thuyết minh phần nền móng 15%

Căn cứ vào đặc điểm công trình, tải trọng tác dụng điều kiện địa kĩ thuật đãphân tích ở trên ta xét thấy: Đất các lớp 1,2,3,4, là đất yếu không thể đặt móngcông trình nên đặt đế móng vào

Bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội

- Nhiệm vụ thể hiện:

- thiết kế móng đơn dới côt trục 8-E-(m1)

- Thiết kế móng dới cột trục 6-E -(m2)

I giới thiệu công trình

I.1 Đặc điểm kiến trúc công trình:

Tên công trình: trụ sở CÔNG TY TƯ VấN XÂY DựNG NAM ĐịNH.

Địa điểm xây dựng: Công trình đợc xây dựng tại Thành Phố Nam Đinh.

I.2 Đặc điểm kết cấu

Hệ kết cấu chịu lực của công trình là hệ khung bê tông cốt thép đổ toàn khối,tờng bao che, sàn bê tông cốt thép toàn khối dày10(cm)

Khi tính toán nền móng theo TTGH II, cần khống chế độ lún giới hạn và độlún lệch giới hạn của công trình để có thể sử dụng công trình một cách bìnhthờng, và nội lực bổ sung do sự lún không đều của nền gây ra trong kết cấusiêu tĩnh không quá lớn, kết cấu khỏi h hỏng và đảm bảo mỹ quan cho công

trình:  

 



gh gh

S S

S S

Tổng lợng lún và chênh lệch lún của móng cũng nh độ nghiêng của công trìnhphải nhỏ hơn trị số cho phép Theo TCVNVN 10304-2014 “Móng cọc-Tiêuchuẩn thiết kế”: Với nhà nhiều tầng có khung hoàn toàn bằng bê tông cốtthép:

II điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn

II.1 Điều kiện địa chất công trình

Theo Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình giai đoạn phục vụ thiết kế

kỹ thuật thi công: Khu đất xây dựng tơng đối bằng phẳng Từ trên xuống dớigồm các lớp đất có chiều dày ít thay đổi trong mặt bằng:

- Lớp 1: Đất lấp dày 0,8 (m)

- Lớp 2: Sét xám nghi dày 6,4 (m)

- Lớp 3: sét pha vàng nhạt dày 7,2(m)

- Lớp 4: Cát pha 5,8 (m).

Lớp

đất Tờn đất

Bề dày lớp đất  s W W L W P  II C II E N30

m kN/m3 kN/m3 % % % ( O ) kPa kPa kPa

- Lớp 5: Cát hạt nhỏ có chiều dày cha kết thúc ở độ sâu hố thăm dò 30m

Chỉ tiêu cơ học, vật lý của các lớp đất nh trong bảng chỉ tiêu cơ lý và kết quả thínghiệm hiện trờng các lớp đất:

trụ địa chất

1.Lớp 1: lớp đất lấp : Phân bố trên toàn bộ khu vực khảo sát Lớp có bề dày

0,8m; thành phần cấu tạo của lớp này gồm các chất hữu cơ Là lớp có độ nén chặt không cao

2.Lớp 2:Sét xám ghi : Có chiều dày 6,4 khối lợng riêng  = 18,5 (KN/m3)

Nhận xét: Đất ở trạng thái dẻo mềm, có mô đun biến dạng

E=4942KPA<5000KPA  Là lớp đất có tính chất xây dựng yếu

3 Lớp 3 : Sét pha vàng nhạt.: có chiều dày 7,2 m; khối lợng riêng  =

Nhận xét: Đất ở trạng thái dẻo mềm , có mô đun biến dạng5000KPA< E = 5512

KPA<10000  Là lớp đất có tính chất xây dựng trung bình

4 Lớp 4 : Cát Pha : Có chiều dày 5,8 (m);khối lợng riêng  = 18,4 (KN/m3)

I L=    

28, 6 25, 5

0,51 31,5 25, 5

P

L p

W W (0,5<IL= 0,51 <1) (1 0, 01 ) 26, 7(1 0,01.28,6)

Nhận xét:át pha dẻo có mô đun biến dạng 5000kpa< E = 6234KPa <1000kpa

Là lớp đất có tính chất xây dựng trung bình

5.: Cát hạt nhỏ : Có chiều dày 9,8m; khối lợng riêng  = 18,6 (KN/m3)

Nhận xét: Đất ở trạng thái chặt vừa , có mô đun biến dạng 5000KPA<E =

9591KPA<10000KPA Là lớp đất có tính chất xây dựng tơng đối tốt để làm nềncho công trình

