Thiết kế móng cho 1 tường chắn bằng đất dài 50m,chiều rộng đáy tường bt=2 5m lưng tường nghiêng với phương thẳng đứng 1 góc đất sau lưng tường là sét pha dẻo cứng ,đồng nhất

Ngời thiết kế chỉ có thểchọn đợc phơng án nền móng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế khi có sự hiểubiết sâu sắc về cơ học đất , nền và móng , cũng nh kỹ thuật thi công nền móng .Chính

mở đầuCơ học đất - nền móng gắn liền với hoạt động xây dựng của con ngời Từthời xa, loài ngời đã biết sử dụng đất vào mục đích xây dựng các công trình chomình , nhằm phục vụ các nhu cầu về ở , đi lại , vui chơi giải trí

Để xây nên một công trình thì bớc đầu tiên đóng vai trò quyết định là phảixây dựng đợc phần móng của nó Bởi lẽ móng và bản thân nền có ổn định thì côngtrình bên trên mới tồn tại và sử dụng một cách bình thờng Ngời thiết kế chỉ có thểchọn đợc phơng án nền móng đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và kinh tế khi có sự hiểubiết 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

Ngành học địa chất công trình gắn liền với công tác khảo sát nền và thiết kếmóng, tôi đợc các thầy giáo trong bộ môn Địa chất công trình giảng dạy nhữngkiến thức về cơ học đất và nền móng , đó là điều kiện cho tôi tìm hiểu sâu hơn vềlĩnh vực này

Đồ án môn học của tôi đợc sự hớng dẫn của:

PGS.TSKH Tạ Đức ThịnhPGS.TSKH Nguyễn Huy PhơngGVC Nguyễn Hồng

Xin chân thành cảm ơn đến các thầy

Đồ án đã hoàn thành và đợc trình bày dới đây

1.Nội dung và nhiệm vụ :

Cho 1 tờng chắn bằng đất dài 50m,chiều rộng đáy tờng bt=2.5m.Lng tờngnghiêng với phơng thẳng đứng 1 góc .Đất sau lng tờng là sét pha dẻo cứng ,đồngnhất,nghiêng với phơng nằm ngang 1 góc Kích thớc tờng ,trọng lợng tờng và cácchỉ tiêu cơ lí cho ở bảng sau:

8-1 8 12 13 24 16 0.22 1.92 0.67 161.70 83.0





bt/2 bt/2

bt_chiều rộng đáy tờng

1.Tính áp lực chủ động của đất tác dụng lên lng tờng theo phơng pháp giải tích củaCoulomb

a)Theo phơng pháp giải tích của Coulomb

b)Theo phơng pháp đồ thị của Coulomb

So sánh kết quả trên với sai số cho phép 2≤ 2 

2.Thiết kế móng dới tờng chắn:

-Chọn chiều cao chiều rộng móng

-Tính tải trọng tác dụng lên móng PH gồm:+ Trọng lợng tờng G

+Thành phần thẳng đứng của Ecđ.-Tính kích thớc móng.

-Kiểm tra kích thớc móng và điều kiện làm việc của nền đất

-Tính độ lún cuối cùng tại tâm móng theo phơng pháp phân tầng lấytổng.

3 tính toán áp lực chủ động

a phơng pháp giải tích của coulomb.

Do đất sau lng tờng có lực dính,áp dụng định lí Caco,xem khối đất sau lng ờng đất rời chịu thêm ở mọi điểm một ứng suất phụ P - gọi là áp lực dính của

t-đất,có trị số bằng nhau theo mọi phía(có tác dụng nh áp lực thuỷ tĩnh).Dọc theo lngtờng nó có tác dụng làm giảm Ec

áp lực chủ động khi cha có lực dính đợc tính theo công thức sau:

Từ hình vẽ ta có:

Ecms = AB.2/2

=> 2 = 2.Ecms/AB = 9,21 (T/m2) 2 = 2 - 2c = 6,68 (T/m2)

b Phơng pháp đồ giải của coulomb

Từ chân tờng B ta kẻ các mặt trợt giả định BC1 , BC2 BC10 ; BC1 hợp với BC2 là

5o , BC3 hợp với BC2 là 5o…Cho đến BCCho đến BC10

5

G1 R1

G9

G10

R 1

E1 G1

- Trọng lợng của các lăng thể đợc biểu diễn theo tỉ lệ bằng đồ thị (Hình trên)

Đo khoảng cách MK chính là áp lực lớn nhất của đất lên tờng chắn khi cha kể đếnlực dính : MK = 37.49

So sánh khi tính theo phơng pháp đồ thị và giải tích ta thấy

Sai số : a = 37,66 / 37,897 = 0.62 % < 2%

Cũng tơng tự nh trên ta cũng tính đợc áp lực chủ động của đất lên tờng chắn khi có

kể đến lực dính là diện tích tam giác DB1C ta tính đợc là :

Ec = 19,81 (T/m)

4 Xác định kích thớc móng

Chiều cao móng hm = 1m ,móng có cấu tạo nh hình vẽ:

Theo đề bài yêu cầu móng thiết kế phải là móng băng ( l >> b)

F:diện tích đáy móng ; h :chiều sâu đặt móng

7

:hệ số điều chỉnh giữa đất và vật liệu làm móng , cho móng bê tông cốt

N _ phản lực lên đáy móng,

để tận dụng tối đa sức chịu tải của nền.

Sức chịu tải của nền và công trình đợc tính theo công thức:

2

g g

m = 2,1 T/m3 : khối lợng trung bình của móng và đất ở trên móng

( do đất trên móng và dới đáy móng đồng nhất nên m =  )

5 tÝnh to¸n t¶i träng t¸c dông lªn mãng

t¶i träng t¸c dông lªn mãng PH gåm:- träng lîng têng G

§Ó tiÕt kiÖm tèi ®a søc chÞu t¶i cña nÒn ta lÊy: N = F RH.

P G M

1 min

1 2 3

i b

.

ab a

a a o

M F

m m R h

 = 0,000982 m2 = 9,82 (cm2)

Ra = 21000 (T/m2)Chọn cốt chịu lực : thép 16 => fa = 2,009 cm2

Số thanh thép trên một đơn vị chiều dài (1m): a

a

F n f

 = 4,88  5 thanh

Khoảng cách giữa các thanh cốt thép chịu lực:

2 1

C N

e = 4 cm_chiều dày lớp bê tông bảo vệ

Do đất nền có tính nén lún thay đổi ít trong mặt bằng và do tờng có độ cứnglớn nên móng sẽ lún khá đồng đều do đó thép dọc đáy móng chỉ đặt theo cấu tạo vàlúc đó thép ngắn cần đặt dới còn thép dài(thép cấu tạo) đặt theo chiều dài móng đặt

Lực gây lật là thành phần nằm ngang của áp lực chủ động Ech

M M

Hệ số ổn định trợt :

30,52

1,7417.49

ct gt

F F

Móng ổn định không bị trợt

13

c Kiểm tra ổn định nền

*Theo giả thiết mặt trợt giả định phẳng

Theo Belzeski mặt trợt có đặc điểm nh sau:

Lực đẩy của khối đất ABC có tác dụng nh Ec , phản lực của BCD nh là áplực bị động Eb

Điều kiện cân bằng giới hạn: Ec = Eb (*)

C

Ec Eb

45o-

h

Ec = ct + bt = diện tích biểu đồ phân bố áp lực hông do công trình và đấtnền gây ra lên BC.

