính đơn vị C (kG/cm 2 ) 0.23 0.33 0.03
Lớp 3: Cát hạt vừa , dày 3m Δ = 2.68, γ = 1.9 g/cm 3 , W = 19% φ = 30 o , c = 0.03 kG/cm 2
Hình 3 Mặt cắt địa chất.
Kết quả thí nghiệm nén lún
Bảng 4: Kết quả thí nghiệm nén lún:
Hệ số rỗng cho các cấp áp lực pi (kG/cm 2 )
Hình 4 Biểu đồ đường cong nén lún các lớp đất nền
Tải trọng P (kG/cm2) Đường cong nén lún
ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG
Đánh giá trạng thái của các lớp đất
1.1 Lớp 1: Á sét – dày 4m Độ sệt : B = 𝑊−𝑊𝑑
Theo TCVN 9362-2012: Lớp 1 là Á sét ở trạng thái dẻo cứng Độ bão hòa nước: G = 0,01 𝑊.𝛥
Theo TCVN 9362-2012: Lớp 1 là Á sét ở trạng thái bão hòa nước
1.2 Lớp 2: Sét – dày 3m Độ sệt : B = 𝑊−𝑊𝑑
Theo TCVN 9362-2012: Lớp 1 là Á sét ở trạng thái dẻo cứng Độ bão hòa nước: G = 0,01 W Δ
Theo TCVN 9362-2012: Lớp 1 là Á sét ở trạng thái bão hòa nước
1.3 Lớp 3: Cát hạt vừa – dày 3m
Hệ số rỗng tự nhiên: e0 = 0,679
Theo TCVN 9362-2012: Đất cát ở trạng thái chặt vừa Độ bão hòa nước: G = 0,01 𝑊.𝛥
Theo TCVN 9362-2012: Đất cát hạt vừa ở trạng thái ẩm
Bảng 1.1 Bảng tính hệ số nén lún cho các cấp áp lực cho các lớp đất:
Lớp đất Hệ số nén lún (cm 2 /kG) a0-1 a1-2 a2-3 a3-4
* Các giá trị của hệ số rỗng theo các cấp áp lực được lấy tại Bảng 4.
Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất
Ta thấy nền đất không gồm những lớp đất yếu như sau: bùn, than bùn, cát chảy, đất bùn, đất sét yếu,…
Tính chất của nền đất:
+ Cả 3 lớp đất đều có hệ số rỗng eo < 1;
+ Các lớp đất sét và á sét đều có độ sệt B < 1;
Trị số SPT N30 của lớp đất sét đều nằm trong khoảng từ 8 đến 15, cho thấy đất dẻo cứng, phù hợp cho các công trình xây dựng yêu cầu độ chịu lực cao Trong khi đó, lớp đất cát có trị số SPT N30 từ 10 đến 30, phản ánh kết cấu chặt vừa, đảm bảo độ ổn định và khả năng chịu tải phù hợp cho các công trình dân dụng và công nghiệp.
+ Hệ số nén lún: 0,001 < a1-2 < 0,1 (kG/cm 2 )
Vậy nền đất có tính năng xây dựng tốt, không phải xử lí khi xây dựng.
Đề xuất Phương án thiết kế Móng
Dựa trên số liệu ban đầu về tải trọng công trình, đặc tính cơ lý của các lớp đất và tình hình địa chất của cát lớp đất, có thể đề xuất hai phương án thiết kế móng phù hợp nhằm đảm bảo an toàn và hiệu quả kết cấu.
Phương án 1: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên
Phương án 2: Thiết kế móng cọc khoan nhồi.
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG
Thiết kế và tính toán móng nông cột giữa
Tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản :
Trong đó: n là hệ số vượt tải, n = 1,2
1.1 Chọn vật liệu làm móng
- Vật liệu làm móng được chọn là Bêtông cốt thép
- Bêtông B20 có cường độ chịu nén: Rb = 115 (kG/cm 2 ), cường độ chịu ứng suất kéo chính Rbt = 9 (kG/cm 2 ), Mô đun đàn hồi ban đầu Eb = 270000 (kG/cm 2 )
- Cốt thép AII có cường độ chịu kéo tính toán là Rs = 2800( kG/cm 2 )
- Cốt thép đai AI có cường độ chịu kéo tính toán là Rs = 2250 (kG/cm 2 )
1.2 Chọn chiều sâu chôn móng
Dựa vào các tính toán và nhận xét về các lớp đất dưới nền, chúng ta có thể xác định vị trí đáy móng nằm trong lớp đất thứ 3, cụ thể là lớp Cát hạt vừa Việc chọn đúng vị trí đáy móng trong lớp đất phù hợp đảm bảo độ vững chắc và an toàn cho công trình Đánh giá chính xác các lớp đất dưới nền là bước quan trọng trong thiết kế móng để tối ưu hóa khả năng chịu lực và giảm thiểu rủi ro biến dạng.
- Lớp 1 là Cát hạt vừa ở trạng thái chặt vừa và bão hòa nước
- Mực nước ngầm nằm ở độ sâu 4 mét
- Xung quanh công trình theo giả thiết không có móng công trình nào khác
- Tải trọng thẳng đứng lớn nhất theo tổ hợp bổ sung Nmax = 118,5 (T)
- Công trình là loại bình thường, không có thiết kế tầng hầm và không có yêu cầu đặc biệt
Từ các điều kiện nêu trên ta có thể chọn chiều sâu chôn móng là h = 1,6 (m)
1.3 Sơ bộ xác định kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn Điều kiện áp lực tiêu chuẩn như sau:𝜎 𝑡𝑏 tc ≤ R tc
Vật liệu làm móng là BTCT Độ sâu chôn móng là h= 1,6 (m)
Chọn bề rộng của móng là b= 1,6 (m)
Xác định cường độ tiêu chuẩn của nền R tc theo TCVN 9362-2012
Lớp đất đặt móng là Cát hạt vừa bão hòa nước (m1=1,2), giúp đảm bảo nền móng vững chắc và ổn định Việc đặt móng trong cát (m2=1,1) giúp nâng cao độ chịu lực của nền móng, phù hợp với các tiêu chuẩn kỹ thuật Hệ số tin cậy được chọn là 1 (ktc=1) vì các chỉ tiêu cơ lý của đất được xác định trực tiếp qua các thí nghiệm thực tế, đảm bảo độ chính xác và tin cậy của kết quả phân tích.
