nghiên cứu về ĐỒ án nền MÓNG

Nhiệm vụ : Hãy thiết kế 3 phương án móng: - Móng nông bêtông cốt thép dưới cột trên nền thiên nhiên hoặc nền nhân tạo; - Móng cọc BTCT, đài thấp dưới cột - Móng cọc BTCT, đài cao dưới tr

PHẦN 1.NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ SỐ LIỆU XUẤT PHÁT

1 Nhiệm vụ : Hãy thiết kế 3 phương án móng:

- Móng nông bêtông cốt thép dưới cột trên nền thiên nhiên hoặc nền nhân tạo;

- Móng cọc BTCT, đài thấp dưới cột

- Móng cọc BTCT, đài cao dưới trụ cầu nhỏ

2.Số liệu :

a- Địa chất

Mã số

ĐC

Thứ tự lớp đất từ trên xuống Tên đất Chiều dầy (m) Mã hiệu lớp đất

ĐC – 2

b – Sơ đồ công trình (cột): Phương án 5

Đại lượng Phương án cột – tải trọng chung cho 3

phương án

Chiều sâu nước (m) (chỉ áp dụng cho

Đại lượng Phương án móng cọc dưới trụ cầu

hiệu chỉnh, bổ sung thêm

PHẦN II : NỘI DUNG THIẾT KẾ

2.1: Thiết kế móng nông trên nền nhân tạo hoặc thiên nhiên

2.1.1: Đánh giá điều kiện địa chất : Khu đất gồm có 3 lớp:

− Lớp 1: là lớp đất sét khoảng 0,5mét

− Lớp 2: là lớp đất sét pha dày khoảng 2,5mét

− Lớp 3: là lớp cát hạt trung dày khoảng >4 mét

a) Lớp 1: Sét

w

γ

(kN/m 3)

s γ

(kN/m 3)

W

(%)

WL

(%)

WP

(%)

K

(m/s)

II φ

(º)

CII Kpa

a1

(m 2 /kN)

E

(Kpa)

- Hệ số rỗng tự nhiên :

s o

w

γ (1 + W))

e = - 1

27,1.(1 + 0,45)

- 1 18,2 = 1,159

- Chỉ số dẻo: I P = W L − W P = 46% − 28% = 18 %

- Độ sệt: I S =

P P

W) - W)

I =

45 - 28

18 = 0,94

0, 75I S 0,94 1,0  đất ở trạng thái dẻo chảy ( theo TCXD 45-78 )

- Hệ số nén: a 1 = 0,00017 (m2/kN) = 0,17 MPa-1> 0,05 MPa-1;

= > đất chịu nén yếu

b) Lớp 2 : Sét pha

w

γ

(kN/m 3)

s γ

(kN/m 3)

W

(%)

WL

(%)

WP

(%)

K

(m/s)

II φ

(º)

CII Kpa

a1

(m 2 /kN)

E

(Kpa)

- Hệ số rỗng tự nhiên:

s o

w

γ (1 + W))

e = - 1

26,6(1 + 0,31)

- 1

- Chỉ số dẻo: I P = W L − W P = 41% − 27% = 14%

- Độ sệt: I S =

P P

W) - W)

I =

31 - 27

14 = 0,286 0,25 < Is < 0,5  đất ở trạng thái dẻo cứng (theo TCXD 45-78)

- Hệ số nén: a 1 = 0,0001 (m2/kN) = 0,1 MPa-1> 0,05 MPa-1;

 đất chịu nén yếu

c) Lớp 3 : Cát hạt trung

w

γ

(kN/m 3)

s γ

(kN/m 3)

W

(%)

WL

(%)

WP

(%)

K

(m/s)

II φ

(º)

CII Kpa

a1

(m 2 /kN)

E

(Kpa)

- Hệ số rỗng tự nhiên:

s o

w

γ (1 + W))

e = - 1

26,5 1 0,18

1 0, 628

19, 2



 

- Chỉ số dẻo: IP = W L − W P = 31% − 25% = 6%

- Độ sệt : I S =

P P

W) - W)

I =

18 - 25

6 = -1,16

- Hệ số nén: a1 = 0,00004 (1/kN) = 0,04 MPa-1 < 0,05 MPa-1;

 đất chịu nén tốt

d) Đề xuất giải pháp móng : Căn cứ vào điều kiện địa chất và tải trọng tác dụng, ta

đề xuất giải pháp móng là:

- Móng nông BTCT dưới cột trên nền nhân tạo

2.1.2: Chọn độ sâu chôn móng :

Căn cứ điều kiện địa chất công trình tải trọng và đặc điểm công trình ta chọn giải pháp móng đơn BTCT trên đệm cát Làm lớp bêtông lót dày 10cm, mác 75 vữa xi

măng cát

Với độ sâu chôn móng 2,2m , kể đến đáy lớp bê tông lót móng

Dùng cát hạt thô vừa làm đệm, đầm đến độ chặt trung bình: Tra bảng TCXD 45 –

78 (Bảng 2.3) Cường độ tính toán quy ước của cát làm đệm: R 0= 400 KPa Cường độ

này ứng với b 1 = 1m, h 1 = 2m Ở đây h = 2,2m, giả thiết b = 2 m.

