Đồ Án Nền Móng Khoa Kỹ Thuật Công Trình

THIẾT KẾ MÓNG BĂNG  Giá trị nội lực tính toán KN Lực ngang HttKN Moment MttKNm Moment MtcKNm... Moment quay cùng chiều giả định ban đầu... TÍNH TOÁN MÓNG CỌC.

Trang 1

PHẦN I : THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

A.THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1A

Theo sơ đồ mặt bằng tổng thể khu đất có 3 vị trí khoan khảo sát địa chất HK1, HK2 Chiều sâu khoan khảo sát là 24m có các trạng thái của đất nền như sau :

Trang 2

B THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

 Giá trị nội lực tính toán

(KN)

Lực ngang Htt(KN)

Moment Mtt(KNm)

Moment Mtc(KNm)

Trang 3

II CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG

 Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có Rbt= 0.9 Mpa (cường độ chịu kéo của bêtông); Rb = 11.5 Mpa (cường độ chịu nén của bêtông); môđun đàn hồi E= 26.5 103Mpa = 26.5 106 KN/m2

 Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs= 280 Mpa

 Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs = 225 Mpa

 Hệ số vượt tải n= 1.15

 tb giữa bêtông và đất = 22 KN/m3 = 2.2 T/m3

III CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG

Đáy móng nên đặt trên lớp đất tốt, tránh đặt trên rễ cây hoặc lớp đất mới đắp, lớp đất quá yếu

Chiều sâu chôn móng

IV XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG ( B X L)

Tổng chiều dài móng băng là L=0.5+1.7+5.7+5.6+3.7+0.8 = 18 m

1 Xác định bề rộng móng

Chọn sơ bộ B = 1 m

 Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất

 Df = 2 m

 H = 4.1m ( chiều cao mực nước ngầm )

 Dung trọng lớp đất trên đáy móng: Lớp A,  = 20 KN/m3, chiều cao l̀̀p này là

0.7 m Lớp1 1 = 19 KN/m3 , chiề u cao lớp đấ t này là h = 1.3m

 Dung trọng lớp đất dưới đáy móng (lớp 1) 1= 19 KN/m3, chiều cao l̀̀p này

h1 = 0.8 m

Với góc ma sát φ1 = 100 18’, tra bảng 1.20 và 1.22 sách “Nền Móng– Châu Ngọc Ẩn”

ta có

Trang 4

q c γ

Trang 5

Moment quay cùng chiều giả định ban đầu

* Tải trọng tiêu chuẩn

* Cường độ (sức chịu tải ) của đất nền dưới đáy móng :

Khoảng cách từ đáy móng tới MNN d = 2.1 m

Trang 6

thỏa điều kiện ổn định

b/ Điều kiện cường độ

- Hệ số an toàn cường độ:

F =H = 375(KN)

2 3130.2

22 2 140.61( / ) 1.8 18

Vậy thỏa điều kiện ổn định

d/ Điều kiện ổn định tại tâm đáy móng (ĐK lún)

- Để xác định ứng suất gây lún tại tâm đáy móng, ta có :

Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ hi = 0.5 m

Áp lực ban đầu do trọng lượng bản thân đất gây ra tại lớp đất i :

Trang 7

Tính lún : ta dùng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố

 Bảng tính toán độ lún

Lớp Điểm z(cm) z/b k0 p1i p2i e1i e2i si

Trang 8

V.CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG

+Xác định kích thước cột

1.8 - 0.35

× ×1 0.7× 0.9×10 × h ×1 2

max

N N

S 0.5× (l + l )× B 0.5× (5.7 + 5.6)×1.8

2 930.6

Trang 9

 Chiều cao móng đã chọn thỏa mãn điều kiện chống xuyên

 Kiểm tra xuyên thủng tại cột biên (cột A)

-

tt tt

Sử dụng phần mềm SAP2000 để tính toán lực cắt và moment tại dầm :

+ Betong có cấp độ bền B20(M250) có Rbt = 0.9 Mpa ( cường độ chịu kéo của bêtông);

Rb = 11.5 Mpa ( cường độ chịu nén của bêtông); mođun đàn hồi E= 2.7 x 103 Mpa = 2.7 x 106 (T/m2)

Trang 10

+ Dầm làm việc trên nền đàn hồi, nên ta xem dầm làm việc trên những lò xo có độ cứng K trong Sap2000

+ Chia đều các nút trên dầm có khoảng cách 0.1m, tại vị trí 2 đầu mút ta có độ cứng lò

xo K được gán

TABLE: Element Joint Forces - Frames

Frame Joint OutputCase CaseType F3 M2

Text Text Text Text KN KN-m

1 1 DEAD LinStatic 9.551 1.579E-11

Trang 16

142 143 DEAD LinStatic 13.65 3.122E-12

TABLE: Joint Displacements

Joint OutputCase CaseType U3

Trang 20

 Biểu đồ lực cắt:

Tính toán cốt thép chịu lực trong dầm móng

Chọn a=70mm

h0   h a 0.7 0.07   0.63m

Xác định vị trí trục trung hòa

0 ( 0.5 )

Trang 21

 Thanh thép số 1 : dùng momen tại mặc cắt 2-2; 4-4; 6-6; 8-8

Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược Do Mf > Mmax => Tiết diện tính là hình chữa nhật lớn có kích thước 1.8 x 0.7 m

2

2.52.5 2.5 2.5 8.75

23.5 6.28 3.75 9.82 8.75 9.82

5.625.92

70 5.6 64.4

25.92 280

0.05411.5 180 64.4

Trang 22

-Tương tự ta có thể tính cho các mặt cắt còn lại được thể hiện trong bảng sau:

Bảng tính toán thanh thép số 1 :

*Thanh thép số 2 : Dùng momen tại mặt cắt 1-1; 3-3;5-5;7-7;9-9

Tính toán theo tiết diện chữ nhật b x h = 0.35 x 0.7 m

-Tại mặt cắt 5-5

Hàm lượng

%

[M] (KN.m)

2_2 13.55 0.00123 0.00123 0.66 220 6.28 0.058 162

4_4 375.75 0.0457 0.0468 2179.7 220+425 25.91 0.23 455

6_6 251.65 0.0306 0.0311 14.49 220+422 21.48 0.19 377.7

8_8 90.92 0.0111 0.0112 5.22 220 6.28 0.055 110.75

Trang 23

2.52.5 2.5 2.5 8.75

29.82 3.75 9.82 8.75 7.6 3.6

5.527.23

70 5.5 64.5

27.23 280

0.25711.5 40 64.5

-Tương tự ta có thể tính cho các mặt cắt còn lại được thể hiện trong bảng

Bảng tính toán thanh thép số 2 :

 Thanh thép số 3 : cốt xiên và cốt đai

Từ bảng kết quả ta thấy Qmax = 465.89 KN

Ta có h0=0.63 m, bêtông B20 có Rb=11.5 Mpa, Rbt=0.9 Mpa

Kiểm tra điều kiện khống chế :

Hàm lượng

%

[M] (KN.m)

Trang 24

2 3

2

2 max

2

3 2

700 233.3( )

300( ) 1.5 (1 )

1.5 (1 0) 0.9 400 630

460( ) 465.89 10

4 2 (1 0 0) 0.9 400 630

175 (465.89 10 )

 S min(S ct;Smax ;S tt)min(233.3;402.11;126)140(mm)

Vầy chòn cồt đai 10@120 , sồ nhánh là 2 , bồ trí trong đoàn L/4 đầu dầm

Khà nă ng chồng c̀̀t cùa cồt đai và bê tông

196.4 / 14

 cồt đai đù khà nă ng chìu l̀̀c c̀̀t

+ Gì̀a nhìp ta chòn

Trang 25

A n

Trang 26

*Thanh cốt giá số 6 chọn 212

PHẦN II : THIẾT KẾ MÓNG CỌC

A.THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT HK12

Theo sơ đồ mặt bằng tổng thể khu đất có 1vị trí khoan khảo sát địa chất HK12 Chiều sâu khoan khảo sát là 55m các trạng thái của đất nền như sau :

Lớp 1 : Bùn sét, màu xám nâu, xám xanh, xen kẹp cát hạt mịn

Mực nước ngầm nằm ở độ sâu 0.25m cách mặt đất

Lớp 1a: Sét xen kẹp cát, lẫn vỏ sò, hến, màu xám xanh, trạng thái dẻo chảy

Trang 27

LỚP 2c

Trang 28

B2 TÍNH TOÁN MÓNG CỌC

I Chọn chiều sâu chôn đài :

Chọn chiều sâu chôn đài Df = 2.0 m

II Chọn các thông số cho cọc

1/ Chọn vật liệu làm cọc

- Chọn hệ số điều kiện làm việc của bêtông b 0.9

- Móng được đút bằng bêtông B25 có R bt 1.05MPa (cường độ chịu kéo của bêtông); R b 14.5MPa ( cường độ chịu nén của bêtông); mođun đàn hồi E = 29.103Mpa = 2.9.106 T/m2

- Cốt thép trong móng loại CII,AII có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280 Mpa

- Cốt thép trong móng loại CI,AI có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs = 225 Mpa