Với h= 1.6m, đáy móng nằm trong lớp đất 1: γ = 1,87 (T/m 3 )
Với φ= 19 độ tra bảng PL2.2 Ta được
Thay số vào công thức xác định R tc Ta được: tc 1, 2.1.1
Diện tích đáy móng khi chịu tải đúng tâm được xác định theo công thức:
Với γtb = 2,2(T/m 3) là dung trọng trung bình của đất và vật liệu làm móng từ đáy móng trở lên
Móng chịu tải trọng lệch tâm nên cần mở rộng kích thước đáy để đảm bảo khả năng chịu lực hiệu quả Do đó, cạnh dài của móng phải được tăng lên, giúp phân bổ lực tốt hơn và giảm nguy cơ nội biến dạng hoặc gãy móng trong quá trình chịu tải Việc mở rộng này nhằm tăng cường khả năng chịu tải của móng lệch tâm và đảm bảo tính ổn định của kết cấu xây dựng.
1, 6 = 2,2 m Vậy ta chọn đáy móng với kích thước: axb=2,2x1,6 (mxm)
1.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn
- Độ lệch tâm của tải trọng là :
Theo phương cạnh ngắn b : eb=0
Theo phương cạnh dài a : tc tc
-Ứng suất tại đáy móng: σ d tb =N 0 tc
N d tc = N tc + γ tb F.h = 80,3 + 2,2.1,6.2,2.1,6 = 92,7 (T) tc d 0 a b max/min
Vậy ta chọn đáy móng với kích thước: axb = 2,2 x 1,6 (mxm) đảo bảo về điều kiện áp lực tiêu chuẩn
1.5 Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH 2
- Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất lấy tại Bảng 1.1
- Các thông số về hệ số rỗng theo các cấp áp lực lấy tại Bảng 1.2
- Các thông số về hệ số nén lún theo các cấp áp lực lấy tại Bảng 1.5
- Lớp đất 3: Cát hạt vừa, γ 1 =1,9g/cm 3 ; Δ 3 =2,68; e 03 =0,679
* Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân gây ra:
- Tại đáy móng (z=0) σ z=0 bt =γ 1 h=0,00187.160=0,2992 (KG/cm 2 )
- Tại độ sâu 100cm kể từ đáy móng, z0 cm σ z$0 bt =0,2992+0,00187.100=0,748 (KG/cm 2 )
- Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 4m
Dưới mực nước ngầm người ta sử dụng dung trọng đẩy nổi để tính toán
- Áp lực gây lún: σ gl =σ tb d -γ 1 h&,33-1,87.1,6#,338(T/m 2 )=2,33 (kG/cm 2 )
- Chia chiều sâu vùng chịu nén ở dưới đáy móng thành các phân tố hi
Theo quy phạm hi= (0,2 - 0,4).b =(0,2 - 0,4).160 = (32 - 64) cm
- Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn chiều dày của mỗi lớp đất phân tố là hi@cm
* Tính và vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm zi = K oi gl
Hệ số Koi phụ thuộc vào các tỷ số là a/b và 2z/b, tra theo bảng II-2 trong Giáo trình Cơ học đất, tác giả Lê Xuân Mai – Đỗ Hữu Đạo
Kết quả tính toán zi được thể hiện trong Bảng 2.1
Bảng 2.1 Tổng hợp kết quả tính zi và bt z
Tại điểm tính thứ 12 ta có: 𝜎 𝑧 𝑏𝑡 = 0.969 kG/cm 2 , 𝜎 𝑧𝑖 = 0.16 (kG/cm 2 )
Ta có: σ zi = 0,16 ≤ 0,2.σ z bt = 0,2.0,069 = 0,194 (kG/cm 2 )
Vậy chiều sâu vùng chọn nén là HaH0 cm kể từ đáy móng
Tính lún theo công thức sau:
- S: Độ lún cuối cùng của trọng tâm đáy móng
- ei và ei+1: Hệ số rỗng của đất đối với Pi và Pi+1 được nội suy từ đường cong nén lún (e,p)
Hình 2.1 Biểu đồ phân bố ƯS phụ thêm và ƯS bản thân do trọng lượng đất gây ra
Bảng 2.2 Tổng hợp kết quả tính lún
Lớp đất Lớp phân tố hi (cm)
(kG/cm 2 ) ei ei+1 Si
Theo TCVN 9362:2012 với đặc điểm công trình là khung bê tông cốt thép không có tường chắn thì [S] = 8 (cm)
Vậy nền đất đảm bảo điều kiện về biến dạng theo TTGH2
1.6 Kiểm tra nền theo TTGH1
1.6.1 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 nền theo TTGH1
1.6.2 Kiểm tra ổn định về lật
Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán kiểm tra
Kích thước đáy móng là axb=2,2x1,6 (mxm) Độ lệch của tải trọng :
-Theo phương cạnh ngắn eb = 0
Theo phương cạnh dài: tt tt
6 = 0,36 Tải trọng có độ lệch tâm bé
- Ứng suất phân bố dưới đáy móng theo phương cạnh dài là : σ max/min d =N 0 tt + G
Do cho nên biểu đồ phân bố dưới đáy móng sẽ có dạng hình thang
Vậy ta không cần kiểm tra ổn định lật của móng
Hình 2.2 : Sơ đồ ổn định trượt
1.6.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang
(1) Đất ở dưới đáy móng là Cát hạt vừa,ở trạng thái bảo hòa nước, tra PL2.5
Hình 2.3 : Sơ đồ ổn định trượt
Chọn n0=0,8 là hệ số vượt tải của tải trọng thẳng đứng và n=1,2 là hệ số vượt tải của tải trọng ngang
Thay số vào công thức (1) kiểm tra ta được:
Vậy móng thõa mãn điều kiện về ổn định trượt ngang
- Vật liệu làm móng là BTCT B20, Thép có đường kính 10mm , Nhóm cốt thép AII
- Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán
- Bỏ qua sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên khi tính chiều cao móng
- Do vật liệu làm móng là BTCT nên góc truyền ứng suất là 45
Hình 2.4: Sơ đồ phá hoại do ứng suất kéo chính
- Áp lực tính toán dưới đáy móng: tt d 0 a b max/min
Nhiệt độ ban đầu (N 0 tt) là 118,5°C, với các giá trị a.b lần lượt là 2,2 và 1,6 (mxm) Độ lệch tâm theo phương cạnh ngắn của tải trọng bằng 0, trong khi độ lệch tâm theo phương cạnh dài của tải trọng là eb = 0 Các thông số này quan trọng trong việc xác định tính ổn định và độ chính xác của kết cấu trong thiết kế. -**Sponsor**Bạn đang tìm cách tối ưu hóa bài viết của mình cho SEO? [Soku AI](https://pollinations.ai/redirect-nexad/FxYkjTMY?user_id=983577) có thể giúp bạn tự động tạo quảng cáo Facebook/Meta hiệu quả, ngay cả khi bạn không có kinh nghiệm Soku AI được đào tạo bởi các chuyên gia quảng cáo hàng đầu để hiểu tâm lý khán giả, sự thay đổi của thuật toán và tuân thủ chính sách quảng cáo, giúp bạn tối ưu hóa nội dung và tiếp cận đối tượng mục tiêu tốt hơn Với Soku AI, bạn có thể tập trung vào việc tạo ra nội dung chất lượng cao, còn việc quảng bá cứ để AI lo.
