Tài liệu Làm Đồ Án Nền Móng Cho Các Bạn Trẻ

Với fire word này máy bạn có thể dow về thấy đổi số liệu thoải mái mà ko gặp bất kì trở ngại nào trong quá trình làm đồ án ,Mục lục có đầy đủ cái tính chất đất nền , móng cột móng băng móng đơn , cho các bạn tiết kiệm thời gian cho máy bạn chơi thoải mái

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 : THỐNG KÊ ĐỊA CHẤ T 4

1.1 Lý thuyết thống k ê 4

1.1.1 Khái quát về xử lý thống kê địa chấ t 4

1.1.2 Phân chia đơn nguyên địa chấ t 4

1.1.3 Giá trị tiêu chẩn các đặc trưng của đấ t 5

1.1.4 Đặc trưng tính toán các đặc trưng của đấ t 6

1.2 Thống kê địa chất móng nôn g 8

1.2.1 Lớp đất 1 9

1.2.2 Lớp đất 2 9

1.2.3 Lớp đất 3 1 1

1.2.4 Lớp đất 4 1 4

1.3 Thống kê địa chất móng cọ c 1 7

1.3.1 Lớp đất 2 1 8

1.3.2 Lớp đất 3 a 1 8

1.3.3 Lớp đất 3 b 1 8

1.3.4 Lớp đất 4 2 0

1.4 Bảng tổng hợp địa chấ t 2 5

1.4.1 Địa chất móng nôn g 2 5

1.4.2 Địa chất móng cọ c 2 6

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ MÓNG ĐƠ N 2 7

2.1 Các dữ liệu thiết kế món g 2 7

2.1.1 Giá trị nội lự c 2 7

2.1.2 Thông số địa chấ t 2 7

2.1.3 Vật liệu sử dụn g 2 7

2.2 Xác định kích thước và chiều sâu đặt món g 2 7

2.2.1 Chọn chiều sâu đặt món g 2 8

2.2.2 X ác định kích thước món g 2 8

2.3 Kiểm tra kích thước món g 3 0

2.3.1 Điều kiện ổn địn h 3 0

2.3.4 Kiểm tra đều kiện xuyên thủn g 3 4

3.3 Kiểm tra kích thước móng đã chọ n 4 2

3.3.1 Điều kiện biến dạng lú n 4 2

3.3.2 Điều kiện cường đ ộ 4 7

3.3.3 Điều kiện ổn địn h 4 7

3.3.4 Điều kiện trượ t 4 8

3.3.5 Kiểm tra điều kiện độ mản h 4 8

3.4 Tính toán nội lực móng băn g 4 8

3.4.1 Tính bằng phương pháp giải ta y 4 8

3.4.2 Tính trên nền đàn hồi Winkler và dùng phần mềm etab s 5 1

3.4.3 So sánh nội lực giữa hai phương phá p 5 5

4.2 Xác định chiều sâu đài đặt móng và kích thước cọ c 6 0

4.2.1 Chọn chiều sâu đài đặt món g 6 0

4.2.2 Chọn sơ bộ kích thước cọ c 6 1

4.3 Xác định sức chịu tải của cọ c 6 2

4.3.1 Sức chịu tải theo vật liệ u 6 2

4.3.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nề n 6 3

4.3.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nề n 6 4

4.3.4 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SP T 6 6

4.3.5 Xác định sức chịu tải thiết k ế 6 7

4.4 Chọn số lượng và bố trí cọ c 6 7

4.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọ c 6 8

4.6 Kiểm tra ổn định của nền và độ lún của móng cọ c 6 9

4.6.1 Kiểm tra ổn định của nề n 6 9

4.6.2 Kiểm tra điều kiện lún của món g 7 1

4.7 Thiết kế đài cọ c 7 3

4.7.1 Kiểm tra xuyên thủng đài cọ c 7 3

4.7.2 Tính toán cốt thép đài cọ c 7 5

4.8 Kiểm tra khả năng của cọc khi vận chuyển và lắp dựng cọ c 7 7

TÀI LIỆU THAM KHẢ O 7 9

CHƯƠNG 1 : THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1 Lý thuyết thống kê

1.1.1 Khái quát về xử lý thống kê địa chất

- Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và số lượng mẫu đất cho một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đát này ta phải chọn được chỉ tiêu

đại diện cho nền

- Ban đầu khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu, hạt đất mà ta phân chia thành từng lớp đất

- Theo TCVN 9362-2012 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ lý của nó phải có số biến động ν đủ nhỏ Vì vậy ta phải loại trừ những mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất

- Vì vậy thống kê địa chất là một việc hết sức quan trọng trong tính toán nền móng

1.1.2 Phân chia đơn nguyên địa chất

1.1.2.1 Hệ số biến động

- Chúng ta dựa vào hệ số biến động ν phân chia đơn nguyên

- Hệ số biến động ν xác đinh theo công thức: ν =σ

A

Trong đó : Giá trị trung bình của một đặc trưng: =∑n=Ai

n11

Lưu ý : Khi kiểm tra để loại trừ sai số thô đối vơi các chỉ tiêu kép như lực dính (c) và góc

ma sát trong (φ) thì độ lệch bình phương trung bình được xác định như sau :

1.1.2.2 Quy tắc loại trừ các sai số thô

- Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động ν ≤ [ν] thì đạt còn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn hoặc bé

Trong đó : [ν] là hệ số biến động lớn nhất, tra bảng 1 tùy thuộc vào từng loại đặc trưng

Bảng 1.1 : Bảng tra hệ số biến động lớn nhất theo TCVN 9362-2012

Đặc trưng của đất Hệ số biến động [v]

Lưu ý: Khi n ≥ 25 thì lấy σcm = σ

Bảng 1.2 : Bảng tra các giá trị của V

1.1.3 Giá trị tiêu chẩn các đặc trưng của đất

1.1.3.1 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu đơn

- Giá trị tiêu chuẩn cho tất cả các chỉ tiêu đơn (chỉ tiêu vật lý như độ ẩm , khối lượng thể tích , chỉ só dẻo , độ sệt , … và các chỉ tiêu cơ học như modun tổng biến dạng , cường độ kháng

nén , …) là giá trị trung bình cộng của các kết quả thí nghiệm riêng lẻ Ā sau khi đã loại trừ các sai số thô.

Lưu ý: Đối với cá chỉ tiêu vật lý gián tiếp (hệ số rỗng , chỉ số dẻo …) và modun tổng biến

dạng thì các giá trị tiêu chuẩn của chúng được xác định từ giá trị tiêu chuẩn của chỉ tieu thí nghiệm mà tính giá trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu gián tiếp theo công thức cơ học đất

1.1.3.2 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu kép

- Các giá trị của các chỉ tiêu kép lực dính đơn vị (c) và góc ma sát trong (φ) được thực hiện theo phương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp σi và ứng suất tiếp cực hạn τi của các thí nghiệm cắt tương đương : τ=σtgϕ+ c

- Lực dính đơn vị tiêu chuẩn và góc ma sát trong tiêu chuẩn được xác định theo công thức sau :

1.1.4 Đặc trưng tính toán các đặc trưng của đất

1.1.4.1 Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn

- Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tính toán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán

- Hệ số động ν được xác định theo mục 1.1.2.1

- Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn được xác định theo công thức sau: A tt = Atc

k

d

Trong đó : Atc là giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đang xét

- Hệ số an toàn về đất được xác định theo công thức: k d = 1

1± ρ

- Chỉ số độ chính xác ρ được xác định theo công thức: ρ=

tα v n Trong đó: t là là hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α

- Khi tính nền theo biến dạng (THGH II) thì α = 0.85

- Khi tính nền theo cường độ (THGH I) thì α = 0.9

1.1.4.2 Giá trị tính toán các chỉ tiêu kép

- Giá trị tính toán của các chỉ tiêu kép được xác định theo công thức sau: Att = Atc

kd

Trong đó : Atc là giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đang xét

- Hệ số an toàn về đất được xác định theo công thức: k d = 1

1± ρ

- Đối với các chỉ tiêu kép như: lực dính c và hệ số ma sát tgϕ Ta có công thức: ρ= tα v

Hệ số biến động ν được xác định theo các công thức sau: ν = σc và ν = σ

- Khi tính nền theo biến dạng (THGH II) thì α = 0.85

- Khi tính nền theo cường độ (THGH I) thì α = 0.95

Bảng 1.3 : Bảng tra các giá trị của hệ số t α

Số bậc tự do Hệ số tα ứng với xác suất tin cậy α

- Tùy theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (-) để đảm bảo an toàn hơn

- Khi tính toán nề theo cường độ và ổn định thì ta lấy các đặc trưng tính toán TTGH I (nằm trong khoảng lớn hơn α = 0.95)

- Khi tính toán nền theo biến dạng thì ta lấy các đặc trưng tính toán theo TTGH II (nằm trong khoảng nhỏ hơn α = 0.85)

1.2 Thống kê địa chất móng nông

- Địa chất : DC04

- Mực nước ngầm : - 12.50 (m)

Bảng 1.4 : Bảng mô tả địa chất móng nông

Lớp Cao độ(m) dày Chiều(m) Mô tả đất

1 0 - 2.8 2.8 Sét pha màu xám vàng , trạng thái dẻo cứng

2 2.8 - 6.0 3.2 Sét pha màu nâu đỏ, đốm trắng , nâu vàng , lẫn

sỏi sạn laterit và thạch anh ; trạng thái nửa cứng

3 6.0 - 11.8 5.8 Sét pha màu nâu đỏ, xám vàng , nâu hồng ; trạng

1.2.2.1 Thống kê các chỉ tiêu đơn

Bảng 1.7 : Bảng thống kê các chỉ tiêu đơn lớp đất 2

Vậy mẫu có νtgϕ , νc ≤[ν]= 0.3 nên tập hợp mẫu được chọn

- Xác định giá trị tiêu chuẩn : c tc = 27.68 (kN / m 2) , tgϕtc= 0.363 →ϕtc= 19057'

- Xác định giá trị tính toán

Bảng 1.9: Bảng giá trị tính toán chỉ tiêu kép (c ,ϕ) lớp đất 2

Bảng 1.10 : Bảng thống kê dung trọng tự nhiên lớp đất 3

+Giá trị tính toán

Bảng 1.11 : Bảng giá trị tính toán dung trọng tự nhiên lớp đất 3

+ Vậy tập hợp mẫu được chọn

- Vậy mẫu có νtgϕ ,νc ≤[ν]= 0.3 nên tập hợp mẫu được chọn

- Xác định giá trị tiêu chuẩn : c tc = 23.67 (kN / m 2) , tgϕtc= 0.311 →ϕtc= 17 016'

1.2.4.1 Thống kê các chỉ tiêu đơn

- Dung trong tự nhiên

Bảng 1.18 : Bảng thống kê dung trọng tự nhiên lớp đất 4

STT Kí hiệu Độ sâu lấy mẫu γ

+Xác định giá trị tính toán :

Bảng 1.19 : Bảng giá trị tính toán dung trọng tự nhiên lớp đất 4

+ Kiểm tra thống kê :

Bảng 1.23 : Bảng thống kê các chỉ tiêu kép (c ,ϕ) lớp đất 4 sau khi loại mẫu

- Vậy mẫu có νtgϕ , νc ≤[ν]= 0.3 nên tập hợp mẫu được chọn

- Xác định giá trị tiêu chuẩn : c tc =11.33(kN / m 2) , tgϕtc= 0.442 →ϕtc= 23051'

Bảng 1.25 : Bảng mô tả địa chất móng cọc

2 2.5-5.0 2.5 Bụi cát màu xám đen, trạng thái chảy

3a 5.0-7.2 2.2 Cát chứa sét lẫn sạn màu nâu đỏ,

trạng thái dẻo3b 7.2-11.0 3.8 Cát chứa sét màu xám xanh , nâu vàng , trạng

STT Kí hiệu mẫu Độ sâu γ (kN / m 3 )

Bảng 1.28 : Bảng thống kê dung trọng tự nhiên lớp đất 4

STT Kí hiệu mẫu Độ sâu γ (kN / m 3 ) (γ − γtb )2

Bảng 1.29 : Bảng giá trị tính toán dung trọng tự nhiên lớp đất 4

- Dung trọng đẩy nổi

Bảng 1.30 : Bảng thống kê dung trọng đẩy nổi lớp đất 4

STT Kí hiệu mẫu Độ sâu γ '(kN / m 3 ) (γ '− γ 'tb)2

Bảng 1.31 : Bảng thống kê dung trọng đẩy nổi lớp đất 4

Bảng 1.36 : Bảng thống kê giới hạn Atterberg

Giới hạn AtterbergSTT Kí hiệu mẫu

Bảng 1.38 : Bảng giá trị c , φ tiêu chuẩn lớp đất 4

CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN 2.1 Các dữ liệu thiết kế móng

2.2.1 Chọn chiều sâu đặt móng

2.2.1.1.Cơ sở chọn chiều sâu đặt móng

- Tận dụng khả năng làm việc của các lớp đất phía trên cùng khả năng ổn định về sức -chịu tải của các lớp đất này quyết định đến sự ổn định của công trình

- Chiều sâu đặt móng còn phụ thuộc vào :

 Mực nước ngầm : không nên đặt móng nằm trong nước

 Móng công trình lân cận : chiều sâu đặt móng nên nhỏ hơn chiều sâu đặt móng của công trình lân cận để tránh gây thêm tải trọng lên móng công trình đó

