Đồ án nền móng Lê Hữu Bảo

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DÙNG CHO SINH VIÊN ĐẠI HỌC – HỌC VIÊN CAO HỌC CÁC CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT 1. Đề tài: Đồ án Nền móng 2. Dạng File: Auto Cad, có thuyết trình đầy đủ 3. Đối tượng: Dùng cho Học sinh, sinh viên Cao đẳng – Đại học và học viên Cao học Khối chuyên ngành xây dựng, giao thông, kiến trúc … 4. Dung lượng: 43,91 MB

TÍNH TOÁN VÀ CẤU TẠO MÓNG THEO MẶT BẰNG HÌNH 6

Giải quyết theo hai phương án thiết kế

 Độ lún giới hạn Sgh = 10 cm

PHẦN THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN

I.Đánh giá về nền đất.

1.xác định chỉ số dẻo và độ sệt của đất dính.

A = 25 - 20 = 5

B = (22 - 20) /5 = 0,4 ; 0< B< 1 : đất ở trạng thái dẻo

G = (0,22.2,65) / 0,658 = 0,866 >0,8 :no nước Lớp thứ ba : Á sét

PHƯƠNG ÁN MỘT: MÓNG NÔNG

A> MÓNG CỘT GIỮA

I.Chọn kích thước và chiều sâu chôn móng

1.Chọn chiều sâu móng :

Chọn chiều sâu chôn móng hm = 2m Móng chôn ở lớp cát hạt trung cách mặt nước ngầm 1m

2.Xác định kích thước đáy móng :

tb = 15,93 < Rtc = 38,83t/m2

đmax = 17,2 < 1,2Rtc = 38,83.1.2 = 46,59t/m2

Điều kiện kiểm tra thõa mãn, vậy kích thước móng đã chọn của móng được chấp nhận và thiên về an toàn

a, Aïp lực gây lún:

1

692 , 0 1

) 1 64 , 2 ( 1 1

) 1 (

m t

tại đáy móng : zibt = 1,95.2 = 3,9(t/m2)

tại mực nước ngầm : zibt = 3,9 + 1,95.1 = 5,85(t/m2)

tại cuối lớp đất cát hạt trung : zibt = 5,85 + 0,969.1 = 6,819(t/m2)

tại cuối lớp á cát : zibt = 6,819 + 0,995.2,5 = 9,3065(t/m2)

d,Ứng suất gây lún

Ứng suất gây lún ở đế móng :

z=0gl =tbtc -.hm = 12,03(t/m2)

Ta chia chiều sâu đáy móng thành các lớp phân tố có chiều dày hi với hi  0,4b = 0,5m Vậy ta chia các lớp đất thành các lớpphân tố có chiều dày hi = 0,5 m

Ứng suất phụ thêm ứng với trục đi qua trọng tâm đáy móng do áp lực công trình truyền xuống : zi = K0.gl

Với K0 tra bảng phụ thuộc tỷ số a/b & zi/b

Ứng suất phụ thêm trung bình mỗi lớp đất do trọng lượng bản thân của đất gây ra khi chưa có công trình :

P1I = (bt

zi 1 +bt

zi ) / 2Ứng suất phụ thêm trung bình của lớp đất thứ i do tải trọng ngoài gây ra :

PI = (zi-1 + zi) /2Aïp lực trung bình của mỗi lớp đất do trọng lượng bản thân của đất & tải trọng ngoài gây ra :

(t/m2)

012345678

00,51,01,52,02,53,03,54,0

00,51,01,52,02,53,03,54,0

1,41,41,41,41,41,41,41,41,4

10,9410,7650,59650,4140,30870,235

12,0311,329,26,854,983,712,822,191,74

3,94,875,856,336,827,317,818,318,81

Ta có P

Zi8 = 1,69 < Zi8 / 5 = 1,86(t/m2)

Tính lún theo công thức cộng lún từng lớp phân tố:

Với 1i:hệ số rỗng ứng với tải trọng P1i

2i:hệ số rỗng ứng với tải trọng P2i

Dựa vào bảng kết quả thí nghiệm nén ta vẽ được

đườngcong nén lún của các lớp đất Và ứng với các tải trọng

P1i P2i vừa tính được ta sẽ tìm được 1i 2i tương ứng

Kết quả tính toán ghi ở bảng

Lớp

đất Điểm (t/mPI 2) (t/mP1I2) (t/mP2I2) 1I 2I (m) SI

012345678

11,6710,268,035,914,343,272,511,97

4,385,366,096,577,067,568,068,56

16,0615,6214,1112,4911,4110,8310,5710,53

0,67130.66670,66330,66100,63320,63150,62970,6280

0,61650,61850,62560,63320,61800,62000,62100,6211

0,01640,01440,01130,00830,00460,00350,00270,0021

0,0653Từ bảng tính lún ta có : S =  SI =6,53cm < Sgh =10 cm Vậy điều kiện về lún được thõa mãn vậy ta chọn kích thước móng cột giữa là ( 2,8 x 2 ) m

i i

i i n

i

S S

2 1





CÁT HẠT TRUNG 3,9 12,03

4,87 11,32

5,85 9,2 6,33 6,85

0435 0 6 1 2

8

,

2

65 ,

Vậy điều kiện được thoả mãn

b,Điều kiện ổn định quay quanh mép móng:

M

a

N

tt tt

2

8 , 2 65 , 120



= 23,9

c,Kiểm tra sức chịu tải của đất nền:

Điều kiện kiểm tra : tt

1 dung trọng đất dưới đáy móng

2 dung trọng đất từ đáy móng trở lên

c: lực dính đơn vị đất nền

R = 110,857(tm)

Với R = 110,857(tm) thì điều kiện (*) thoả mãn

II Tính tóan móng theo trạng thái giới hạn thứ 2:

kiểm tra theo 3 điều kiện:

h  0,94m

Do đây là móng bêtông cốt thép nên chỉ cần móng thoả mãn haiđiều kiện (2)&(3) thì điều kiện (1) sẽ tự thoả mãn Trên thực tế thì điều kiện (1) không xảy ra khi móng cấu taọi đúng

Mômen uốn thì do cốt thép chịu, dựa vào đièu kiện (3) để tính cốt thép

1,kiểm tra theo điều kiện phá hoại theo mặt phẳng nghiêng:

M

9 ,

- Chiều dài mỗi thanh : l = 2,8 - 2.0,05 = 2,7(m)

I.Chọn kích thước và chiều sâu chôn móng

1.Chọn chiều sâu móng :

Rtc =

1

2 , 1 1

Ứng suất cực đại theo phương đứng tại đáy móng

đmax/min =

b a

tb = 14,55 < Rtc = 38,83t/m2

đmax = 16,07 < 1,2Rtc = 38,83.1.2 = 46,59t/m2

Điều kiện kiểm tra thõa mãn, vậy kích thước móng đã chọn của móng được chấp nhận và thiên về an toàn

a, Aïp lực gây lún:

gl = đ

tb - hm = 14,55 - 1,95.2 = 10,65(t/m2)

b,Ứng suất gây lún

Ứng suất gây lún ở đế móng :

z=0gl =tbtc -.hm = 10,65(t/m2)

Ta chia chiều sâu đáy móng thành các lớp phân tố có chiều dày hi với hi  0,4b = 0,5m Vậy ta chia các lớp đất thành các lớpphân tố có chiều dày hi = 0,5 m

Bảng 1 :Ghi kết quả tính toán zi và bt Zi

Lớp

bt zi

(t/m2)

012345678

00,51,01,52,02,53,03,54,0

00,51,01,52,02,53,03,54,0

1,41,41,41,41,41,41,41,41,4

10,9410,7650,59650,4140,30870,2350,18220,145

10,559,938,076,094,363,262,481,921,52

3,94,875,856,336,827,317,818,318,81

Ta có P

Zi8 = 1,50(t/m2) < Zi8 / 5 = 1,86(t/m2)

Tính lún theo công thức cộng lún từng lớp phân tố:

Với 1i:hệ số rỗng ứng với tải trọng P1i

2i:hệ số rỗng ứng với tải trọng P2i

Dựa vào bảng kết quả thí nghiệm nén ta vẽ được

đườngcong nén lún của các lớp đất Và ứng với các tải trọng

P1i P2i vừa tính được ta sẽ tìm được 1i 2i tương ứng

Kết quả tính toán ghi ở bảng

Lớp

012345678

10,238,997,045,183,812,872,201,72

4,385,366,096,577,067,568,068,56

14,6214,3613,1311,7610,8810,4310,2610,28

0,67130.66670,66330,66100,63320,63150,62970,6280

0,62320,62450,63030,63670,61990,62140,62200,6219

0,01440,01270,00990,00730,00410,00310,00240,0019

0,0557

Từ bảng tính lún ta có : S =  SI =5,57cm < Sgh =10 cm Vậy điều kiện về lún được thõa mãn vậy ta chọn kích thước móng cột giữa là ( 2,8 x 2 ) m

CÁT HẠT TRUNG

i i

i i n

i

S S

2 1





086 , 0 6 1 2

Vậy điều kiện được thoả mãn

b,Điều kiện ổn định quay quanh mép móng:

M

a

N

tt tt

2

8 , 2 25 , 95



= 16,26

c,Kiểm tra sức chịu tải của đất nền:

Điều kiện kiểm tra : tt

X là toạ độ điểm tính sức chịu tải, chọn x = 0,5m

2 dung trọng đất từ đáy móng trở lên

c: lực dính đơn vị đất nền

R = 110,857(t/m2)

Với R = 110,857t/m2 thì điều kiện (*) thoả mãn

II Tính tóan móng theo trạng thái giới hạn thứ 2:

kiểm tra theo 3 điều kiện:

- Cắt trực tiếp (1)

h  0,84m

Do đây là móng bêtông cốt thép nên chỉ cần móng thoả mãn haiđiều kiện (2)&(3) thì điều kiện (1) sẽ tự thoả mãn Trên thực tế thì điều kiện (1) không xảy ra khi móng cấu taọi đúng

Mômen uốn thì do cốt thép chịu, dựa vào đièu kiện (3) để tính cốt thép

1,kiểm tra theo điều kiện phá hoại theo mặt phẳng nghiêng:

M

9 ,

PHƯƠNG ÁN HAI: MÓNG CỌC ĐÀI THẤP

A> THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP CHO CỘT GIỮA

1.Chọn kích thước cọc:

- Cốt dọc của cọc chọn thép A11,416 Fa = 8,044cm2, Rn = 2400kg/cm2

2.Xác định sức chịu tải của cọc:

a,Theo vật liệu làm cọc:

R : cường độ lớp đất ở mũi cọc (tra bảng có R = 60t/m2)

fI : lực ma sát của lớp đất thứ I (tra bảng)

vậy ta chọn hm = 1,5 là hợp lý

4.Xác định số lượng cọc:

trọng ngang và mômen

5.Kiểm tra tải trọng tác dụng lên mũi cọc:

i x

tt

y y

M x

x

M n

N

2 2

x, y khoảng cách từ trọng tâm cọc chịu nén đến trục x,y

- Ta thấy cọc ở biên có Pn lớn nhất nên ta chỉ kiểm tra với cọc này là đủ

vậy điều kiện thoả mãn

7.Kiểm tra nền đất tại mặt phảng mũi cọc:

Giả thiết có móng khối qui ước ABCD với kích thước AQ, BQ, HQ.Góc mở  = tb / 4

=

i

i i

I :là góc nội ma sát của lớp đất

thứ I tính từ đáy đài đến mũi cọc 1,5(m)

 = (30.3,5 + 24.2,5 + 18.1,7) / 4.7,7

= 6,35o

SINH VIÊN THỰC HIỆN : NGUYỄN HỮU BẢO

hI:là chiều dày lớp đất thứ I

Lớp đất thứ i tính từ đáy đài đến mũi

=

6

96 , 2 96 ,

 = 18o tra bảng ta có A = 0,43; B =2,72 ; D = 5,31

1:dung trọng lớp đất dưới đáy móng qui ước; 1 = 1,98(t/

m3)