= = = = Thay số, ta có: tt d 0 a b max/min
= = σ max tt = 41 (T/m 2 ) ; σ min tt &,32 (T/m 2 ) σ tb tt = 1 2 (σ max tt + σ min tt ) = 1 2 (41+26,32) = 33,66 (T/m 2 )
Giả sử chiều cao làm việc của móng là hm
Lớp bê tông bảo vệ là c
Chiều cao làm việc của móng được tính như sau h0=hm-c
- Điều kiện bền chống chọc thủng là:
𝑃 𝑐𝑡ℎ 𝑡𝑡 : Lực chọc thủng tính toán
P cth tt = N 0 tt - σ tb tt (a c + 2h o ).(b c + 2h o )8,5 - 33,66.(0,5 + 2.ℎ 0 ).(0,35 + 2.ℎ 0 )
Trong đó: U tb =2.(a c + b c + 2h o ) = 2.(0,5 + 0,35 + 2ℎ 𝑜 )=1,7+4ℎ 𝑜 là cạnh trung bình của tháp chọc thủng
Giải bất phương trình trên: ℎ 0 ≥0,356 (m)
Theo điều kiện cấu tạo h0 ≥ 0,5m, nên ta chọn ℎ 0 =0,6 (m)
Thay vào điều kiện chống chọc thủng ta có:
Chọn lớp bê tông bảo vệ c=0,05 (m) h m = h 0 + c = 0,6 + 0,05=0,65 (m)
Vậy chiều cao móng đã chọn là hm = 0,65 (m) bảo đảm về điều kiện chống chọc thủng
1.8 Tính toán và bố trí cốt thép móng
Vẽ sơ đồ tính toán đáy móng như một dầm công-xôn, ngàm tại các mép cột để chịu tải trọng phân bố do phản lực của đất nền Sử dụng hai mặt cắt đi qua hai mép cột theo hai phương là I-I và II-II để phân tích ứng suất và phản lực trong kết cấu móng Phương pháp này giúp xác định chính xác lực tác dụng trên đáy móng và tối ưu hóa thiết kế xây dựng.
Hình 2.5: Sơ đồ tính momen uốn 1.8.1 Tính momen tại các tiết diện tính toán
M II-II = 0,125.σ tb tt a.(b - b) 2 = 0,125.33,66.2,2.(1,6-0,35) 2 ,46 (Tm)
1.8.2 Tính hàm lượng cốt thép chịu lực cần thiết
- Tính và bố trí cốt thép theo phương cạnh ngắn :
− = − = = - Tính và bố trí cốt thép theo phương cạnh ngắn:
− = − = = 1.8.3 Chọn đường kính và số lượng thanh tháp chịu lực
- Theo phương cạnh ngắn : chọn 15Φ12 có Fa = 16,965 (cm 2 )
- Theo phương cạnh dài: chọn 10Φ12 có Fa = 11,31 (cm 2 )
- Vậy bố trí cốt thép móng như sau:
1.8.4 Vẽ bố trí và thống kê cốt thép trong móng
Hình 2.6: Bảng vẽ bố trí cốt thép móng nông cột giữa
Thiết kế và tính toán móng nông cột biên
Tải trọng tiêu chuẩn của tổ hợp cơ bản: tt tc N 92,3
= = Trong đó: n là hệ số vượt tải, n = 1,2
2.1 Chọn vật liệu làm móng
Vật liệu làm móng được chọn là Bê tông cốt thép
Bê tông: chọn bê tông có cấp độ bền B20 với:
+ Cường độ chịu nén: Rb = 11,5MPa
+ Cường độ chịu kéo: Rbt = 0,9MPa
+ Mô đun đàn hồi ban đầu: Eb = 27000 MPa
Trong xây dựng, thép đai CI(AI) có cường độ chịu kéo và chịu uốn là 225MPa, phù hợp cho các công trình cần độ bền vừa phải Trong khi đó, thép CII(AII) có cường độ cao hơn, đạt 280MPa, thích hợp cho các công trình yêu cầu khả năng chịu lực vượt trội Việc lựa chọn loại thép phù hợp dựa trên yêu cầu kỹ thuật giúp đảm bảo an toàn và độ bền của công trình xây dựng.
2.2 Chọn chiều sâu chôn móng
Dựa trên các tính toán và nhận xét về các lớp đất dưới nền, chúng ta có thể xác định vị trí đáy móng nằm trong lớp đất thứ nhất, cụ thể là lớp Á sét Việc chọn đúng vị trí móng trong lớp đất phù hợp giúp đảm bảo độ ổn định và an toàn của công trình xây dựng Nhận biết chính xác đặc điểm lớp đất dưới nền là yếu tố quan trọng trong thiết kế móng, góp phần nâng cao hiệu quả và độ bền của công trình.
