Đồ án nền móng đề VII9

ĐỀ BÀI VII-9: Trên một sườn đá gãy khúc người ta đắp một khối đất sét pha và dự tính xây nhà công nghiệp cách vai dốc 3m với chiều rộng nhà là 7m chạy dài theo mái dốc, chiều dày của tườ

ĐỀ BÀI VII-9:

Trên một sườn đá gãy khúc người ta đắp một khối đất sét pha và dự tính xây nhà công nghiệp cách vai dốc 3m với chiều rộng nhà là 7m chạy dài theo mái dốc, chiều dày của tường là 0,4m

Hình 1 Các số liệu như sau:

Góc dốc (độ): α1 = 130, α1 = 130, α2 = 320, α3 = 260, α4 = 310

Tải trọng q (T/m) = 30

Khối lượng thể tích TN γw = 1.84 (T/m3)

Độ ẩm W = 30%

Khối lương riêng γs = 2.73 (T/m3)

Góc ma sát trong φ = 160

Lực dính kết c = 0.21 kG/cm2

Hệ số rỗng ứng với các cấp áp lực P= 1,2,3,4 kG/cm2 là ε1 = 0.73, ε2 = 0.68,

ε3 = 0.66, ε4 = 0.65

Yêu cầu:

1 Xác định áp lực của khối trượt trên sườn đá

2 Thiết kế móng dưới tường nhà công nghiệp

3 Vẽ đồ thị biểu diễn trạng thái ứng suất thẳng đứng σz = 0.6ptc, σz = 0.4ptc,

σz = 0.2ptc

4 Tính độ lún cuối cùng lớn nhất của móng ( bỏ qua ảnh hưởng của lớp đá cứng)

1 Tính toán áp lực của khối trượt trên sườn đá.

Để tính toán áp lực của khối trượt trên sườn đá chúng ta cần thực hiện các bước sau:

 Tính toán kích thước của khối đắp

 Chia khối đắp thành các lăng thể phân tố với mặt trượt của mỗi phân

tố là mặt phẳng như hình vẽ trên (kích thước của từng phân tố được ghi trên hình vẽ) Sau đó tính diện tích của từng lăng thể

 Tính trọng lượng của các lăng thể phân tố: Gi theo công thức sau

Gi= γ.Fi

 Tính tải trọng phụ thêm tác dụng lên các phân tố Pi

 Tính tổng tải trọng tác dụng lên các lăng thể phân tố: Qi = Gi + Pi

 Tính lực pháp tuyến Ni và lực tiếp tuyến Ti như sau:

Ni= Qi cosαi

Ti= Qi sinαi

 Tính chiều dài toàn bộ mặt trượt L Từ đó tính tổng lực dính trên toàn

bộ mặt trượt Ci.Li

X

X

X

X

2 )

1 1/2 8,4 8

=33.6

1,84.33,6

61,8.cos13

=60.2 0.29 17.46 17.22 13.9 2.49

2 (8.4+6.5).3/2

=22.35

1,84.22,35

41,1.cos32

=34.9 0.29 10.12 7.4 21.8 1.46

3 (6.5+5.3).2/2

=11.8

1,84.11,8

=21,7

30.2

=60 81.7

81,7.cos32

=69.3 0.29 20.1 4.9 43.3 0.98

4 (5.3+2.9).5/2

=20.5

1,84.20,5

=37,7

30.5

=150 187.7

187,7.cos2

6 =168.7 0.29 48.92 11.7 82.3 0.85

5 (2.9+2.4).1/2

=2.65

1,84.2,65

4,9.cos26

6 2,4.4/2 =4.8 1,84.4,8

8.8.cos31

Bảng 1

 Tính áp lực trượt cho từng lăng thể phân tố:

Ei + Ni.tgφi + C.Li –Ti – Ei-1 =0

E6 – E5 = N6.tgφ6 + C.L6 –T6 = 7,5.0,29 +0,21.4,67 – 4,5 = -1,344

→ E5 = 1,344

E5– E4 = N5.tgφ5 + C.L5 –T5 = 4,4.0,29 +0,21.1,1 – 2,1 =0,468

→ E4 = 0,876

E4– E3= N4.tgφ4 + C.L4 –T4 = 168,7.0,29 +0,21.5,56 – 82,3 = -32,21

→ E3 = 33,086

E3 – E2 = N3.tgφ3 + C.L3 –T3 = 69,3.0,29 +0,21.2,34 –l

43,3 = -22,71

→ E2 = 55,796

E2 – E1 = N2.tgφ2 + C.L6 –T6 = 34,9.0,29 +0,21.3,5 – 21,8 = -10,94

→ E1 = 66,736

2 Thiết kế móng dưới tường nhà công nghiệp (móng băng).

 Chọn chiều sâu đặt móng là h=γ.Fi (T/m)1,5 m

 Chiều rộng móng (b) được xác định theo công thức sau:

b2 + K1.b – K2 =0 (1) Trong đó, hệ số K1, K2 được xác định như sau:

A γ

A γ

Tra bảng với φ = 160 ta có: A= 0,29 ; B= 2,43 ; D= 5 Thay vào biểu thức trên có:

K1= 2,43.1,84 1,5+2,1.5−2.1,5

0,29.1,84 =26,6

0,29.1,84=56,2

Thay K1, K2 vào công thức (1) ta có: b2 + 26,6.b – 56,2 =0

→ b= 1,96 (m)

Chọn b=γ.Fi (T/m)2(m)

 Kiểm tra điều kiện kích thước móng :