Nên ta chọn lớp đất thứ 5 Cát hạt nhỏ có E=9591KPA đặt đế móng

Ta đ ợc kết quả nh trong bảng sau :

stt loại đất dày(m) γ

Tiết diện cột

Tổ hợp cơ bản

Nhiệm Vụ

8 220X300 -1201,2 -130,8 -21

Thiết kế móng M1

1 Loại nền móng.

Căn cứ vào đặc điểm công trình, tải trọng tác dụng điều kiện địa kĩ thuật đãphân tích ở trên ta xét thấy: Đất các lớp 1,2,3,4, là đất yếu không thể đặt móngcông trình nên đặt đế móng vào lớp thứ 5 có tính chất cơ lý tơng đối tốt Dùngcọc BTCT chế tạo sẵn cắm vào lớp cát hạt vừa vừa làm móng và cọc làm việc làcọc ma sát

2 Giải pháp mặt bằng móng:

Sử dụng móng cọc đài thấp Số lợng cọc trong 1 đài và kích thớc đài cọc theotính toán Các đài cọc đợc liên kết với nhau bằng hệ giằng có kích thớc tiết diện GM1 (2240) cm;GM2 (22x35) Đài cọc đợc đặt lên lớp bê tông lót, đá4x6cm dày 10cm Chiều sâu đế đài tại cốt -1,8 m kể từ cốt  0 , 000

IV- Thiết kế móng:

*Móng M1 - Trục C : Móng đơn.

1 Tải trọng công trình tác dụng xuống móng:

- Dựa vào bảng tổ hợp nội lực chân cột khung K4 - Trục 4, chọn ra đợc cặpnội lực bất lợi nhất nh sau:

Nott = - 1201,2 KN

Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng: (với hệ số n = 1,2)

Notc = 1301,8

1084,8

1, 2

tt o

- Chọn chiều cao đài là hđ = 0,8 (m), đỉnh đài đặt ở độ sâu – 1,0 (m) so vớimặt đất tự nhiên Tức là - 1,8 (m) so với cốt  0.00

- Với tải trọng và địa chất của công trình ta chọn cọc bê tông cốt thép chếtạo sẵn tiết diện 25x25cm, dài 22m chia thành 3 đoạn :2 đoạn 7m và 1 đoạn 8 mcắm vào lớp đất cát hạt hạt nhỏ 2,6m để chịu lực

- Ta chọn cốt đỉnh đài là -1,0 m

- Nh vậy đế đài đặt trong lớp cát pha ở trạng thái dẻo (lớp thứ 5)

- Dùng cọc ma sát BTCT, tiết diện ( 25x 25) cm Thép dọc chịu lực gồm 4 18thép CII, bê tông cấp độ bền B25 có

Rb=14,5MPa, Rbt= 1,1 MPa, Eb=30.103 MPa

Thép chịu lực C-II có Rs= Rsc=280 MPa, Es=21.104 MPa

Thép cấu tạo C-I có Rs= Rsc=225 MP

Thép đai 8 nhóm AI Rsw = 175 Mpa

- Vì xung quanh công trình có các công trình đơn vị khác Thi công khôngcho phép gây ồn và chấn động Do đó chọn biện pháp thi công hạ cọc vào đấtbằng phơng pháp ép trớc bằng kích thuỷ lực

- Liên kết cọc vào đài bằng cách phá cho trơ cốt thép 40 cm để liên kết cốtthép dọc chịu lực của cọc vào đài móng Ngàm đầu cọc vào trong đài 1 đoạn 0,15m

- Đầu cọc có mặt bích bằng thép, hàn vào thép dọc chịu lực của cọc trớc khi

đổ bê tông cọc

- Để nối 2 đoạn cọc với nhau ta dùng phơng pháp hàn ngay tại công trờngtrong quá trình thi công thông qua các bản mã bằng thép tấm

- Đài móng sử dụng bê tông B20 có:

Rb = 11,5MPa, Rbt= 0,9 MPa, Eb=23.103 MPa

Thép chịu lực C- II có Rs= Rsc=280 MPa, Es=21.104 MPa

Thép cấu tạo C- I có Rs= Rsc=225 MP

- Các thanh thép dọc chịu lực trong cọc đợc hàn vào thép đài cọc một đoạnLn=20d, bằng cách đập bỏ phần bê tông đầu cọc rồi hàn các đoạn thép dọc củacọc vào đài móng đảm bảo điều kiện ngậm dọc.