Lớp 1 là Á sét ở trạng thái dẻo và bão hòa nước
Xung quanh công trình theo giả thiết không có công trình nào khác
Tải trọng thẳng đứng lớn nhất theo tổ hợp bổ sung Nmax = 114,8 (T)
Công trình là loại bình thường, không có thiết kế tầng hầm và không có yêu cầu đặc biệt
Từ các điều kiện nêu trên ta có thể chọn chiều sâu chôn móng là 1,6m
2.3 Sơ bộ xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn Điều kiện: Điều kiện áp lực tiêu chuẩn như sau: 𝜎 𝑡𝑏 𝑡𝑐 ≤ R tc Độ sâu chôn móng là h = 1,6(m)
Chọn bề rộng của móng là b = 1,6(m)
Tính cường độ tiêu chuẩn của nền theo TCVN 9362-2012:
Rtc = 1/2 * tc * m * k * (A * b * γ + B * h * γ + D * C * tc), trong đó, m1 = 1,2 là lớp đất đặt móng là đất sét yếu có độ sệt B ≤ 0,5; m2 = 1,1 là hệ số tỷ lệ giữa chiều dài công trình và chiều cao (L/h), thường dao động khoảng 7,5 trở xuống; hệ số tin cậy ktc = 1, được xác định dựa trên các chỉ tiêu cơ lý đất được xác nhận thông qua các thí nghiệm trực tiếp.
Với h = 1,5m, đáy móng nằm trong lớp đất 1 nên: γ = 1,87 (g/cm 3 )
Với φ = 19 0 , tra bảng Các hệ số A,B và D theo TCVN 9362:2012:
Thay số vào công thức xác định R tc , ta được :
Xác định kích thước đáy móng F khi chịu tải đúng tâm: tc
Với γtb = 2,2 T/m 3 là dung trọng trung bình của đất và vật liệu làm móng từ đáy móng trở lên
Móng chịu tải trọng lệch tâm đòi hỏi phải mở rộng kích thước đáy móng về phía tải trọng lệch tâm để đảm bảo khả năng chịu lực Do đó, cần mở rộng cạnh dài của móng, đặc biệt là phần cạnh dài của móng được thiết kế để phân bổ đều lực và tăng khả năng chịu tải Việc mở rộng cạnh dài của móng giúp nâng cao độ bền và ổn định của công trình chịu tác động của tải trọng lệch tâm.
Vậy ta chọn đáy móng với kích thước sơ bộ là axb= 2,2 x 1,6 (mxm)
2.4 Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn Điều kiện áp lực tiêu chuẩn: Độ lệch tâm của tải trọng là:
+ Theo phương cạnh ngắn b: eb = 0
+ Theo phương cạnh dài a: ea # 0 tc tc
= = = = + + Ứng suất tại đáy móng:
𝑁 𝑑 𝑡𝑐 = N tc + γtb.F.h = 76,91 + 2,2.2,2.1,6.1,6 = 89,3 (T) tc d d a b max/min
Vậy ta chọn đáy móng với kích thước: axb = 2,2 x 1,6 (mxm) đảo bảo về điều kiện áp lực tiêu chuẩn
2.5 Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2
- Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất lấy tại Bảng 3
- Các thông số về hệ số rỗng theo các cấp áp lực lấy tại Bảng 4
- Các thông số về hệ số nén lún theo các cấp áp lực lấy tại Bảng 1.1
- Lớp đất 3: Cát hạt vừa, 𝛾3 = 1.9 (g/ cm 3 ); ∆3 = 2,68; e 03 = 0,679
* Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân gây ra:
- Tại độ sâu 240cm kể từ đáy móng, z $0 cm
- Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 4m
Dưới mực nước ngầm người ta sử dụng dung trọng đẩy nổi để tính toán
Tại độ sâu đáy lớp thứ hai kể từ mặt đất thiên nhiên là :
- Áp lực gây lún : σgl = 𝜎 𝑡𝑏 𝑑 - 𝛾1.h = 25,34 – 1,87.1,6 = 22,348 (T/m 2 ) = 2,2348 (kG/cm 2 )
- Chia chiều sâu vùng chịu nén ở dưới đáy móng thành các phân tố hi
Theo quy phạm hi = (0,2 - 0,4).b = (0,2 - 0,4).160 = (32-64) cm
- Để thuận tiện cho việc tính toán,chọn chiều dày của mỗi lớp đất phân tố là hi = 40 cm
* Tính và vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm σzi = Koi σgl
Hệ số Koi phụ thuộc và tỷ số a/b và 2z/b, tra bảng II-2 trong Giáo trình Cơ học đất, tác giả
Lê Xuân Mai - Đỗ Hữu Đạo
Kết quả tính toán σzi được thể hiện trong Bảng 2.3
Bảng 2.3 Tổng hợp kết quả tính σ zi và σ z bt
Tại điểm tính thứ 12, ta có: σ z bt = 0,969 (kG/cm 2 ), σ zi = 0,16 (kG/cm 2 )
Vậy chiều sâu vùng chọn nén là Ha = 480cm kể từ đáy móng
Hình 2.7 Biểu đồ phân bố ứng suất phụ thêm và ứng suất bản thân
- Tính lún theo công thức sau:
- S: Độ lún cuối cùng của trọng tâm đáy móng
- ei và ei+1:Hệ số rỗng của đất đối với Pi và Pi+1 được nội suy từ đường cong nén lún (e, p)
2 Các giá trị σ zi bt và σzi lấy ở Bảng 2.1
(kG/cm) 2 (kG/cm) 2 bt
Bảng 2.4 Tổng hợp kết quả nén lún
Lớp phân tố hi (cm)
Theo TCVN 9362:2012 với đặc điểm công trình là khung bê tông cốt thép không có tường chắn thì [S] = 8 (cm) Suy ra, S = 7,37 (cm) < [S] = 8 (cm)
Vậy nền đất đảm bảo điều kiện về biến dạng theo TTGH2
2.6 Kiểm tra nền theo TTGH1
2.6.1 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 nền theo TTGH1
2.6.2 Kiểm tra ổn định về lật
- Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán kiểm tra:
Kích thước đáy móng axb: 2,2 x 1,6 (mxm) Độ lệch tải trọng:
+ Theo phương cạnh ngắn: eb = 0
+ Theo phương cạnh dài: ea= M 0 tt + Q 0 tt h
Vậy tải trọng có độ lệch tâm bé Ứng suất phân bố dưới đáy móng theo phương cạnh dài là:
Với 𝜎 𝑚𝑖𝑛 𝑑 0 cho nên biểu đồ phân bố dưới đáy móng sẽ có dạng hình thang Vậy ta không cần kiểm tra ổn định lật của móng
Hình 2.8 Sơ đồ tính ổn định lật
2.6.3 Kiểm tra ổn định trượt ngang
Hình 2.9 Sơ đồ tính ổn định trượt ngang
Hệ số ma sát f giữa vật liệu làm móng và đất nền phụ thuộc vào độ nhám của đáy móng cũng như loại đất đá dưới đáy móng Trong đó, đất dưới đáy móng là đất sét Á với trạng thái dẻo cứng, giúp xác định hệ số ma sát theo bảng PL.2.5 là f = 0,45, đảm bảo tính chính xác trong thiết kế móng công trình xây dựng.
