ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG

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 = 920 T H = 45 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 (Tm ) a cm kg (độ) C Kgcm (Tm ) a cm kg (độ) C Kgcm 1,88 0,753 0,025 14 0,25 1,96 0,626 0,018 18 0,56

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

CƠ HỌC ĐẤT NỀN MÓNG

Giáo viên hướng dẫn : NHỮ VIỆT HÀ

ĐỀ : IV

HÀ NỘI , THÁNG 5 NĂM 2017

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 :

• Chương II : kiểm tra ổn định trượt sâu

• Chương III : xác định tải trọng giới hạn

• Chương IV : tính độ lún cuối cùng

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

Gócmasát

Lựcdínhkết

k.lgthểtíchTN

Hệ sốrỗng

Hệ sốnén lún

Gócmasát

Lựcdínhkết

CKg/cm2

CKg/cm2

2 1

h.βγ.M-γ

C.M+h.M

=K

w

tc 3

P.M

=K

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

-Lớp sét cứng có φ = 14˚ tra bảng ta có :

42 , 3

04 , 16

42 , 7 M

3 2 1

=

=

=

M M

2,2

96 , 1

-6 , 5 04 , 16 6 42 , 7

20 , 1599 96

, 1

50 , 916 42 , 3

Thay vào phương trình bậc 3 ta được b = 4,7 < b ⇒ cần chọn lại b.c

Do móng là móng đơn cứng hữu hạn nên :

tiêu cơ lý của các lớp đất phía dưới và điều kiện làm việc của công trình, cácđiều kiện về kinh tế kỹ thuật nên tôi quyết định chọn loại móng đơn cứng hữu hạn Tađặt móng trong lớp sét cứng.Chiều rộng của móng được tính sơ bộ theo phương trìnhbậc 3 sau :

0

=K-b.K+

1 3

≤ α tg

≤

2

≤ 2.h

b -b

≤ 1

⇔

m c

m c

m

c + 2.h ≤ b ≤ b + 2.2.h 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

• Sức chịu tải của nền đất : đối với công trình cầu cống ta dùng công thức

04,0

=k2 1

[ ]

{465 10 1 0 , 04 ( 10 - 2 ) 10 0 , 2 1 , 96 ( 6 - 3 )}

2 , 1 R

, 6 6 2 , 2 - 66 , 145

50 , 916

R

-P

∑

m F

h m

G+P

=σ

tc tc

tc max

H+2

h.5sin.P

45 2

2

6

10 14 6

a.b

) / ( 25 , 21 3

, 233

18 , 350 140

1848 50

G+P

=σ

tc tc

tc min

∑

3 , 233

18 , 350 - 140

max tc

Tính bê tông và cốt thép:

- Chiều dày làm việc của bê tông

cp c

5 7 ( 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

) ( 20 , 385 18 , 350 1 , 1

) ( 1008 50

, 916 1 , 1

m T M

n M

T P

n P tc

20 , 385 140

20 , 385 - 140

1848

σ i

σ là ứng suất tiêu chuẩn 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

) / ( 19 , 27 ) 14

25 , 1 2 - 1 )(

51 , 17 29 , 23 ( 51 , 17

) ( 25 , 1041 )

2

51 , 17 29 , 23 )(

5 2 10 ( ) 7 - 14 ( 24

7 14 2 ( ) 5 - 10 ( 24

m T

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

25 , 1041

cm m

96 , 1 10 1800 1 1

75 , 743

cm m

F

75 54 , 2

F

- Khoảng cách giữa các thanh cốt thép :

cm n

e a

C

cm n

e a

C

b b

a a

19 75

4 2 - 100 14 2 -

13 106

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)

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

a- khoảng cách từ H đến tâm O1

d- khoảng cách từ P đến tâm n O1

Tại mép C ta vẽ trục Y-Y’ trên đó ta xác định một số tâm trượt O1,O2,O3 vàtìm trị số η tương ứng

= 12,203.( 69,258 + 108,28 ) = 2166 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

il

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

1

5.48

0.325

0.325

0.325

0.325

0.325

0.325

0.5

9 1 5 6

2.08

0.325

0.325

0.325

0.325

8

0.325

Vậy ta có :

)lΔ.c+tg.αcos.g(R

=

= 12.68 ( 65,23 + 185,1 ) = 3174 ( T.m )

a.H+d.P+αsin.g.R

CHƯƠNG III : TÍNH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN

Theo xocolovxki ta có :

C.N+y.γ.N+h.γ.N

=

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

Với φ = 14˚ và δ = 5˚ tra bảng và nội suy ta được N q = 3 , 18

60 , 8

=

c N

87 , 0

.

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

0

20.70

30.20

46.20

75.30

133.50

2

35.19

86.46

52.70

96.40

0

17.50

25.40

38.40

61.60

95.40

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

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 :

) / ( 41 , 8 6 96 , 1 - 140

50 , 916 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

=

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

z = σ Điểm 3 : σ = 7 , 176 (T /m2 )

12.12 16.16

20.2

H

c.Do tải trọng ngang H gây ra :

z = σ

z = σ

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 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 : 2 , 092 ( / 2 )

z = σ

z = σ

i =A h σS

i

0

A - hệ số nén lún rút đổi của từng lớp

0011 , 0 ) 626 , 0 1 (

10

018 , 0

2 - 1

+

= +

2.06 5 1.825

C 2.139 2.113 1.866

P

h - chiều dày của lớp thứ i

m S

m S

0170 , 0 2

176 , 7 262 , 8 2 0011 , 0

0185 , 0 2

262 , 8 557 , 8 2 0011 , 0

S S

KẾT LUẬN

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 đẻ nhửng đồ

án sau em có thể làm tốt hơn

Tài liệu tham khảo

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

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

3- Và một số tài liệu internet