2 Xác định sức chịu tải của cọc đơn.

a Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc:

Mỗi cọc trong 1 đài, cọc 2525 cm, bê tông B20, dùng thép CII 4Φ16,Chiềudài 22m Phần bê tông đầu cọc ngàm vào đài 15 cm Phần cốt thép đầu cọc đợc

để hở 40cm để liên kết cốt thép vào đài cọc

Cọc đợc hạ xuống độ sâu thiết kế bằng phơng pháp ép Nhng trong thi côngcần phải khắc phục những nhợc điểm của cọc để đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật

đặt ra

P v = .( R b A b + R sc A s )

Trong đó: là hệ số uốn dọc

 = 1 (Vì ở đây là móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua lớp bùn, than bùn).

Rb = 1,4 (kN/cm2) là cờng độ chịu nén tính toán của bê tông cọc B25

Rs = 28 (kN/cm2) là cờng độ chịu nén tính toán của cốt thép nhóm CII

Ab = 25  25 = 900 (cm2) là diện tích tiết diện cọc bê tông

As = 10,179 (cm2) là diện tích cốt thép dọc chịu lực của cọc.(4Φ18)

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc là:

Nsi- Chỉ số SPT của lớp đất rời thứ i có chiều dày tơng ứng Lsi

Cui=6,25.N30 Lực dính không thoát nớc của lớp đất thứ i có chiều dày tơng ứng

- 38 712

P spt =

3

1

[300.14,9.0,0625 + 1,0.(2.38 + 712)]=355KN

* Chọn sức chịu tải cọc PCọc = min(Pv; Pspt) = min(1275;494)

Vậy ta lấy PCọc = PSPT=494 kN để đa vào tính toán

P  h n



Trong đó: n = 1,1 - hệ số vợt tải

htb = (htr +hng )x0.5= (1,8+1,35)x0,5=1,575 (m) - độ sâu đặt đáy

đài

N0tt = 1301,8(kN) - lực dọc tính toán tại cốt đỉnh đài

tb = 20 (KN/m3) - Trị số trung bình của trọng lợng riêng đài cọc và đất trên đài.Vậy diện tích sơ bộ của đáy đài là : 1301,8 2

Ntt

sb = n  Asb  h  tb= 1,1  2,1 1,575  20 = 72,7(kN) -Số lợng cọc sơ bộ: 1301,8 72

3,8355

tt tt

o sb c

SPT

N N n

P

Lấy số cọc nc =5 cọc

Khoảng cach giữa các cọc tim cọc phải thỏa mãn:3d=3.25=75(cm)

Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài 0,7d=0,7.25=17(cm) chọn 20(cm)

Bố trí cọc trong mặt bằng nh hình vẽ dới

. 1372, 4 131 0,5

( )

5 4 0,5

tt tt

y tt

n c

i i

M x N

324( )224( ) 0

min =224 (KN) > 0 nên không cần phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ

- Kiểm tra điều kiện kinh tế :

4 Tính toán nền theo điều kiện biến dạng:

Độ lún của nền móng cọc đợc tính theo độ lún của nền khối móng quy ớc

-Trọng lợng tiêu chuẩn của cọc trong phạm vi khối móng quy ớc :

N tc = Ntc

0 + Ntc

q = 1084,8+3559=4643,8(kN)Mômen tiêu chuẩn tơng ứng với trọng tâm đáy khối quy ớc:

Mtc = Mtc

0 + Qtc  (Lc+hđ) = 109+ 17,5 (21,45+0,8)= 498,37(kN.m)

Độ lệch tâm: 299,95

0,064( )4643,8

Cờng độ tính toán của đất ở đáy khối quy ớc:

(0,51 3,6 9,9 3,06 22,8 9,8 5,66 0) 757,6( / )1,0

§ÊT L¢P

VµNG

NH¹T

c¸t pha

-Xác định ứng suất bản thân taioj đáy khối móng quy ớc :

Tại điểm 5 xét thấy gl= 5x42,3=211,5 (kPa) <bt =254,1(kPa)

.Vậy ta lấy giới hạn nền đến điểm 5

ở độ sâu 2,34 (m) kể từ đáy khối quy ớc Ta có độ lún của nền là:

2 3 4

225,6 232,7 239 246

 Chọn vật liệu cho đài cọc:

Dùng bê tông B 20, có Rb=11500kpa; Rbt=900kpa

Dùng cốt thép nhóm CII có Rs=280000kpa

Dúng lớp bê tông lót dày 10cm ,vữa xi măng cát vàng B7,5#, ăn ra 2 phía móng

là 10cm

 Kiểm tra điều kiện trọc thủng:

Khi vẽ tháp đâm thủng nghiêng một góc 45o so với phơng thẳng đứng từ mép cột

I s

b’=l-2*a=1,2-2x(0,025+0,015)=1,12(m) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 trôc cèt thÐp :

' 1

I

b a n



 = 1,12

10 1  =0,124m=124(cm)

VËy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh thÐp lµ: a=120 mm

* §èi víi mÆt ngµm II-II:

MII =r2.( P1 +P3 + P5 )

II s

l’=l-2*a=1,7-2x(0,025+0,015)=1,62(m) Khoảng cách giữa 2 trục cốt thép :

' 1

I

l a n

-Cốt thép của đài cọc đợc bố trí thep hai phơng, một lớp trên và một lớp dới

- Do mô men trên mặt ngàm I-I lớn hơn mặt ngàm II-II nên cốt thép dọc theo trục

X đặt ở dới

Vậy ta bố trí:

+ 1016a120 phía dới theo phơng vuông góc với cạch ngắn của cột

+1114a16 0phía trên theo phơng cuông góc với phơng cạch dài của cột

*Móng M2 - Trục 6 : Móng đơn.

1 Tải trọng công trình tác dụng xuống móng:

- Dựa vào bảng tổ hợp nội lực chân cột khung Trục E, chọn ra đợc cặp nộilực bất lợi nhất nh sau:

Nott = - 385 KN

Mott = -31,5 KN.m

Qott = -12,9 KN

- Ngoµi t¶i träng lÊy tõ b¶ng tæ hîp, cßn cã t¶i träng cña c¸c kÕt cÊu ë tÇng

1 truyÒn vµo mãng

MÆt b»ng gi»ng mãng -Träng lîng gi»ng mãng GM2 lµ:

Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng: (với hệ số n = 1,2)

Notc = 437

364

1, 2

tt o

- Chọn chiều cao đài là hđ = 0,8 (m), đỉnh đài đặt ở độ sâu – 1,0 (m) so vớimặt đất tự nhiên Tức là - 1,8 (m) so với cốt  0.00

- Với tải trọng và địa chất của công trình ta chọn cọc bê tông cốt thép chếtạo sẵn tiết diện 25x25cm, dài 22 m cắm vào lớp đất cát hạt hạt nhỏ 2,6m đểchịu lực

- Ta chọn cốt đỉnh đài là -1,0 m

- Nh vậy đế đài đặt trong lớp cát hạt nhỏ ở trạng thái nửa cứng (lớp thứ 5)

- Dùng cọc ma sát BTCT, tiết diện ( 25x 25) cm Thép dọc chịu lực gồm 4 16thép CII, bê tông cấp độ bền B25 có

Rb=14,5MPa, Rbt= 1,1 MPa, Eb=30.103 MPa

Thép chịu lực C-II có Rs= Rsc=280 MPa, Es=21.104 MPa

Thép cấu tạo C-I có Rs= Rsc=225 MP

Thép đai 8 nhóm AI Rsw = 175 Mpa

- Vì xung quanh công trình có các công trình đơn vị khác Thi công khôngcho phép gây ồn và chấn động Do đó chọn biện pháp thi công hạ cọc vào đấtbằng phơng pháp ép trớc bằng kích thuỷ lực

- Liên kết cọc vào đài bằng cách phá cho trơ cốt thép 40 cm để liên kết cốtthép dọc chịu lực của cọc vào đài móng Ngàm đầu cọc vào trong đài 1 đoạn 0,15m

- Đầu cọc có mặt bích bằng thép, hàn vào thép dọc chịu lực của cọc trớc khi

đổ bê tông cọc

- Để nối 2 đoạn cọc với nhau ta dùng phơng pháp hàn ngay tại công trờngtrong quá trình thi công thông qua các bản mã bằng thép tấm

- Đài móng sử dụng bê tông B20 có:

Rb = 11,5MPa, Rbt= 0,9 MPa, Eb=23.103 MPa

Thép chịu lực C- II có Rs= Rsc=280 MPa, Es=21.104 MPa

Thép cấu tạo C- I có Rs= Rsc=225 MP

- Các thanh thép dọc chịu lực trong cọc đợc hàn vào thép đài cọc một đoạnLn=20d, bằng cách đập bỏ phần bê tông đầu cọc rồi hàn các đoạn thép dọc củacọc vào đài móng đảm bảo điều kiện ngậm dọc.