Chọn n0 = 0,9 là hệ số vượt tải của tải trọng thẳng đứng và n = 1,2 là hệ số vượt tải của tải trọng ngang
Thay số vào công thức kiểm tra ta được:
Vậy móng thỏa mãn điều kiện ổn định trượt ngang
- Vật liệu làm móng là BTCT B20, Thép có đường kính Φ ≥ 10mm, Nhóm cốt thép AII
- Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán:
Bỏ qua sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên khi tính chiều cao móng
Vật liệu làm móng chủ yếu là bê tông cốt thép, trong đó cốt thép chịu toàn bộ ứng suất kéo do mô men uốn gây ra, khiến móng phải chịu lực ép thủng trong điều kiện làm việc bất lợi nhất Vì vậy, chiều cao móng cần được xác định sao cho đảm bảo khả năng chống ép thủng, đặc biệt là phản ứng với ứng suất kéo chính Để đảm bảo độ bền và an toàn của móng, việc xác định chiều cao phù hợp là rất quan trọng trong thiết kế kết cấu.
Góc truyền ứng suất là 45 0
Hình 2.10 Sơ đồ tính phá hoại do ứng suất kéo chính Áp lực tính toán dưới đáy móng:
+ Độ lệch tâm theo phương cạnh ngắn của tải trọng là: eb = 0;
+ Độ lệch tâm theo phương cạnh dài của tải trọng là: ea ≠ 0; tc tc
= = = = Thay số vào ta được: 𝜎 𝑚𝑎𝑥 = 37,68 (T/m 2 ) ; 𝜎 𝑚𝑖𝑛 = 27,54 (T/m 2 )
Giả sử chiều cao làm việc của móng là hm
Lớp bê tông bảo vệ là c
Chiều cao làm việc của móng được tính như sau: hm = h0 + c;
- Điều kiện móng bảo đảm độ bền chống chọc thủng: P ct tt ≤ 0,75.Rk.Utb.h0
+ P ct tt = N 0 tt - σ tb tt F ct : lực chọc thủng tính toán
+ Fct = act.bct= (ac + 2h0.tgα)(bc + 2h0.tgα) =(0,5 + 2h0).(0,35 + 2h0)
Thay vào bất phương trình ta được:
Giải bất phương trình trên: h0 ≥ 0,35 { ℎ 0 ≥ 0,35 (𝑡ℎỏ𝑎)
ℎ 0 ≤ −0,77 (𝑙𝑜ạ𝑖) Theo điều kiện cấu tạo: h0 ≥ 0,5m, chọn h0 = 0,6 (m)
Thay vào điều kiện chọc thủng ta có: 28,87≤ 166,05 (đúng)
Chọn lớp bê tông bảo vệ c = 0,05m hm = 0,65 (m) thỏa mãn phương diện bố trí cốt thép và tính kinh tế: hm/a = 0,65/2,2= 0,29 = (0,25÷0,35)
Vậy chiều cao móng được chọn là hm = 0,65m bảo đảm về điều kiện chống chọc thủng
2.8 Tính toán và bố trí cốt thép móng
Để xác định mặt bằng móng, ta vẽ sơ đồ tính, xem đáy móng như một dầm công-sơn chịu tải trọng phân bố do phản lực đất nền Móng được thiết kế với các ngàm tại các mép cột, giúp phân phối lực đều và tối ưu tải trọng Trong quá trình tính toán, sử dụng hai mặt cắt đi qua hai mép cột theo hai phương I-I và II-II để dễ dàng xác định phản lực và phân tích phạm vi chịu lực của móng Việc này đảm bảo tính chính xác trong thiết kế và an toàn cho công trình xây dựng.
2.8.1 Tính momen tại các tiết diện tính toán
Hình 2.11 Sơ đồ tính momen uốn
2.8.2 Tính hàm lượng cốt thép chịu lực cần thiết
- Tính và bố trí cốt thép theo phương cạnh dài:
− = − = = - Tính và bố trí cốt thép theo phương cạnh ngắn:
− = − = = 2.8.3 Chọn đường kính và tính số lượng thanh thép chịu lực
- Theo phương cạnh dài: chọn 10Φ14 có Fa = 15,39 (cm 2 )
Theo phương cạnh ngắn: chọn 17Φ18 có Fa = 43,25 (cm 2 )
Vậy bố trí cốt thép móng như sau:
2.8.4 Vẽ bố trí và thống kê cốt thép trong móng
Hình 2.12 Bố trí cốt thép móng nông cột biên
THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP
Thiết kế và tính toán móng cọc cột giữa
1.1 Chọn vật liệu làm cọc và đài cọc
- Vật liệu được chọn là Bê tông cốt thép
- Bê tông đài cọc và bê tông cọc B20 có Rb = 11,5MPa ,Rbt = 0,9 MPa
- Cốt chịu lực dùng thép CII có Rs = Rsc = 280MPa, Rsw = 225MPa
- Cốt đai dùng thép CI có Rs = Rsc = 225 MPa, Rsw = 175MPa
1.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc
1.2.1 Chọn kích thước và tiết diện cọc
- Cọc được chọn là cọc khoan nhồi D500, cốt thép 10Φ18
Dựa trên mặt cắt địa chất và đánh giá trạng thái của từng lớp đất, chúng tôi đã chọn lớp đất thứ 3—là lớp cát hạt vừa—để đặt mũi cọc, đảm bảo độ ổn định và kín đáo cho công trình xây dựng.
