Tính toán và thiết kế xây dựng móng dưới tường nhà kho

Sù ra ®êi vµ ph¸t triÓn cña m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng g¾n liÒn víi lÞch sö ®Êu tranh ph¸t triÓn s¶n xuÊt cña loµi ng­êi.Tõ thêi cæ ®¹i, loµi ng­êi ®• biÕt sö dông ®Êt vµo môc ®Ých x©y dùng c¸c c«ng tr×nh cho m×nh, nh»m phôc vô c¸c nhu cÇu vÒ ®i l¹i, vÒ ë, vui ch¬i gi¶i trÝ ... Nh­ng ®Ó t¹o nªn ®­îc mét c«ng tr×nh th× b­íc ®Çu tiªn ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh lµ ta ph¶i x©y dùng ®­îc phÇn mãng cña nã. Bëi lÏ mãng vµ b¶n th©n nÒn cã æn ®Þnh th× c«ng tr×nh bªn trªn míi tån t¹i vµ sö dông mét c¸ch b×nh th­êng. Ng­êi thiÕt kÕ chØ cã thÓ chän ®­îc ph­¬ng ¸n nÒn mãng ®¶m b¶o yªu cÇu vÒ kü thuËt vµ kinh tÕ khi cã sù hiÓu biÕt s©u s¾c vÒ c¬ häc ®Êt, nÒn vµ mãng còng nh­ kü thuËt thi c«ng nÒn mãng. ChÝnh v× vËy mµ hai lÜnh vùc c¬ häc ®Êt – nÒn mãng lu«n cã mèi quan hÖ chÆt chÏ bæ trî cho nhau. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña x• héi, c¸c c«ng tr×nh x©y dùng ngµy cµng cã quy m« lín h¬n c¶ vÒ chiÒu réng, chiÒu cao vµ chiÒu s©u.§ång thêi còng ®ßi hái viÖc x©y dùng cÇn cã nh÷ng kü thuËt tiªn tiÕn ®¶m b¶o sù æn ®Þnh cho c¸c c«ng tr×nh.Do ®ã viÖc nghiªn cøu, thiÕt kÕ mãng cho c¸c c«ng tr×nh nµy còng ®ßi hái ph¶i cã nh÷ng kiÕn thøc s©u réng vÒ c¬ häc ®Êt nÒn mãng vµ ®­a ra nh÷ng ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ phï hîp víi quy m«, t¶i träng c«ng tr×nh ®ã. Lµ mét kü s­ ®Þa chÊt c«ng tr×nh trong t­¬ng lai, t«i còng nh­ toµn thÓ c¸c sinh viªn nghµnh §CCT §KT ®• vµ ®ang cã ®iÒu kiÖn ®­îc c¸c thÇy c« gi¸o thuéc bé m«n §Þa chÊt c«ng tr×nh truyÒn ®¹t vµ gi¶ng d¹y nh÷ng kiÕn thøc vÒ m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng. Theo ph­¬ng ch©m : “ häc ®i ®«i víi hµnh’’ , nh»m phôc vô cho viÖc n©ng cao hiÓu biÕt vµ ¸p dông vµo tÝnh to¸n thiÕt kÕ, t«i ®­îc c¸c thÇy c« gi¸o giao cho nghiªn cøu vµ viÕt ®å ¸n m«n häc c¬ häc ®Êt nÒn mãng trong kú thø II n¨m häc thø 4 ( 20092010 ) §å ¸n cña t«i ký hiÖu III.3 víi néi dung nh­ sau : Một khu vực có nền đất như sau (hình III.1): Lớp 1:Lớp đất lấp có thành phần hỗn tạp,dày 1.5m Lớp 2:Sét pha dẻo cứng,dày 4m Lớp 3:Bùn sét,dày vô tận

MỞ ĐẦU

Sự ra đời và phát triển của môn cơ học đất – nền móng gắn liền với lịch sử đấu tranh phát triển sản xuất của loài ngời.Từ thời cổ đại, loài ngời đã biết sử dụng đất vào mục đích xây dựng các công trình cho mình, nhằm phục vụ các nhu cầu về đi lại, về ở, vui chơi giải trí Nhng để tạo nên đợc một công trình thì bớc đầu tiên

đóng vai trò quyết định là ta phải xây dựng đợc phần móng của nó Bởi lẽ móng và bản thân nền có ổn định thì công trình bên trên mới tồn tại và sử dụng một cách bình thờng Ngời thiết kế chỉ có thể chọn đợc phơng án nền móng đảm bảo yêu cầu

về kỹ thuật và kinh tế khi có sự hiểu biết sâu sắc về cơ học đất, nền và móng cũng

nh kỹ thuật thi công nền móng Chính vì vậy mà hai lĩnh vực cơ học đất – nền móng luôn có mối quan hệ chặt chẽ bổ trợ cho nhau