2.1.3: Xác định sơ bộ diện tích đáy móng

- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn

600

300 200

tc tc tc







- Tổ hợp tải trọng tính toán

.1, 2 6000.1, 2 7200 1, 2 300.1, 2 420 1, 2 200.1, 2 240

tt tc

tt tc

tt tc

Ta có h > 2 m Cường độ tính toán của cát tính theo công thức tính đổi quy phạm:

' 1

1 (1 b b ) II( )



Ở đây đối với cát hạt thô vừa nên hệ số kể đến ảnh hưởng của bề rộng

móng: K1=0,125 ; K2 = 0,25

' 0,5 18, 2 1,7.19

18,818 0,5 1, 7

II

2 1

400 1 0,125 0, 25 18,818 (2, 2 2) 450,941

1

Diện tích đáy móng:

2

14, 744 450,941 20.2, 2

tc tb

N

Tăng diện tích móng lên vì móng chịu tải lệch tâm:

F’ = 1,1.F =1,1.14,744 = 16,2184 m2

Chọn

' 16, 2184

1, 2 1, 2

b     Lấy b = 3,7 m  l=1,2b =1,2.3,7 = 4,44 m

Chọn hm = 2 m

300 200.2 700

tc tc tc

o o m

700

0,1167 6000

tc tc o

M e N

max

min

6 6000 6 0,1167

3,7.4, 44 4, 44

tc

tc o

tb

h

         

max min

466,828

351, 631

tc tc

KPa KPa











Cường độ tính toán của đệm ứng với b = 3,7m

3, 7 1

400 1 0,125 0, 25 18,818 (3, 7 2) 542,998

1

1, 2R 1, 2.542,998 651,598 kPa > maxtt 466,828

  kPa thỏa mãn điều kiện áp lực nhưng chênh nhau khá nhiều nên kích thước móng như vậy là không kinh tế Ta giảm bớt kích thước đáy móng để tăng áp lực lên:

Chọn b = 3,5 m → l = 4,2 m

max

min

6000 6 0,1167

3,5.4, 2 4,3

tc

max min

520, 21 384,12

tc tc

KPa KPa











tc 452,165



* Nhận xét : 452,165 532, 057

tt

max 520, 21 1, 2 638, 468

min 427,991 0

= > Thỏa mãn điều kiện áp lực tại đáy móng

b) Xác định kích thước đệm cát

Chọn chiều cao đệm cát h đ = 0,5m Kiểm tra chiều cao đệm cát theo điều kiện áp lực lên lớp đất yếu: d d

bt gl

z h h z h

     

Rđy

y II y II II tc

m m

2, 2 0,5 2, 7

H  h h    m

' 0,5.18,5 2, 2.19

18,852 2,7

II

kN/m3

4,3 3,6

0,35

   

m, d

tc

y gl

z h

N F

 



6000 4, 2.3,5.2, 2 20 6646,8

tc tc

o tb

0 452,165 0,5 18, 2 1,7 19 410,765kPa

gl tc

z tb h

          

2

;

o

b b

  có: 1, 2

l

b  ;

2

2 2.0,5

0, 286 3,5

d

h z

Tra bảng được: K  o 0,97712

0 0 0,97712.410, 765 401,367 kPa

d

gl gl

z h k z

6646,8

16,56 401,367

y

m2

2 16,56 0,35 2 0,35 3,734 m 2

b  F        

0

18 3, 43; 2, 72; 5,31

1, 2.1, 0

3, 43.3,734.19 2,72.2,7.16,56 5,31.28 616,37

3,2 0,5.18, 2 2, 2.19 50,9

d

bt bt

z h h z

       

kPa

3,5 1

400 1 0,125 0, 25 18,818 (3,5 2) 532,057

1

401,367 50,9 452, 267

gl bt

z h z h h

       

kPa <R đy=616,267kPa Như vậy chiều cao đệm cát đã thỏa mãn điều kiện áp lực lên lớp đất yếu tại đáy đệm cát

c) Kiểm tra điều kiện biến dạng :

Ứng suất gây hại tại đế móng

gl0 tc 452,165 0,5 18, 2 1,7 19 410,867 kPa

z tb h

          

Chia nền đất dưới đáy móng thành các lớp phân tố có chiều dầy h = 0,5 m …

Móng có b < 10m Ta tính theo phương pháp cộng dồn các lớp phân tố :

Bảng 1 : Chia nền đất dưới đáy móng

zi K zi

    zi bt

2.1.4 Kiểm tra tính nún :

410,867

410,407

373,478 357,044 231,317 155,708 130,655 109,7 97,855 79,247 69,025 59,96 52,18 48,646

gl zi



bt zi



50,9

41,4

0

2 1

3

Z (m) 185,24

Hình 1 : Sơ đồ tính lún

Độ nún của nền :

