thuyết minh đồ án nền món - đặt trên nền tự nhiên

Móng nông trên nền thiên nhiên: I... Tiêu chuẩn xây dựng:Độ lún cho phép S gh = 8cm Hiệu số độ lún móng cột nhà dân dụng và công nghiệp: đối với khung bằng thép và bê tông cốt thép: 0,2

trờng đại học xây dựng

bộ môn cơ học đất - nền móng

-

 -đồ án môn học Nền và móng

2010

Chiều sõu mực nước ngầm: Hnn = (m)

II Yêu cầu:

+ Sơ bộ tính toán tiết diện cột;

+ Xử lý số liệu, đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh;

+ Đề xuất cỏc phương ỏn múng nụng trờn nền tự nhiờn hoặc nền gia cố;

+ Thiết kế múng theo phương ỏn đó nờu, thuyết minh tớnh toỏn khổ A4 (Viết bằng tay);+ Bản vẽ khổ giấy 297 ì 840 và đúng vào quyển thuyết minh;

+ Mặt bằng múng (tỷ lệ:1/100 - 1/200, trong đú thể hiện một cỏch ước lượng những múng khụng yờu cầu tớnh toỏn);

+ Cột địa chất;

+ Cỏc cao độ cơ bản;

+ Tớnh toỏn tiết diện chõn cột theo tải trọng đó cho;

+ Cỏc chi tiết múng M1, M2, (tỷ lệ: 1/15 - 1/50) và cỏc giải phỏp gia cố nếu cú;

+ Cỏc giải phỏp cấu tạo múng (dầm múng, giằng múng,khe lỳn, chống thấm);

+ Thống kờ vật liệu cho cỏc múng;

+ Khung tờn bản vẽ;

Ghi chú : Đồ án này phải đợc giáo viên hớng dẫn thông qua ít nhất hai lần

Gi¸o viªn híng dÉn

Móng nông trên nền thiên nhiên:

I Tài liệu thiết kế:

I.1 Tài liệu công trình:

Tên công trình:

Đặc điểm kết cấu:

Kết cấu nhà khung ngang bê tông cốt thép kết hợp với tờng chịu lực

Tải trọng tính toán dới chân công trình tại cốt mặt đất:

Cột C1: N o tt = 117T;M o tt = 13 , 8Tm;Q o tt = 3 , 2T

Tờng T1: N T m M Tm m Q tt T m

o

tt o

I.2 Tài liệu địa chất công trình:

Phơng pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng

Thí nghiệm hiện trờng: CPT; SPTKhu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp nh sau:

Lớp 1: Số hiệu 200 dày h1=1,3m

Lớp 2: Số hiệu 400 dày h2= 4m

Lớp 3: Số hiệu 100 rất dày

Mực nớc ngầm ở độ sâu 10 m

Líp 1: Sè hiÖu 200 cã c¸c chØ tiªu c¬ lý nh sau:

TÝnh c¸c chØ tiªu kh¸c:

- HÖ sè rçng tù nhiªn:

913 , 0 1 8

, 1

) 285 , 0 1 (

1 68 , 2 1 ) 1

741 , 0 772

5 , 23 5 ,

P(Kpa)

50 100 150 200 28,5 30 23,5 1,80 2,68 10 0 0,08 0,819 0,772 0,755 0,741 0,4 3

Lớp 2: Số hiệu 400 có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:

Tính các chỉ tiêu khác:

- Hệ số rỗng tự nhiên:

845 , 0 1 88

, 1

) 28 , 0 1 (

1 71 , 2 1 ) 1

792 , 0 813

E o = 1200T/m2

c= 0 , 28kg/cm2; ϕ = 17o

q c = 2Mpa= 200T/m2

N60 = 16

Đất có tính chất xây dựng tơng đối tốt

Lớp 3: Số hiệu 100 có các chỉ tiêu cơ lý nh sau:

Do cát ở sâu không lấy đợc mẫu nguyên dạng do đó dung trọng tự nhiên của cát có thể tính dựa vào e trong đó e gần đúng chọn dựa vào bảng phân loại độ chặt của cát Thạch anh: Bảng chơng 1 - Sách Cơ đất

Cát chặt vừa q c = 780T/m2

e o ≈ 0 , 67

1 ) 1 (

) 2 , 0 1 (

1 63 , 2 ) 1 (

.

m T e

W o

+

+

= +

∆

= γ γ

67 , 0

2 , 0 63 , 2

33

= ϕ

2

/

1560T m

Đất có tính chất xây dựng tốt

Trụ Địa chất:

1.3 Tiêu chuẩn xây dựng:

Độ lún cho phép S gh = 8cm

Hiệu số độ lún móng cột nhà dân dụng và công nghiệp:

đối với khung bằng thép và bê tông cốt thép: 0,2%

IV Chọn chiều sâu đặt móng:

Lớp 1: Đất xấu, với tải trọng công trình nh trên có thể đặt móng vào lớp 2

hm: tính từ mặt đất tới đáy móng (không kể lớp bê tông lót móng)

ở đây lớp đất yếu 1 dày 1,3m ta chọn hm=1,4m

α = 1,2; vậy l = α.b = 1,2 2m = 2,4m Chọn l=2,4m

1, Tính toán áp lực tiếp xúc dới đáy móng:

1,Do tải trọng tiêu chuẩn gây ra:

2 / 24 8

102

m T

= +

/ 27 , 32 27

,

8

24

4 , 2 2

6 ).

4 , 1 78 , 2 12 ( 24

m T W

h Q M

p

tc o

tc o

=

+ +

= −

2

2 min

/ 73 , 15

6 ).

4 , 1 78 , 2 12 ( 24

m T W

h Q M

p

tc o

117

m T F

N

2 2

4 , 2 2

6 ).

4 , 1 2 , 3 8 , 13 ( 38 , 24

.

m T W

h Q M

p

2 2

4 , 2 2

6 ).

4 , 1 2 , 3 8 , 13 ( 38 , 24

.

m T W

h Q M

p

2 Kiểm tra kích thớc đáy móng:

2.1: Kiểm tra theo điều kiện sức chịu tải của nền:

Điều kiện kiểm tra: p− ≤ R

4 , 2

2 2 , 0 1 2 , 0

17 , 1 4 , 2

2 2 , 0 1 2 , 0

m T

2 28 , 6 / /

24T m R T m

2 2

2 max 32 , 27T/m 1 , 2 R 1 , 2 28 , 6T/m 34 , 3T/m

Vậy kích thớc trên đạt về yêu cầu cờng độ

2.2.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng của nền:

Dùng phơng pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của móng

Với đất có kết quả nén ép - Đất dính: ∑ ∑

i i

h e

e e S

S

2 1

i i E

h S

1

σ β

Chia các lớp đất dới đáy móng trong phạm vi chiều dày nén lún thành các lớp phân tố có chiều dày

4

b

h i ≤ ; ở đây móng có b=2m ta chia các lớp đất dày 0,5m

áp lực gây lún trung bình tại đáy móng: p gl = 21 , 5T/m2

Vẽ biểu đồ áp lực bản thân: σbti = γi(h m+z i)

Vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm: σzi =k o p

Cát pha

200 dẻo

21,5T/m2 20,19T/m2 15,91T/m2 11,46T/m2 8,15T/m2 5,29T/m2 4,47T/m2 3,46T/m2 2,73T/m2 2,13T/m2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

σ bt σ Z

Kết quả tính toán ứng suất lập thành bảng sau:

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

2,52 3,46 4,4 5,34 6,28 7,22 8,16 9,1 10,04

1,2 - - - -

0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2

1 0,939 0,74 0,533 0,379 0,246 0,208 0,161 0,127

21,5 20,19 15,91 11,46 8,15 5,29 4,47 3,46 2,73

z = σ

Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: σz σbt

i i

h e

e e S

S

2 1

i i E

h S

0,5 - - - -

2,99 3,93 4,87 5,81 6,75 7,69 8,63 9,57

20,845 18,05 13,685 9,805 6,72 4,88 3,965 3,095

23,835 21,98 18,555 15,615 13,47 12,57 12,565 12,545

0,824 0,823 0,822 0,821 0,820 0,819 0,817 0,814

0,788 0,790 0,796 0,802 0,806 0,808 0,811 0,812

0,009 0,009 0,007 0,005 0,004 0,003 0,002 0,0006

S1= 0,0396m

3 Tính toán chiều cao và cốt thép móng:

3.1 Tính toán chiều cao móng:

Gần đúng tính kích thớc tiết diện cột nh sau: (b cìl c)

2 1560 90

2 , 1 117000

cm R

n N

(Lúc thiết kế Tiết diện cột đợc lấy ở tính toán của phần khung)

tb o k

F p

2 max+

=

−

− +

=

−

− +

=

4 , 2

465 , 0 4 , 2 ) 86 , 14 9 , 33 ( 86 , 14 )

( max minmin

l

l l p p

p

o o

o ot

= 14 , 86 + 15 , 39 ≈ 30 , 3T/m2

T F

p p

2

3 , 30 9 , 33

Đảm bảo điều kiện chống đâm thủng.

3.1 Tính toán cốt thép móng: (Tính toán cờng độ trên tiết diện thẳng góc)

Ta xem móng làm việc nh những bản conson bị ngàm ở tiết diện mép cột, hoặc mép ờng Tính mô men tại ngàm (Mô men lớn nhất)

M« men t¹i mÐp cét: M ng =Mmax =M I−I

b l p

p

2

2

2 max

p

− +

2 / 56 , 26 7 , 11 86 , 14 4

, 2

925 , 0 4 , 2 ).

86 , 14 9 , 33 ( 86 ,

56 , 26 9 ,

86 , 25

9 ,

M F

o a

I I

Chän 14φ14; a=150 (F a =21 cm, 5 2)

TÝnh to¸n cèt thÐp theo ph¬ng c¹nh ng¾n:

Tm l

b p

2

775 , 0 38 , 24 2

2 2

6 , 17

9 ,

M F

o a

II II

50 50

4 , 1 1

6 ).

4 , 1 04 , 1 3 ( 08 , 17

.

m T W

h Q M p

2 2

4 , 1 1

6 ).

4 , 1 04 , 1 3 ( 23 , 19

.

m T W

h Q M p

tc o

23

m T F

N

2 2

4 , 1 1

6 ).

4 , 1 2 , 1 2 ( 43 , 16

.

m T W

h Q M p

2 2

4 , 1 1

6 ).

4 , 1 2 , 1 2 ( 43 , 16

.

m T W

h Q M p

2 Kiểm tra kích thớc đáy móng:

2.1: Kiểm tra theo điều kiện sức chịu tải của nền:

Điều kiện kiểm tra:

Với: ϕ = 18o tra bảng sách cơ đất:

69 , 3

=

γ

N

25 , 5

=

q N

1 , 13

=

c N

2

/ 77 , 54 68 , 36 23 , 13 86 , 4 1 , 13 8 , 2 25 , 5 4 , 1 8 , 1 69 , 3 4 , 1 88

P

2

77 , 54

m T

2

/ 23 ,

−

2 2

2

Vậy kích thớc chọn nh trên là đạt yêu cầu về mặt cờng độ

2.2.Kiểm tra theo điều kiện biến dạng của nền:

Dùng phơng pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của móng

Với đất có kết quả nén ép - Đất dính:

i i n

i

e

e e S

S

2 1

i i E

h S

1

σ β

Chia các lớp đất dới đáy móng trong phạm vi chiều dày nén lún thành các lớp phân tố có chiều dày

4

b

h i ≤ ; ở đây móng có b=1,4m ta chia các lớp đất dày 0,3m

áp lực gây lún trung bình tại đáy móng:

2

/ 58 ,

Sét pha Nửa cứng

14,58T/m2 14,51T/m2 12,57T/m2 10,67T/m2 8,92T/m2 7,7T/m2 6,55T/m2 5,77T/m2 5,0T/m2 4,58T/m2 4,24T/m2 3,98T/m2 3,75T/m2

3,18T/m2 3,03T/m2 2,78T/m2 2,67T/m2 2,44T/m2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Kết quả tính toán ứng suất trình bày trong bảng sau:

0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 4,0

2,520 3,084 3,648 4,212 4,776 5,340 5,904 6,468 7,032 7,596 8,160 8,724 9,288 10,040

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0,214 0,428 0,643 0,857 1,071 1,286 1,5 1,714 1,928 2,143 2,357 2,571 2,857

1 0,995 0,862 0,732 0,612 0,528 0,449 0,396 0,343 0,314 0,291 0,273 0,257 0,218

14,58 14,51 12,57 10,67 8,92 7,7 6,55 5,77 5,0 4,58 4,24 3,98 3,75 3,18

15 16 17

4,3 4,6 4,9 5,2

10,610 11,180 11,750 12,320

0 0 0 0

3,07 3,28 3,50 3,71

0,208 0,191 0,183 0,167

3,03 2,78 2,67 2,44

z = σ

Tho¶ m·n ®iÒu kiÖn: σz σbt

i i

h e

e e S

S

2 1

zi i

i p

2

) 1

i i E

h S

1

σ β

0,3 - - - 0,4

2,802 3,366 3,93 4,494 5,058 5,622 6,186 6,750 7,314 7,878 8,442 9,006 9,664

14,545 13,54 11,62 9,795 8,31 7,125 6,160 5,385 4,79 4,410 4,110 3,865 3,465

17,347 16,906 15,550 14,289 13,368 12,747 12,346 12,135 12,104 12,288 12,552 12,871 13,129

0,842 0,840 0,837 0,834 0,830 0,827 0,824 0,821 0,818 0,816 0,815 0,814 0,814

0,798 0,798 0,802 0,804 0,806 0,807 0,808 0,809 0,810 0,810 0,811 0,811 0,812

0,0072 0,0068 0,0057 0,0049 0,0039 0,0033 0,0026 0,0020 0,0013 0,0010 0,0010 0,0005 0,0004

0,3 - - -

3,105 2,905 2,725 2,555

1560 - - -

0,0005 0,0004 0,0004 0,0004

S2= 0,0017mS=S1+S2 =0,0406+0,0017=0,0423≈ 4cm <[ ]S = 8cm

3 TÝnh to¸n chiÒu cao vµ cèt thÐp mãng:

3.1 TÝnh to¸n chiÒu cao mãng:

50 50

Cổ móng 30cm (lấy rộng hơn tờng mỗi bên 5cm)

Điều kiện kiểm tra:

tb o k

m

b tb = 1 (lấy ra 1m để tiện tính toán)

Tính Pđt – lực chọc thủng (hợp lực phản lực đất trong phạm vi gạch chéo)

dt ot o dt dt

2 max+

=

−

− +

=

4 , 1

37 , 0 4 , 1 ) 17 , 5 69 , 27 ( 17 , 5 )

( max minmin

l

l l p p

p

o o

o ot

2 / 83 , 21 66 , 16 17 ,

=

T F

p p

2

83 , 21 69 , 27

M o ±0.000

-1.4

300

300 200

50 50

ng l

550

TÝnh to¸n cèt thÐp theo ph¬ng ngang:

M« men t¹i mÐp têng:

I I

b l p

p

2

2

2 max

=

l

l l p p

p

2 / 84 , 18 67 , 13 17 , 5 4

, 1

55 , 0 4 , 1 ) 17 , 5 69 , 27 ( 17 ,

69 , 27 84 ,

5 , 3

9 ,

M F

o a

I I