Nền móng thiết kế móng nhà công nghiệp một tầng

Nguyễn thị Thanh HươngSVTH : Hoàng văn Mộc -Lớp 03X4 Đề bài : Thiết kế nền móng cho nhà công nghiệp cột trục B , D Số hiệu đề bài : Dlll - VII Thiết kế nền và móng nhà cho công trình có

Trang 1

GVHD : Ths Nguyễn thị Thanh

HươngSVTH : Hoàng văn Mộc -Lớp 03X4

Đề bài : Thiết kế nền móng cho nhà công nghiệp cột trục B , D

Số hiệu đề bài : Dlll - VII

Thiết kế nền và móng nhà cho công trình có nội lực do tảl trọng tính toán

thuộc tổ hợp cơ bản Cặp nội lực nguy hiểm nhất gây ra tại chân cột (đỉnh

chiều dày ít thay đổi trong mặt bằng và trung bình bằng các trị số cho

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIÉN TRÚC

HÀ NỘI

KHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN

+ Móng đơn trên đệm cát+ Móng cọc dưới cột (theo TCXD 205 -

1998 )

4. Phân tích chọn phương án nền móng

5. Thiết kế móng cột trục D theo phương án chọn ở trên

Bảng số liệu tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn tác dụng ở đỉnh móng

Trang 2

HÀ NỘI

KHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN CHƯƠNG I : Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên

I. Phương án : Móng đơn BTCT dưới chân cột thép

1.2. Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn , địa chất công

Lớp đất này dày 8,9 m , hoàn toàn nằm dưới mực nước ngầm

e = ỵs (1 + 0.01JT) r

Trọng lượng riêng đẩy nổi :

26.7Q+

0.01*26.3) _

Trang 3

Đánh giá : đất có lL (0; 1) nên ở đất ở trạng thái dẻo

Modul biến dạng của dất: E = 8470 kPa nên là dất trung bình

Độ bão hoà nước G = 86.3% > 80% nên ở trạng thái no nước

Đánh giá : Modul biến dạng của dất: E = 10700 kPa do đó đất tương đối tốt

Độ bão hoà nước G = 86.3% > 80% nên đất ở trạng thái no nước

Lớp 5 : Cát hạt vừa

Lớp đất này có chiều dày chưa kết thúc trong phạm vi hố khoan sâu 30 m ,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIÉN TRÚC

HÀ NỘIKHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN

Kích thước tiết diện phần dùng để đặt bản đế thépĐường kính lớn nhất của bu lông liên kết là D = 48 mm

<= 48 mm nên ta cókích thước theo 2 phương ở tiết diện đỉnh móng là :

HÀ NỘI

Bc= 520 + 150 + 150 = 820 mmCột trục D: lc = 1000 + 50+ 50 = 1100 mm

Bc = 520 + 150 +150 = 820 mmChiều cao móng tối thiểu với móng đơn BTCT dưới cột thép là :

hm > lneo+ 100

Chọn loại bulong neo là bulong có bản đế ở phía dưới và sử dụng chung cho cả

cột B lẫn cột D

Chiều dài bulong neo D36 là lneo = 600 mm , bulong D48 la' lneo = 800 mm

Chiều sâu chôn móng tối thiểu là :

h > 800 + 100 + 600 = 1500 mm

Bảng tổng hợp tải trọng tại trọng tâm diện tích đế móng :

Đêmỏng 1433 356.7 33 1194.17 297.25 27.5

_ M; _ 297,25 _ oc

Giả thiết bề rộng móng b = 3 m

Móng đặt vào lớp đất sét pha

cường độ của đất nền :

