Đồ án nền móng cong trình

Phụ lớp 2a: Sét màu xám xanh, xám nhạt, đơi chỗ kẹp ổ cát và lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng.. Phụ lớp 2b: Sét cát màu xám xanh lục, xám trắng, xám xanh, đơi chỗ kẹp mạch c

Tính tốn cĩ làm trịn với sai số rất nhỏ,nên các anh yên tam vì đĩ khơng phải là lỗi sai hoặc số sai.Các hình vẽ thì mở CAD ra mà xem cho rõ.

Đề số 20

SV:Phan Ngọc Cương

Phần 1:SỐ LIỆU ĐẦU VÀO

1.1 Số liệu địa chất công trình

- Lớp 1: Bùn sét màu xám đen , xám xanh, đơi chỗ lẫn ít các hạt mịn, lẫn sỏi sạn

Lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan Bề dày trung bình của lớp đất là 6,5m

- Lớp 2: Căn cứ vào chỉ số dẻo của đất, lớp này được chia làm 2 phụ lớp: phụ

lớp 2a và phụ lớp 2b:

2.1 Phụ lớp 2a:

Sét màu xám xanh, xám nhạt, đơi chỗ kẹp ổ cát và lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Phụ lớp này gặp ở hầu hết các lỗ khoan, ngoại trừ các lỗ khoan: LK2, LK5, LK7 Bề dày trung bình của lớp đất là 4,2m

2.2 Phụ lớp 2b:

Sét cát màu xám xanh lục, xám trắng, xám xanh, đơi chỗ kẹp mạch cát và lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Phụ lớp này gặp ở các lỗ khoan: LK2, LK5, LK6, LK7, LK8, LK9, LK14 Bề dày trung bình của lớp đất là 3,5m

- Lớp 3: Cát hạt hạt nhỏ đến trung và độ chặt tăng theo độ sâu Căn cứ vào thành

phần cỡ hạt và kết cấu, lớp này cĩ thể được chia làm 3 phụ lớp như sau:

3.1.Phụ lớp 3a:

Cát hạt trung đơi chỗ lẫn mạch cát và sỏi sạn , màu xám trắng, vàng xậm, hồng nhạt, kết cấu chặt vừa đến chặt Phụ lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan Bề dày trung bình của lớp đất là 12,7m

3.2.Phụ lớp 3b:

Cát hạt nhỏ lẫn bột sét, màu xám trắng, vàng nhạt, kết cấu chặt Phụ lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan Bề dày trung bình của lớp đất là 18,2m

3.3.Phụ lớp 3c:

Cát hạt trung - thơ đơi chỗ lẫn bột sét, màu vàng, vàng nhạt, kết cấu chặt đến rất chặt Phụ lớp này gặp ở các lỗ khoan: LK1, LK2, LK3, LK7, LK8, LK9 Tại các

lỗ khoan kể trên bề dày phụ lớp 3c chưa được xác định qua hết

1.2 Bảng tổng hợp số liệu địa chất công trình

Tiến hành lấy mẫu và thí nghiệm 03 mẫu nguyên dạng Tính chất đặc trưng của lớp qua các mẫu thí nghiệm như sau:

STT Các chỉ tiêu cơ lý hiệuKý Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3

%

Nhĩm hạt cát

%

Nhĩm hạt bụi

%

Nhĩm hạt sét

5 Khối lượng riêng γs 2,69 2,73 2,71 2,67 2,67 2,66 g/cm3

18 Giá trị SPT trung bình SPT 0-5 9-24 7-17 13-48 26-50 35-50 Búa

Hình trụ hố khoan(xem bản vẽ cho rõ)

Phần 2:THIẾT KẾ MÓNG NÔNG

1.1 Ñòa chaát coâng trình

- Lớp 3: Cát hạt hạt nhỏ đến trung và độ chặt tăng theo độ sâu Căn cứ vào thành

phần cỡ hạt và kết cấu, lớp này có thể được chia làm 3 phụ lớp như sau:

3.1.Phụ lớp 3a:

Cát hạt trung đôi chỗ lẫn mạch cát và sỏi sạn , màu xám trắng, vàng xậm, hồng nhạt, kết cấu chặt vừa đến chặt Phụ lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan Bề dày trung bình của lớp đất là 12,7m

lỗ khoan kể trên bề dày phụ lớp 3c chưa được xác định qua hết

STT Các chỉ tiêu cơ lý hiệuKý Lớp 3

3 Khối lượng thể tích tự nhiên γw 1,8 - - g/cm3

18 Giá trị SPT trung bình SPT 13-48 26-50 35-50 Búa

Hình trụ hố khoan(vẽ lại hình trụ với giả thiết chỉ cĩ lớp đất thứ 3 )

1.2 Tải trọng công trình(số thứ tự 20)

Ntc 600+140=740 KN

Mtc

Chương 2:Thiết kế móng nông

2.1 Xác định kích thước móng

Xác định sơ bộ tiết diện cột

n

R

N k

- Trong đó :

+ N: Lực dọc tính toán+ Rn: Cường độ chịu nén của BT#250 = 11000 KN/m2

+ k = 1,3 ( hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen )

11000

740 3 , 1 3

,

R

N F

n

tt

=

Chọn tiết diện cột C : ( b x l ) = ( 30 x 40 ) cm

Sức chịu tải sơ bộ của lớp đất:

- Sử dụng công thức :

TC

Dc Bh

Ab K

m m

γ γ

- Trong đó : Các hệ số m1 = 1 m2 =1 KTC = 1

- Chọn bề rộng móng : b = 1m

- Chọn độ sâu chôn móng : h = 1m

( ϕ = 26o→ A = 0,84; B = 4,37 ; D = 6,9 ; cII =3,5 KN/m2 )

γII = 18 KN/m3 γ'II lấy bằng 22KN/m3

(0 , 84 1 18 4 , 37 1 22 6 , 9 3 , 5) 135 , 41

=

Giải phương trình tìm bề rộng móng (b)

Do mĩng chịu tải trọng lệch tâm nên kích thước đáy mĩng phải thỏa mãn hai điều kiện sau đây:

- Ứng suất trung bình tại đáy mĩng phải nhỏ hơn hoặc bằng cường độ áp lực tiêu chuẩn của nền đất

- Trị số ứng suất lớn nhất tại đáy móng phải nhỏ hơn hoặc bằng 1,2 lần cường độ áp lực tiêu chuẩn của nền đất.

Ta có phương trình

b 3 +K 1 b 2 -K 2 =0

Trong đó:

Với ϕ=26° tra bảng ta được M 1 =5,19 M 2 =8,2 M 3 =1,188

- Hệ số điều kiện làm việc, m = 1

- Chọn lại chiều sâu chơn mĩng hm = 2m

Thay vào ta có phương trình sau: b 3 +9,07.b 2 -34,88=0

Thử dần ta được b=1,79m,chọn b=1,8m,ta được a=2,5m

Tính lại cường độ tiêu chuẩn R tc của nền đất với kích thước móng đã chọn:

(0 , 84 1 , 8 18 4 , 37 2 22 6 , 9 3 , 5) 243 , 64

=

eb=0; ea=Mtc Ntc =0,095m

Ndtc=740+22.2.2,5.1,8=938KN

5 , 2

095 , 0 6 1 ( 8

095 , 0 6 1 (

Kích thước móng đã chọn như trên là phù hợp.

2.2 Kiểm tra điều kiện biến dạng của móng(tính lún)

Hệ tại chức bỏ qua phần này

2.3 Tính toán kết cấu móng

2.3.1 Kiểm tra điều kiện chọc thủng

- Làm lớp bêtông lót dày 10cm, vữa ximăng cát vàng mác 100 đá 4x6, do đó lớp bảo vệ cốt thép lấy bằng 0,035m.