Chọn hm= 0,45 (m) → tgαtk = b−b 2 h t

m= 2−0,42.0,45 = 1,78thỏa mãn)

 Kiểm tra chiều dày làm việc của móng:

ho = hm-0,04 = 0,45-0,04=0,41 (m)

Chiều dày tối thiểu làm việc của móng:

homin = m R Q

cp (2)

Trong đó:

- Q là lực cắt dưới móng: Q= a.σ

a là khoảng cách từ mép móng đến mép tường: a= 2−0,42 =0,8

σ là ứng suất dưới đáy móng: σ= n P b tc+G

G là trọng lượng móng: G= γtb.b.h =2.2.1,5 =6(T/m)

Chọn n=1,1 → σ= 1,1.30+ 62 =19,5 (T/m2) →Q = 0,8.19,5 =15,6(T/m)

- Rcp là sức chống cắt cho phép:

Chọn m=1, mac bê tông BT= 100# → Rcp =100 (T/m2)

- Thay Q, Rcp vào công thức 2 ta có:

homin = 1.10015,6 = 0,156 < ho= 0,41 ( thỏa mãn)

 Kiểm tra điều kiện chịu lực của nền đất cho tường nhà công nghiệp theo công thức quy phạm với φ = 160 ta có:

Rtc = (A.b+ B.h).γ +D.c = (0,29.2 + 2,17.1,5).1,84 + 5.2,1= 21,9

σtb = ∑P tc

+G

F = 30+62.7 = 2,57 < Rtc ( thỏa mãn)

→nền đất ổn định

 Tính toán khối lượng cốt thép bố trí cào móng

- Diện tích cốt thép cho 1m dài móng:

Fa = m m M

a R a h0 (3) Trong đó:

- M = 12 a.Q =0,8.15,62 =6,24 (T)

- Chọn ma =1, m=1

- Ra tra bảng với thép chọn để sử dụng là CT3: Ra = 21000 (T/m2)

- Thay các giá trị vào công thức (3) ta có:

Fa = 1.1.21000 0,266,24 = 1,14.10-3 (m2)

- Chọn thép chính là CT3 có đường kính Ф = 16

4 =3,14.(0,016)2

4 = 2,01.10-4 (m2)

- na = F f a

a = 1,14.10

−3

2,01.10−4 = 5,67

→Chọn na = 6 thanh

- Khoảng cách giữa các thanh:

Ca = L−2.0,04 N

a−1 = 7−2.0,047.6−1 = 0,17 (m)

- Chọn thép buộc có đường kính Ф = 6

 Cấu tạo móng và bố trí thép trong móng

Hình 2: Móng băng dưới tường nhà công nghiệp

3 Vẽ biểu đồ σ z theo phương thẳng đứng và đường cùng ứng suất σ z = 0.6p tc , σ z = 0.4p tc , σ z = 0.2p tc

3.1 Vẽ đồ thị biểu diễn trạng thái ứng suất thẳng đứng σ z

Bảng 2

-30 -20 -10 0 10 20

-15 -10 -5 0

Hình 2: Đường cong phân bố ứng suất theo độ sâu

3.2.Vẽ đồ thị đường cùng ứng suất σz = 0.6pgl, σz = 0.4pgl, σz = 0.2pgl

Pgl = P – γ.h= P tc

b + γtb.h - γ.h = 302 + 2.1,5- 1,84.1.5 = 15.24 (T/m2)

Vẽ các mắt lưới tạo bởi các trục xác định Kz và từ đó xác định σz theo bảng sau:

y1/b=0 y1/b=0.25 y1/b=0.5 y1/b=0.75

0.5 0.25 0.96 14.630 0.9 13.716 0.5 7.620 0.28 4.267

1 0.50 0.82 12.497 0.74 11.278 0.48 7.315 0.27 4.115 1.5 0.75 0.67 10.211 0.61 9.296 0.45 6.858 0.26 3.962

8 4.00 0.16 2.438 0.16 2.438 0.15 2.286 0.145 2.210

y1/b=1 y1/b=1.5 y1/b=2

-Bảng 3

Từ các giá trị tính toán theo bảng ta tìm các giá trị có cùng trị số ứng suất σz

= 0.6pgl = 9.144T/m, σz = 0.4pgl = 6.096(T/m), σz = 0.2pgl = 3.048 (T/m) sau

đó biểu thị kết quả trên đồ thị ta có đồ thị sau:

1

1.5

2

2.5

3

4

5

6

7

Hình 4

4.Fi (T/m)Độ lún cuối cùng

- Khối lượng thể tích khô γc= 1+ 0,01.W γ w =1+ 0,01.301,84 =1,42

- Hệ số rỗng ban đầu eo=γ s

γ c - 1= 2,731,42 -1 = 0.92

- Từ kết quả của bảng 2 ta vẽ được biểu đồ ứng suất σz ,σbt như sau:

-15 -10 -5 0

Hình 5

0 10 20 30 40 50 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Hình 6: Đường cong nén lún

σz (T/

m2)

σz (T/

m2)

σbt (T/

m2)

P1i (T/

m2)

P2i

(T/m2 )

e1i e2i

Si

(cm)

0

0.69

0.5

0.25 0.96 14.630 13.564 3.68 4.14 17.70 0.81

0.69

1

0.80 5

0.69

1.5

0.69

3

0.70

4

2.00 0.31 4.724 3.962 10.12 11.96 15.92 0.7

0.69

6

0.69 8

0.69

8

4.00 0.16 2.438 2.210 17.48 19.32 21.53 0.69

0.68

10

0.68

Bảng 4