THUYET MINH DO AN NEN MONG

-/ Sử dụng phần mềm Sap2000 để tính toán lực cắt và moment tại dầm: +/ Xem dầm làm việc có tiết diện hình chữ nhật, với kích thước: Ta chọn hình chữ nhật có Jx tương ứng bằng mômen quán

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Chữ ký của giáo viên hướng dẫn:

Theo sơ đồ mặt bằng tổng thể khu đất có 2 vị trí khoan khảo sát địa chất; HK1, HK2

- Chiều sâu khoan khảo sát là 35m có các trạng thái của đất nền như sau:

+ Lớp 3: Sét pha cát lẫn sỏi sạn lateritt, màu nâu đỏ/nâu vàng xámTtrắng độ dẻo

trung bình- trạng thái nửa cứng đến dẻo cứng

+ Lớp 5a: Cát mịn lẫn bột, màu nâu vàng

Lớp này có chiều dài là h 5a  7.7m;5a 18.8KN / m3;   9.36KN / m3;  27015;

+ Lớp 5b: Cát vừa lẫn lộn, màu vàng nhạt vân xám trắng – trạng thái chặt vừa

Lớp này có chiều dài là h 5b 17.8m;5b 19.33KN / m3;   9.92KN / m3;  29015;

C 5b  0.029KG / cm2  2.9KN / m2;

N N N N N

H

B THIẾT KẾ MĨNG BĂNG

I SƠ ĐỒ MĨNG BĂNG VÀ SỐ LIỆU TÍNH TỐN:

MẶT ĐẤT TỰ NHIÊN

b

3

II CHỌN VẬT LIỆU CHO MÓNG

- Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có R bt  0.9 MP a (cường độ chịu kéo

của bê tông); R  11.5 MP a ( cường độ chịu nén của bê tông); mô đun đàn hồi E = 26.5 103

MPa = 2.65 107 KN/m2

- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc R s

- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép đai R s

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

IV XÁC ĐỊNH SƠ BỘ KÍCH THƯỚC MÓNG (BxL):

- Tổng chiều dài móng băng là:

+/ H ( chiều cao mực nước ngầm) = 1.5 m

+/ Dung trọng lớp đất (lớp 1) trên mực nước ngầm:   20 KN / m 3

Chiều cao của lớp đất này: h1 = 0.6 m

+/ Dung trọng lớp đất trên đáy móng (lớp 2) trên mực nước ngầm:

 2  18.2 2 KN / m

Chiều cao của lớp đất này: h2 = 0.6 m

Chiều cao của lớp đất này: h = 1 m

+/ Dung trọng lớp đất dưới đáy móng (lớp 3):    9.96 KN / m 3

Chiều cao của lớp đất này: h = 1.1 m

30 ' ( Dùng phương pháp nội suy)  2 5 0 4 3

 467.5  406.5(KN ) 1.15

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

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

Độ lún: S  S i  e 1i  e 2i

1 e

Chia lớp đất dưới đáy móng thành từng đoạn nhỏ : h i  0.6(m)

Áp lực ban đầu (do trọng lượng bản thân đấtgây ra) tại lớp đất i:

Heä soá roãng e 0.684 0.669 0.644 0.612 0.579 0.540

Độ sâu (Z i )

Ta có bảng tính toán độ lún móng cọc như sau:

Sau khi ta phân chia lớp đất đến phân tố thứ 10, ta có:

5 gli  5 *16.65  83.25( K N )  P 1i  92.444( K N )  Vậy độ lún ổn định tại tâm móng là:

S  S i  e 1i  e 2i

*h  6.9  S  8(cm)

1 e

+/ Chọn Chiều cao của cánh móng: h a  0.2 m

+/ Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ ở đáy móng a = 0.07 m

Pcx  Pxt , chiều cao móng ta chọn thõa mãn điều kiện chống xuyên cho

VI XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG(M;Q)

-/ Sử dụng phần mềm Sap2000 để tính toán lực cắt và moment tại dầm:

+/ Xem dầm làm việc có tiết diện hình chữ nhật, với kích thước:

Ta chọn hình chữ nhật có Jx tương ứng bằng mômen quán tính Jx đã tính trên:

R b  11.5MPa ( cường độ chịu

nén của bê tông); mô đun đàn hồi E = 26.5 103 MPa = 2.65 106 (T/m2)

Frame Station CaseType V2

Kết quả tính sau khi chạy phần mềm Sap2000:

TABLE: Element Forces - Frames

BIỂU ĐỒ LỰC CẮT CỦA DẦM MÓNG BĂNG

BIỂU ĐỒ MOMENT CỦA DẦM MÓNG BĂNG

So sánh M f và bảng kết quả tính được giá trị moment cho các nhịp và gối, ta thấy:

4

2

s

 Thanh thép số 1: Dùng mô men tai MC 2-2; 4-4; 6-6; 8-8

Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược Do

%

M (KN.m)

 Thanh thép số 2: Dùng mô men tai MC 1-1; 3-3; 5-5; 7-7; 9-9

Tính toán theo tiết diện chữ nhật b  h = 0,4  0,7 m

M (KN.m)

 Thanh thép số 3: ( cốt xiên và cốt đai)

Từ bảng kết quả tính toán ta thấy: Qmax = 513.4 (KN)

Ta có h0 = 0.65(m) bê tông M250 Rb =11 5 MPa = 11500 (KN.m); Rbt = 900 (KN.m) Kiểm tra điều kiện khống chế:

Vậy chọn cốt đai  10@110 số nhánh là n = 2bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm

Khả năng chống cắt của cốt đai vào bê tông:

0.9 * 280000 * 0.33  3.3 *104 (m2 )  3.3(cm2 )

Chọn 10 as = 0,785 (cm2)

 số thanh n  A s

a s  3.3 0.785  4.2 thanh

PHAÀN II: THIẾT KẾ MÓNG CỌC

A THOÁNG KEÂ ÑÒA CHAÁT 3B

Khối luợng đã khảo sát gồm 3 hố khoan có độ sâu là 35m Nền đất được cấu tạo bởi 2 lớpđất và 1 lớp thấu kính Lớp 2 có các trạng thái thay đổi từ dẽo mềm, dẽo cứng đến nửa cứng chia làm 3 lớp 2a,2b,2c

Vì tất cả các mẫu đều được nhận nên ta có:

- Khối lượng riêng trung bình:

**/ Xét những trường hợp loại bỏ sai số:

Ta có: n = 27  v  2.91

 CM =  = 0.395 (kN/m3 )

 v *  2.91* 0.395  1.15(kN / m3

)

SỐ HIỆU MẪU

Vì tất cả các mẫu đều được nhận nên ta có:

- Khối lượng riêng trung bình:

Vì tất cả các mẫu đều được nhận nên ta có:

- Khối lượng riêng trung bình:

So sánh với bảng tính toán ở trên ta thấy tất cả các mẫu đều nhận

- Khối lượng riêng tiêu chuẩn:

Vì tất cả các giá trị đều nhận nên ta có:

- Khối lượng riêng trung bình:

**/ Xét những trường hợp loại bỏ sai số:

Ta có: n = 8  v  2.27

1 1-27 27.60 1.500 2.250 nhận

 II



25o38'  26o33'

Đồ Án Nền Mĩng Khoa Kỹ Thuật Cơng Trình

16’ 18.42 18.42 [06.46] [18.9419.28] [225 o 26 o 6’] [24 o 7’25 o 38’] 4

Sét lẫn bột và ít cát, màu xám

nhạt,

Vàng nâu, độ dẻo cao

Trạng thái dẻo cứng đến nửa

SVTH: Hồng Văn Tưởng Trang: 67 GVHD: TS Lê Trọng Nghĩa

CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN ĐÀI:

- Chọn chiều sâu chôn đài (Df) = 2.5 m → Như vậy đài cọc sẽ đặt trực tiếp lên lớp đất

thứ 2 (Bùn sét lẫn ít hữu cơ- trạng thái mềm)

- Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp:

Áp dụng điều kiện triệt tiêu lực ngang (Qtt) :

- Ở đây, ta đang tính cho áp lực ngang của đất lên đài móng (biến dạng của đất) nên

tachọn các giá trị γ ,  ở TTGH II

 : Góc nội ma sát trung bình của đất trên đáy đài

Vậy với Df= 2.5m, thỏa mãn điều kiện làm việc đài cọc

II CHỌN CÁC THÔNG SỐ CHO CỌC

1/ Chon vật liệu làm cọc :

- Chọn hệ số điều kiện làm việc của bêtông γb = 0.9 (Kết cấu bê tông)

- Móng được đúc bằng bê tông M300 có Rbt = 1MPa (cường độ chịu kéo của bêtông);

Rb =13MPa (cường độ chịu nén của bêtông); mô đun đàn hồi E = 29* 103 MPa = 2.9* 106

T/m2

- Cốt thép trong móng loại CII, A-II có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280MPa

- Cốt thép trong móng loại CI, A-I có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs = 225MPa

Dựa vào thí nghiệm SPT ta chọn :

Cọc xuyên qua lớp đất thứ 4 (Sét lẫn ít bột và cát ,độ dẻo cao, trạng thái dẻo cứng đến

nửa cứng) và cắm vào lớp 5a (cát vừa đến mịn lẫn bột, màu xám trắng, trạng thái chặt

vừa) Chiều dài cọc chọn Lc=25.5m (dùng 3 cọc 8.5m) Vậy chiều dài từ mũi cọc lên đáy