Chọn chiều cao móng là 0,7m,kiểm tra lại độ bền móng:

- Vẽ tháp đâm thủng ta có diện tích gạch chéo ngoài đáy tháp đâm thủng ở phía có áp lực Pmaxtt xấp xỉ bằng :

2 693 , 0 8 , 1 385 ,

- Áp lực tính toán trung bình trong phạm vi diện tích gây đâm thủng :

- Theo tam giác đồng dạng ta tìm được :

m

2

4 , 0 5 ,

2 − =

=

(255 160 , 91) 215 , 48 ( / ) 5

, 2

05 , 1 5 , 2 91 ,

( )

) / ( 1 , 247 2

1 , 209 045 , 222

) / ( 51 , 240 48

, 215 255 05

, 1

385 , 0 05 , 1 2

2

2 1

2

2 max 2

m KN P

m KN P

P

P P P

tt

tb

tt tt

tt tt tt

( 22 , 487 965 , 0 765 , 0 880 75 , 0

965 , 0 665 , 0 3 , 0 2

2 2

75 , 0

KN N

KN N

m h

b h b b b b

b

b h R N

ct cct

o c o c c d c tb

tb o k cct

= +

= + +

=

+

=

=

 Vậy móng không bị phá hoại theo đâm thủng

2.3.2 Tính toán điều kiện moment

Thép sử dụng là thép AII: Ra = 280000 KN/m2

- Mômen tương ứng với mặt ngàm I-I :

) ( 4 , 233 2

05 , 1 8 , 1 05 , 1 2

48 , 215 255 2 2

1

P M

tt tt

- Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II :

) (

21 ,

146

4

3 , 0 8 , 1 5 , 2 2

3 , 0 8 , 1 2

91 , 160 255 4

3 , 0 2

3 , 0 2

min max 2

KNm

b l b

P P M

tt tt

=

- Diện tích cốt thép để chịu mômen MI :

2 00139 , 0 280000

665 , 0 9 , 0

4 , 233 9

,

M F

a o

I I

 Chọn 14Φ12 có Fa = 0,00168m2

 Khoảng cách giữa trục hai cốt thép cạnh nhau: a=134mm

 Chiều dài mỗi thanh : 2440mm

- Diện tích cốt thép để chịu mômen MII :

2 00087 , 0 280000

665 , 0 9 , 0

21 , 146 9

,

M F

a o

II I

 Chọn 8Φ12 có Fa = 0,000904m2

Đặt theo cấu tạo với 13Φ12

 Khoảng cách giữa trục hai cốt thép cạnh nhau: a=203mm

 Chiều dài mỗi thanh : 1740mm

2.4 Các bản vẽ

Phần 3:THIẾT KẾ MĨNG CỌC

Chương 1:Số liệu đầu vào

1.1 Địa chất công trình

- Lớp 1: Bùn sét màu xám đen , xám xanh, đơi chỗ lẫn ít các hạt mịn, lẫn sỏi sạn

Lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan Bề dày trung bình của lớp đất là 6,5m

- Lớp 2: Căn cứ vào chỉ số dẻo của đất, lớp này được chia làm 2 phụ lớp: phụ

lớp 2a và phụ lớp 2b:

2.1 Phụ lớp 2a:

Sét màu xám xanh, xám nhạt, đơi chỗ kẹp ổ cát và lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Phụ lớp này gặp ở hầu hết các lỗ khoan, ngoại trừ các lỗ khoan: LK2, LK5, LK7 Bề dày trung bình của lớp đất là 4,2m

2.2 Phụ lớp 2b:

Sét cát màu xám xanh lục, xám trắng, xám xanh, đơi chỗ kẹp mạch cát và lẫn sỏi sạn, trạng thái dẻo mềm Phụ lớp này gặp ở các lỗ khoan: LK2, LK5, LK6, LK7, LK8, LK9, LK14 Bề dày trung bình của lớp đất là 3,5m

- Lớp 3: Cát hạt hạt nhỏ đến trung và độ chặt tăng theo độ sâu Căn cứ vào thành

phần cỡ hạt và kết cấu, lớp này cĩ thể được chia làm 3 phụ lớp như sau:

3.1.Phụ lớp 3a:

Cát hạt trung đơi chỗ lẫn mạch cát và sỏi sạn , màu xám trắng, vàng xậm, hồng nhạt, kết cấu chặt vừa đến chặt Phụ lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan Bề dày trung bình của lớp đất là 12,7m

lỗ khoan kể trên bề dày phụ lớp 3c chưa được xác định qua hết

1.2 Bảng tổng hợp số liệu địa chất công trình

Tiến hành lấy mẫu và thí nghiệm 03 mẫu nguyên dạng Tính chất đặc trưng của lớp qua các mẫu thí nghiệm như sau:

STT Các chỉ tiêu cơ lý hiệuKý Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3

Đơn vị tính

%

Nhóm hạt cát

%

Nhóm hạt bụi

%

Nhóm hạt sét

5 Khối lượng riêng γs 2,69 2,73 2,71 2,67 2,67 2,66 g/cm3

18 Giá trị SPT trung bình SPT 0-5 9-24 7-17 13-48 26-50 35-50 Búa

Hình trụ hố khoan(vẽ lại -điền 1 số thơng tin cơ bản nhất của lớp đất).

Chương 2:Thiết kế móng cọc

2.1Chọn loại cọc,kích thước cọc

Chọn độ sâu đặt đế đài:

- Độ sâu đặt đế đài (H m) phải thỏa mãn điều kiện chịu tải ngang và áp lực bị động của đất.

- Giả sử bề rộng đài : Bd = 6m

m H

tg H

B

Q tg

h H

m m

d

tt ox m

212 , 1

6 57 , 1

3 , 35 2

' 21 6 45 7 , 0

.

2 2 45 7 , 0

0 0

0 min

-> Chọn H m = 1 , 5m

- Chọn cọc BTCT hình lăng trụ đúc sẵn, tiết diện 400x400

- Thép chịu lực : 4 ∅ 18 ⇒F a = 10 , 18cm2; cốt đai ∅ 8

- Chọn chiều dài cọc: 20,5m gồm 2 đoạn cọc 10,5m và 10m được nối lại tại công trường

+ 0,5m: Đập vỡ đầu cọc và chôn cọc vào thép trong đài

- Thép sử dụng là thép AII: Ra = 280000 KN/m2

- BT cọc # 200: Rb = 11000 KN/m2

- Hạ cọc bằng cách đóng cọc đặc bằng búa diesel

2.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền

2.2.1 Sức chịu tải của cọc theo cơ lý

8650KN m

R m = (ở độ sâu 21,5m kể từ mặt đất tự nhiên)

+ Chu vi cọc : u = 0,4.4 = 1,6m

+ F: diện tích cọc : F = 0,4.0,4 = 0,16 m2

+ l i: chiều dày lớp thứ i mà cọc xuyên qua

19 , 80 85

, 20 2

3 , 1 2 , 20 3

, 1

11

88 , 77 2

, 19 2

2 2 , 18 2

10

5 , 74 2

, 17 2

2 2 , 16 2

9

13 , 72 2

, 15 2

2 2 , 14 2

8

19 , 15 45

, 13 2

5 , 1 7 , 12 5

,

1

7

86 , 14 7

, 11 2

2 7 , 10 2

6 , 45 6

, 9 2

2 , 2 5 , 8 2

,

2

8 , 43 5

, 7 2

2 5 , 6 2

6 5

, 5 2

2 5 , 4 2

5 75

, 3 2

5 , 1 3 5

,

1

2 , 4 25

, 2 2

5 , 1 5 , 1 5

,

1

6 6

6 6

6 6

6 6

6 6

6 6

6

5 5

5

4 4

4

3 3

3

2 2

2

1 1

1

=

→

= +

=

→

=

f m Z

m l

f m Z

m l

f m Z

m l

f m Z

m

l

f m Z

m l

f m Z

m

l

f m Z

m l

f m Z

m

l

f m Z

m

l

f m Z

m l

f m Z

m l

) ( 97 , 1924

19 , 80 3 , 1 8 , 77 2 5 , 74 2 13 , 72 2

19 , 15 5 , 1 86 , 14 2 6 , 45 2 , 2 81 , 43 2 6 2 5 5 , 1 2 , 4 5 , 1 6 , 1 16 , 0 8650 1 4 , 1

