Bài Tập Lớn Nền Móng

Bài tập lớn nền móng của trường Đại Học Mở TP. Hồ Chí Minh. GVHD: Th.S Lê Anh Hoàng. 37 trang, đầy đủ nội dung, bao gồm số liệu và tính toán chi tiết. Giúp các bạn đang học và làm môn này đạt kết quả cao như ý, chúc các bạn thành công.

Sơ đồ tải trọng:

Sơ đồ 1

Tải trọng tác dụng lên cột:

M1 = 140 kN.m M2 = 100 kN.m M3 = -80 kN.m M4 = -120 kN.m

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

I Mặt cắt địa chất:

- Địa chất được cấu tạo theo sơ đồ

- Thống kê số liệu c,  (thí nghiệm cắt trực tiếp)

- Dùng chương trình Excel ta vễ các đường đực trưng chống cắt cho từng lớp đất từ đó suy

ra hệ số c và 

a Đối với lớp OH:

- Từ phương trình: y = 0,0875x + 5,5833 ta suy ra được các hệ số

c = 5,5833 kPa

 = 50

b Đối với lớp MH

Từ phương trình: y = 0,075x + 7,2167 ta suy ra được các hệ số

c = 7,2167 kPa

 = 40 17’

c Đối với lớp CH

Từ phương trình: y = 0,09x + 15,083 ta suy ra được các hệ số

c = 15,083 kPa

 = 50 8’

II Thống kê số liệu nén lún

a Lớp OH

Mẫu số 1

Maãu soá 1

Maãu soá 1

Maãu soá 2

Lấy giá trị trung bình a0 của bảng tính trên ta có hệ số nén lún tương đối của lớp đất:

III.Xác định các chỉ tiêu vật lý:

a Lớp đất OH:

Giả thiết

+ Độ bão hòa G = 0,98

+ Tỷ trọng hạt  = 2,68

- Hệ số rỗng ε được lấy trung bình của hai giá trị đầu tiên của thí nghiệm nén lún (với ápsuất tương ứng 25 kPa)

550,22

650,2450,2

ε

- Độ ẩm của đất:

93,068,2

550,2.98,0

93,01 1

1

m kN

+ Độ bão hòa G = 0,98

+ Tỷ trọng hạt  = 2,68

- Hệ số rỗng ε được lấy trung bình của hai giá trị đầu tiên của thí nghiệm nén lún (với ápsuất tương ứng 25 kPa)

228,22

166,2290,2

ε

- Độ ẩm của đất:

81,068

,2

228,2.98,0

81,01 1

1

m kN

Giả thiết

+ Độ bão hòa G = 0,98

+ Tỷ trọng hạt  = 2,68

- Hệ số rỗng ε được lấy trung bình của hai giá trị đầu tiên của thí nghiệm nén lún (với ápsuất tương ứng 25 kPa)

934,02

954,0914,0

ε

- Độ ẩm của đất:

34,068

,2

934,0.98,0

34,01 1

1

m kN

0

ε

TỶ TRỌNG



ĐỘ BÃO HÒA G

GIỚI HẠN ATTERBERG ĐỘ

SỆT B

3000

Khi thi công đài

ta sẽ đập bỏ

PHẦN B THIẾT KẾ MÓNG BTCT

PHƯƠNG ÁN 1

THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI THẤP

Chia tải trọng tác dụng lên móng gồm có hai nhóm:

Hai cột được chọn để thiết kế móng là:

 Nhóm tải trọng lớn (Thiết kế móng thứ 1)

1 Chọn chiều sâu chôn móng:

- Chiều sâu chôn móng được chọn để thỏa điều kiện về móng cọc đài thấp

d m

B

H tg

h

'

.2.245.7,

- Sau khi thi công ta đắp lại lớp đất có  = 14,5 kN/m3;  = 50

- Do kích thước của đài chưa được xác định nên ta

tạm lấy Bđ = 1,5m,

80.2

2

545.7,

⇒ Ta chọn chiều sâu chôn móng là 3,1m

2 Chọn kích thước cọc:

- Kích thước cọc được chọn là 35x35 sắt 420 + 418 ; mác bêtông là 300kPa; cường độthép: Ra = 2700 kg/cm2 = 270000 kPa