2 Xác định sức chịu tải của cọc đơn.

* Chọn sức chịu tải cọc PCọc = min(Pv; Pspt) = min(1275;355)

Vậy ta lấy PCọc = PSPT=494 kN để đa vào tính toán

P  h n



Trong đó: n = 1,1 - hệ số vợt tải

htb = (htr +hng )x0.5= (1,8+1,35)x0,5=1,575 (m) - độ sâu đặt đáy đài

N0tt = 437(kN) - lực dọc tính toán tại cốt đỉnh đài

tb = 20 (KN/m3) - Trị số trung bình của trọng lợng riêng đài cọc và đất trên đài.Vậy diện tích sơ bộ của đáy đài là : 437 2

Ntt

sb = n  Asb  h  tb= 1,1  0,731,575x20 = 25,2 (kN) -Số lợng cọc sơ bộ: 437 25, 2

1,3355

tt tt

o sb c

SPT

N N n

P

Lấy số cọc nc =4 cọc

Khoảng cach giữa các cọc tim cọc phải thỏa mãn:3d=3.25=75(cm)

Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài 0,7d=0,7.25=17(cm) chọn 25(cm)

đế đài:

. 452,9 41,8 0,375

2 2 0,375

tt tt y tt

n c

i i

M x N

282( )170( ) 0

min =218 (KN) > 0 nên không cần phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ

- Kiểm tra điều kiện kinh tế :

max

( ) 355 (282 22,9)

2 0, 282 355

tt

c spt

n p

 Số lợng cọc đã chọn là hợp lý

4 Tính toán nền theo điều kiện biến dạng:

Độ lún của nền móng cọc đợc tính theo độ lún của nền khối móng quy ớc

N tc = Ntc

0 + Ntc

q = 364+2594,6=2958,6(kN)Mômen tiêu chuẩn tơng ứng với trọng tâm đáy khối quy ớc:

Mtc = Mtc

0 + Qtc  (Lc+hđ) = 25,8 + 10 (21,45+0,8)= 248,3(kN.m)

Độ lệch tâm: 248,3

0,083( )2958,6

tc tc

m1 = 1,1(tra bang cát hạt nhỏ có IL=0,51>0,5)

m2 = 1,0 (vì công trình không thuộc loại tuyệt đối cứng)

(0,51 3,7 9,9 3,06 22,8 9,8 5,66 0) 778,8( / )1,0

M

KiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p lùc:

§ÊT L¢P

SÐT X¸M NGHI

SÐT PHA VµNG NH¹T

c¸t pha

c¸t h¹t nhá

-Xác định ứng suất bản thân taioj đáy khối móng quy ớc :

Tại điểm 3 xét thấy gl= 5x30,6=153 (kPa) <bt =227,3(kPa)

.Vậy ta lấy giới hạn nền đến điểm 5

ở độ sâu 2,34 (m) kể từ đáy khối quy ớc Ta có độ lún của nền là:

Nh vậy thoả mãn điều kiện độ lún tuyệt đối S = 0,047(cm) < Sgh = 8 (cm)

* Kiểm tra độ lún lệch tơng đối

2 3

225,6 232.4 227,2

SÐT X¸M NGHI

SÐT PHA VµNG NH¹T

C¸T PHA

C¸T H¹T NHá

5 4

 Chọn vật liệu cho đài cọc:

Dùng bê tông B 20, có Rb=11500kpa; Rbt=900kpa

Dùng cốt thép nhóm CII có Rs=280000kpa

Dúng lớp bê tông lót dày 10cm ,vữa xi măng cát vàng B7,5#, ăn ra 2 phía móng

là 10cm

 Kiểm tra điều kiện trọc thủng:

Khi vẽ tháp đâm thủng nghiêng một góc 45o so với phơng thẳng đứng từ mép cột

I s

b’=l-2*a=0,4-2x(0,025+0,015)=0,32(m) Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 trôc cèt thÐp :

' 1

I

b a n



 =0,32

4 1  =0,106m=100(cm)

VËy kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh thÐp lµ: a=100mm

* §èi víi mÆt ngµm II-II:

MII =0 bè trÝ theo cÊu t¹o chän 5 10a200

VËy ta bè trÝ:

+ 412a100 phÝa díi theo ph¬ng vu«ng gãc víi c¹ch ng¾n cña cét

+510a200phÝa trªn theo ph¬ng cu«ng gãc víi ph¬ng c¹ch dµi cña cét

375 375

4Ø12a100 6Ø10a200

y

x