Cùng với sự phát triển của xã hội, các công trình xây dựng ngày càng có quy mô lớn hơn cả về chiều rộng, chiều cao và chiều sâu.Đồng thời cũng đòi hỏi việc xây dựng cần có những kỹ thuật tiên tiến đảm bảo sự ổn định cho các công trình.Do đó việc nghiên cứu, thiết kế móng cho các công trình này cũng đòi hỏi phải có những kiến thức sâu rộng về cơ học đất- nền móng và đa ra những phơng án thiết kế phù hợp với quy mô, tải trọng công trình đó

Là một kỹ s địa chất công trình trong tơng lai, tôi cũng nh toàn thể các sinh viên nghành ĐCCT- ĐKTđã và đang có điều kiện đợc các thầy cô giáo thuộc bộ môn

Địa chất công trình truyền đạt và giảng dạy những kiến thức về môn cơ học đất – nền móng.

Theo phơng châm : “ học đi đôi với hành’’ , nhằm phục vụ cho việc nâng cao hiểu biết và áp dụng vào tính toán thiết kế, tôi đợc các thầy cô giáo giao cho nghiên cứu

và viết đồ án môn học cơ học đất - nền móng trong kỳ thứ II năm học thứ 4 (

2009-2010 )

Đồ án của tôi ký hiệu III.3 với nội dung nh sau :

Một khu vực cú nền đất như sau (hỡnh III.1):

- Lớp 1:Lớp đất lấp cú thành phần hỗn tạp,dày 1.5m

- Lớp 2:Sột pha dẻo cứng,dày 4m

- Lớp 3:Bựn sột,dày vụ tận

Chỉ tiờu cơ lý của cỏc lớp đất cho trong bảng III.1:

Bảng III.1: Cỏc chỉ tiờu cơ lý của lớp đất

lượng thể tớch

Khối lượng riờng

Hệ số nộn lỳn

Lực dớnh kết

Gúc ma sỏt trong

Hệ số thấm

Trờn khu vực này,người ta dự kiến xõy dựng một cụng trỡnh nhà kho cú tường rộng 0.4m,tải trọng tỏc dụng đỳng tõm trờn một một dài tường là Ptc=26 (T/m).

Nhi

ệm vụ thiết kế:

1.Thiết kế múng dưới tường nhà kho.

2.Xõy dựng cỏc đường cựng ứng suất nộn ộp thẳng đứng dưới đỏy múng:

σz=0.6kG/cm2; σz=0.4kG/cm2; σz=0.2kG/cm2

3.Kiểm tra điều kiện ổn định về cường độ của lớp bựn

4.Tớnh toỏn và vẽ biểu đồ độ lỳn của nền đất dưới múng theo thời gian

Sau một thời gian làm việc nghiêm túc với sự hớng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn, tôi đã hoàn thành đồ án môn học với nội dung nh sau:

Mở đầu

Chương 1: Thiết kế múng dưới tường

Chương 2: Xõy dựng cỏc đường cựng ứng suất

Chương 3: Kiểm tra điều kiện ổn định về cường độ của lớp bựn

Chương 4: Tớnh toỏn và vẽ biểu đồ độ lỳn của nền đất dưới múng theo thời gian

Kết luận

Bản đố án không những là điều kiện để tôi trau dồi, ôn luyện mở rộng thêm kiến thức mà nó còn là điều kiền để tôi tập làm quen dần với những đồ án tiếp theo lớn hơn, với yêu cầu cao hơn mà cụ thể là đồ án tốt nghiệp sau này

Do trình độ còn nhiều hạn chế nên bản đồ án này không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong đợc sự hớng dẫn, chỉ bảo của các thầy cô giáo và sự góp ý của các bạn

Chương 1: Thiết kế múng dưới tường

Thiết kế móng là một công việc phức tạp liên quan đến nhiều vấn đề Căn cứ vào

điều kiện của đất nền khi xây dựng công trình : bên dới là lớp bựn sột,dày vụ tận , lớp đất đắp bên trên là lớp sột pha dẻo cứng,dày 4m Căn cứ vào đặc điểm của công trình khi xõy dựng một cụng trỡnh nhà kho cú tường rộng 0.4m,tải trọng tỏc dụng đỳng tõm trờn một một dài tường là Ptc=26 (T/m) Tôi đi đến quyết định chọn loại móng băng có độ cứng hữu hạn với chiều sâu chôn móng là h=1,7(m) Bởi nếu đặt móng vào lớp sột pha dẻo cứng công trình sẽ đảm bảo ổn định hơn so với lớp bựn sột bên dới

γ γ

- c là lực dính của khối đất đắp c= 0,34 (kG/cm2) =3,4(T/m2)

- γw là khối lợng thể tích của khối đất đắp, γw= 2,01 (T/m3)

- PH là tải trọng tác dụng lên móng băng lấy cho 1(m) dài :

ta có : PH = Ptc = 26 (T)

Suy ra bgh1= 1,0 (m) < b=1,3 (m) < bgh2=1,6 (m) => tháa m·n yªu cÇu.