- Chọn cọc dài 25m gồm 2 đoạn cọc: một cọc 9 m và hai đoạn 8m

- Theo qui định đoạn cọc chôn vào trong đài phải lớn hơn 2D (D là đường kính cọc) vàkhông lớn hơn 120cm với đầu cọc nguyên nên ta chọn đoạn chôn cọc vào trong đài là 1,1m khithu công đài ta sẽ đập bỏ đoạn chôn vào đài là 1m và giữ nguyên phần ngàm vào đài là 0,1m

- Khả năng tải cọc theo vật liệu:

3 Tính khả năng chịu tải của cọc theo đất nền:

3.1 Tính theo phương pháp tra bảng:

Với: mR = 0,7 là hệ số làm việc tại mũi cọc, do tại mũi cọc là sét

mf = 1 là hệ số điều kiện làm việc của đất bên hông

qm = 532 T/m2 là khả năng chịu tải mũi cọc, tra bảng với độ sệt B = 0,3 và độ sâumũi cọc là 27m

9,4

Q Q

at

tc

65,1

=

kN F

9,4

C a =0,7 =0,7.5,5833=3,91

'3035.7,0.7,

C a =0,7 =0,7.7,2167=5,05

0

4.7,0.7,

C a =0,7 =0,7.15,083=10,56

'353'85.7,0.7,

Q u = m+ f =67,3+454,3=521,6

kN Q

3,672

=

- Ta chọn giá trị sử dụng cọc P c =250kN

- Xác định số lượng cọc trong móng

56,7250

1350.4,14

- Chọn số lượng cọc là 8 bố tria như hình vẽ

2 4

2 3

2 1

x i

∑ = + + + = − + + − + =

- Bề dài của đài là: Lđ = 3m

- Bề rộng của đài là: Bđ = 2,6m

- Khối lượng móng khối quy ước của móng tại đáy đài:

h L B

W qu = d d m.γtb' =3.2,6.3,1.22−10 =290

- Tải trọng tác dụng:

kN W

N

N tt tt qu

m kN M

M tt tt

- Tải trọng bình quân tác dụng lên đầu cọc

kN n

N P

tt d

i

tt d

445,5

1,1.80205

2

1 6

∑

kN x

x M P P P

i

tt d

445,5

0.80205

2

2 7

∑

kN x

x M P P P

i

tt d

445,5

1,1.80205

i

tt d

445,5

55,0.80205

x M P P

i

tt d

445,5

55,0.80205

kN

Pmax =221 < c =259

0189

P

- Kiểm tra áp lực dưới mũi cọc

- Để kiểm tra áp lực dưới mũi cọc ta dùng tải trọng tiêu chuẩn

kN

N

2,1

13502

,

=

m kN

M M

tt

2,1

802,

=

- Xác định móng khối quy ước tại mũi cọc

- Tính tb ma sát của các lớp đất bên hông cọc

'50411

88

'85.11'174.85.8

3 2 1

3 3 2 2 1

++

++

=+

+

++

=

L L L

L L

L

tb

ϕϕ

ϕϕ

'12014

'5044

35,02,2

35,08,1

- Ta có:

.9,23.255,2.4.2

.9,23.215,2.4.2

N

N tc tc qu

m kN M

M tc tc

- Xác định độ lệch tâm

7,

N

M e

- Áp lực trung bình tại mũi cọc

kPa L

B

N p

m m

tc m

2,3.6,3

4857

=

- Áp lực lớn nhất tại đáy mũi cọc:

- Tải trọng tiêu chuẩn tại mũi cọc

k

m m

đất ở dưới mũi cọc có xét đến đẩy nổi

- Chọn m1 = 1,2; m2 = 1,1; kat = 1

kPa R

kPa 1,2 tc 1,2.373 447,6432

- Chia mỗi lớp dưới mũi cọc dày 0,8m

- Ứng suất gây lún tại mũi cọc

8,

8,08,08,

8,08,08,08,

8,08,08,08,08,0

=++++

8,08,08,08,08,08,

8,08,08,08,08,08,08,

0001515,

0

8,0

2

179,2332512

1 0

σ

kPa

gl gl gl

2

477,182179,2332

2 1

σ

kPa

gl gl gl

2

52,130477,1822

3 2

σ

kPa

gl gl gl

2

615,9152,1302

4 3

σ

kPa

gl gl gl

σ

949,49264,662

6 5

σ

kPa

gl gl gl

2

152,38949,492

7 6

σ

h E

tbi

032,08,0.05,448,0.1,588,0.9,788,0.1,1118,0.5,1568,0.8,2078,0.1,242.4

0

0

=+

++

++

4 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

- Do ta chọn chiều cao đài theo điều kiện tuyệt đối cứng nên không cần kiểm tra điều kiệnxuyên thủng của đài