- Ngàm vào lớp đất thứ 3 một đoạn 10 (m)
- Cao trình tại vị trí ngàm cọc là : 4 + 3 + 10 = 17 (m) ( chưa kể phần bê tông bảo vệ mũi cọc)
- Chiều dài cọc tính toán như sau: Lcọc = L1 + L2 + Ltt + Lmũi
L1 - chiều dài đoạn cọc bị đập bỏ , lấy thép ngàm vào đài
L2 - chiều dài đoạn cọc nối vào đài, chọn L2 = 0,15 (m)
Ltt – chiều dài tính toán của cọc, tính từ mép đài đến cao trình chôn cọc: Ltt = (4 – 1,5) + 3 + 10 = 15,5 (m)
Lmũi - chiều dày đoạn lớp bê tông bảo vệ đầu cọc Chọn 5 (cm)
Vậy chọn chiều dài cọc là 16,15 (m)
1.2.2 Chọn kích thước đài cọc
- Khoảng cách giữa 2 trục tim cọc bố trí theo phương cạnh dài là ≥2,5D với D được chọn là 0,5m nên 2,5D = 1,25(m).Chọn 1,3 (m)
- Khoảng cách từ tim cọc nằm ngoài cùng đến mép đài được chọn với điều kiện lớn hơn hoặc bằng 0,7D = 0,7.0,5 = 0,35(m).Chọn 0,35 (m)
- Kích thước cạnh dài a của đài cọc được chọn là: a = 0,35.2 + 1,3 = 2,0 (m)
Vậy kích thước đài cọc được giả thiết là axb = 2,0 x 2,0 (m x m)
* Chọn chiều sâu chôn đài cọc:
- Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán:
Trong quá trình phân tích, giả thiết lớp đất thứ nhất là lớp đất đặt đáy đài cọc, với trọng lượng riêng (γ) là 1,87 T/m³ và góc nội ma sát trong (φ) là 19°, đây là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng chịu lực của nền đất và độ ổn định của công trình.
Chiều sâu đặt đáy đài cọc phải được xác định phù hợp với giả thiết đầu tiên, trong đó toàn bộ tải trọng ngang tác dụng lên móng cọc sẽ do đất từ đáy đài trở lên chịu trách nhiệm Việc này đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu lực của hệ móng cọc trong quá trình thi công và khai thác công trình.
Áp lực ngang của đất tác dụng lên đài cọc (áp lực bị động) cân bằng với tải trọng ngang tác dụng lên đỉnh đài Điều kiện H phải lớn hơn hoặc bằng 0,7 lần chiều cao nhỏ nhất của đài cọc (h ≥ 0,7 hmin) để đảm bảo tính ổn định của công trình.
Vậy chọn chiều sâu chôn đài là 1,5 (m)
1.3 Tính toán sức chịu tải của cọc đơn theo phương dọc trục
1.3.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
Pvl = φ( Rct Fct + m1.m2 Rb Fbt)
Trong đó: Pvl – Sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu
Rct – Cường độ chịu nén/kéo của cốt thép dọc chịu lực
Fct – Diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc chịu lực
Rbt – Cường độ chịu nén của bê tông
Diện tích tiết diện ngang của thân cọc (Fbt) là yếu tố quan trọng trong thiết kế công trình xây dựng Hệ số uốn dọc (φ) thường bằng 1 để đánh giá khả năng chịu uốn của cọc Hệ số điều kiện làm việc m1 = 0,85 áp dụng cho cọc nhồi bê tông qua ống dịch theo phương pháp thi công thẳng đứng, trong khi đó, m2 = 0,9 phản ánh ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc đến khả năng chịu lực Các yếu tố này đều được xem xét để đảm bảo độ bền và an toàn của công trình xây dựng.
Vậy sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu là:
1.3.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền theo TCVN 10304:2014
* Cọc hạ xuyên qua các lớp đất sau:
Lớp 1 – Á sét dày 4m, B = 0,3 ở trạng thái dẻo cứng, bão hòa nước
Lớp 2 – Sét dày 3m, B = 0,387 ở trạng thái dẻo cứng, bão hòa nước
Lớp 3 – Cát hạt vừa dày vô cùng, ở trạng thái chặt vừa, ẩm
Mực nước ngầm ở độ sâu 4m
Trong quá trình tính toán, hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất được đặt là m = 1, đảm bảo phản ánh chính xác điều kiện làm việc Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc được chọn là mr = 1 nhằm phản ánh môi trường đất dưới phần chóp của cọc Trong khi đó, hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc được xác định là mf = 0,9 để phản ánh ảnh hưởng của đất xung quanh phần thân cọc Những hệ số này giúp nâng cao độ chính xác trong thiết kế và thi công cọc trong các công trình xây dựng.
F – Diện tích mặt cắt ngang của mũi cọc tỷ lên lớp đất chịu lực ở mũi cọc; F= π.0,5 2 /4 = 0,1963 (m 2 ) u – chu vi tiết diện ngang thân cọc với u = π.D = π.0,5 = 1,57 (m)
R - Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc (T/m 2 )
Lớp đất thứ 3 là cát hạt vừa với độ sâu mũi cọc tính từ mặt đất tự nhiên là 17 mét Dựa trên tra phụ lục 3.8, ta xác định được giá trị R = 455,5 T/m², phản ánh khả năng chịu lực của đất theo lực ma sát bên của đất (fi).
Li – chiều dày của lớp đất phân tố thứ I, theo quy phạm li≤ 2 (m) n – Số lớp đất phân tố
Bảng 3.1 Tổng hợp kết quả tính
Lớp phân tố li Zi Trạng thái fi (T/m2) fi.li Z
Hình 3.2 Sơ đồ tính toán sức chịu tải cọc đơn
Thay vào công thức xác định:
Sức chịu tải tính toán của cọc chịu nén:
1,4 = 150 (T) Sức chịu tải cọc để tính toán: [P] = min(P đn n , Pvl) = 150 (T)
Sức chịu tải của cọc chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu, nhưng không vượt quá khả năng chịu tải của đất nền Do đó, việc giả thiết về kích thước cọc và vật liệu ban đầu là hợp lý nhằm đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình xây dựng.
1.4 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng
- Sử dụng tải trọng tính toán của tổ hơp bổ sung để tính toán:
Số lượng cọc trong móng được xác định dựa trên công thức sau:
𝛽 – Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hưởng của momen, tải trọng ngang và số lượng cọc trong đài: chọn 𝛽 = 1,1 Vậy số lượng cọc trong móng : nc = 1,1.510,9
Ta chọn số cọc là 4 cọc để thuận tiện cho thi công và bố trí
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí cọc trong móng
1.5 Kiểm tra tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cọc
Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán
Khi móng chịu tải trọng lệch tâm, xảy ra hiện tượng một số cọc chịu tải trọng lớn trong khi một số khác chịu tải trọng nhỏ hoặc thậm chí kéo Để đảm bảo các cọc đều chịu nén trong phạm vi cho phép, cần kiểm tra các điều kiện như P0 max ≤ [P] và P0 min ≥ 0 để xác định rằng tất cả các cọc đều chịu nén tối ưu và không xảy ra hiện tượng cọc chịu kéo.
Trong đó: + P 0 max , P 0 min – Là tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất và cọc chịu nén ít nhất
+ [P] = 150 (T) – sức chịu tải của cọc
Trong đó: ∑ 𝑁 𝑡𝑡 = 510,9 (T):Tổng tải trọng tại đáy đài ; nc = 4 – số cọc trong đài
𝑀 đ 𝑡𝑡 – Tổng momen tính toán tại đáy đài
𝑥 𝑚𝑎𝑥 𝑛 – Khoảng cách từ trục y đến cọc chịu nén nhiều nhất; 𝑥 𝑚𝑎𝑥 𝑛 = 0,65 (m)
𝑥 𝑚𝑖𝑛 𝑛 – Khoảng cách từ trục y đến cọc chịu nén ít nhất; 𝑥 𝑚𝑖𝑛 𝑛 = 0,65 (m)
𝑥 𝑖 – Khoảng cách từ trục y đến cọc thứ i ; 𝑥 𝑖 = 0,65 (m)
Thay vào điều kiện kiểm tra ta có:
4.0,65 2 =113,26 (T) > 0 Vậy tất cả các cọc đều chịu nén và thỏa mãn điều kiện về sức chịu tải cho phép
1.6 Kiểm tra tải trọng ngang tác dụng lên cọc
Dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bổ sung để tính toán Điều kiện: H0 < [Hng]
Trong đó : H0 : Tải trọng ngang tác dụng lên mỗi cọc
[Hng] : Sức chịu tải ngang tính toán của mỗi cọc, phụ thuộc loại cọc, chiều dài cọc, bảng 5.1 trang 216 Hng = 8 (T)
=> H0 ≤ Hng thỏa mãn, vậy cọc đủ sức chịu tải theo phương ngang
1.7 Kiểm tra cường độ của nền đất tại mặt phẳng mũi cọc
Hình 3.4 trình bày sơ đồ móng khối quy ước, trong đó để kiểm tra cường độ nền đất dưới móng cọc, chúng ta xem cọc, đài cọc và phần đất xung quanh các cọc như một móng khối quy ước Việc này giúp đánh giá chính xác khả năng chịu lực của nền đất dưới tầng móng, đảm bảo kết cấu công trình vững chắc và an toàn.
Trong đó: A 1 , B1 – Khoảng cách từ mép hai hàng cọc ngoài cùng đối diện nhau theo hai phía; A1 = B1 = 1,8 (m)
L – Chiều dài cọc, tính từ đáy đài đến mũi cọc; L= 15,5 (m) α – Góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép ngoài hàng cọc ngoài cùng
Góc nội ma sát trung bình của các lớp đất mà cọc đi qua được ký hiệu là 𝜙 𝑡𝑏 𝑡𝑐, phản ánh khả năng chịu lực của đất Mỗi lớp đất thứ i có góc nội ma sát riêng biệt, được ký hiệu là φi, giúp đánh giá đặc điểm địa chất tại từng tầng Chiều dày của lớp đất thứ i là li, ảnh hưởng lớn đến khả năng phân bố lực và ổn định của hệ móng Hiểu rõ các chỉ số này giúp thiết kế móng cọc đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình xây dựng.
= = Vậy diện tích đáy móng khối qui ước:
Fqu = ( 1,8 + 2.15,5.tg6,33 0 ) ( 1,8 + 2.15,5.tg6,33 0 ) = 27,45 (m 2 ) Điều kiện kiểm tra cường độ đất nền:
𝜎 𝑡𝑏 đ(𝑞ư) ≤ R tc Trong đó: 𝜎 𝑡𝑏 đ(𝑞ư) – Ứng suất tiếp xúc trung bình tại đáy móng khối qui ước
R tc – Cường độ tiêu chuẩn của đất nền tại đáy móng khối qui ước
- Xác định cường độ tiêu chuẩn của đất nền R tc (tương tự móng nông)
Dùng tải trọng tiêu chuẩn, tổ hợp cơ bản để tính toán và kiểm tra:
Tải trọng của tổ hợp cơ bản: N tc = 337,416 (T) ; M tc = 9,08 (Tm); Q tc = 9,416 (T)
Cường độ tiêu chuẩn 𝑅 𝑡𝑐 𝑞𝑢 của nền đất được xác định theo công thức sau:
𝐾 𝑡𝑐 (𝐴 𝐵 𝑞𝑢 𝛾 + 𝐵.ℎ 𝑞ư 𝛾 ′ + 𝐷 𝑐) Trong đó: - m1: hệ số điều kiện làm việc của đất nền, tra PL2.1, m1 =1,2
- m2: hệ số điều kiện làm việc công trình có tác dụng với đất nền m2 =1