1 ñn

KN P

+

+ +

+ +

+ + +

Lớp

đất

Độ sâu (m) Độ sâu

giữa lớp (m)

=1663,366 KN

2.2.3 Sức chịu tải của cọc theo đất nền

Cho phép chọn sức chịu tải của cọc theo cơ lý để thiết kế,vậy ta có sức chịu tải của cọc là 1924,97 KN/m2

2.3 Xác định số lượng cọc-bố trí mặt bằng cọc

- Phản lực của cọc lên đáy đài khi cọc cách nhau 3d:

4 , 0 3

97 , 1924

31400

n p

N F

m tb tt

H F

Nđtt = sb. m γtb = 24 , 12 1 , 5 20 1 , 2 = 869

- Lực dọc tính toán xác định đến cốt đế đài :

) ( 32269 869

N N

đ

tt o

- Số lượng cọc sơ bộ:

79 , 21 97 , 1924

32269 3

, 1 tkế

H F

Nđ = đ. m γtb = 29 , 92 1 , 5 20 1 , 2 = 1077 , 12

- Lực dọc tính toán tại đáy đài:

( )KN N

N

N tt = 0tt + đ = 31400 + 1077 , 12 = 32477 , 12

- Mômen tính toán tại đáy đài: ( Giả thiết chiều cao đài cọc : Hd = 1m )

( ) (KNm)

Q M M

KNm Q

M M

tt ox

tt oy

tt y

tt oy

tt ox

tt x

302 1 0 302 7 , 0

353 1 353 0 7 , 0

= +

= +

=

= +

= +

=

2.4 Tính toán nội lực đầu cọc

- Lực truyền xuống các cọc dãy biên:

± +

) ( 9 , 1376

6 , 0 8 8 , 1 8 3 8

3 302 6

, 0 12 8 , 1 12

8 , 1 353 24

12 , 32477

24

min

max

2 2

2 2 2

2

max 2

max min

max

KN P

KN P

x

x M y

y M

tt x

→ Vậy thỏa mãn điều kiện lực max truyền xuống dãy cọc biên

2.5 Tính toán về cọc

2.5.1 Tính toán cọc chịu đồng thời H-P-M

Hệ tại chức bỏ qua phần này

2.5.2 Tính toán móc cẩu

Tính toán thép làm móc:

Trọng lượng cọc :P=0,4.0,4.10,5.25=42KN

Fa = 1 , 5 0 , 00025 ( ) 2 , 5 ( )

280000

42 5

, 1

Chọn 1∅20 có Fa=3,14 cm2

2.5.3 Tính toán điều kiện tải dọc trục

4 , 0

10 L

4

tt cọc

= +

2.5.4 Tính toán điều kiện Moment

- Cọc 20,5m được chia làm 2 đoạn (10, 5m và 10m ) nối tại công trường

* Đoạn cọc C1 : ( Dài10, 5m )

- Trọng lượng cọc :

) ( 42 5 , 10 25 4 , 0 4 ,

- Trọng lượng cọc phân bố trên chiều dài :

) / ( 4 5 , 10

42

m KN L

P

* Kiểm tra khả năng chịu lực cửa cọc :

- Cốt thép chịu lực trong cọc : 4Φ18  Fa = 10,18 cm2

- Cốt đai Φ8 ; Lớp bêtông bảo vệ cốt thép : av = 3,0cm

 a = 3,0 + 0,8+ 4 , 7cm

2

8 ,

183 , 0 3 , 35 40 110

18 , 10 2800

α

A

bh R

F R

o n

a a

- Khả năng chịu lực của cọc :

[ ]M = AR n bh o2 = 0 , 167 11000 0 , 4 ( 0 , 353 ) 2 = 91 , 56 (KNm)

- Mômen gây ra khi vận chuyển cọc :

) ( 9 , 18 5 , 10 4 043 , 0 043 ,

=> M =18,9KNm < [M]=91,56 KNm nên cọc đảm bảo cường độ khi vận chuyển.