Trang 4

ngoài hiện trường

Với <p= 12,5 ° tra bảng ta được các hệ số A,B ,D

ỵlh = 20 kN/m3 trọng lượng trung bình của móng và các lớp đất phía

Do ảnh hưởng độ lệch tâm tải trọng không lớn nên chọn kì = 1,2

Diện tích đế móng F* = k.,.Fsb = 1.2 X 10,66= 12,792 m2

Chiều rộng cần thiết của móng là : b =

12,7921,2Chọn b = 3,2 m

Trang 5

ơzlo =2>,A =1*16,5 + 0,7x18 = 29,1 kPa

úng suất gây lún tại

áp lực tiêu chuẩn trung bình tại tâm diện tích đế móng:

p£ = = 174'97 + 97'44 =136,2 kPaKiểm tra áp lực dưới đáy móng

ptcmax< 1,2Rtc = 1,2 x 150 =

180 kPaptbtc< Rtc= 165 kPa

-p™» 100 % =180 ~1 ——100 % =2,794 %

Ta thấy các giá trị áp lực do tải trọng và cường độ tính toán của đất nền không

chênh nhau quá nhiều và để thiên về an toàn ta chấp nhận kết quả tính toán

Trong đó k0 là hệ số giảm ứng suất theo chiều sâu

HÀ NỘI

KHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN k0 phụ thuộc vào tỉ số l/b , 2z/b

Để tính lún ta dùng phương pháp cộng lún các lớp phân tố

Chia đất nên dưới đấy móng thành các phân tố có chiều dày hj = 0,2b = 0,2x 3

= 0,6 m

Trang 6

Giới hạn nền được xác định tại điểm có độ sâu z = 6,42 m từ đáy móng thoả

mãn điều kiện ơgl < 0.2ơbt

Độ lún cuối cùng của nền được xác định theo công thức sau :

s = 0,

E>

Trong đó : J3 = 0,8 cho mọi lớp đất phân tố

s =

+ 101,32 + 31.803 +0,8x0,64 + 21.137 + 17.635 +

s = 0,043 +0,004 = 0,047 m = 4,7 cm

s < Sgh = 12 cm

Vậy kích thước móng thoả mãn điều kiện biến dạng

l.4.Kiểm tra điều kiện áp lực lẽn lớp đất yếu

Trang 7

Trang 8

HÀ NỘI

LJ^=3_28-X2

2 2Trong đó : c bề rộng diện chọc thủng tính cho phía có áp lực lớn

_ I-L u

c = —— - h2

lbd : cạnh dài chân bản đế

\ /*' 1 •> •, bM + brí 0,52 + 2,22

Vê phải : btb = bd d = ———— = 1,37/7?

Trong đó : bd = bbd +2h0 = 0,52 + 2x0,85 = 2,22 m

nên 0,75 Rk.h0btb = 0,75 X 750 X 0,85 x1,37 = 655 kN

So sánh kết quả tính toán ta thấy kết quả khá chênh lệch tuy nhiên tuy yêu cẩu

cấu tạo ta chọn chiều cao móng h = 0,9 m là thoả mãn

1.5.2 Tính toán và cấu tạo cốt thép cho móng

- Sơ đồ tính toán : Móng có kích thước bxhmxl = 3x0,9x3,8 m

Do móng có chiều cao khá lớn hm = 0,9 m nên độ cứng của móng tại vị trí chân

cột rât lớn Ta có thể tính toán cốt thép trong móng theo sơ đồ ngàm conson

đơn giản Chiều dài nhịp tính toán tính từ mép móng đến mép chân bản đế

- Tải trọng tác dụng

Trang 9

a1 0,9(ha - ộ, )Ra 0,9x(85 - 1,4)x2600

HÀ NỘI

Chiều dài nhịp tính toán : L = 0,5(1 - lbd) = 0,5(3,8 - 1,2) = 1,3 m

Giá trị áp lực tại tiết diện l-l :