Do đây là công trình có quy mô vừa và nhỏ nên ta có:

m1 là hệ số điều kiện làm việc của nền, m1=1,1

m2 là hệ số điều kiện làm việc của công trình m2=1

ktc là hệ số tin cậy, lấy bằng 1,1

A,B,D là các hệ số tra bảng phụ thuộc vào góc ma sát trong của khối đất đắp, với ϕ = 15o , ta có : A=0,325 ; B=2,3 ; D= 4,84

Tính bêtông và cốt thép :

- Tính chiều dày lớp bêtông phủ trờn cốt thộp:

h0 ≥

cp m.R

Q L

Trong đú: Q = a.σ.L

L chiều dài móng lấy =1m

a là khoảng cách từ mép móng đến mép tường

a =2

t

b b−

=1,3 0, 42

- Cường độ kháng cắt cho phép của bê tông thường chọn bê

tông mác 100#-200#.Tra bảng được R

Ta có Số lượng cốt thép :

ma-hệ số làm việc của cốt thép,ma=0,9-1 lấy=1

Ra-Cường độ chịu kéo của cốt thép

Ta chọn số thanh cốt thép cho 1 đơn vị dài là 8 thanh ϕ10Khoảng cách giữa các cốt thép chịu lực là

C = L-2eN-1 = 1-2.0,038-1 =0,13(m)

Chương 2: Xây dựng các đường cùng ứng suất

=> P=3,74+20=23,74(T/m2)

Áp lực gõy lỳn: Pgl= P-h.γw =23,74 – 1,7.2,01= 20,32(T/m2)=2,03(kG/cm2)

Để xây dựng các đờng cùng ứng suất ta sẽ chia nền đất dới đáy móng thành các ô vuông, kích thớc tùy ý, tính σz tại các điểm mắt lới và ghi giá trị đó vào các mắt lới

có cùng ứng suất lại với nhau sẽ đợc đờng cùng ứng suất

øng víi k = 0,296 ta sÏ cã c¸c cÆp nghiÖm t¬ng øng sau :

Chương 3: Kiểm tra điều kiện ổn định về cường độ của lớp bùn

Kiểm tra hệ số ổn định k đối với móng khối quy ước đặt đến mặt lớp bùn là:

γ2 – Khối lượng thể tích của lớp bùn γ2=1,49(g/cm3)=1,49(T/m3)

γ1- Khối lượng thể tích trung bình của lớp 1 và lớp 2.Lấy γcủa lớp 2

=> γ1 = 2,01(T/m3)

Các hệ số A,B,D tra bảng theo góc φ của lớp 3

Với φ=5,5 => A=0,09 ; B=1,355 ; D=3,66

Ta xét những điểm nằm trên trục đi qua tâm móng vì tại những điểm này ứng suất phụ thêm do tải trọng công trình gây ra là max nên ta có:

Ta có : Lớp 2 có k2 = 3.10-7(cm/s)

Lớp 3 có k3 = 0,1.10-7(cm/s)

=> k2 >k3 nên nước thoát từ dưới lên trên

chọn sơ đồ tính là sơ đồ “2” với h=2hs

Chiều dày lớp tương đương hs do móng là móng mềm nên hs=Aw0.b

Móng băng nên μ=0,3 tra bảng được Aw0 = 3,12

=>hs=3,12.1,3=4,056(m)

Chiều dày vùng hoạt động nén ép:H = 2hs=2.4,056=8,112(m)

Độ lún cuối cùng của móng được xác định theo phương pháp lớp tương đương: S

= aom.Pgl.hs

Ta có :aomlà hệ số nén lún rút đổi: aom =

oi s

a hi.Zi 2h

a

ε + =

0,031

ε + =

a hi.Zi 2h

a γn

Kết luận

Đồ án môn học Cơ học đất – Nền và móng là một đồ án quan trọng, nó giúp cho sinh viên củng cố thêm kiến thức một cách vững chắc và hiểu thêm về các công việc của một ngời kỹ s Địa chất công trình.

Sau một thời gian làm việc tích cực và nghiêm túc của bản thân, với sự ớng dẫn nhiệt tình của các thầy giáo trong bộ môn Địa chất công trình và sự góp ý của các bạn trong tập thể lớp ĐCCT- ĐKT B.K51, đến nay tôi đã hoàn thành bản đồ

h-án theo đúng thời gian quy định

Đây là một trong những bản đồ án đầu tiên mà tôi hoàn thành, do trình độ cũng nh kinh nghiệm còn hạn chế nên bản đồ án chỉ dừng lại ở mức là làm bài tập

và làm quen với công việc thiết kế Do đó không thể tránh khỏi những sai sót Tôi rất mong tiếp tục đợc sự chỉ bảo, hớng dẫn của các thầy cô giáo trong bộ môn và các bạn để tôi ngày một hoàn thiện hơn