BÀI TẬP LỚN NỀN MÓNG

Bài tập lớn nền móng - TRẦN VĂN THUẬN - GIAO THÔNG VẬN Tải Cơ sở 2

Trang 1

BÀITẬP LỚN NỀN & MÓNG

…………

Họ và tên:

Lớp quản lý: XDDD&CN 2 K54

Lớp môn học: Nền móng 2_15_Lớp 1

Mã số SV:

Đề số: 100

PHẦN I: MÓNG NÔNG

I Số liệu thiết kế( Hình minh họa)

Trang 2

Tiết diện cột:

2 Tải trọng tính toán( tác dụng dưới chân công trình tại cao độ mặt đất)

N0= 61.9( T); M0= 8.4( T.m); Q0= 1.6( T)

N0 – Tải trọng thẳng đứng

M0- Mô men tính toán 8.4x 9.81= 82,404 kNm

3 Số liệu địa chất

Wnh

%

Độ

ẩm giới hạn dẻo

Wd

%

Dung trọng tự

nhiên

γ T/m3

Tỷ

trọn

g hạt Δ

Góc

ma sát trong

ϕ độ

Lực dínhckG/

cm2

Kết quả thí nghiệm nén épe-p với áp lực nén p (Kpa)

Kết quả

xuyê

n tĩnh

qc

(Mpa)

Kết quả xuyên tiêu chuẩn N

50 100 200 400

13 35.5 36.4 32.6 1.7 2.64 9000 0.09 1.039 0.98 0.94 0.91 1.02 6

Trang 3

II Đánh giá và thống kê số liệu địa chất công trình

II.1 Các chỉ tiêu cơ lý của từng lớp đất

II.1.1 Lớp số 1

- Chỉ số dẻo : Ip= Wnh –Wd= 36.4 – 32.6 = 3.8 (%) ⟹ Đất cát pha

- Trọng lượng thể tích khô của đất :

- Hệ số rỗng ở trạng thái tự nhiên :

- Chỉ số hệ số nén lún :

Trang 4

- Chỉ số modun tổng biến dạng :

Trong đó: là hệ số thực nghiệm xem ở bảng I.4- Hệ số xác định modun nén theo sứckháng xuyên tĩnh Giá trị (đất sét pha dẻo chảy )

-Đường cong nén lún e~p:

Bảng số liệu địa chất lớp 1

Ip (%) IL (%) γk ( kN/m3) e 0 a (cm2/kG) E0 (kN/m2)

3.8 0.76 12.307 1.104 0.00102 6102

⇒ Đánh giá cơ lý: Đất sét có ≯ 1 nên là đất tốt

II.1.2 Lớp số 2

- Chỉ số dẻo : Ip= Wnh –Wd = 47.3 – 23.8 = 23.5 (%) ⟹ Đất sét

Trang 5

- Chỉ số độ sệt : Đất chảy.

- Trọng lượng thể tích khô của đất :

- Hệ số rỗng ở trạng thái tự nhiên :

- Chỉ số modun tổng biến dạng : Giá trị (đất sét chảy )

E0 = αqc = 6* 1.21 = 7.26 (MPa) = 7260 ( kN / m2)

-Đường cong nén lún e~p:

Bảng số liệu địa chất lớp 2:

Ip (%) IL (%) γk ( kN/m3) e 0 a (cm2/kG) E0 (kN/m2)

Trang 6

⇒ Đánh giá cơ lý: Đất sét có ≯ 1 nên là đất tốt.

II.1.3 Lớp số 3

Thành phần hạt (%) tương ứng với các cỡ hạt

Hạt cát Hạt bụi Hạt sét

Đường kính cỡ hạt (mm)

2-1 1-0.5 0.5-

0.25

0.25- 0.1

0.1-0.05

0.05-0.01

0.002

0.01-<0.002

- Tích lũy các hàm lượng hạt đi từ trái qua phải ta có:

+ Các hạt có d > 1mm chiếm 17%

+ Các hạt có d > 0,5mm chiếm 39.5%

+ Các hạt có d > 0,05mm chiếm 78%

- Tra bảng ta thấy điều kiện đầu tiên mà cấp phối hạt này đạt được là có đường kính d > 0.05 chiếm trên 78% Vậy đất này thuộc loại cát hạt nhỏ

- Kết quả xuyên tiêu chuẩn N = 33 ∈ [30 ÷ 50] ⇒ cát chặt

Trang 7

- Trọng lượng thể tích khô của đất : -

Hệ số rỗng ở trạng thái tự nhiên :

- Chỉ số modun tổng biến dạng : Giá trị (đất cát)

E0 = αqc = 2* 1.21 = 2,42 (MPa) = 2420 ( kN / m2)

Bảng số liệu địa chất lớp 2:

γk ( kN/m3)

E0 ( kN /m2) 16.85 0.58 2420

⇒ Đánh giá cơ lý: Đất cát chặt có e ≯ 0.8 nên là đất tốt

Các chỉ tiêu cơ lý của 3 lớp đất:

Trang 8

- Tiêu chuẩn thiết kế: TCXD 45-1978+[S] = 8 cm

+ Hệ số an toàn: Fs = 2- 3

II Phương án thiết kế

II.1 Móng nông trên nền tự nhiên

II.2 Móng đơn bê tông cốt thép

Trang 9

- Bê tông: M250

- Cốt thép: AII

II.3 Lớp lót : M100 dày 10cm

III Chọn cao độ kích thước móng và kiểm tra

III.1 Xác định sơ bộ kích thước đáy móng dưới cột

- Chọn chiều sâu chôn móng Vậy đáy móng đặt trong lớp 1, đất sét (đất tốt)

- Độ lệch tâm của tải trọng: :

- Chọn tỷ số , ta có: :

- Hệ số hiệu chỉnh hình dáng móng:

- Ta có ,tính:

- Với góc ma sát φ=90 ,ta tra bảng được các giá trị:

Nγ = 1.06 ; Nq = 2.48 ; Nc = 9.14

Trang 10

- Có và nên:

- Tải trọng cho phép: và

- Giải phương trình:

Chọn , thay vào ta được:

Trang 11

, thỏa mãn điều kiện

- Tải trọng tiếp xúc lớn nhất ở đáy móng:

- Kiểm tra:

- Ta thấy:

- Vậy lựa chọn kích thước sơ bộ đáy móng là:

III.2 Kiểm tra cường độ

- Chuyển tại trọng xuống tâm móng, với:

Trang 12

Vậy thỏa mãn điều kiện cường độ.

III.3 Kiểm tra ổn định lật trượt đối với điểm O

,

- Với :

Thỏa mãn điều kiện kiểm tra ổn định chống lật

III.4 Kiểm tra ổn định chống trượt phẳng

,

- Với:

Trang 13

Điều kiện chống trượt phẳng thỏa mãn.

IV Kiểm tra móng theo trạng thái giới hạn thứ II

- Quy đổi với nên tải trọng tiêu chuẩn:

- Kiểm tra độ lún đúng tâm

- Áp lực tải trọng tại đáy móng:

- Áp lực tại đáy móng:

- Chia đất nền dưới đáy móng thành từng lớp phân tố có chiều dày là , mực nước ngầm

* Xét tại điểm A: Ta có:

Trang 14

với v=0.3 là hệ số nở ngang của đất cát.

* Tương tự với các lớp tiếp theo, ta có bảng sau:

Trang 16

- Từ bảng trên, độ lún tại tâm đáy móng:

Độ lún móng đảm bảo

V.Thiết kế chiều cao móng và cốt thép trong móng

Trang 17

1.Thiết kế chiều cao móng

Kích thước cột: , Mác bê tông M 250:

Chiều cao móng được thỏa mãn độ bền chống cắt:

Chọn chiều cao móng h= 1m (=100cm), chiều dày lớp bảo vệ ao= 10cm ⇒ho=h-ao=0.9mKiểm tra điều kiện áp dụng:

Kiểm tra điều kiện an toàn chống ép thủng:

Vậy chiều cao móng h=1m đảm bảo các điều kiện bền đối với bê tông

2.Thiết kế cốt thép móng

Sử dụng thép AII: Ra= 260 MN/m2

Theo chiều dài móng, tiết diện nguy hiểm I-I ở sát chân cột có mô men uốn do phản lực đất gây ra được xác định theo:

Trang 18

Diện tích cốt thép cần cho tiết diện I-I xác định theo:

Chọn 10Φ14(Fa= 10*1.5= 15cm2) bố trí cách đều

Theo phương cạnh ngắn,

Chọn 8Φ14(Fa= 8*1.5= 12cm2) bố trí cách đều

Đồ án nền móng

(Phần móng cọc đài thấp)

Họ và tên : TÔ ĐÌNH TUẤN Mã sinh viên : 5451101126

Líp theo häc:

Số thứ tự đề : 100

I Số liệu công trình:

- Cột (Cột toàn khối hoặc lắp ghép)

- Số liệu tải trọng tính toán :

Trang 19

Lớp đất Số hiệu Chiều dày(m)

- Sơ bộ tính toán tiết diện cột

- Đề xuất hai phương án cọc và thiết kế một phương án

- Bản vẽ có kích thước 297 840 ( đóng cùng vào thuyết minh ), trên đó thể hiện:Cao trình cơ bản của móng cọc đã thiết kế và lát cắt địa chất ( tỷ lệ từ 1: 50 đến 1:

100 ) ; các chi tiết cọc ( tỷ lệ 1:20-1:10) ; các chi tiết đài cọc ( tỷ lệ 1: 50- 1: 30);

Bảng thống kê thép đài , thép cọc ,các ghi chú cần thiết

I Tài liệu thiết kế

I.1 Tài liệu công trình

-Tiết diện cột:

- Tải trọng tính toán tại cốt 0-0



+

- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn không có tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn nên số liệu tải trọng

tiêu chuẩn tại cốt 0-0 ,có thể lấy như sau :

Trang 20

(n là hệ số vượt tải gần đỳng cú thể chọn chung n = 1,1 – 1,2 ở đõy chọn n = 1,15)

Tải trọng tiờu chuõ̉n tại cụ́t 0,0:



+

Nhận xét đụ̣ lợ̀ch tõm : Đụ̣ lợ̀ch tõm nhỏ

I.2 Tài liợ̀u địa chṍt :

- Phương pháp khảo sát : Khoan, kờ́t hợp xuyờn tĩnh (CPT) và xuyờn tiờu chuõ̉n(SPT)

- Khu vực xõy dựng, nờ̀n đṍt gồm 4 lớp co chiờ̀u dày hầu như khụng đụ̉i

Lớp 1 : sụ́ hiợ̀u 13 dày a = 4.7 m

Lớp 2 : sụ́ hiợ̀u 46 dày b = 3.6 m

Lớp 3 : sụ́ hiợ̀u 88 dày c = 4.3 m

Lớp 4 : sụ́ hiợ̀u 66 rṍt dày

Lớp 1: Sụ́ hiợ̀u 13 dày a = 4.7 m, có các chỉ tiờu cơ lý sau :

Đụ̣

ckg/

cm2

Kờ́t quả thí nghiợ̀m nén épe-p với áp lực nén P(KPa) qc

(MPa)

0.988

0.948

Biểu đồ thí nghiệm nén ép e-p

Trang 21

(cát pha dẻo mềm chọn  = 3).

Nhận xét : Đất cát pha có :

c=0,09 kg/cm2; 0

Trang 22

- Chỉ số dẻo: A= Wnh - Wd = 45.7-22.6 = 23.1%  lớp 2 là đất sét.

- Độ sệt của đất là : B =

A = = 0.33  trạng thái dẻo cứng

- Hệ số rỗng tự nhiên : e0 =

(Đất sét dẻo cứng chọn  = 5)

Nhận xét : Đất sét có : ; ;

Đất có tính xây dựng không tốt

Lớp 3: Số hiệu 88; h3 = 4.3 m; có các chỉ tiêu cơ lý như sau :

Trong đất có các cỡ hạt d (mm) chiếm (%)

0,1

0,25

- Tích lũy các hàm lượng hạt đi từ trái qua phải ta có:

+ Các hạt có d > 1mm chiếm 3,5%

+ Các hạt có d > 0,5mm chiếm 18,5%

+ Các hạt có d > 0,05mm chiếm 83,5%

Trang 23

- Tra bảng ta thấy điều kiện đầu tiên mà cấp phối hạt này đạt được là có đường kính d > 0,05 chiếm trên 83,5% Vậy đất này thuộc loại cát hạt nhỏ.