PĨ = PL + P"ax ~p"in (/-/-) = 71,327 +164,36-71,327(3,8-1,3) = 132,533/cPa

Tảl trọng tính toán tác dụng lên móng quy về tảl trọng phân bố đều trên suốt

chiều dài L = 1,3 m và bề rộng móng b = 3,2 m

Dtt L2 475 03x1 32

Momen lớn nhất tai tiết diên I - I : MT* =

Diện tích cốt thép theo yêu cầu _ HmT 40140000

Tảl trọng tác dụng lên dầm Pnu = lxptttb = 3,8x125,7 = 477,66 kPa

Chiều dài nhịp tính toán B = b ~ b c = -—= I,24w

2 2Momen lớn nhất tại mặt ngàm II -II :

Mmax = PỊ/Ễ!_ = 477,66x1,242 = Chọn thép 20Ộ12 có Fa = 19x 1,13= 21,47 cm2

Trang 10

HÀ NỘI

KHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN , _ /-2(1,5+ 2,5) 3 0 0 - 8Khoáng cách giữa các cốt thép : a = -— — = ——- = 20,6cmChọn a = 20 cm = 200 mm

Cốt thép dọc và cốt phân bố được cấu tao như hình vẽ

Trang 11

v • v y N 1194,17

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG TRÊN NỀN NHÂN TẠO

Phương án : Móng đơn BTCT trên đệm cát11.1 Xác định sơ bộ kích thước

móngChọn chiều sâu chôn móng h = 1,7 m

Chọn vật liệu cát làm dệm là cát hạt thô đầm đến trạng thái chặt vừa thay thế 1

phần lớp đất yếu sét pha dẻo mềm ở bên dưới

Trong đó : k = 0,125 là hệ số ảnh hưởng bề rộng móng tra theo bảng

Do ảnh hưởng của độ lệch tâm của tải trọng ta tăng diện tích đáy móng lên là

kì = 1,2 lần

Chọn bề rộng móng b = 1,9 m

Chiều dài móng I = 1,2 X 1,9 = 2,28 m

Chọn I = 2,4 m

11. 2 Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng

Giả thiết chọn chiều cao hm = 0,9 m

Tải trọng tác dụng tại trọng tâm diện tích đế

R-ỵ,bh 416,25 - 20x1,7

Chọn tỉ số I / b = 1,2 ta có kích thước bề rộng móng : b =

_ Mtc 297,25

Trang 12

b< J

HÀ NỘI

KHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN Với b = 1,9 m cường độ tính toán của đất nền

- = 4001 1 + 0,125

1,9-1^11,7 + 21

11.3. Xác định kích thước của đệm cát

Xác định chiều dày lớp đệm cát dựa trên điều kiện áp lực lên lớp đất yếu

Điều kiện kiểm tra áp lực lên lớp đất yếu:

Trong đó : Rdy = ~Ịp~^b,y« +£+/»+C;P)

Giả thiết chiều cao lớp đệm cát là hd = 1,5 m

suy ra Hy = h + hd = 1,7 +1,5 = 3,2 mứng suất bản thân tại đế móng :

ơhlữ = 1x16,5 + 0,7x18 = 29,1 kPa

ứng suất bản thân tại đáy đệm cát:

ơ* Hy = 1x16,5 + 0,7x18 + 1,5x8,453 =

41,78kPa

Trang 13

Thay vào trên ta được : ơz=Hy = 0,483x266,685 = 128,8kPa

Vậy : ơbzlHy + ơịHy = 41,78 +128,8 = 170,588/cPa

Xác định byTheo điều kiện cân bằng lực của khối đệm cát:

^ = rnr1(Abyr„+BHyr„+cllD)

1 1x1 _ _ _ _ _ _ _

= — (0,245x2,83x8,453 +1,9975x3,2x13,056 + 18x4,4875)1

Rdy = 186,92 kPa

Như vậy biểu thức (*) đã thỏa mãn nền đã thoả mãn điều kiện áp lực dưới lớp

đất yếu

ll.4.Kiểm tra điều kiện biến dạng của đất nền

Dùng phương pháp cộng lún các lớp phân tố chia các lớp đất thành các phân

tố đồng thời dùng trọng lượng của lớp đất sét pha dẻo mềm thay thế

cát khi tính ứng suất bản thân

HÀ NỘI

KHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN Bảng tổng hợp kết quả tính lún cho như sau