Trên tiết diện nằm ngang song song với mặt phẳng giới hạn ứng suất bảnthân đất là:

bt = z = 1 (ứng suất chính lớn nhất)Trên tiết diện vuông góc:

tg tg

O

A

B C

-Vẽ cung tròn (O,R) bất kì đi qua mép móng B

-Chia khối đất làm nhiều mảnh thẳng đứng

li chiều dài đoạn cung tròn thứ i

Lực chống trợt và gây trợt phải xét thêm thành phần nằm ngang của Ec đối với tâmtrợt

GT = tải trọng công trình + trọng lơng các mảnh đất thứ 1 đến 13 +0.5E c = 224.9

GT = R(tải trọng công trình + trọng lơng các mảnh đất thứ 1 đến 13) +1.E c

Ta thấy tại O3 có hệ số trợt  =1.618 nhỏ nhất,,kẻ XX’ song song với trục hoành ,tính hệ số  các điểm Oi

CT = R(ma sát + lực dính toàn khối trợt ) = R S  i   293.2 T/m

GT = R(tải trọng công trình + trọng lơng các mảnh đất thứ 1 đến 15) +0.5.Ech =

cach YY' 0.5m

Mảnh g i sin  i cos  i l l i tg  i C i g i cos  i t

CT = R(ma sát + lực dính toàn khối trợt ) = R si   327.3 T/m

GT = R(tải trọng công trình + trọng lơng các mảnh đất thứ 1 đến 18) +0.5.E c

tg  i g i sin  i C i l l i S i

21

CT = R(ma sát + lực dính toàn khối trợt ) = R S  i   352.5 T/m

GT = R(tải trọng công trình + trọng lơng các mảnh đất thứ 1 đến 11) +0.5.E c

= 199 T/m

=

= 1.771 >1.5

Tại O2 có  = 1.693 nhỏ nhất , suy ra toạ độ của tâm trợt nguy hiểm nhất là

O2 (0m,1.5m) so với hệ toạ độ OXY:

ko tra bảng phụ thuộc l/b và z/b

Kết quả tính các thành phần ứng suất bt vàz đợc tính nh bảng sau :

thoả mãn điều kiện : z O 0,2.bt

=> chiều dày của vùng hoạt động nén ép là 11,7 m

Độ lún cuối cùng :

S = 0,90 0,000414.10 (2,07/2 + 2,02 + 1,82 + 1,56 + 1,33 + 1,14 + 0,99+

0,87 + 0,77 + 0,70 + 0,63 + 0,58 + 0,53 + 0,49/2)

= 0,0529 m = 5,29 cm

Đồ thị phần bố ứng suất dới đáy móng đợc biểu diễn hình sau :

h

Z

14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2

1 hi

 z 0 = 2,07(kg/cm2)

0

 bt 0 = 0,190 (kg/cm2)

9.Kết luận

đồ án đã trình bày nội dung , nhiệm vụ , phơng pháp tính toán tờng chắn đất nhìn chung trong trờng hợp tờng chắn này có nền tơng đối đồng nhất , không cómực nớc ngầm gây áp lực đẩy nổi nên tính toán không mang hoàn toàn ý nghĩa

đối với tính toán một tờng chắn thực tế mà chỉ là một trờng hợp riêng

Tính toán cho thấy thành phần nằm ngang của Ec lớn gấp nhiều lần thànhphân thẳng đứng , là nguyên nhân chính gây ra hiện tợng lật trợt tờng chắn Nhiệm

vụ thiết kế và tính toán đã khắc phục đợc các hiện tợng này

Trong quá trinh hoàn thành đồ án của tôi có sự góp ý của thầy giáo hớng dẫnchính : PGS TSKH Tạ Đức Thịnh

Và ý kiến giúp đỡ của : PGS TSKH Nguyễn Huy Phơng

GVC Nguyễn Hồng trong bộ môn địa chất công trình

xin chân thành cảm ơn đến các thầy với những ý kiến quý báu đã giúp tôihoàn thành đồ án này !

Sinh viên thực hiện

đỗ ngọc Phong

ĐCCT-ĐKTB K47