- Kết quả xuyên tiêu chuẩn N = 24 ∈ [10 ÷ 30] ⇒ cát chặt vừa

- Sức kháng xuyên qc = 7,6 Mpa = 760 T/m2  lớp 3 là loại cát vừa ở trạng thái chặt vừa,Dựa vào bảng phân loại của cát Thạch anh theo hệ số rổng gần đúng chọn: e0 = 0,65

Do cát sâu không lấy được mẫu nguyên dạng do đó dung trọng tự nhiên của cát có thểtính dựa vào e trong đó e gần đúng chọn dựa vào bảng phân loại độ chặt của cát Thạchanh : Bảng chương 1 – Sách cơ học đất

Cát chặt vừa :

Chọn : e o ≈0,65

e o=Δ.γ n (1+W ) γ −1



Độ bảo hòa : Đất ở trạng thái rất ẩm

Mô đun biến dạng : E o =α q c

α=1,5

Ở độ sâu > 5m thì có thể chọn ϕ=33o

Nhận xét : Sét pha , chặt cứng : ; ; ϕ=33o;

- Chỉ số dẻo: A= Wnh - Wd = 45.3-31.5 = 13.8%  lớp 2 là Đất sét pha

- Độ sệt của đất là: B =

A = = 0.333  Trạng thái cứng

Trang 24

- Hệ số rỗng tự nhiên : e0 =

(Đất sét pha ở trạng thái cứng chọn  = 5)

Nhận xét: Đất sét pha , cứng : ; ;

Ta có kết quả trụ địa chất như sau:

Trang 26

Nhận xét chung.

Lớp đất thứ nhất và thứ hai thuộc loại mềm yếu, lớp 3 khá tốt và dẻo ,lớp 4 rất tốtnhưng ở dưới sâu

I.3 Theo tiêu chuẩn xây dựng

Độ lớn cho phép Sgh = 8 cm Chênh lún tương đối cho phép

ΔS

L gh= 0,3 %

II Đề xuất phương án:

- Công trình có tải trọng khá lớn , Khu vực xây dựng biệt lập, bằng phẳng

- Đất nền gồm 4 lớp:

+ Lớp 1: Cát rời rạc ,dẻo dày 4.7m

+ Lớp 2: Đất sét , dẻo cứng dày 3.6 m

+ Lớp 3: Sét pha , chặt cứng , Có thể xây dựng tốt ,có chiếu dày 4.3 m

+ Lớp 4: Sét , Cứng Tốt nhưng ở dưới sâu

Nước ngầm không xuất hiện trong phạm vi khảo sát

- Chọn giải pháp móng cọc đài thấp

 Phương án 1: Đóng cọc BTCT 25 x 25 cm, đài đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ sâu

xuống lớp 3 khoảng 2 ÷ 4m

 Phương án 2: Đóng cọc BTCT 30 x 30 cm, đài đặt vào lớp 1, mũi cọc hạ sâu

xuống lớp 3 khoảng 4 ÷ 5m

Ở đây chọn phương án 1

III Phương pháp thi công và vật liệu móng cọc.

Đài cọc:

+ Bê tông : 200 # có Rn = 1100 T/m2, Rk = 75 T/m2

+ Cốt thép :  < 10 - AI;  ≥ 10 - AII

+ Bê tông lót : Mác 100# dày 10 cm

+ Đài liên kết ngàm giữa cột và cọc (xem bản vẽ ) Thép của cọc neo trong đài  20d ( ở đây chọn 40 cm ) và đầu cọc trong đài 10 cm

Cọc đúc sẵn:

+ Bê tông : 300 # Rn = 1300 T/m2

+ Cốt thép: AII, AI

+ Cọc chi tiết cấu tạo xem bản vẽ

Trang 27

IV Tính toán móng cọc

IV.1 Chọn độ sâu của đáy đài

Trong thiết kế tải trọng ngang do đất từ đáy đài tiếp nhận nên muốn tính toán theo móngcọc đài thấp phải thỏa mãn điều kiện sau:

h≥0,7 hmin

h – Độ sâu của đáy đài

Q : Tổng lực ngang theo phương vuông góc với cạnh b của đài : Qx = 5,7 T

; góc ma sát và trọng lượng thể tích đơn vị của đất từ đáy đài trở lên :