Trang 14

Giới hạn nền được xác định tại độ sâu z = 6,12 m kể từ đáy móng thoả mãn tỉ

sốơg|/ơbt = 0,172 < 0,2

Độ lún của nền được xác định như sau : S-Pi

YPĨUÁ

Thay số liệu từ bảng kết quả với modul đàn hồi của đệm cát Ed = 35000 kPa

s =

+ 258,5 + 176,65 +0,8x0,38 + 82,165 + 30,194 + - 25,121"! + 21,703 + 16,637 +

Từ biểu đồ ứng suất gây lún ta xác định được góc ứng với hệ số góc của đường

cong ứng suất gây lún tại điểm ở đáy đệm cát a = 30°

- Bề rộng đáy đệm cát bd = b +2hd.tga

- bd = 1,9 + 2 X 1,5 X 0.577 = 3,7 m

Trang 15

ct “min \“max “min/ I

áp lực trung bình của diện chọc thủng tính cho phía có áp lực lớn là :

Trang 16

HÀ NỘI

Theo yêu cầu cấu tạo của móng chọn chiều cao móng h = 0,9 m

1.5.2 .Tính toán câu tạo cốt thép cho móng

- Sơ đồ tính toán : Móng có kích thước bxhmxl = 1,9x0,9x2,4 m

Do móng có chiều cao khá lớn hm = 0,9 m nên độ cứng của móng tại vị trí chân

cột rât lớn Ta có thể tính toán cốt thép trong móng theo sơ đồ ngàm conson

đơn giản Chiều dài nhịp tính toán tính từ mép móng đến mép chân bản đế

- Tải trọng tác dụng

Trang 17

pị = ^max ^min = 295,875/cPa

Chiều dài nhịp tính toán : L = 0,5(l - lbd) = 0,5(2,4 - 1,2) = 0,6 m

Giá trị áp lực tại tiết diện l-l :

Tải trọng tính toán tác dụng lên móng quy về tải trọng phân bố đều trên suốt

chiều dài L = 0,6 m và bề rộng móng b = 1,9 m

495,55 + 404,1725x1,9 = 855,25/cPaMomen lớn nhất tai tiết diên I - I : M,max = = 855,25x0-6 = 153,95/íA/.m

Tảl trọng tác dụng lên dầm P||U = Ixp^b = 2,4 X 295,875= 710,1 kPa

Momen lớn nhất tại mặt ngàm II -II :

Trang 18

Chiều dài của 1 thanh thép b - 50 =1900 - 50 = 1850 mm = 185 cm

HÀ NỘIKHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN III. THIẾT KẾ MÓNG cọc CỘT TRỤC B

III.1. Chọn kích thước cọc và phương pháp thi công

II 1.1.1 Chọn chiêu cao đài và chiêu sâu đặt đài

Giả thiết vị trí đặt bulong neo trùng với vị trí của đầu cọc ngàm vào đài do

đó chiều cao tối thiểu của đài hđ > lneo + 150 mmChọn bulong neo dài 800 mm chiều cao đài là : hd = 800 +150 = 950 cm

Chiều dày các lớp đất dưới đáy đài

- Lớp sét pha xám tro : dày 4,3 m

- Lớp cát pha : dày 8,9 m

- Lớp cát hạt nhỏ : dày 5,5 m

- Lớp cát hạt trung : chiều dày chưa kết thúc trong phạm vi hố khoan

II 1.1.2 Xác định chiểu dài cọc , loại cọc và phương pháp thi công

Thiết kế móng cọc cột trục B cho nhà công nghiệp 1 tầng khung cột thép

Vật liệu

Trang 19

Trang 20

HÀ NỘI

KHOA XDD&CN - ĐỎ ÁN NÈN 111.2 Xác định sức chịu tải của cọc đơn///.2.7 Theo vật liệu làm cọc