2.5.5 Tính toán cọc chịu lực ngang

Hệ tại chức bỏ qua phần này

2.6 Tính toán đài cọc

2.6.1 Điều kiện chọc thủng

Xác định sơ bộ tiết diện cột

n

R

N k

- Trong đó :

+ N: Lực dọc tính toán+ Rn: Cường độ chịu nén của BT#250 = 11000 KN/m2

+ k = 1,3 ( hệ số kể đến ảnh hưởng của mômen ) 2

11000

31400 3 , 1 3

,

R

N F

+α=1:bê tông nặng

+Rbt=900:cường độ chịu kéo của bê tông

+ um=2(hc+bc+2ho):giá trị trung bình chu vi đáy trên và đáy dưới của tháp xuyen thủng

Vậy Pxt <Pcxt vậy đài cọc thỏa điều kiện xuyên thủng

2.6.2 Điều kiện chịu uốn

Tính phản lực đầu cọc:

Cọc Giá trị phản lực Cọc Giá trị phản lực ∑xi2 ∑yi2

+ 1343 + 1352,7 +

,52 0,55.(1362 1353,7)

+ 1339,3 +

1349,1 +

95 , 0 9 , 0

1 , 12430 9

,

M F

a o

I I

- Chọn 166Φ20  Fa = 0,052m2 bố trí 2 lớp với:

+ khoảng cách giữa 2 trực cốt thép : a=53mm

+Chiều dài mỗi thanh : 6740 mm

* Mômen tương ứng với mặt ngàm II-II :

) ( 9 , 6565 1376,9)

+ 1373,31 +

1369,7 +

1366,12 +

1362,52 +

1358,9 (

8 ,

- Diện tích cốt thép :

2 027 , 0 280000

95 , 0 9 , 0

9 , 6565 9

,

M F

a o

II II

- Chọn 88Φ20  Fa = 0,0276m2

- khoảng cách giữa 2 trực cốt thép : a=77,5mm

- Chiều dài mỗi thanh : 4340mm

2.7 Kiểm tra điều kiện đất nền dưới mũi cọc

2.7.1 Xác định khối móng quy ước

- Xác định kích thước móng quy ước:

067 , 0 ' 45 3 4

' 15 15 3

, 7 5 , 3 2 , 4 5

3 , 7 26 5 , 3 '.

31 8 2 , 4 '.

42 12 5 '.

21 6 4

4 4

0

0 0

0 0

0 3

2 1

3 3 2 2 1 1

=

=

= +

+ +

+ +

+

= +

+ +

+ + +

=

tg tg

l l l l

l l l l

tb

tb

ϕ

ϕ ϕ ϕ ϕ

ϕ

- Chiều dài quy ước của đài:

m tg

L

4 ) 1 , 0 (

2 4 , 6

- Chiều rộng quy ước của đài:

) ( 68 , 6 4 ) 1 , 0 (

2 4

- Chiều cao khối móng quy ước: hqư = 20 + 1 , 5 = 21 , 5m

Moment chống uốn của khối móng quy ước:

Wx=9,08.6,682/6=67,52 m3

Wy=6,68.9,082/6=91,79 m3

2.7.2 Xác định ứng suất dưới đáy khối móng quy ước

Khối lượng đất trong móng quy ước:

Ưùng suất dưới đáy khối móng quy ước:

Ptcmax = Ntcqu /Aqu+ Mtcxqu/Wx+ Mtcyqu/Wy=1023,44 KN/m2

Ptcmin = Ntcqu /Aqu- Mtcxqu/Wx- Mtcyqu/Wy=802,705 KN/m2