5 Thiết kế cốt thép móng.

- Kích thước cột là 30x50

 Tính cốt thép dọc

P

M =0,3 5 +0,8 3 + 8 =0,3.213+0,85.221+221 =439,6

2 2

3 0

5,1410

.45,125,1.270000

9,0

6,439

.9,

M F

3 0

2,1510

.52,125,1.270000

9,0

25,461

.9,

M F

a

 Chọn 1614a160 (Fa = 24,624cm2)

 14a175

 14a160 500

Khi thi công đài

ta sẽ đập bỏ

II MÓNG THỨ HAI

Tải trọng: N2tt =650kN M2tt =120kN.m

1 Chọn chiều sâu chôn móng:

- Chiều sâu chôn móng được chọn để thỏa điều kiện về móng cọc đài thấp

d m

B

H tg

h

'

.2.245.7,

- Sau khi thi công ta đắp lại lớp đất có  = 14,57 kN/m3;  = 50

- Do kích thước của đài chưa được xác định nên ta tạm lấy Bđ = 1,5m,

80.2

2

545.7,

⇒ Ta chọn chiều sâu chôn móng là 3,1m

2 Chọn kích thước cọc:

270000 kPa

- Chọn cọc dài 26m gồm 2 đoạn cọc: một cọc 8 m và hai đoạn 9m.

- Theo qui định đoạn cọc chôn vào trong đài phải lớn hơn 2D (D là đường kính cọc) vàkhông lớn hơn 120cm với đầu cọc nguyên nên ta chọn đoạn chôn cọc vào trong đài là 1,1m khithi công đài ta sẽ đập bỏ đoạn chôn vào đài là 1m và giữ nguyên phần ngàm vào đài là 0,1m

- Khả năng tải cọc theo vật liệu:

3 Tính khả năng chịu tải của cọc theo đất nền:

3.1 Tính theo phương pháp tra bảng

Với: mR = 0,7 là hệ số làm việc tại mũi cọc, do tại mũi cọc là sét

mf = 1 là hệ số điều kiện làm việc của đất bên hông

qm = 538 T/m2 là khả năng chịu tải mũi cọc, tra bảng với độ sệt B = 0,3 và độ sâumũi cọc là 28m

9,4

Q Q

at

tc

75,1

1 2

x y

kN F

9,4

C a =0,7 =0,7.5,5833=3,91

'3035.7,0.7,

C a =0,7 =0,7.7,2167=5,05

0

4.7,0.7,

C a =0,7 =0,7.15,083=10,56

'353'85.7,0.7,

Q

Q u = m+ f =69,2+489,6=558,8

0 1 2 3 4

2,692

=

- Ta chọn giá trị sử dụng cọc P c =268kN

- Xác định số lượng cọc trong móng

4,3268

650.4,14

- Chọn số lượng cọc là 4 bố trí như hình vẽ

x1 = x3 = - 0,525

x2 = x4 = 0,525

2 2

2 1

x i

∑ = + = − + =

- Bề dài của đài là: Lđ = 1,8m

- Bề rộng của đài là: Bđ = 1,8m

- Khối lượng móng khối quy ước của móng tại đáy đài:

h L B

W qu = d d m.γtb' =1,8.1,8.3,1.22−10 =121

- Tải trọng tác dụng

kN W

N P

tt d

i

tt d

1025,1

525,0.12075,192

2

1 3

∑

kN x

x M P P P

i

tt d

1025,1

525,0.12075,192

Pmax =250 =

08,122

P

- Kiểm tra áp lực dưới mũi cọc

- Để kiểm tra áp lực dưới mũi cọc ta dùng tải trọng tiêu chuẩn

kN

N N

tt

2,1

6502,

=

m kN

M

2,1

1202,

=

- Xác định móng khối quy ước tại mũi cọc

- Tính tb ma sát của các lớp đất bên hông cọc

'52412

88

'85.12'174.85.8

3 2 1

3 3 2 2 1

++

++

=+

+

++

=

L L L

L L

L

tb

ϕϕ

ϕϕ

m kN M

M tt tt

'5244

35,005,1

35,005,1

- Ta có:

.9,24.24,14 2

.9,24.24,14 2

N

N tc tc qu

m kN M

M tc tc

- Xác định độ lệch tâm

038,02642

N

M e

- Áp lực trung bình tại mũi cọc

kPa L

B

N p

m m

tc m

5,2.5,2

e p

m

5,2

038,0.61.423

61

=

kPa R

kPa 1,2 tc 1,2.387 464,4462

( ) kPa h

bt

3 2

11

111

0001515,

0

8,0

2

688,19436,2432

1 0

σ

kPa

gl gl gl

2

512,109688,1942

2 1

σ

kPa

gl gl gl

2

274,63512,1092

3 2

σ

kPa

gl gl gl

2

938,38274,632

4 3

σ

h E

tbi

023,01.106,511.393,861.1,1521.024,219.4,3.5281

8,0

0 0

=+

++

4 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng

- Do ta chọn chiều cao đài theo điều kiện tuyệt đối cứng nên không cần kiểm tra điều kiệnxuyên thủng của đài

5 Thiết kế cốt thép móng.

- Chọn kích thước cột là 30x30

- Tính cốt thép dọc

kN p

M =0,375 max =0,375.250=93,75

2 2

3 0

1,510

.51,075,0.270000

9,0

75,93

.9,

M F

a

 Chọn 1114a200 (Fa = 16,929cm2)

- Tính cốt thép ngang: Do móng có hình vuông nên cốt thép ngang tương tự cốt thép dọc

6 Kiểm tra cẩu lắp cọc và chi tiết cấu tạo cọc.

a Móc cẩu.

Mó c cẩ u

Mo ù c ca åu

- Tiết diện của cọc:

2

1225,035,0.35,

- Trọng lượng của cọc:

m kN F

n

q= c.γbt =1,2.0,1225.25.1=3,675 /

- Khi vận chuyển cọc

+ Mômen cho hai móc cẩu tại trí 0,2L

m kN L

q

50

8.675,350

q

25

8.675,325

9,0

408,9

cm m

−

=

+ Mômen cho móc cẩu tại trí 0,29L

m kN L

q

24

8.675,324

=

=

=

- Tính diện tích cốt thép.

.270000

9,

- Tiết diện của cọc:

2

1225,035,0.35,

- Trọng lượng của cọc:

m kN F

n

q= c.γbt =1,2.0,1225.25.1=3,675 /

- Khi vận chuyển cọc

+ Mômen cho hai móc cẩu tại trí 0,2L

m kN L

q

50

9.675,350

q

25

9.675,325

9,0

907,11

cm m

−

=

+ Mômen cho móc cẩu tại trí 0,29L

m kN L

q

24

9.675,324

=

=

=

- Tính diện tích cốt thép.

.270000

9,0

4,12

cm m

THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

Sơ đồ tải trọng

Chọn cọc có tiết diện 35x35cm, 2 đoạn dài 9m và 1 đoạn dài 8m cọc bố trí theo hàng

Sức chịu tải của một cọc là:

.2500.4,1

,0.13505

,3.12805

x' 8 0,15 0,95 0,15 1,1

m x

x' 9 0,15 2,15 0,15 2,3

m x

x' 10 0,15 3,35 0,15 3,5

m x

x' 11 0,15 4,95 0,15 5,1

m x

x' 12 0,15 6,65 0,15 6,8

m x

1

1,03

,15

,27

,35

5,68

2 2

2 2

2 2

2

2 ' 13 2 ' 12 2 ' 11 2 ' 10 2 ' 9 2 ' 8 2 ' 7 2 ' 6 2 ' 5 2 ' 4 2 ' 3 2 ' 2 2

−+

−+

−+

−+

−+

−+

−

=

++++++++++++

=

∑x i x x x x x x x x x x x x x

Trọng lượng móng khối quy ước với kích thước đài rộng là 2m và dài 17m, lấy tb = 23kN/m3 trọng lượng này được phân bổ về 5 tải trọng N1, N2, N3, N4, N5 theo tỷ lệ 2 cho N1, 4 cho N2, 4,5 cho N3, 2,5 cho N4

Đưa về trọng tâm C kèm theo mômen.

m kN

,

625

1,

M2 =−2.246.1,5+656.0,85=−180,4

m kN

M3 =−2.246.3+656.2,35−2.246.1,5=−672,4

m kN

M4 =−2.246.4,3+656.3,65−2.246.2,8−2.246.1,3=−1738,4

m kN

M4' =−2.246.4,65+656.4−2.246.3,15−2.246.1,65−2.246.0,35=−2197,6

m kN

M5 =−2.246.5,5+656.4,85−2.246.4−2.246.2,5−2.246.1,2+1592.0,85=−1959,6

m kN

M6 =−2.246.6,7+656.6,05−2.246.5,2−2.246.3,7−2.246.2,4+1592.2,05−2.246.1,2=−2214

m kN

M

.8,

2882

95,0.246.215,2.246.23.159235

,3.246.265,4.246.215,6.246.27.65665,7

−

−

−+

−

=

m kN

M

55 , 2633 25

, 0

.