0,8 0,8 0,5 410,867 401, 407

373, 478 357,044 278,156 231,317 190, 23 155,709

0,8 0,5

130, 655 109,7 97,855 79, 247 69,025 59,96 52,14 48,646

40000

0,8.[5,

i i

gl

z gl

oi











3 8.10 0,0254] 0,02496m 2, 496cm S gh 8cm

2.1.5 : Cấu tạo và tính độ bền móng:

Dùng Bê tông M300 Rn =13000 kPa , Rk = 1000 kPa

Áp lực tiêu chuẩn đáy móng : → ax,min

6000 6.0,1167

4, 2.3,5 4, 2

tc m

in

571, 452 408,14

tt m tt m



 





ax in 571, 452 408,14

489, 796

tc tc

tc m m

tb

tc tc tc tc

l L

l



Mà

4,3 0,5

1,9

c

l l

1

4, 2 1,85 408,14 (571, 452 408,14) 566,592

4, 2

tc

ax min

0

571, 452 408,14

489, 796

tc tc

tc P m P

0

0

.

0, 4 .

tc tc

tr

n

P b

b R



=

489,796.4, 2

0, 4.0,5.13000 

Với L=1,85 ;b = l= 4,2 ; tt tr

b =0,5

Sử dụng lớp bê tông lót dày 10cm, lấy lớp bảo vệ cốt thép abv = 0,05m

Có hm=h0+a=1,65+0,05=1,7

→ ho= 1,7 – 0,07 = 1,63m

Kiểm tra sự làm việc của móng theo điều kiện chọc thủng:

Điều kiện chống đâm xuyên thủng: Nct≤ 0,75.Rk.btb.ho

Với Nct= P F ct tt. ct

Trong đó:

- Rk là cường độ tính toán chịu kéo của bê tông

- ho là chiều cao làm việc của móng

- btb là trung bình cộng của chu vi đáy trên và đáy dưới của tháp chọc thủng trong phạm vi chiều cao làm việc của móng

- btb= 2 1, 63 0, 4 2, 03

c d

c o



Ở đây tiết diện chân cột HCN (0,5x0,4) nên lct= 0

4, 2 0,5

1, 63 0, 22

c

l l

Ta có: Diện tích chọc thủng Fct= bxlct = 3,5x0,22 =0,77 m2

Áp lực tiêu chuẩn trung bình trong phạm vi diện tích đâm thủng:

' ax 1 571, 452 566,592

569,022

tc tc

tc P m P

Lực đâm thủng: Nct= P F ct tc. ct 569,022.0,77 438,147 kN

Ta thấy: 0,75.Rk.btb.ho= 0,75.1000.1,63.2,03 = 2481,675 kN

So sánh thấy: Nct= 438,14 kN <0,75.Rk.btb.ho=2481,675 kN

→ Đáy móng đảm bảo được điều kiện chống đâm xuyên thủng

500

500

4200

571,452kPa 408,14kPa

1850

II II

I

I

Hình 2 : Xác định mặt cắt và điều kiện đâm thủng

 Mômen quay mặt ngàm I-I:

2 2 max 1 2 2 571, 452 499,517

tt tt I

Mômen quay mặt ngàm II-II:

3,5 1,55 2059, 286kNm

tt tb II

Dùng thép AII có Ra = 280000 kPa

Diện tích cốt thép chịu mômen M1:

3279, 025

0, 00782m 78, 2 cm 0,9 0,9 1,63 280000

I a

o a

M F

Chọn 16Ø25 có Fa = 78,56 cm2

Chiều dài mỗi thanh:

* 2 0,025 4, 2 2 0,025 4,15 m

Khoảng cách các cốt thép cần bố trí:

' 2 0,015 0,025 3,5 2 0,015 0,025 3, 42 m

Khoảng cách giữa hai trục cốt thép cách nhau:

' 3, 42

0, 228 m

1 16 1

b a

n

Vậy thép theo mặt ngàm I-I là: 16Ø25a228

Cốt thép yêu cầu: vs II-II

0,9 .'

II aII

o a

M F

h R



4

2 '

2059, 286.10

48,64 0,9 0,9.1,68.280000

II aII

o a

M

h R

Chọn 16Ø20 có Fa = 50,24 cm2

Chiều dài mỗi thanh:

* 2 0, 025 3,5 2 0,025 3, 45 m

Khoảng cách các cốt thép cần bố trí:

' 2 0,015 0,025 4, 2 2 0,015 0, 025 4,12 m

Khoảng cách giữa hai trục cốt thép cách nhau:

' 4,12

0, 274 m

1 16 1

l a

n

Vậy thép theo mặt ngàm II-II là: 16Ø20a274

Ø20a274 Ø25a228

500

B? TRÍ THÉP MÓNG ÐÕN BTCT(TL1:3)

Ø25a228 Ø20a274

2

1

2

Ø25

Ø8a200 4

3

500

4200

1

Hình 3: Sơ đồ bố trí cốt thép