- Hệ số vượt tải n = 1.15

- Chọn chiều dày lớp bảo vệ móng a = 0.15 m

2/Chọn sơ bộ kích thước cọc và đoạn cọc

2.1/ Chọn chiều dài đoạn cọc L c

* Dựa vào thí nghiệm SPT ta chọn :

+chiều dài đoạn cọc trong đất là 29.5m, đoạn neo và đập đầu cọc là 50cm

 chiều dài đoạn cọc Lc = 29.5 + 0.5 = 30 m

 chọn Lc = 30m

Trang 29

 chiều dài tính toán cọc = 30– 0.5 =29.5m

2.2/ Chọn cọc tiết diện vuông 35 x 35 (cm)

Diện tích tiết diện ngang cọc Ap = 0.35 x 0.35 = 0.1225 m2

Chu vi tiết diện ngang cọc u = 4 x 0.35 = 1.4 m

2.3/ Chọn cường độ bêtông

Chọn bêtông B25 có Rb = 14500 (KN/m2) , Rbt = 1050 (KN/m2)

2.4/ Chọn cốt thép làm cọc

Chọn thép AII : Rs = Rsc = 280000 (KN/m2)

Chọn 428 ( Fa = 24.63 cm2) , cốt đai 8

III Xác định sức chịu tải của cọc

1/ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

2/ Sức chịu tải của cọc theo đất nền

2.1/ Dựa vào các đặt trưng cơ học của nền đất

- Sức chịu tải cực hạn của cọc Qu

Qu = Qs + Qp

Qs : thành phần chịu tải do ma sát

Qp : thành phần chịu mũi

- Sức chịu tải cho phép

u : chu vi tiết diện ngang cọc

li : chiều dài đoạn cọc trong lớp đất i

Trang 30

fsi : ma sát đơn vị trung bình đoạn cọc trong lớp đất i

 : góc ma sát trong và lực dính lớp đất i

OCR : tỷ số cố kết trước

=5.99 (kN/m )

c = 6.5 (kN/m )

= 3 27'

3 2

= 9.7 (kN/m )

c = 20.1 (kN/m ) =16 29'

3 2

= 9.7 (kN/m )

c = 17.4 (kN/m ) = 16 48'

3 2

= 10.1 (kN/m )

c = 10.6 (kN/m ) =24 42'

3 2

* Lực ma sát đơn vị cho lớp thứ nhất: L=11m

Trang 31

N N

Trang 32

FS

2.2/ Dựa vào đặc trưng vật lý của nền đất

Sức chịu tải của cọc đóng ép

Trang 33

tc a tc

a vl a a a

IV/ Chọn số lượng cọc và bố trí cọc

1 Chọn số lượng cọc

Chọn mép đài cách cọc ngoài cùng là 0.175m và tiết diện của cọc là 350x350

Chọn tiết diện cho cột max 3678.3 100 2

Trang 34

IV Bố trí cọc

MẶ T CẮ T MÓ NG

V Kiểm tra sức chịu tải cọc

1/ Tởng tải trọng tác dụng lên trọng tâm hệ cọc và trọng tâm đáy đài cọc

 : dung trọng trung bình bêtơng và đất

2/ Tởng momen tính toán tác dụng lên đáy đài:

M tt M tt H tt h 264 600 1 864(KNm)

3/ Khoảng cách từ tâm cọc tới trọng tâm đáy đài

Trang 35

5006.16 864

9 18.38

tt tt

y

i i

M N

n

x 5/ Lực tác dụng lên cọc số 2,5,8

y

i i

M N

n

x 6/ Lực tác dụng lên cọc số 3,6,9



9 2 1

5006.16 864

tt tt

y

i i

M N

Thỏa mãn khả năng chịu lực của cọc

7/ Kiểm tra sức chịu tải của cọc làm việc trong nhóm

Trang 36

 thỏa điều kiện

VI.Tính kích thước đáy móng qui ước và kiểm tra

A B D

Trang 37

- Thể tích đài

34.2 4.2 1 17.64

max

2 min

/325.35 /

Vậy đất dưới mũi cọc đảm bảo điều kiện ổn định

* Kiểm tra lún khối móng qui ước

-Ứng suất đáy móng tại tâm đáy:

- Để xác định ứng suất gây lún tại tâm đáy móng, ta có :

Trang 38

Độ lún 1 2

1

[ ] 8 1

Tính lún : ta dùng phương pháp cộng lún từng lớp phân tố

 Chọn mẫu đất tính lún :

2 / (KN m

(m)CP1

Trang 39

1 0

10.1

1.5 0.224 0.947 95.6 247 342.6 0.5912 0.5857 0.05 1.5

2 1.5 1.5 0.448 0.752 75.91 262.1 338 0.5903 0.5859 0.004

3

3 3 1.5 0.672 0.544 54.92 277.3 332.2 0.5894 0.5863 0.003 4.5

Vậy ta có bài toán thỏa mãn về điều kiện lún

VII Kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài:

*Xác định vị trí cọc (nằm trong phần chống xuyên hay xuyên thủng)

Tháp xuyên thủng không bao trùm hết tất cả đầu cọc

=> Kiểm tra xuyên thủng

tt tt

dy

M N

net net net

Trang 40

Phần diện tích tiết diện cọc nằm ngòai tháp xuyên thủng

0 0

Vậy chọn h=1m để đảm bảo điều kiện xuyên thủng

VIII Xác định nội lực và bố trí cốt thép trong đài:

Trang 41

net net net

M I_I

1750

P3(net)

Trang 42

Vậy chọn thép ∅120@120 để bố trí thép theo phương cạnh dài của đài cọc

2 Xác định bố trí cốt thép theo phương ngắn của đài cọc:

M II_II

1750

P1(net)

Trang 43

Vậy chọn thép ∅20@120 để bố trí thép theo phương cạnh ngắn của đài cọc

IX Kiểm tra cọc khi vận chuyển và thi công cọc:

-Khi vận chuyển cọc bằng hai neo đặt sẵn trên thân cọc, do tác dụng của trọng lượng bản thân cọc, trên tiết diện cọc sẽ có thớ chịu nén và chịu kéo Do đó để tiết diện bê tông cốt thép làm việc có lợi nhất thì ta phải tìm vị trí đặt neo sao cho moment chịu kéo và nén bằng nhau

1 Tính cốt thép dọc trong cọc khi lắp cọc dùng 2 móc cẩu:

-Sơ đồ tính:

Trang 44

-Các công thức tính tóan

max

3 0

Vậy thép chọn thỏa điều kiện

2/ Tính cốt thép dọc trong cọc khi lắp cọc dùng 1 móc cẩu

- Sơ đồ tính

- Tính cốt thép chịu lực bố trí theo chiều dài cọc

- Các công thức tính toán

max

3 0

Trang 45

Vậy thép chọn thỏa điều kiện

3/ Tính thép móc cẩu để vận chuyển và lắp dựng cọc:

- Trọng lượng bản thân cọc

0.35 0.35 25 10 30.63( / )

coc bt coc

 Tại vị trí móc cẩu, móc cẩu chịu 1 lực P = q = 30.63KN

Vì thép móc có 2 nhánh nên

2 30.63 0.547( ) 2

 Vậy ta chọn thép móc cẩu là 12(As=1.131cm2)

X Kiểm tra cọc khi cọc chịu tải trọng ngang

Xác định chuyển vị ngang cọc do lực ngang dưới chân cọc gây ra nhằm đảm bảo thỏa điều kiện khống chế của công trình về chuyển vị ngang Đồng thời xác định các biểu đồ moment, lực cắt, ứng suất nhằm kiểm tra cốt thép trong cọc đủ khả năng chịu lực, cũng như vị trí cần cắt cốt thép

Từ lực ngang và moment tác dụng ở đầu cọc, ta phân tích chuyển vị ngang, moment và lực cắt dọc theo chiều dài cọc

+ Tính hệ số biến dạng bd

K : hệ số nền qui ước (tra bảng hệ số nền K0 trang 317 )

+ Lớp 1 : Bùn sét, màu xám nâu, xám xanh, xen kẹp cát hạt mịn

(KN m/ )+ Lớp 2a : Sét xen kẹp cát pha, màu xám vàng, xám nâu, xám xanh, trạng thái dẻo cứng

(KN m/ )

Trang 46

+ Lớp CP1 : Cát pha, màu xám vàng, xám nâu, trạng thái dẻo

+ Xác định chuyển vị tại đầu cọc do các lực đơn vị

-Chuyển vị ngang đầu cọc do lực đơn vị Ho=1

4 0

2.71 10 ( / )(0.6283) 36279

1.13 10 (1/ )(0.6283) 36279

7.7 10 (1/ )(0.6283) 36279

tt H

264 66.67 1 96( )

Trang 47

phụ thuộc vào z e bdz (tra bảng 4.3 SGK)

*Bảng tính moment uốn dọc thân cọc

Trang 48

*Bảng tính lực cắt Q dọc thân cọc

Trang 49

*Bảng tính ứng suất σ theo phương ngang của mặt bên cọc

3

158.35

22.9( ) 0.9 0.9 280 10 0.31

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	1,94 MB