1701

2 , 1 246 2 4 , 2 246 2 25 , 3 1592 6 , 3 246 2 9 , 4 246 2 4 , 6 246 2 25 , 7 656 9 , 7

−

− +

−

−

− +

−

=

m kN

M

55 , 2027 2

, 1 246 2 45 , 1

.

1701

4 , 2 246 2 6 , 3 246 2 45 , 4 1592 8 , 4 246 2 1 , 6 246 2 6 , 7 246 2 45 , 8 656 1 , 9

−

− +

−

−

− +

−

=

m kN

M

55 , 2009 2

, 1 245 2 4 , 2 246 2 65 , 2

.

1701

6 , 3 246 2 8 , 4 246 2 65 , 5 1592 6 246 2 3 , 7 246 2 8 , 8 246 2 65 , 9 656 3 , 10

−

− +

−

−

− +

−

=

m kN

M

8 , 2175 35

, 0 245 2 55 , 1 245 2 75 , 2 246 2 3

.

1701

95 , 3 246 2 15 , 5 246 2 6 1592 35 , 6 246 2 65 , 7 246 2 15 , 9 246 2 10 656 65 , 10

−

− +

−

−

− +

−

=

m kN

M

35 , 1226 85

, 0 1592 2 , 1 245 2 4 , 2 245 2 6 , 3 246 2 85 , 3

.

1701

8 , 4 246 2 6 246 2 85 , 6 1592 2 , 7 246 2 5 , 8 246 2 10 246 2 85 , 10 656 5 , 11

−

−

− +

−

− +

−

−

− +

−

=

m kN

M

15 , 223 6

, 1 245 2 45 , 2 1592 8 , 2 245 2 4 245 2 2 , 5 246 2 45 , 5

.

1701

4 , 6 246 2 6 , 7 246 2 45 , 8 1592 8 , 8 246 2 1 , 10 246 2 6 , 11 246 2 45 , 12 656 1 , 13

−

−

− +

−

− +

−

−

− +

−

=

m kN

M

75 , 9 7 , 1 245 2 3 , 3 245 2 15 , 4 1592 5 , 4 245 2 7 , 5 245 2 9 , 6 246 2 15 , 7

.

1701

1 , 8 246 2 3 , 9 246 2 15 , 10 1592 5 , 10 246 2 8 , 11 246 2 3 , 13 246 2 15 , 14 656 8 , 14

−

−

− +

−

− +

−

−

− +

−

=

m kN

M

3 , 290 85

, 0 245 2 55 , 2 245 2 15 , 4 245 2 5 1592 35 , 5 245 2 55 , 6 245 2 75 , 7 246 2 8

.

1701

95 , 8 246 2 15 , 10 246 2 11 1592 35 , 11 246 2 65 , 12 246 2 15 , 14 246 2 15 656 65 , 15

−

−

− +

−

− +

−

−

− +

−

=

Chọn chiều cao h0 =1,65m với Mômen M6’ = 2882,8 kN.m

2 0

65,1.270000

9,0

8,2882

65,1.270000

9,0

6,2197

65,1.270000

9,0

8,2175

65,1.270000

9,0

8,319

9,1.270000

9,0

5,9

Kiểm tra lực cắt: Qmax = 1312kN

Tiết diện ngang móng: Am = 1.1,3 + 0,8.2 = 2,9m2

Bêtông mác 300 Rk = 1000kPa

Điều kiện về lực cắt

0,75.Rk.Am = 0,75.1000.2,9 = 2175kN

Chọn cốt đai 8 với Rađ = 170000kPa

Đai 4 nhánh F = 0,503 cm2

cm m

Q

h A R F

8

2 max

cm m

Q

h A

R

1312

65,1.9,2.1000.5,1

10.503,0.4.170000