ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT – NỀN MÓNG đề IV 2

Đề bài : Cho một mố cầu có kích thước 5x7m, chịu tác dụng của tải trọng đúng tâm nghiêng với phương thẳng đứng một góc δ = 5̊ và tải trọng ngang H. Mố cầu đặt trên nền đất gồm 2 lớp : Lớp 1: Sét pha dẻo cứng dày 6m Lớp 2 : Sét cứng dày vô tận. Tải trọng P = 980 T H = 48 T Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 và lớp 2 được cho theo bảng sau : Lớp sét pha dẻo cứng Lớp sét cứng k.lg thể tích TN Hệ số rỗng Hệ số nén lún Góc ma sát Lực dính kết k.lg thể tích TN Hệ số rỗng Hệ số nén lún Góc ma sát Lực dính kết γw (Tm3) εo a12 cm2kg φ (độ) C Kgcm γw (Tm ) εo a12 cm2kg φ (độ) C Kgcm 1,80 0,806 0,024 20 0,25 1,95 0,668 0,019 19 0,55

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

HÀ NỘI, Tháng 05, năm 2017

Cơ học đất, nền và móng công trình là hai môn học không thể thiếu đối vớisinh viên khoa công trình các trường đại học kỹ thuật Hiểu biết sâu sắc về đấtnền,về các quá trình cơ học xảy ra trong nền dưới tác dụng của tải trọng ngoài để từ

đó thiết kế giải pháp nền móng hợp lý là yêu cầu bắt buộc đối với các kỹ sư xâydựng.các kỹ sư địa chất công trình – địa kỹ thuật

Trong chương trình đào tạo của trường Đại học Mỏ- Địa chất đối với sinhviên chuyên ngành địa chất công trình – địa kỹ thuật, ngoài việc học trên lớp giáotrình Nền và Móng còn có đồ án môn học, nó giúp cho mỗi sinh viên:

- Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng nó vào các công việc cụ thể

- Biết các bước thực hiện việc thiết kế và kiểm tra móng

- Làm cơ sở giúp cho sinh viên hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp sau này

Với mục đích như vậy thầy giáo đã giao cho mỗi sinh viên một đề tài vớinhững yêu cầu và nhiệm vụ khác nhau

Sau một thời gian làm việc nghiêm túc với sự hướng dẫn tận tình của thầygiáo Nhữ Việt Hà, em đã hoàn thành đồ án môn học với những nội dung sau :

- Mở đầu

- Đề bài

- Chương I : Thiết kế móng

- Chương II : Kiểm tra ổn định trượt sâu

- Chương III : Xác định tải trọng giới hạn

- Chương IV : Tính độ lún cuối cùng

- Kết luận

Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong

đồ án còn nhiều sai sót Rất mong được sự nhận xét, đánh giá và góp ý của thầy

Cho một mố cầu có kích thước 5x7m, chịu tác dụng của tải trọng đúng tâmnghiêng với phương thẳng đứng một góc δ = 55̊ và tải trọng ngang H Mố cầu đặttrên nền đất gồm 2 lớp :

- Lớp 1: Sét pha dẻo cứng dày 6m

Gócmasát

Lựcdínhkết

k.lg thểtích TN

Hệsốrỗng

Hệ sốnénlún

Góc

ma sát

Lựcdính kết

w

(T/m

3 )

cm2/kg (độ)

CKg/cm

Căn cứ vào chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất phía dưới và điều kiện làm việc củacông trình, các điều kiện về kinh tế kỹ thuật nên tôi quyết định chọn loại móng đơncứng hữu hạn Ta đặt móng trong lớp sét cứng.Chiều rộng của móng được tính sơ

bộ theo phương trình bậc 3 sau :

0-

2 21

3 + K b K =

b

m 3 w

2 1

h βγ M - γ

C M + h M

= K

= K

Với 1 2 3

M,M

65 , 11

13 , 6 M

3 2 1

=

=

=

M M

-Chọn chiều sâu chôn móng: h = 6m

2,20,2

cos.9805

cos

T

Ta có :

23 , 52 1,95

2,2.6 2,13.

95 , 1

-5 65 , 11 6 13 , 6

1066 95

, 1

27 , 976 13 , 2

Do móng là móng đơn cứng hữu hạn nên :

2

≤ α tg

≤

b-b

≤1

⇔

m c

m c

≤9

⇔

, bc = 5mChọn b = 10m

2

= α

tg gh

13 2 2 2 5

2

m14

=b.4,1

=a

⇒4,1

=5

7

=b

a

=b

a

c c

Điều kiện chịu lực

tc

14014.1083

,146

.2,2-02,79

27,976

R

-P

∑

m F

(thoả mãn )

M+F

G+P

=σ

tc tc

tc max

)2

h-h+1.(

H+2

h.5sin.P

=

=

).(4,373)

2

2-61482

2

w là mômen chống uốn của móng

) ( 3 , 233 6

10 14 6

a.

