ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG

Mục Lục MỞ ĐẦU 2 CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MÓNG 4 Tính bê tông và cốy thép: 7 CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU 12 CHƯƠNG III : TÍNH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN 22 CHƯƠNG IV : TÍNH ĐỘ LÚN CUỐI CÙNG 24 I. tính ứng suất tại tâm và hai mép móng: 24 Ứng suất tại tâm móng : 24 Ứng suất tại mép C: 26 a.Do tải trọng thẳng đứng gây ra: 26 Ứng suất tại mép B : 27 KẾT LUẬN 30 Tài liệu tham khảo 30

BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG

Giáo viên hướng dẫn : NHỮ VIỆT HÀ

MSSV : 1321020021

HÀ NỘI , 16 THÁNG 3 NĂM 2017

M c L c ụ ụ .2

Mục Lục 2

MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MÓNG 5

Tính bê tông và cốy thép: 8

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯỢT SÂU 12

CHƯƠNG III : TÍNH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN 18

CHƯƠNG IV : TÍNH ĐỘ LÚN CUỐI CÙNG 22

I tính ứng suất tại tâm và hai mép móng: 22

Ứng suất tại tâm móng : 22

Ứng suất tại mép C: 24

a.Do tải trọng thẳng đứng gây ra: 24

Ứng suất tại mép B : 24

KẾT LUẬN 28

Tài liệu tham khảo 28

M Đ U Ở Ầ

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 đất nền,vềcác 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 xây dựng.các kỹ

sư địa chất công trình – địa kỹ thuật

Trong chương trình đào tạo của trường Đại học Mỏ- Địa chất đối với sinh viênngành xây dựng công trình ngầm và mỏ, ngoài việc học trên lớp giáo trình Nền vàMóng 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 thầy NhữViệt Hà, tôi đã hoàn thành đồ án môn học với 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 sét, đánh giá và góp ý của thầy

Đề bài :

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 đặt trênnền đất gồm 2 lớp :

• Lớp 1 : sét pha dẻo cứng dày 6m

Góc

ma sát

Lực dính kết

k.lg thể tích TN

Hệ số rỗng

Hệ số nén lún

Góc

ma sát

Lực dính kết

C Kg/cm 2

w

γ(T/m 3 )

0

ε a1-2

cm 2 /kg

ϕ (độ)

C Kg/cm 2

Sét cứng

CH ƯƠ NG I : THI T K MÓNG Ế Ế

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 bộtheo phương trình bậc 3 sau :

0

=K-b.K+

1 3

Trong đó

w

m 3 w

2 1

h.βγ.M-γ

C.M+h.M

=K

w

tc 3

P.M

=KVới M1,M2,M3 được xác định bằng cách tra bảng theo góc nội ma sát φ.

-Lớp sét cứng có φ = 185̊ tra bảng ta có :

13 , 2

65 , 11

13 , 6 M

3 2 1

=

=

=

M M

-Chọn chiều sâu chôn móng h = 6m

2 , 2

m = βγ

2

-5 65 , 11 6 13 , 6

1018 2

35 , 956 13 , 2

Thay vào phương trình bậc 3 ta được b = 4,3 < b ⇒ cần chọn lại b.c

Do móng là móng đơn cứng hữu hạn nên :

2

≤αtg

≤

2

≤2.h

b-b

≤1

⇔

m c

h.2.2+b

≤b

≤h.2+b

⇔

Chọn h = 2mm

13

≤ b

≤ 9

⇔ Chọn b = 10m tgαgh =2

13

= 2 2 2 + 5

= α tg h 2 + b

=

gh b

<

b

Khi thiết kế móng đơn dưới cột ta cần chú ý :

m 14

= b 4 , 1

= a

⇒ 4 , 1

= 5

7

= b

a

= b

a

c c

Điều kiện chịu lực

Sơ đồ chịu lực :

H

1m

P h

G hm

σmax σ i σ min b

a a c

bc • Sức chịu tải của nền đất : đối với công trình cầu cống ta dùng công thức [ ] { ' 1 ( - 2 ) 10 ( - 3 )}

2

,

1

R tc = R +k1 b + k2γ h

Trong đó R’ ,k1 , k2 là các hệ số được tra theo bảng với nền là đất sét cứng có 0

, 15 6 2 , 2 - 32 , 73

35 , 956

R

-P

∑

m F

G+P

=σ

tc tc

tc max

H+2

h.5sin.P

40 2

2 960.sin5 o + + = T m

6

10.14

=6

a.b

=

2 2

) / ( 42 , 21 3

, 233

67 , 323 140

1848 35 ,

G+P

=σ

tc tc

tc min

∑

= 18 , 64 ( / ) 0 ⇒

3 , 233

67 , 323 - 140

1848 956,35+ = T m2 > thoả mãn

• Kiểm tra = + = 20 , 03 ( / ) ⇒

2

2 min

max tc

tc

tc σ σ

Vậy với kích thước móng đã chọn hoàn toàn thoả mãn điều kiện chịu lực

Tính bê tông và c y thép: ố

- Chiều dày làm việc của bê tông

cp c

10 14 ( 2

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

Trong đó

w

M

±F

G+P

=σ,

min max

) ( 04 , 356 67 , 323 1 , 1

) ( 1052 35

, 956 1 , 1

m T M

n M

T P

n P

04 , 356 140

04 , 356 - 140

1848

σ i

σ là ưng suất tiêu chẩn tại mép cột phía có σmax

)a

αtg.h-1)(

σ-σ(+σ

=

min max min

i

25,1

=2.2

5-10

=2.h

b-b

=

α

tg

m c

) / ( 7 , 21 ) 25 , 1 2 - 1 )(

2 , 19 - 24 , 22 ( 2 , 19

) ( 1058 )