2:dung trọng trung bình lớp đất từ đáy móng trở lên; 2 =

i.li / li = 1,24(t/m2)

Nên RTC = 1,2.1,1 (0,43.2,96.1,98 + 2,72.9,2.1,24 + 5,31.1,9) =

57,6(t/m2)

Vậy điều kiện trên được thoả mãn

8.Kiểm tra lún của móng cọc:

bt = 3.1,95 + 1.0,969 + 2,5.0,995 + 2,7.0,983 = 11,96(t/m2)

gl = (Nđtc/FQ) - tb.hm = 20,07 - 11,96 = 8,11(t/m2)

Chia đất nền dưới đáy khối móng qui ước thành các phần

- Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra: zi = k0.gl

- Ứng suất do tải trọng bản thân đất gây ra: zibt = 11,96 +

đn3.hI

PI = (zi-1 + zi)/2

đất gây ra:

P1I = (bt

zi-1 + bt

zi)/2

bản thân của đất và do tải trọng ngoài gây ra:

P2I = P1I + PI

Lớp

bt zi

01234

0.740.740.740.740.74

00,51,01,52,0

11111

10,920,7030,4880,336

8,117,465,703,962,72

11,9612,6813,4114,1414,87

Lớp

01234

7,786,584,833,34

12,3213,0513,7714,51

20,1019,6318,6117,84

0,68710,68340,67970,6760

0,64740,64980,65500,6589

0,01170,00990,00730,0050

i

i i

1

2 1

Mgh = Ra.Fa.(h0 - a’) = 24000.4,022.10-4.(30 - 4).10-2 = 2,4(tm)

So sánh thì thấy : Mmax < Mgh

Như vậy cọc đủ khả năng chịu lực

b/ Khi treo cọc lên giá búa:

Khoảng cách từ móc cọc đến mút cọc b = 0,294.l = 2,35(m)

Ta có công thức tính mômen lớn nhất do cọc chịu:

- Theo cốt thép đã chọn 216 có Fa = 4,022 cm2 > 3,308cm2

10.Tính toán đài cọc:

a/Tính toán chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng:

Xác định chiều cao làm việc của đài:

b: là cạnh đáy đài song song với ak

chọc thủng và mép đài

k: hệ số phụ thuộc tỉ số c/h0 (tra bảng)

c: là khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc đang xét; c = 0,35(m)

Thay vào điều kiện trên ta có:

66,36(t) < (25 + 150).70.1,050.9,5.10-3 = 122,193(t)

Vậy đài không bị chọc thủng

b/Tính toán phá hoại theo mặt phẳng nghiêng:

phải thoả điều kiện sau:

h0

-p

np k k

R

P a a



 4 2

2

h0 

-95

36 , 66 4

25 , 0 2

25 ,



Lấy h0 = 0,75(m)

Chiều cao của đài là: h = h0 + 0,05 = 0,8(m)

c/Tính toán chịu uốn:

Mômen tương ứng với mặt ngàm 1_1:

M11 = 2.Pmax.z

z: là khoảng cách từ tâm cọc đến mép ngàm; z = 0,325(m)

Diện tích cốt thép cần thiết là:

F11 = M11/(0,9.h0.R) ; [h0= 0,75 - 0,15 = 0,6 ; 0,15 ở đây là đoạn cọc chôn vào đài]

F11 = 21,567/(0,9.0,6.24000) = 1,66.10-3(m2) = 16,6cm2

= 10(cm)

Vậy cốt thép cần dùng:1512 a = 100 L = 1400

Mômen tương ứng với mặt ngàm 2_2:

Vậy cốt thép cần dùng:1612 a = 87 L = 1400

B> THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG CỌC ĐÀI THẤP CHO CỘT BIÊN

1.Chọn kích thước cọc:

2.Xác định sức chịu tải của cọc:

a,Theo vật liệu làm cọc:

R : cường độ lớp đất ở mũi cọc (tra bảng có R = 60t/m2)

fI : lực ma sát của lớp đất thứ I (tra bảng)