) / ( 77 , 21 3

, 233

4 , 373 140

1848 27

G+P

=σ

tc tc

tc min

∑

=

⇒ 0 ) / ( 57 , 18 3 , 233

4 , 373 - 140

1848 27

, 76

2 min

max tc

tc

tc σ σ

σ

thoả mãn vì nhỏhơn Rtc

Vậy với kích thước móng đã chọn bxa = 10x14 hoàn toàn thoả mãn điều kiệnchịu lực

Tính bê tông và cốt thép:

- Chiều dày làm việc của bê tông

cp c

R

là cường độ kháng cắt của bêtông.Chọn bê tông mác 200# và móng chịu

ép khi uốn nên ta lấy cp

σ+σ)(

b+b2()a-a(24

1

=

M

)2

σ+σ)(

a+a2()b-b(24

1

=

M

min max

c

2 c a

i max c

2 c b

M

±F

G+P

=σ,

min max

) ( 74 , 410 4

, 373 1 , 1

) ( 1073

m T M

n

M

T P

n P

74 , 410 140

74 , 410 - 140

αtg.h-1)(

σ-σ(+σ

=

min max min

i

=2.2

5-10

=2.h

b-b

=

α

tg

m c

)/(99,21)

14

25,1.2-1)(

1,1962,22(1,19

) ( 1064 )

2

1 , 19 62 , 22 )(

5 2 10 ( ) 7 - 14 ( 24

1

) ( 813 ) 2

99 , 21 62 22 )(

7 14 2 ( ) 5 - 10 ( 24

Diện tích cốt thép theo chiều từng cạnh của móng:

o a a

a a

o a a

b b

h.R.m.m

M

=

F

h.R.m.m

M

=

F

Với Fa,Fb là tổng diện tích cốt thép theo cạnh a,b

m,ma là hệ số làm việc của bê tông và cốt thép lấy bằng 1

ho là chiều cao làm việc của bê tông Nếu lấy chiều dày lớp bê tông bảo vệ

là e = 0.04m ta có :

m96,1

=04,0-2

=e-h

=

ho m

.a

R

- cường độ chịu kéo của cốt thép lấy bằng 1800 kG/cm

2

Vậy ta có

2

2 230 023

, 0 96 , 1 10 1800 1 1

813

cm m

2

2 300 03

, 0 96 , 1 10 1800 1 1

1064

cm m

- Số thanh cốt thép theo chiều từng cạnh của móng :

F n

thanh

150 01 , 2

thanh

- Khoảng cách giữa các thanh cốt thép :

cm n

e a C

cm n

e a C

b b

a a

12 115

4 2 - 100 14 2 -

9 150

4 2 - 100 14 2 -

=

h2

Bậc 3 : h3 =60cmVậy ta có sơ đồ bố trí cốt thép vào móng như sau :

c

a a

Bảng tra các hệ số R ,'K1,K2 để tính sức chịu tải theo quy phạm

CNIP-200-62 dùng cho các công trình cầu cống

Bảng giá trị ứng suất cho phép R’ của các đất dính (kN/m

2)

Sét và sét pha ở trạng thái dẻo 0,02 0,15

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU

Để kiểm tra ổn định trượt sâu của móng,ta xác định hệ số ổn định trượt sâu

cos.(

Do công trình còn chịu tác dụng của lực ngang H và thành phần lực ngangn

P

gây ra bởi lực nghiêng nên gt

M còn phải cộng thêm mômen do 2 thành phần

này gây nên Khi đó

a.H+d.P+αsin.g.R

Vậy ta có :

)lΔ.c+tg.αcos.g(R

=

= 12,2.( 112,87 + 210,21 ) = 3941 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

= 12,8 (113,07 + 200,75 ) = 4017 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

Vậy :

)lΔ.c+tg.αcos.g(R

=

= 13,5 ( 112,55 + 201,19 ) = 4235 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

M

=

η

= 1,53Như vậy tâm trượt O3 có hệ số ổn định nhỏ nhất qua O3 kẻ đường thẳng X-X’ song song với mặt bán không gian và xác định các hệ số ổn định trượt sâu tươngứng với các tâm trượt O1’, O2’, O3’ như sau :

Tâm trượt O 1 ’ :

Có R = 12,7m chia ra ta được 12 mảnh với chiều rộng mỗi mảnh là 2m ta có :

Vậy ta có :

)lΔ.c+tg.αcos.g(R

=

M

=η

= 1,59

Tâm trượt O 2 ’ : Có chọn trùng với O3 ,vậy nên kết quả sẽ được

gt

ctM

M

=η

=1,53

Tâm trượt O 3 :

Có R = 14,2m, chia làm 14 mảnh, mỗi mảnh cách nhau 2m, ta có :

Vậy

)lΔ.c+tg.αcos.g(R

=

=14,2 ( 132,52 + 217,14 ) = 4965 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

M

=η

= 1,52Như vậy tâm trượt có hệ số ổn định nhỏ nhất là η2’ = 1,52 > 1, do đó đảmbảo ổn định cho công trình

CHƯƠNG III : TÍNH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN

Theo Sôcôlôvski ta có :

C.N+y.γ.N+h.γ.N

=

Trong đó

c γ

q,N ,N

N

là các hệ số tra bảng phụ thuộc φ , δVới φ = 19 và δ = 5 tra bảng và nội suy ta được:

136 , 5

=

c N

046 , 2

10.55,0.824,1110.95,1.046,26.95,1.136,5

C N y N h N

=

++

=+

2)

( (0) + (8) =

=

- Tải trọng ngang giới hạn :

T tg

P

ttT

= 1,1.85,4 = 94 <

ghTVậy kích thước móng thoả mãn điều kiện về cường độ

Bảng tra trị số

c γ

0.56

1.40

3.16

6.92

0.38

0.99

2.31

5.02

1.51

3.42

7.64

5

0.89

2.15

4.93

1.50

3.84

9.58

24.86

14

40

24,40

3

1.84

4.96

13,31

15,72

CHƯƠNG IV : TÍNH ĐỘ LÚN CUỐI CÙNG

I tính ứng suất tại tâm và hai mép móng:

1 Ứng suất tại tâm móng :

a Do tải trọng thẳng đứng gây ra :

) / ( 27 , 7 6 95 , 1 - 140

27 , 976 6 2 -

F

P h

Theo phương pháp phân tầng lấy tổng ta chia nền đất dưới móng thành các

lớp nhỏ có chiều dày hi =(0,2÷0,4)b và chỉ tính đến lớp có σz σbt ≤0,2 Ta có

m2

R.π.2

Q.3

=σ

với

2 2

2 + y +zx

=R

Vì Pn đặt vào tâm móng nên x = 0 , y = 0 ,do đó z

σ

= 0

c Do tải trọng ngang H gây ra :

Áp dụng công thức trên với các điểm đã chia ta có

Tổng ứng suất tại tâm móng do tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang gây

ra tại các điểm chia là :

Điểm 1 :

)/(448,

z =σ

Điểm 2 : 7,147 ( / 2)

z =σ

)/(209,

z =σ

b Do tải trọng ngang Pn gây ra :

z =σ

3 Ứng suất tại mép B :

a Do tải trọng thẳng đứng gây ra :

Do tính đối xứng nên ứng suất tại 2 mép móng gây ra bởi tải trọng thẳngđứng là bằng nhau, do đó kết quả tính ứng suất tại mép B do tải trọng thẳng đứng

b Do tải trọng ngang gây ra : Cũng tương tự như mép C nhưng mang ngượcdấu

c Do tải trọng ngang H gây ra :

) / ( 58 ,

z = σ

Sơ đồ ứng suất tại 2 mép móng :

019 , 0

1 0

2 - 1

+

= +

m S

m S

015 , 0 2

147 , 7 209 , 6 2 00114 , 0

016 , 0 2

147 , 7 448 , 7 2 00114 , 0 2

S S

S A = 1 + 2 = 0,031 =3,1

2 Tại mép B

m S

m S

0038 , 0 2

58 , 1 83 , 1 2 00114 , 0

004 , 0 2

83 , 1 81 , 1 2 00114 , 0

m S

0039 , 0 2

625 , 1 881 , 1 2 00114 , 0

004 , 0 2

881 , 1 863 , 1 2 00114 , 0 2

Mặc dù đồ án này đúng thời hạn và yêu cầu, nhưng do trình độ và kinhnghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi sai sót Mong thầy góp ý kiến để nhửng

đồ án sau em có thể làm tốt hơn!

Tài liệu tham khảo

2- Giáo trình nền và móng công trình, nhà xuất bản xây dựng 3- Giáo trình bài tập cơ học đất, nhà xuất bản xây dựng.