đài là 24.9m

2.2 Chọn cọc tiết diện vuông : 40*40 (cm)

Diện tích tiết diện ngang cọc : Ap = 0.4*0.4 = 0.16 (m2)

Chu vi tiết diện ngang cọc : u = 4*0.4 =1.6 (m)

2.3 Chọn cường độ Bê tông :

Chọn bê tông M300 : Rb = 13000(KN/m2), Rbt = 1000 (KN/m2)

2.4 Chọn cốt thép làm cọc :

Chọn thép A-II : Rs = Rsc = 280000 (KN/m2)

Chọn 816 (Fa = 16,08 cm2), cốt đai 6

3 Chọn kích thước đài cọc :

Chọn đài cọc có diện tích Fđài = 3.3(m) *3.3(m)

Chọn chiều cao của đài : hđ = 1 (m)

±0.00m MNN= -1.00m -1.50m -2.50m

-27.40m

1/ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

Qavl = (RbAb+RsAs) Trong đó:

Rs = 280000 (KN/m2)

Rb = 13000(KN/m2)

As : diện tích tiết diện ngang của cốt thép trong cọc As = 16.08 *10-4(m2)

Ap : diện tích tiết diện ngang của cọc Ap = 0.16 (m2)

Ab : diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc:

- f s

- q p-

: Cường độ ma sát của đất nền : Cường độ của đất nền tác dụng lên mũi cọc : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên

- c a ;  a  c ; : Lực dính của cọc và đất và góc nội ma sát của cọc và lớp đất đang

-  h   v  K 0 : Ứng xuất pháp tuyến hữu hiệu của đất nền tác dụng lên bề mặt cọc

Trong đó:

+/  v   H

(do sự biến dạng của đất)

+/

: Ở đây do ta xét áp lực ngang của đất tác dụng lên bề mặt cọc

( Theo Jaky): Hệ số áp lực ngang

MẶT CẮT ĐỊA CHẤT (Hồ sơ địa chất 3B)

LỚP 1 1,7 m CÁT VỪA - TRẠNG THÁI CHẶT ĐẾN BỜI RỜI  /m3), C /m2)

ĐEN ĐỘ DẺO CAO-TRẠNG THÁI RẤT MỀM LỚP 2 18,9 m TTGH I :'  '   C  /m2);  /m3)

TTGH II :'']  C  /m2); /m3) CÁT VỪA ĐẾN MỊN LẪN BỘT, MÀU XÁM TRẮ NG TRẠNG THÁI BỜI RÒI

TTGH II :'']  C  /m2); /m3)

- Xét thành phần chịu tải do ma sát xung quanh ở lớp đất số 2:

s a h a

 Q s 4



A S f s  4 8 * 0 4 * 4 * 1  7 7 ( K N )

 Thành phần sức chịu mũi của đất dưới mũi cọc ( p ) : (**)

- Trong trường hợp này  , C a , a được tính toán trong trạng thái cường độ của đất tác

dụng lên mũi cọc (cường độ đất nền tác dụng lên mũi cọc để cọc không bị “ tuột” khi đóng

và chịu tải trọng)

- Theo phương pháp Terazaghi:

Lớp đất ngay tại mũi cọc là lớp đất thứ 4 có:

Tính theo phương pháp Terazaghi:

 N c  27.9 Tại lớp đất số 5a, ta có   29 0 15 '   N

  9 2 ( K N / m 3 ) : Dung trọng của lớp đất ngay ở dưới mũi cọc

c  0 ( K N / m 2 ) : Lực dính của lớp đất ngay dưới mũi cọc

Q a 5 4 7

Vậy ta chọn số lượng cọc được thiết kế là 12 cọc

2/ Sau khi chọn số lượng cọc, ta kiểm tra tiết diện cọc:

KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ( LỰC TÁC DỤNG LÊN CỌC)

1/ Tổng tải trọng lên đúng trọng tâm của hệ cọc và trọng tâm đáy đài cọc

 N tt  N t t   tb D f F d  3 6 6 4  ( 2 2 * 1  1 2 * 1 5 ) * 3 3 * 4 5  4 2 5 8 ( K N )

Trong đó:

Fđ: Diện tích đài cọc

 tb : Dung trọng trung bình giữa bê tông và đất

2/ Tổng moment tính toán tác dụng lên đáy đài:

 M t t  M tt  Q tt h  2 6 7  3 7 4 * 1 6 4 1( K N )

3/ Xác định tải trọng tác dụng lên cọc 1;5 và 9:

Ta có : P1= P5 =P9

- Do moment tác động lên đáy đài xoay xung quanh trục y và không có moment

tác dụng quay xung quanh trục x nên ta chỉ xét đến M tt

nh (Thõa mãn), vậy ta chọn số cọc được bố trí là 12 cọc

VI KIỂM TRA ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỌC:

1/ Kiểm tra ứng suất dưới mũi cọc (móng khối quy ước):

- Từ mép cọc ngay dưới đáy đài, ta hạ một góc  xuống mặt phẳng ở mũi cọc, ta

V dat  F qu * L  (V dai V )  31.68*27.4  (14.85  47.808)  805.374(m coc 3 )

- Trọng lượng đất trên khối móng quy ước:

Qdat Vdat * tbqu  805.374*6.29  5065.8(KN)

- Trọng lượng bê tông:

2/ Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới đáy móng khối quy ước:

Tổng tải trọng của khối móng quy ước:

Đất dưới mũi cọc:

3/ Kiểm tra lún (móng khối quy ước):

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

Độ sâu (Zi)  '

Ta có bảng tính toán độ lún móng cọc như sau:

1i 2i

Sau khi ta phân chia lớp đất đến phân tố thứ 3, ta có:

5 gli  5 * 33.8( KN )  P 1i  2 36.75( K N )  Vậy độ lún ổn định tại tâm móng là:

VII KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN XUYÊN THỦNG CỦA ĐÀI:

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

 A0 

(Không thỏa điều kiện xuyên thủng)

 Cần phải tăng chiều cao móng lên h=1.2(m)

 P cx  0.75 R b t * (b c  h0 )

h0

 0 7 5 * 1 *10 3 * (0.6  1 0 5) *1.0 5  1 299.375  P

Kết luận: Chọn h=1.2 m để móng đảm bảo điều kiện xuyên thủng

VIII XÁC ĐỊNH NỘI LỰC VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP TRONG ĐÀI:

-Xem dầm conxôn, ngàm tại mép cột, lực tác dụng lên dầm là phản lực đầu cọc, Ta có

sơ đồ tải trọng như sau:

250

P3( n e t)

7( net) 11( n e t)

 P i ( net )  (P 4( net )  P 8( net )  P 12( net ) )  3* 408.25  1224.75(KN )

P i ( net ) :Phản lực ròng của cọc 4,8,12 lên đài

ri =1.45(m): Khoảng cách từ tâm cọc i đến mép cột (MC I-I)

 P i ( net )  (P 3( net )  P 7 ( net )  P 11( net ) )  3* 372.639  1117.92(KN )

P i ( net ) :Phản lực ròng của cọc 3,7,11 lên đài

ri =0.25(m): Khoảng cách từ tâm cọc i đến mép cột (MC I-I)

 Chọn thép Þ20@120 để bố trí thép theo phương chiều dài đài cọc

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

Xét mặt cắt II-II:

-Xem dầm conxôn, ngàm tại mép cột, lực tác dụng lên dầm là phản lực đầu cọc, Ta có

sơ đồ tải trọng như sau:

M I I - I I

P i ( n e t )

9 0 0

M II  II

Trong đó:

  ( P i ( n et ) * r i )

 P i ( net )  (P 1( net )  P 2( net )  P 3( net )  P 4( net ) )  301.417  337.028  372.639  408.25  1419.334(KN )

Pi ( net ) : Phản lực ròng của cọc lên đài

ri =0.9(m): Khoảng cách từ tâm cọc i đến mép cột (MC I-I)

 Chọn thép Þ16@180 để bố trí thép theo phương chiều ngắn đài cọc

V/ 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 của cọc sẽ có thớ chịu nén và thớ 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 mômen chịu kéo và nén bằng nhau

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

- Sơ đồ tính:

 Vậy thép chọn thỏa điều kiện

2/ Tính cốt thép dọc trong cọc khi lắp cọc dụng một móc cẩu:

- Sơ đồ tính:

 34  1 2 1 4 (cm 2 )

28

E

bd

 Vậy ta chọn thép móc cẩu là 16

VI/ 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

 Ta có moment quán tính tiết diện ngang của cọc:

 HH ;  HM : là chuyển vị do lực ngang đơn vị H 0  1 gây ra

 M H ;  M M : là chuyển vị do moment đơn vị M 0  1 gây ra

 Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình ở đáy đài:

Tải trọng ngang tác dụng lên từng cọc:

b 0 4 bd

Q z   bd 3 E Iy A   2Eb I  0 B4   bd M 0 C 4  H 0 D4

Trong đó ze chiều sâu tính đổi, z e   b d z

Các giá trị A1 , A3 , A4 , B1 , B3 , B4 , C1 , C 3 , C 4 , D1 , D3 , D4 tra trong bảng G3  T C X D 205

Mz (KN.m)