 = 90 ;  = 1,7 (T/m3)

b : bề rộng đài chọn sơ bộ b =1,5 m

0,7hmin = 0,7.1,27 = 0,889m ; ở đây chọn h = 1,7 m > 0,889m

IV.2 Chọn cọc và xác định sức chịu tải của cọc

IV.2.1 Chọn cọc

- Tiết diện cọc 25  25 (cm) Thép dọc 4 16 AII

- Chiều dài cọc: chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp 3 khoảng 2,9  chiều dài cọc

lc = (4,7+3,6+3,4) - 1,2 + 0,5 = 11 m

Cọc được chia thành 2 đoạn dài 4,5 m Nối bằng hàn bản mã

IV.2.2 Sức chịu tải của cọc :

1-a Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:

Bê tông Mác 300 → R n =1300 T /m

2

Cốt thép AII: R a =28.000T /m

2

PVL = m (Rb Fb + Ra Fa) Trong đó: m : hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc loại móng và số lượng cọc trong móng, ở đay dự kiến 5÷8 cọc nên chọn m =0,9

Thép 16 Fa : diện tích cốt thép, Fa = 8,04 cm2

Trang 28

 PVL = 0,9.(1300.0,25.0,25 + 2,8.104 8,04.10-4 ) = 93,4 T93T

1-b Sức chịu tải của cọc theo đất nền:

1.b.1 Xác đinh theo kết quả của thí nghiệm trong phòng (phương pháp thống kê):

Sức chịu tải của cọc theo nền đất xác định theo công thức:

R: sức kháng giới hạn của đất ở mũi cọc Với h m =12,7m, mũi cọc đặt ở lớp cát , chặt

vừa tra bảng được

τ i- lực ma sát trung bình của lớp đất thứ i quanh mặt cọc Chia đất thành các lớp đất

đồng nhất, chiều dày mỗi lớp  2m như hình vẽ Ta lập bảng tra đượcτ i theo l i( l i

-khoảng cách từ mặt đất đên giữa mỗi lớp chia

46 Sét pha , dẻo cứng B = 0,33 Đất yếu bỏ qua

Trang 30

[P]=P gh

F s

Trong đó:

+ Q c =k q cm F : sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc.

k - hệ số phụ thuộc loại đất và loại cọc: tra bảng có: k = 0,5



+ Q s =u.∑ q ci

α i .h i

: sức kháng ma sát của đất ở thành cọc

α i- hệ số phụ thuộc loại đất và loại cọc, biện pháp thi công

+ Q c =m N m F c sức kháng phá hoại của đất ở mũi cọc

(N m - số SPT của lớp đất tại mũi cọc)

Trang 31

N i - số SPT của lớp đất thứ i mà cọc đi qua (bỏ qua lớp 2)

(Với cọc đóng : m = 400kPa, n = 2kPa)

 Sức chịu tải của cọc lấy theo kết quả xuyên tiêu chuẩn [P] = 30T

IV.3 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng :

Số lượng cọc được xác định sơ bộ như sau:

n=β N[P]

Do độ lệch tâm lớn nên ở đây ta chọn : β=1,2

; chọn n=8 cọc và bố trí như sau:

(đảm bảo khoảng cách các cọc 3d - 6d)

IV.4 Đài cọc.

- Từ việc bố trí cọc như trên  Kích thước đài :

Trang 32

Bđ  Lđ = 1,5  4 m

IV.5 Tải trọng phân phối lên cọc

- Theo các giả thiết gần đóng coi cọc chỉ chịu tải dọc trục và cọc chỉ chịu nén hoặc kéo + Trọng lượng của đài và đất trên đài:

 Tất cả các cọc đều chịu nén và đều < [ P ] =30T

+ Tải trọng tính toán tác dụng lên cọc không kể trọng lượng bản thân đài và lớp đất đượctính theo công thức:

Định dạng
Số trang	41
Dung lượng	857,41 KB