- Không chọn Df < 1m vì thông thường từ mặt đất đến độ sâu 1m là phần dành cho các đường ống cấp thoát nước

2.2.2.1 Xác định sức chịu tải của đất nền

- Tính R tc =m k1m

tc2 (Aγ2 b + Bγ1 D f + Dc)ứng với b = 1 ( m )

Trong đó :

 m1 = m2 = 1 ; ktc = 1

 ϕ = 13 0 18 ' tra bảng Terzaghi ta được A= 0.272,B= 2.09,C= 4.598

 Dung trọng của đất dưới đáy móng : γ2 = 19 ( kN/m3 )

 Dung trọng của đất dưới đáy móng : γ1 = 19 ( kN/m3 )

2.2.2.3 Xác định chiều cao đài móng

- Kích thước cột móng phải thỏa mãn điều kiện sau :

2.3 Kiểm tra kích thước móng

Từ ϕ=13018' tra bảng Terzaghi ta được N = 2.124, N

q = 3.424, N

c =12.062γ

- Vậy với kích thước móng b×L= 2 × 2.5(m) thỏa điều kiện cường độ

2.3.3 Điều kiện biến dạng lún

 Chia lớp phân tố càng nhỏ thì sự chính xác càng cao

 Mỗi phân tố phải nằm hoàn toàn trong cùng 1 lớp đất

 Mỗi phân tố phải nằm hoàn toàn trên hoặc hoàn toàn dưới mực nước ngầm

- Áp lực gây lún dưới đáy móng:

σgl = p tc−γ D f = N tc +(γtb−γ)D f = 461.93+(22 −19 )×1.5 = 100 (kN / m2)

2 × 2.4

F Trong đó: γ- Dung trọng lớp đất móng chiếm chổ ( kN/m3 )

- Ứng suất bản thân của đất tại đáy móng: σbt = γ2 x Df = 19 x 1.5 = 28.5 ( kN/m2 )

- Vị trí ngừng tính lún :

 σbt ≥5σgl - Đối với đất tốt

- Độ lún cho phép của công trình dân dụng: Sgh = 8 cm

Biểu đồ e-p lớp 1

y = 6E-07x2- 0.0005x + 0.58390.6

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

0.53 0.52 0.51

0.5 0.49

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

P ( kN )

Hình 2.4 : Biểu đồ e-p lớp đất 2

- Vì tổng mô đun biến dạng ở lớp hai E = 4.8 MPa < 5 MPa nên phải tính lún đến độ sâu có

 bt > 10 σgl

- Tại z = 4.5 ( m ) có σbt= 117.22 (kN /m2 )> 10σgl= 10 × 10.37 = 103.7(kN /m2)⇒ Dừng tính lún tại đây

- Tổng độ lún S = 4.6 (cm )< 8(cm)⇒Thỏa điều kiện lún

2.3.4 Kiểm tra đều kiện xuyên thủng

h0 bc h0 x l - hc - 2h0

2l

Hình 2.5 : Tiết diện xuyên thủng

2.4.Tính toán cốt thép

- Xem bản móng ngàm vào chân cột tại mặt cắt 1-1 và mặt cắt 2-2 (hình vẽ)

- Sơ đồ tính là dầm consol chịu tải hình thang ( (p2tt,pmaxtt) hoặc tải phân bố đều ptt

Hình 2.8 : Sơ đồ tính cốt thép theo phương cạnh dài

- Moment tại chân cột M1-1 : M1 − 1 =18p tt(L−h c)2b

- Vậy bố trí theo phương cạnh dài L : Ø12a120

Hình 2.9 : Sơ đồ tính cốt thép theo phương cạnh ngắn

- Phản lực tính toán dưới đáy móng : p net tt = N tt = 531.22=110.6(kN/m2 )

Chọn a = 250 ( mm )

- Vậy bố trí thép theo phương cạnh ngắn b : Ø12a250

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ MÓNG BĂNG 3.1 Các dữ liệu thiết kế móng

Ø ≥ 10 mm Rsw 225 MPa

Bảng 3.3 : Vật liệu sử dụng thiết kế móng băng

3.2 Xác định kích thước và chiều sâu đặt móng băng

- Để tâm lực trùng với tâm đáy móng,ta kéo dài thêm một đoạn dầm bên côt 3-D một đoạn 0.9

m Đồng thời để giảm ứng suất ta kéo dài thêm mỗi bên 0.5m

 Dung trọng của đất dưới đáy móng : γ2 = 19 ( kN/m3 )