2

2 , 19 24 , 22 )(

5 2 10 ( ) 7 - 14 ( 24

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

801

cm m

96 , 1 10 1800 1 1

1058

cm m

f

F

108 54 , 2

e a

C

cm n

e a

C

b b

a a

17 81

4 2 - 100 14 2 -

13 108

4 2 - 100 14 2 -

c1 =h1.tgα=70.1,25=87,5cm

- Bậc 2 : h2 =70cm

c2 =87,5cm

- Bậc 3 : h3 =60cm

c3 =75cm

Vậy ta có sơ đồ bố trí cốt thép vào móng như sau :

d

h

ho 4 cm hm 4cm Cb Ca

ac a

bc

b

DẻomềmCát pha

(á cát)

Sét pha(á sét)

CH ƯƠ NG II : TÍNH TOÁN N Đ NH TR Ổ Ị ƯỢ T SÂU

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

a- khoảng cách từ H đến tâm O1

d- khoảng cách từ P đến tâm n O1

gần mép C cách khoảng 0,4m ta vẽ trục Y-Y’ trên đó ta xác định một số tâmtrượt O1,O2,O3 và tìm trị số η tương ứng.

D

a

Mct ∑ i i i i i

= 11,6.( 78,55 + 177,4 ) = 2760,22 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

=

song với mặt bán không gian và xác định các hệ số ổn định trượt sâu tương ứng với các tâm trượt O1' O'2 O'3 như sau

1

O :

Có R = 9m chia ra ta được 7 mảnh với chiều rộng mỗi mảnh là 2m ta có :

Mảnh gi sinαi cosαi Δli tgαi ci gi.cosαi.tg i gi.sinαi ci.Δli

=

Mct ∑ i i i i i

= 9 ( 37,66 + 107,28 ) = 1304,46 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

Trong đó Nq,Nγ,Nc là các hệ số tra bảng phụ thuộc φ , δ

Với φ = 19 và δ = 75̊ tra bảng và nội suy ta được N q = 4 , 18

84 , 10

=

c

N

76 , 1

=

N

- Cường độ tải trọng giới hạn tại mép móng B ( y = 0 )

) / ( 99 10 45 , 0 84 , 10 6 2 18 , 4

10 45 , 0 84 , 10 10 2 76 , 1 6 2 18 , 4

.

.

2 )

8

(

m T

C N y N h N

=

+ +

= +

2 ).

( (0)+ (8) =

=

- Tải trọng ngang giới hạn :

T tg

Bảng tra trị sốNq,Nγ,Nc để tính tải trọng giới hạn theo Xocolovxki chomóng băng nông chịu tải trọng nghiêng :

33.30

64.20

134.55

Nc 6.49 8.34 11.00 14.9

0

20.70

30.20

46.20

75.30

133.50

Nγ 0.17 0.56 1.40 3.16 6.92 15.3

2

35.19

86.46

52.70

96.40

Nc 2.72 6.56 9.12 12.5

0

17.50

25.40

38.40

61.60

95.40

Nγ 0.09 0.38 0.99 2.31 5.02 11.10 24.3

8

61.38163.30

10o

0

22.80

42.40

85.10

0

14.30

20.50

31.10

49.30

84.10

0

41.78109.50

15o

0

18.10

33.30

65.40

0

24.50

38.50

49.20

0

18.50

29.10

36.75

35 , 956 6 2 -

F

P h

Theo phương pháp phân tầng lấy tổng ta chia nền đất dưới móng thành các lớpnhỏ có chiều dày hi =(0,2÷0,4)b và chỉ tính đến lớp có σz σbt ≤0,2 Ta có

m2

Q.3

=

σ với R = x2 +y2 +z2

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

c.Do tải trọng ngang H gây ra :

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

Điểm 2 : 5 , 86 ( / 2 )

z = σ Điểm 3 : 3 , 671 ( / 2 )

3.671

12 16

20

H

z = σĐiểm 3 : 1 , 5 ( / 2 )

z = σ

ng su t t i 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 thẳng đứng

là bằng nhau, do đó kết quả tính ứng suất tại mép B do tải trọng thẳng đứng gây ralấy như của mép C ở trên

b.Do tải trọng ngang gây ra :

cũng tương tự như mép C nhưng mang ngược dấu

c.Do tải trọng ngang H gây ra :

Điểm 1 : 1 , 68 ( / 2 )

z = σĐiểm 2 : 1 , 622 ( / 2 )

z = σĐiểm 3 : 1 , 41 ( / 2 )

C 1.741 1.7 1.5

P

II Tính đ lún cu i cùng ộ ố

1 tại tâm móng

ta có S=∑ Si trong đó S là độ lún của các lớp tương đương.i

i i i 0

i =A h σS

i

0

A - hệ số nén lún rút đổi của từng lớp

00105 , 0 ) 72 , 0 1 (

10

018 , 0

1 0

2 - 1

+

= +

m S

0099 , 0 2

671 , 3 76 , 5 2 00105 , 0

0134 , 0 2

76 , 5 98 , 6 2 00105 , 0

S S

1- giáo trình cơ học đất ( nhà xuất bản xây dựng )

2- giáo trình nền và móng công trình ( nhà xuất bản xây dựng )