Cọc được xem như cấu kiện chịu tải trọng đúng tâm :

pv = ọ(RbFb + RaFa)

Theo báo cáo kết quả khảo sát địa chất trong phạm vi chiều sâu hố khoan

không có lớp than bùn nên ta không kể đến sự uốn dọc của cọc khi chịu nén

Fa = 10,17 cm2= 10,17 4m2

,10-Fb = 900 cm2 = 900 10'4 m2

Thay số vào : pv = (13000 X 900.10-4 + 260000 x10,17.10'4) = 1414,42 kN

111.2.2 Theo cường độ của đất nên

II 1.2.2.1 Theo phương pháp thống kê quy phạm

Chân cọc cắm vào lớp cát hạt trung trang thái chặt vừa nên tính toán như cọc

ma sát mR = 1

- Sức chịu tảl cực hạn của cọc được xác định theo công thức sau

pd = m(mRRF + uZmfjfjlj) (**)Trong đó :

Trang 21

dày lị

qci(kPa)

k (Xi %

(kPa)

qsi(kPa)

li

Nsi Nsilsi

Thay các số liệu trên vào biểu thức (**) ta được

pd = 1 X ( 1 X 4880 X 900x 10'4 + 4 X 0,3 X 715,93) = 1290,32 kN

Sức chịu tải cho phép của đất nền : pd’ = pđ /1,4 = 927,368 kN

II 1.2.2.2 Theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh

Theo kết quả của thí nghiệm xuyên tĩnh sức chịu tải cực hạn của cọc được xác

- Sức cản phá hoại của toàn bộ đất ở thân cọc pxq = uXqSịlị

Lực ma sát thành đơn vị của lớp đất có chiều dày lị: qsi = —

px’ = 1739,9 kN

Sức chịu tảl cho phép của cọc : px = Px’/3 = 578 kN

III. 2.2.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo công thức Nhật BảnTheo công thức Nhật Bản sức chịu tải cho phép của cọc là :

Trong đó :

- a = 300 với cọc đóng

Trang 22

d ptt~rtbh-n 691,3-20x2,1x1,1

Sức chịu tải cho phép của cọc :

HÀ NỘI

PSPT = ( 300 X 22 X 0,09 + 4 X 0,3 (2 X 89,65 +724,7)) / 3

PSPT = 559,6 kN

• Tải trọng cho phép dùng để tính toán cọc : p = min( pv ,Pd,Px,PSpT)

• P = PSPT = 559,96 kNIII. 3 Xác định sô lượng cọc - bố trí cọc trong đài

áp lực giả định tác dụng lên đáy đài do phản lực đầu cọc

Trang 23

III.5Tải trọng phân phối lên cọc

- Theo các giả thuyết gần đúng cọc chịu tải trọng do đài truyền vào cọc

chỉ chịu nén hay kéo

Trọng lượng của đài và đất phía trên

Nttd = n.Fd.h ỵTB = 1,1x1,5x2x2,1x20 = 138,6/cA/

Tải trọng tính toán ở trọng tâm diện tích đáy đài là :

với Xmax = 0,75mIx2 = 4 X 0,752 = 2,25 m2Lực truyền đến các cọc biên là

Trang 24

III.6.Tính toán kiểm tra cọc

III.6.1 Kiểm tra cọc khi vận chuyển

III.6.2 Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng

Do các cọc đều chịu nén không chịu nhổ khi làm việc với tổ hợp tải trọng

đang xét -*• Kiểm tra p = pmax + Pc < [P] = PSPT = 559,96 kN

Trong đó pc là trọng lượng tính toán của cọc đã trừ đi phần đất bị chiếm chỗ

Trọng lượng của cọc (toàn bộ cọc nằm dưới mực nước ngầm)

Qc = nF Y lc = (25 -10)x 0,32x (21-0,7)x.1,1 = 30,1455 kN

Trọng lượng đất bị chiếm chỗ là :

Qd = 0.32 X 1,1 X ( 4.3 X 8.452 + 8.9 X 9.211 + 5.5 X 9.54 + 1.6 X

Trang 25

Như vậy hệ số k = 0,24 < 0,7 nên số cọc n = 4 là hợp ly

III.7.Tính toán kiểm tra đài cọc

Đài cọc làm việc như một bản coson , Phía trên chịu lực tác dụng đỉnh

đài , phía dưới chịu tác dụng của các phản lực đầu cọc p0ị -*• cần phải tính

Trang 26

HÀ NỘI

ta có o, = 0,5(ld - lbd) - hod = 0,5(2 - 1,2)- 0,85 = -0,45 m < 0

c2 = 0,5(bd - bbd) - hod = 0,5 (1,5 - 0,52 ) - 0,85 = - 0,36 < 0Vậy tháp chọc thủng trùm ra ngoài phạm vi đế đài nên đài không bị đâm thủng

II 1.7.2 Tính toán cốt thép trong đài trên tiết diện thẳng góc

Sơ đồ tính toán : Xem đài cọc như 1 thanh conson ngàm tại mép bản đế

+ Theo phương cạnh dài ld

- Momen tại mép

ngàm /-/;

M| = r.|(Po2 + p 05)

Trang 27

P02 - P05 ” pOmax - 512,9 kN

M, = 0,15 X 2 X 512,9 = 153,87 kNm

Diện tích cốt thép yêu cầu :

Chọn 10Ộ10, Fa = 7,85 cm2Khoảng cách các thanh cốt thép :

- Momen tại mép ngàm ll-ll:

Khoảng cách điểm đặt lực : r2 = 0,5 - 0,5bbd = 0,5- 0,5 X

0,52= 0,24 mM|| =r2(P01+P02)= 0,24 (272,9+ 512,9) = 188,592 kN.m

Ngoài ra do chiều cao hd = 1 m nên cần đặt thêm thép cấu tạo phía trên

để chống co ngót khi đổ bê tông

Như vậy thép chịu lực trong đài được đặt theo lưới 15 X

15 cm

Chọn 010 a 200 mm đặt theo lưới ô vuông

IV Kiểm tra nền móng cọc theo điều kiện biến dạng

Giả thiết coi móng cọc làm việc như một khối móng quy ước

IV. 1 Kiểm tra áp lực dưới đáy móng quy ước

Trang 28

ẹ ~ Yh, ~ 4,3+ 8,9+ 5,5+ 1,6 “ ’

HÀ NỘI

Nhóm cọc được kiểm tra theo điều kiện biến dạng như 1 móng chôn nông trên

nền thiên nhiên có kích thước bằng kích thước của khối móng quy ước tính từ

chân móng cọc đến cốt nền thiên nhiên ngoài nhàĐiều kiện kiểm tra :

P“tb<RPmaxtt<1f2R

Trong đó R là cường độ tính toán của đất nền ở chân cọc tính theo chỉ tiêu của

nền đất

- Xác định khối móng quy ước

+ Xác định chiều cao khối móng quy ước

HM = Lc + h = 20 + 1,9 = 21,9 m+ Góc mở a = (ptb/4

+ Bề rộng :

BM = B' + 2Lctga = 1,5 - 2 X 0,1 + 2 X 20,3 X tg5.666° = 5,27 m

- Xác đinh tải trọng tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước

+ Trọng lượng của đất và đài tính từ đỉnh khối móng quy ước xuống đến

đáy đài :

Ni = Fm.ytb h = 5,77 X 5,27 X 20 X 2,1= 1277,13 kN+ Trọng lượng khối đất từ đáy đài đến mũi cọc

^2 = (LM-BM — n Fc) lj.Ỵj

N2 = (5,77x5,27 - 0,09x4).(4,3x8,453 +8,9x9,211 + 5,5 X 9,54 + 1,6 X

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	2,63 MB