Bài tập lớn cơ học đất, sinh viên 08XN, đại học xây dựng Hà Nội

Bài tập lớn cơ học đấtHọ và tờn:Đỗ Quốc Trung SV : 08XN STT: 48 Đề bài Móng băng dới tờng bề rộng bb và móng đơn dới cột bề rộng b, bề dài l chôn sâu h ở phía ngoài nhà.. Đất nền gồm l

Bài tập lớn cơ học đất

Họ và tờn:Đỗ Quốc Trung

SV : 08XN

STT: 48

Đề bài

Móng băng dới tờng bề rộng bb và móng đơn dới cột bề rộng b, bề

dài l chôn sâu h ở phía ngoài nhà Đất nền gồm l lớp sét pha có chiều

dày cha kết thúc trong hố khoan thăm dò sâu 16m.Điều kiện đất và

móng nh hình vẽ và các bảng

Nội lực tại đỉnh móng thuộc tổ hợp cơ bản do tải trọng tiêu chuẩn gây

ra:

- Móng đơn: lực dọc Ntc

o =1130 KN, Mtc

o =95 KNm, Qtc

o =38 KN

- Móng băng: lực dọc Ntc

ob =247 KN/m, Mtc

ob=14 KNm/m Tính độ lún của các điểm O , N ở đáy móng đơn và J ở đáy móng băng

có kể đết ảnh hởng tải trọng của các móng lân cận

Kiểm tra bền về sức chịu tải.Biết hệ số an to n Fs=2àn Fs=2

Số liệu móng

Chỉ tiêu cơ lý của đất



(kN/m3) (kN/ms 3) (%)W (%)WL (%)WP (kPa)CII (0) E°

(kPa) 18,5 26,5 33,6 40,2 27,7 19,6 17,5 10732

Bài làm

I.Đánh giá điều kiện địa chất công trình,địa chất thuỷ văn:

1

-Đất nền gồm 1 lớp sét pha có chiều dày chưa kết thúc trong hố khoan

thăm dò sâu 16m Mực nứơc ngầm ở độ sâu 1.5m so với mặt đất tự

nhiên

Hệ số rỗng:

Đất co độ sệt l :àn Fs=2

Ta thấy IL = 0,472 nên đất ở trạng thái dẻo cứng có mô đun biến

dạng E0 =10732 MPa => Đất tốt

II.Xác định tại trọng tiêu chuẩn tại tâm diện tích đếmóng:

+ Móng đơn trục 4E:

0 1130( )

m

0 38( )

Q Q  kN

+ Móng Băng:

N N  kN

0tc 0tc 14( )

b

M M  kNm

III.Ap lực tiêu chuẩn tại đáy móng:

+ Móng đơn trục 4E :

- 33,6 - 27,7

0, 472

- 40, 2 - 27,7

W Wp

tc Ntc 6e1

= 1 ± + γ h'

tb b

σ max

min

(1 0,01 ) 26,5.(1 0,01.33,6)

18,5

W s



8,62( / )

Trong đó: 1 121,6

0,107( ) 1130

tc tc

M

N

tb

γ =20(kN/m3)

(1,5 0, 45) 1,5

`

h trong h ngoai



Thay vào phong trình ta đựoc:

259, 931 173,197

216, 464( )

tc

tb



+Móng băng:

Trong đó:

14

0, 056( ) 247

tc b b

tc b

M

N

(h' 1, 725( ),m tb=20(kN/m3)

Thay vào phong trình ta đựoc:

3

-6.0,107

2, 7.2, 3 2, 7

1130 max

tc

kPa

6.0,107 1- 20.1, 725 173,197( )

2, 7.2, 3 2, 7

1130 min

tc

kPa

tc

tc

N

= 1 ± + γ h'

min

b σ

1.1, 4

247

tc

kN m

1.1, 4

247

253, 271 168, 586

210, 929( )

tc

tb



IV.Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng:

'

1 2

II II II tc

m m

R= (A.b.γ + B.h.γ + D.c )

K

Trong đó m m1, 2 là hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều

kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền

1, 2

m m tra bảng ta đựợc m1=1,2 ; m2= 1,0

Số liệu địa chất lấy từ kết qủa thí nghiệm trong phòng nên K  tc 1,0

=17.5 tra bảng 3-2 Sách Nền Và Móng ta đựơc các hệ số:º tra bảng 3-2 Sách Nền Và Móng ta đựơc các hệ số:

(A = 0,41 ; B = 2,61 ; C = 5,23)

3

8,62( / )

' 18,5( / 3)

   

II

c =19,6(kPa);h=1,5(m)

+ Móng đơn:

b = 2,3 m

1, 2.1

(0, 41.2,3.8,62 2, 61.1,5.18,5 5, 23.19,6) 219,676( ) 1

Ta có điều kiện áp lực tại đáy móng đơn: maxtc 1.2

tc tb

R R







 max 259, 731 1, 2.219, 676 263,621

216, 464 219, 676

tc

tc

tb





-.>Thoả mãn ĐK áp lực tại đáy móng đơn

+ Móng băng:

b = 1,4 m

1, 2.1

(0, 41.1, 4.8,62 2,61.1,5.18,5 5, 23.19,6) 215,860( )

1

Ta có điều kiện áp lực tại đáy móng băng: maxtc 1.2

tc tb

R R







 max 253, 271 1, 2.215,860 259, 032

210,929 215,860

tc

tc

tb





->Thoả mãn ĐK áp lực tại đáy móng băng

Vậy điều kiện áp lực tại đáy móng thoả mãn.Ta có thể XĐ đựoc ứng

suất gây lún theo nguyên lý biến dạng tuyến tính

V.ứng suất gây lún tại đế móng:

+ Móng đơn:

+ Móng băng:

0 - 210,929 -18,5.1,5 183,179( )

gl tc

VI.Tính độ lún tại điểm O,N,J theo phơng pháp cộng lún

các lớp phân tố có kể đến ảnh hỏng của tải trọng móng lân

cận:

6.1 Tính lún tại điểm O:

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O gồm:

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E & 5E

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng băngs

Chia nền dói móng thành những phân tố có chiều dày

i

b 2,3

h < = =0,575(m)

Ta chọn hi  0, 2 b  0, 2.2,3 0, 46( )  m

5

-6.1.1 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng

qua O do tải trọng của móng trục 4E và ứng suất bản thân của đất

gây ra:

+ứng suất bản thân của đất tại đế móng :

18,5.1,5 27, 75( )

bt

+ứng suất bản thân của đất tại độ sâu z = z +hi :

i

bt

    

+ ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O;

0

i

Trong đó K 0 ABCD : tra bảng phụ thuộc vào l/b và 2z/b với l=2.7(m) ;

b=2.3(m)

(Ta có bảng 1)

6.1.2 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng

qua O do tảI trọng của móng trục 3E và 5E:

Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua O nên ta tính ứng suất

gây lún tại các điẻm nằm trên trục đứng qua O do tảI trọng của móng

trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tảI trọng của móng trục 5E

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng

trục 3E và 5 E:

0

( ) 754,856( )

i

i

z gIENO gKGNO z gIENO gKGNO

gl

z gIENO gKGNO



   

Trong đó :

gIENO

K

: tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 1,4(m) ; l = 4,45(m)

gKGNO

K

: tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 1,4(m) ; l =2,15(m)

(Ta có bảng 2)

6.1.3 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng

qua O do tải trọng của móng băng:

ứng suất suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng

băng gây ra:

0

i

Trong đó KZ :tra bảng phụ thuộc x/b và z/b

với b = 1,4(m) ; x = 2,65(m)

(Ta có bảng 3)

`

6.1.4 Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân của các điểm nằm trên trục

đứng qua O đựoc thể hiện trên hình vẽ

6.1.5 Tính toán độ lún tại điểm O:

Giới hạn nền tính tới điểm 25 ta có:

24,6331( ) 0, 2 0, 2.126,8823 25,3764( )

Độ lún đựoc xác định theo công thức sau:

1

0

.

n

gl

i

E







.0, 46 188,384 26,0905 5,845( )

(Ta có bảng 4)

6.2 Tính toán độ lún tại điểm J:

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J gồm:

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng băng

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E

+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E & 5E

7

-Chia nền dói móng thành những phân tố có chiều dày

1, 4

0,35( )

4 4

i

b

Ta chọn :hi  0, 25 b  0, 25.1, 4 0,35( )  m

6.2.1 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng

qua J do tải trọng của móng băng:

ứng suất suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng

băng gây ra:

0

i

Trong đó KZ :tra bảng phụ thuộc x/b và z/b

với b = 1,4(m) ; x = 0(m)

(Ta có bảng 5)

6.2.2 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng

qua O do tải trọng của móng trục 4E :

+ ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng

của móng băng:

0

377, 428.

i

gDTJM gATJN

      

Trong đó :

gDTJM

K : tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 1,15(m) ; l = 4(m)

gATJN

K : tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 1,3(m) ; l =1,15(m)

Tại KgATJN có l/b = 0.88 => ta lấy l/b = 1

(Ta có bảng 6)

6.2.3 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng

qua J do tải trọng của móng trục 3E và 5E:

Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua J nên ta tính ứng suất

gây lún tại các điẻm nằm trên trục đứng qua J do tảI trọng của móng

trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tảI trọng của móng trục 5E

ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng

trục 3E và 5 E:

0

2.188,714

377, 428

i

z gHRJM gFSJM gERJN gGSJN z

gHRJM gFSJM gERJN gGSJN

gHRJM gFSJM gERJN gGSJN



Trong đó :

gHRJM

K : tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 4(m) ; l = 4,45(m)

gFSJM

K : tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 2,15(m) ; l =4(m)

gERJN

K : tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 1,3(m) ; l = 4,45(m)

gGSJN

K : tra bảng phụ thuộc l/b v z/b vàn Fs=2 ới b = 1,3(m) ; l =2,15(m)

(Ta có bảng 7,8,9)

6.2.4 Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại điểm J :

6.2.5 Tính toán độ lún tại điểm J:

Giới hạn nền tính tới điểm 32 ta có:

24,7039 0, 2 0, 2.124, 2940 24,8588

9

-Độ lún đựoc xác định theo công thức sau:

1

0

.

n

gl

i

E







(Ta có bảng 10)

7 Kiểm tra nền về sức chịu tải:

áp lực giới hạn của nền :

'

.

2

b

 =17,5º tra bảng ta có N 3, 6625;N q 5, 226;N c 13,06 

0 i iq ic 1

7.1 Móng đơn:

+ Móng chữ nhật;

0, 2 0, 2.2,3

2.7

b S

l

0, 2 0, 2.2,3

2,7

c

b S

l

1

q

S 

1 0,107( ) 2 1 2,7 2.0,107 2, 486( ); 2,3( )

3

   

' 18,5( kN m / 3)

   

19,6( ); 1,5( )

c  kPa h m

2,3 3,6625.8,62 .0,8297.1 5, 226.18,5.1,5.1.1

2 13,06.19,6.1,1703.1 524, 7140( )

gh

kPa

+Ap lực cho phép:

524, 7140

262,357( ) 2

gh

a

S

kPa F



Ta có điều kiện áp lực cho phép:a  1,15 tb

1,15 tb 1,15.216, 464 260,6836( kPa )

(Thoả mãn điều kiện áp lực cho phép)

+Tải trọng cho phép:

237,357.2, 486.2,3 1357,160( )

Ta có điều kiện tải trọng cho phép : 1,15 0tt

a

N  N

0

1,15.N tt 1,15.1130 1299,5(kN)

(Thoả mãn điều kiện tải trọng cho phép)

+Vậy nền móng đơn đủ đảm bảo điều kiện ổn định về sức chịu tải.

7.1 Móng băng:

S  S  S  e  m

2 1, 4 2.0,056 1, 288( ); 1( )

       

1, 288 3,6625.8,62 .1.1 5, 226.18,5.1,5.1.1

2

gh

kPa

+Ap lực cho phép:

421,329

210, 665( ) 2

gh

a

S

kPa F



Ta có điều kiện áp lực cho phép:a  1,15 tb

1,15.tb 1,15.210,929 242,568(kPa)

(Không thoả mãn điều kiện áp lực cho phép)

+Tải trọng cho phép:

11

- - 210,665.1.1, 288 271,3365( )

Ta có điều kiện tải trọng cho phép : 1,15 0tt

0

1,15 tt 1,15.247 284,050( )

b

(Không thoả mãn điều kiện tải trọng cho phép)

Vậy nền móng băng không đủ đảm bảo điều kiện ổn định về sức

chịu tải.