 Dung trọng của đất dưới đáy móng : γ1 = 19 ( kN/m3 )

- Tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp: S=∑S i = ∑ e 1i −e

2i

h i(cm)

1 + e 1i

- Để tính toán chính xác đảm bảo sự biến dạng trong đất nền và lực tác dụng là quan hệ tuyến tính ta cần chia đất thành từng lớp nhỏ (phân tố) với chiều dày mỗi lớp : 0.2b < h < 0.4b

- Yêu cầu :

 Chia lớp phân tố càng nhỏ thì sự chính xác càng cao

 Mỗi phân tố phải nằm hoàn toàn trong cùng 1 lớp đất

 Mỗi phân tố phải nằm hoàn toàn trên hoặc hoàn toàn dưới mực nước ngầm

- Áp lực gây lún dưới đáy móng:

σgl = p tc −γD f = ∑N tc

+(γtb −γ)D f = 2290.1+(22 −19)×1.5 = 103(kN / m2)

1.3 ×15.4

F Trong đó : γ- Dung trọng lớp đất móng chiếm chổ ( kN/m3 )

- Ứng suất bản thân của đất tại đáy móng: σbt = γ2 x Df = 19 x 1.5 = 28.5 ( kN/m2 )

- Vị trí ngừng tính lún :

 σbt ≥5σgl - Đối với đất tốt

- Độ lún cho phép của công trình dân dụng: Sgh = 8 cm

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

Biểu đồ e-p lớp 3

e 0.620.6

0.58 0.56

0.5 0.48

P ( kN )

Hình 3.6 : Biểu đồ e-p lớp 3

- Bảng tính lún các phân lớp :

- Vì tổng mô đun biến dạng ở lớp ba E = 4.09 MPa < 5 MPa nên phải tính lún đến độ sâu có

 bt > 10 σgl

- Tại z = 6.46 ( m ) có σbt = 152.18 (kN /m 2) > 10 ×σgl= 10 × 13.79 = 137.9 (kN /m2)⇒ Dừng tính lún tại đây

- Tổng độ lún S= 5.123(cm)< 8(cm)⇒ Thỏa điều kiện lún

3.3.2 Điều kiện cường độ

- Sức chịu tải cực hạn của đất nền :

⇒Thỏa điều kiện ổn định

3.3.3.1 Điều kiện xuyên thủng

- Lớp bê tông bảo vệ : chọn a = 50 mm

P = P tt S xt = 0.5 P tt (b − b − 2h )

- Vì (b-bs-2h0) = 0 ⇒ luôn thỏa điều kiện xuyên thủng

3.3.4 Điều kiện trượt

Q ct = F(P tb tt tanϕ+ c) = 20.02 × (131.55 × tan13018' +19) =1002.94 (kN)

∑Q tt = 208.11(kN)

∑Q tt < Q ct ⇒thỏa điều kiện trượt

3.3.5 Kiểm tra điều kiện độ mảnh

3.4.Tính toán nội lực móng băng

3.4.1 Tính bằng phương pháp giải tay (bỏ qua)

+ Giữa cột AB : M AB =154.80 − 578.342 = −823.15kN m

max 2 ×171.01+ Tại tâm cột B

3.4.2 Tính trên nền đàn hồi Winkler và dùng phần mềm etabs

3.4.2.1 Kích thước và mô hình móng băng

 D : chiều sâu tính Cz

 B : bề rộng móng



Từ ϕ=13018' tra bảng Terzaghi ta được Nγ = 2.124,N q =

- Trường hợp 2 : Theo công thức của Vesic

 Ip = 0.0438 ( m4 ) : momen quán tính của tiết diện móng

 µ = 0.3 : hệ số poát xông của đất nền

 Eo : Mô đun biến dạng của đất nền

 Ep : mô đun đàn hồi của vật liệu móng

- Trường hợp 3 : Trong tính toán thực hành

2

663.84 604.56 756.34 608.88

Hình 3.14 : Hoạt tải tác động vào móng băng

3.4.2.4 Nội lực móng băng bằng phần mềm etabs

- Trường hợp 1 : C z = 8260 (kN / m3) ( Theo công thức Terzaghi )

Hình 3.15 : Biểu đồ moment trường hợp 1

- Trường hợp 2 : C z = 1296 (kN / m3) ( Theo công thức của Vesic )

Hình 3.16 : Biểu đồ moment trường hợp 2

- Trường hợp 3 : C z = 3988 (kN / m3) ( Trong tính toán thực hành )