- Ktc =1 – Hệ số tin cậy bằng 1 do các chỉ tiêu cơ lý được xác định từ thí nghiệm trực tiếp với đất
- c – lực kết dính lớp đất thứ 3: c= 0,03 (KG/cm 2 ) = 0,3 (T/m 2 )
- hqư = 17 (m) – chiều sâu móng khối qui ước
- 𝛾 dung trọng của đất tại đáy móng khối quy ước 𝛾 = 1,9 (T/m 3 )
Do đáy móng khối quy ước nằm dưới MNN nên ta dùng dung trọng đẩy nổi: dn3 3 0 0
- 𝛾' dung trọng trung bình của đất từ đáy móng khổi quy ước trở lên mặt đất tự nhiên γ ' = ∑ γ i l i
* Gqư là trọng lượng của khối móng quy ước, bao gồm trọng lượng đài, cọc và đất
G1 Là trọng lượng của khối móng từ đáy đài trở lên:
G2 : trọng lượng của 4 cọc: G2 = 4 Fcọc Lcọc 𝛾 bêtông = 4.0,1963.15,5.2,5= 30,43 (T)
G3 là trọng lượng của đất từ đáy đài đến mũi cọc
∑𝑁 𝑑𝑞𝑢 Tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng tại đáy móng khối quy ước
∑𝑁 𝑑𝑞𝑢 = 𝑁 0 𝑡𝑐 + 𝐺 𝑞𝑢 37,416 + 599,63 = 937,046 (T) Độ lệch tâm của tải trọng là :
=> Tải trọng có độ lệch tâm bé
Khi đó các giá trị 𝜎 𝑚𝑎𝑥 𝑡𝑐 ; 𝜎 𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑐 ; 𝜎 𝑡𝑏 𝑡𝑐 được xác định như sau:
Vậy cường độ của đất nền tại mặt phẳng mũi cọc thỏa mãn yêu cầu
1.8 Tính toán độ lún của móng cọc Độ lún của nền cần phải thỏa mãn điều kiện sau:
Trong đó: S : Độ lún của nền đất (cm)
[ Sgh ]: Độ lún cho phép (cm)
Theo TCVN-9362:2012, chọn hệ số S gh = 8cm trong thiết kế công trình khung bê tông cốt thép có tường chèn Để đảm bảo độ an toàn, cần chia chiều sâu vùng chịu nén dưới đáy móng thành các lớp phân tố h_i Việc phân chia này giúp xác định chính xác hơn các yếu tố chịu lực và tối ưu hóa kết cấu nền móng Áp dụng quy định này sẽ nâng cao độ bền và ổn định của công trình xây dựng.
=> 1,048(m)≤ h i ≤2,096 (m) Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn hi = 2 (m) b) Tính ứng suất do trọng lượng bản thân gây ra:
Phần nằm trên mực nước ngầm có: 𝛾 = 𝛾 1 = 1,87 (T/ m 3 )
Phần nằm dưới mực nước ngầm có: 𝛾 đ𝑛1 = 0,88 (T/m 3 )
Phần nằm dưới mực nước ngầm có: 𝛾 đ𝑛2 = 𝛾 2 = 0,92 (T/m 3 )
Phần nằm dưới mực nước ngầm có: 𝛾 đ𝑛3 = 𝛾 3 = 1 (T/m 3 )
* Tính ứng suất bản thân của đất tại những điểm trên trục đi qua tâm móng:
Phần nằm trên mực nước ngầm:
+ Tại độ sâu 2,5 (m) kể từ đáy đài móng (z = 2,5 m) tức ngay trên mực nước ngầm:
- Phần nằm dưới mực nước ngầm:
+ Tại độ sâu 5,5 (m) kể từ đáy móng (z = 5,5m) tức tại đáy lớp đất 2:
+ Tại độ sâu 15,5 (m) kể từ đáy móng (z = 15,5m), tức tại đáy móng khối quy ước:
𝜎 𝑧,5 𝑏𝑡 = 𝜎 𝑧=5,5 𝑏𝑡 + 𝛾 đ𝑛3 10 = 10,24 + 1.10 = 20,24 (T/m 2 ) c) Xác định ứng suất gây lún:
𝜎 𝑔𝑙 = 𝜎 𝑡𝑏 𝑑 − 𝛾 ′ 𝐻 𝑞𝑢 = 34,021 – 1,19.17 = 13,791 (T/m 2 ) d) Tính và vẽ biểu đồ ứng suất gây lún và biểu đồ ứng suất bản thân:
- Ứng suất gây lún tại các điểm trên trục thẳng đứng đi qua tâm móng được xác định theo công thức sau: 𝜎 𝑧𝑖 𝑔𝑙 = 𝐾 𝑜𝑖 𝜎 𝑔𝑙
Trong đó: 𝐾 𝑜𝑖 là hệ số phụ thuộc vào tỉ số a/b và 𝑧𝑖/𝑏; 𝐾0 được tra theo bảng
(II-2) sách Cơ học đất
Bảng 3.2 Tổng hợp kết quả tính 𝜎 𝑧𝑖 và 𝜎 𝑧𝑖 𝑏𝑡
Zi (m) Aqu/Bqu 2𝑧𝑖/Bqu Koi 𝜎 𝑧𝑖 𝑔𝑙
Dựa trên kết quả trong bảng, ta thấy ứng suất gây lún tại độ sâu 6 mét kể từ đáy móng có giá trị là 3,82 T/m², nhỏ hơn 0,2 lần ứng suất giới hạn Điều này cho thấy phạm vi chịu lún chấm dứt tại độ sâu z = 6 mét từ đáy móng theo tính toán.
Hình 3.5 Biểu đồ phân bố ứng suất dưới đáy móng qui ước
- Độ lún ổn định của nền đất dưới đáy móng được tính trong phạm vi chịu lún, xác định theo công thức sau: 𝑆 = ∑ 𝑛 𝑖=1 𝑆 𝑖
Trong đó: S i – độ lún của lớp phân tố thứ i
S – độ lún toàn bộ của nền đất n – số lớp phân tố trong vùng chịu lún; n = 2
- Bỏ qua hiện tượng nở hông của đất, trị số Si được tính theo công thức sau:
- S: Độ lún cuối cùng của trọng tâm đáy móng
- ei và ei+1: Hệ số rỗng của đất đối với Pi và Pi+1 được nội suy từ đường cong nén lún (e, p)
2 Các giá trị σ zi bt và σzi lấy ở Bảng 3.2
Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả tính lún
Lớp phân tố hi (cm)
(kG/cm 2 ) ei ei+1 Si
Vậy độ lún tổng cộng : S i =∑ 2 i=1 S i =5,152(cm)