So sánh cường độ của vật liệu và đất ta chọn cường độ củađất để tính toán: P = 33,18(t)

Ta dùng tổ hợp cơ bản để tính toán

4.Xác định số lượng cọc:

trọng ngang và mômen

i x

tt

y y

M x

x

M n

N

2 2

x, y khoảng cách từ trọng tâm cọc chịu nén đến trục x,y

- Ta thấy cọc ở biên có Pn lớn nhất nên ta chỉ kiểm tra với cọc này là đủ

7.Kiểm tra nền đất tại mặt phảng mũi cọc:

Giả thiết có móng khối qui ước ABCD với kích thước AQ, BQ, HQ.Góc mở  = tb / 4

=

i

i i

I :là góc nội ma sát của lớp đất

thứ I tính từ đáy đài đến mũi cọc

 = (30.3,5 + 24.2,5 + 18.1,7) / 4.7,7

= 6,35o

hI:là chiều dày lớp đất thứ I

Lớp đất thứ i tính từ đáy đài đến mũi

=

6

96 , 2 96 ,

= 4,32; Mtc = Mtc + Qtc.h = 1,458 + 1,25.9,2 = 12,958)

ước:

C D

RTC = m1.m2/Ktc ( A.BQ.1+ B.HQ.2 + DC2 )

C2 là lực dính của lớp đất dưới đáy móng qui ước, C2 = 1,9t/m2

m 1=1,2;m2=1,1; Ktc=1

 = 18o tra bảng ta có A = 0,43; B =2,72 ; D = 5,31

1:dung trọng lớp đất dưới đáy móng qui ước; 1 = 1,98(t/

Vậy điều kiện trên được thoả mãn

8.Kiểm tra lún của móng cọc:

bt = 3.1,95 + 1.0,969 + 2,5.0,995 + 2,7.0,983 = 11,96(t/m2)

gl = (Nđtc/FQ) - tb.hm = 19,19 - 11,96 = 7,23(t/m2)

Chia đất nền dưới đáy khối móng qui ước thành các phần

- Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra: zi = k0.gl

- Ứng suất do tải trọng bản thân đất gây ra: zibt = 11,96 +

đn3.hI

PI = (zi-1 + zi)/2

đất gây ra:

P1I = (bt

zi-1 + bt

zi)/2

bản thân của đất và do tải trọng ngoài gây ra:

P2I = P1I + PI

Lớp

bt zi

01234

0.740.740.740.740.74

00,51,01,52,0

11111

10,920,7030,4880,336

7,236,655,083,532,43

11,9612,6813,4114,1414,87Lớp

6,945,864,302,97

12,3213,0513,7714,51

19,2618,9218,0817,48

0,6870,6830,6790,676

0,6510,6530,6570,66

0,01050,00890,00650,00450,0304

i

i i

1

2 1

9.Kiểm tra cọc khi vận chuyển:

Do cọc có kích thước và tiết diện không đổi so với cột giữa nên việc kiểm tra tương tự như phần cột giữa

10.Tính toán đài cọc:

a/Tính toán chiều cao đài cọc theo điều kiện chọc thủng:

Xác định chiều cao làm việc của đài:

b: là cạnh đáy đài song song với ak

chọc thủng và mép đài

h0 : chiều cao làm việc của đài

k: hệ số phụ thuộc tỉ số c/h0 (tra bảng)

c: là khoảng cách từ mép cột đến mép hàng cọc đang xét; c = 0,35(m)

Thay vào điều kiện trên ta có:

54,82(t) < (25 + 150).70.1,050.9,5.10-3 = 122,193(t)

Vậy đài không bị chọc thủng

b/Tính toán phá hoại theo mặt phẳng nghiêng:

phải thoả điều kiện sau:

h0

-p

np k k

R

P a a



 4 2

2

h0 

-95

82 , 54 4

25 , 0 2

25 ,

c/Tính toán chịu uốn:

Mômen tương ứng với mặt ngàm 1_1:

Vậy cốt thép cần dùng:1312 a = 110 L = 1400

Mômen tương ứng với mặt ngàm 2_2: