DANM hoan chinh co gia co XMD

Đây là tài liệu của các bạn sinh viện hiện tại đang học tại Đại học Bách Khoa TP HCM. Đồng thời cũng là giáo án của giảng viên tại Đại học Bách Khoa. Nó sẽ rất hữu ích cho công việc học tập của các Bạn. Chúc Bạn thành công.

MỤC LỤC

Chương 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1

1.1 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ: 1

1.1.1 Xử lý số liệu thống kê địa chất: 1

1.1.2 Phân chia đơn nguyên địa chất: 1

1.1.2.1 Hệ số biến động: 1

1.1.2.2 Qui tắc loại trừ các sai số: 1

1.1.2.3 Đặc trưng tiêu chuẩn: 2

1.1.2.4 Đặc trưng tính toán: 3

1.2 PHẦN THỐNG KÊ: 5

Chương 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÓNG BĂNG CÓ SƯỜN 23

2.1 SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG BĂNG THEO SỐ LIỆU THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT: 23

2.1.1 Số liệu tính toán 23

2.1.2 Chọn chiều sâu đặt móng: 24

2.1.3 Xác định kích thước đáy móng băng: 25

2.2 GIA CỐ NỀN MÓNG 26

2.2.1 Một số đặc điểm của nền đất yếu: 26

2.2.2 Gia cố nền đất bằng cọc xi măng - đất: 26

2.3 TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÓNG BĂNG THEO NỀN GIA CỐ: 29

2.3.1 Số liệu tính toán: 29

2.3.2 Chọn chiều sâu đặt móng: 30

2.3.3 Xác định kích thước đáy móng băng: 31

2.3.4 Kiểm tra điều kiện cho móng 31

2.3.4.1 Kiểm tra điều kiện ổn định: 31

2.3.4.2 Kiểm tra điều kiện lún 32

2.3.5 Tính bề dày móng: 36

2.3.6 Tính toán và bố trí cốt thép chịu uốn cho móng 39

2.3.6.1 Tính toán thép theo phương cạnh ngắn: 39

2.3.6.2 Tính toán thép theo phương cạnh dài: 40

Chương 3: MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP CHẾ TẠO SẴN 47

3.1 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC BÊ TÔNG THEO TCVN 10304 : 2014 47

3.1.1 Thông số vật liệu cọc 47

3.1.2 Kích thước sơ bộ 48

3.1.3 Theo điều kiện vật liệu 51

3.1.4 Theo điều kiện đất nền 52

3.1.4.1 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 52

3.1.4.2 Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền 54

3.1.5 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 58

3.1.6 Kết luận 62

3.2 TÍNH TOÁN MÓNG B3 62

3.2.1 Tải trọng 62

3.2.2 Tính toán sơ bộ số lượng cọc 63

3.2.2.1 Ước lượng số cọc 63

3.2.2.2 Bố trí cọc 63

3.3 KIỂM TRA THIẾT KẾ SƠ BỘ 64

3.3.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc trong móng 64

3.3.2 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm: 65

3.3.3 Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước 65

3.3.4 Kiểm tra lún 70

3.4 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ĐÀI CỌC 73

3.4.1 Kiểm tra điều kiện chọc thủng 73

3.4.2 Tính cốt thép cho đài 73

3.5 TÍNH CỐT THÉP TRONG CỌC 74

Chương 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

1.1 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ:

1.1.1 Xử lý số liệu 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 trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phảichọn được chỉ tiêu đại diện cho nền

Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổoi màu sắc, độ mịn của hạt

mà ta phân chia thành từng lớp đất

Theo TCXD 45-78 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị cóđặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động  đủ nhỏ Vì vậy, ta phải loại trừ nhữngmẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất

Do đó, thống kế địa chất là một việc làm rất 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 phân chia đơn nguyên

Hệ số biến động  có dạng như sau:

Độ lệch toàn phương trung bình: σ =√ 1

1.1.2.2 Qui tắc loại trừ các sai số:

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

Trong đó []: hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong QPXD 45-78 tuỳ thuộc vàotừng loại đặc trưng

Đặc trưng của đất Hệ số biến động []

1.1.2.3Đặc trưng tiêu chuẩn:

Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất là giá trị trung bình cộng của các

kết quả thí nghiệm riêng lẻ ´A, (trừ lực dính đơn vị c và góc ma sát trong φ)

Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong được thực hiện theophương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp σ i và ứngsuất tiếp cực hạn τ i của các thí nghiệm cắt tương đương, τ =σ tanφ+c

Lực dính đơn vị tiêu chuẩn ctc và góc ma sát trong tiêu chuẩn φ tc được xác định theocông thức sau:

τ i σ i)

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

Trong QPXD 45-78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo công thức sau:

Trong đó: tα – hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α

+ Khi tính nền theo biến dạng thì α = 0.85+ Khi tính nền theo cường độ thì α = 0.95

Khi tính toán nền 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 PHẦN THỐNG KÊ:

HỒ SƠ ĐỊA CHẤT 3

CÔNG TRÌNH: KHU Ở CAO TẦNG YORAL GARDEN 1 ĐỊA ĐIỂM: QUẬN 7, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Kết quả thống kê tính toán trong file excel, lấy lớp đất số 1 và3 tính toán ví dụ:

1.2.1 LỚP 1:Bùn sét lấn hữu cơ (OH), trạng thái chảy với các tính chất cơ lý đặc trưng

1.2.1.1Dung trọng tự nhiên của đất γ w (g/cm 3 ):

ρ= t α ν

√n =0.0112

γ tt

=γ tc(1 ± ρ)=(1.44 ÷ 1.48)(g/cm3)+ Theo TTGH II:

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.1

ρ= t α ν

√n =0.007

γ tt

=γ tc(1 ± ρ)=(1.45 ÷ 1.47)(g/cm3)

1.2.1.2Dung trọng khô của đất γ k (g/cm 3 ):

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |´γ−γ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.1

ρ= t α ν

√n =0.024

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |W −W´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |G−G´ si|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |PL−PL´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |PI −PI´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

Xác suất độ tin cậy α = 0.95 Tra bảng, ta được tα = 1.86

ρ= t α ν

√n =0.166

❑tt=❑tc(1 ± ρ)=(2 ° 4 ' ÷ 2° 52)(g/cm3)+ Theo TTGH II:

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.11

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |c −c´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

ρ= t α ν

√n =0.132

c tt

=c tc(1 ± ρ)=(0.058 ÷ 0.076)(g/cm3)+ Theo TTGH II:

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.11

1.2.2.1Dung trọng tự nhiên của đất γ w (g/cm 3 ):

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |´γ−γ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

γ tt

=γ tc(1 ± ρ)=(1.90 ÷ 1.92)(g/cm3)+ Theo TTGH II:

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.12

ρ= t α ν

√n =0.003

γ tt

=γ tc(1 ± ρ)=(1.90 ÷ 1.92)(g/cm3)

1.2.2.2 Dung trọng khô của đất γ k (g/cm 3 ):

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.12

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |W −W´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

W tc

=W tb=27.79 %

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |G−G´ si|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

(e i−´e)2=0.022 ,(n<25)

σ CM=2.27 ×0.022=0.04 (n=8¿2.27)

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |e−e´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |PL−PL´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |PI −PI´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

PI❑tc=PI tb=23.663

1.2.2.9Góc ma sát trong :

CHÚ

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.12

 Tất cả các mẫu điều thoả điều kiện |c −c´ i|≤ σ CM

Giá trị tiêu chuẩn:

Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta được tα = 1.12

ρ= t α ν

√n =0.0297

c tt

=c tc(1 ± ρ)=(0.218 ÷ 0.232)(g/cm3)

Chương 2: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÓNG BĂNG CÓ SƯỜN

2.1SỐ LIỆU TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG BĂNG THEO SỐ LIỆU

CB

A

4000 6000

6000 4000

52.7kNm

62.7KNm 730kN

51.2kN

48.5kNm 720kN

E 720 48.5 51.2 626.09 42.17 44.52

Tổng 3645 281.3 334.4 3169.57 244.6 290.79

- Bêtông B20(M250) có Rb=11.5MPa, Rbt=0,9MPa, Eb=27x103MPa

- Cốt thép nhóm AII có Ra=280MPa, Rsw = 225 Mpa, Es = 21 x 104 Mpa

- Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất: γtb = 22 kN/m3

2.1.3Xác định kích thước đáy móng băng:

Chiều dài mỗi đầu thừa : lthừa=1/4lnhịp÷1/3 lnhịp =1m÷1,3m

tc II

2.2 GIA CỐ NỀN MÓNG

2.2.1 Một số đặc điểm của nền đất yếu:

Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; Sức chịu tải bé (0,5 – 1kg/cm2); Đất có tính nén lún lớn (a>0,001 kPa-1); Hệ số rỗng e lớn (e > 1,0); Độ sệt lớn(B>1); Mô đun biến dạng bé (E<5000kN/m2); Khả năng chống cắt (C) bé, khả năng thấmnước bé; Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G>0,8, dung trọng bé

Các loại nền đất yếu chủ yếu và thường gặp

- Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bão hòa nước,

- Đất bazan: là loại đất yếu có độ rỗng lớn, dung trọng khô bé, khả năng thấm nước cao,

Sử dụng công nghệ Dry Jet-mixing

- Ta tiến hành gia cố nền đất lớp 1dưới chân đáy móng

- Vì để tăng khả năng chịu tải của nền, cũng như giảm độ lún nên ta bố trị các cọc đều theo lưới hình vuông

- Khoảng cách giữa các cọc là 1.5 m

- Đường kính của cọc d=0.6m

Tính toán theo quan điểm như nền tương đương:

Dựa trên hình vẽ ta thấy , bố trí theo hình vuông

- AsDiện tích đất nền thay thế bằng cọc xi măng đất

- Ap Diện tích đất nền của công trình

'

(1 ) (1 ) (1 ) (1 ) '

Bảng giá trị của lớp đất nền sau khi gia cố lại

Với các giá trị ( theo sách Cọc đất xi măng – GS TS Nguyễn Viết Trung Mục 6.2 – lớp đất thứ 2)

Các chỉ tiêu của đất yếu

Lớp thành phầnTrạng thái

độ nén lún a Độ sệt hệ số rỗng e mô đun biến dạng E kết

luận

> 0.001kPa -1 >1 > 1

2.3TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÓNG BĂNG THEO NỀN GIA CỐ:

CB

A

4000 6000

6000 4000

52.7kNm 825kN 75.4kN

62.7KNm 730kN

51.2kN

48.5kNm 720kN

- Bêtông B20(M250) có Rb=11.5MPa, Rbt=0,9MPa, Eb=27x103MPa

- Cốt thép nhóm AII có Ra=280MPa, Rsw = 225 Mpa, Es = 21 x 104 Mpa

- Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất: γtb = 22 kN/m3

2.3.3Xác định kích thước đáy móng băng:

Chiều dài mỗi đầu thừa : lthừa=1/4lnhịp÷1/3 lnhịp =1m÷1,3m

Chọn lthừa = 1m

Tổng chiều dài móng băng: L=22m

Giả sử bề rộng móng băng b=1m

2.3.4 Kiểm tra điều kiện cho móng

Sức chịu tải tiêu chuẩn đất nền:

1 2 *

II

II f II II tc

Giả sử h=0.8m.

 Áp lực tiêu chuẩn trung bình tác dụng lên đáy móng:

23169.57

22 1.8 105.1( / )2.2 22

tc tc

ptc max = 113.3 (kN/m 2), ptc min = 96.8 (kN/m 2)

 ptc tb = 105.1 (kN/m 2) < RII = 108 (kN/m2)

ptc max = 113.3 (kN/m 2) < 1.2RII = 129.6 (kN/m2)

ptc min = 96.8 (kN/m 2) > 0

 Thỏa điều kiện ổn định nền, nền còn làm việc trong giới hạn đàn hồi

2.3.4.2 Kiểm tra điều kiện lún

S<Sgh=8cm

Độ lún của móng được tính theo phương pháp tổng phân tố

Ứng suất gây lún: p gl P tb tc *D f 105.1 14.6 1.8 78.82(kN/m )   2

Chia nền thành các lớp có bề dày hi= (0.4-0.6)b.Chọn chiều dày mỗi lớp là 0.9m

Tính ứng suất bản thân và gây lún

σ bt=z×γ (Ứng suất hữu hiệu)

Kích thước đáy móng đã chọn thỏa điều kiện về độ lún.

Vậy kích thước móng băng 2 là : bxL=2.2mx22m

Sơ đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún:

68.94 63 57.06 51.12 45.18 39.24 33.3 27.36

14.43 74.88

SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang 35

2.3.5Tính bề dày mĩng:

Chọn bd=0.4m (do b d≥b c+0.1m )

Chiều cao mĩng h=(112 ÷ 1

6)lmax=0 5 m÷1 0 mChọn h=0.7m

cột có lực dọc lực dọc lớn nhất trục 3C

KIỂM TRA CỘT CÓ LỰC DỌC LỚN NHẤT

45°

2 1

1

825

62.5( / )13.2

Vị trí biên A

2 2

2

65098.5( / )6.6

tt

tt A net

2 3

3

720109.1( / )6.6

tt

tt E net

max tt max tt max { ( 2 )} 109.1 {2.2 (0.4 2 0.4)} 6 654.6( )

xt nex ngoaithapxuyen nex d ob

Vậy kích thước móng đã chọn thỏa điều kiện xuyên thủng

2.3.6 Tính toán và bố trí cốt thép chịu uốn cho móng

2.3.6.1Tính toán thép theo phương cạnh ngắn:

Thanh thép số 4:

pttnetmax(b-bd)/2

5

Ta xem cánh móng như một dầm consol, có mép móng là đầu tự do, còn đầu ngàm

là tại mặt phẳng đi qua mép sườn móng, consol chịu tác dụng của tải là phản lực của nền xem như phân bố đều có cường độ là Pmaxtt ( thiên về an toàn )

Giả thiết a=5cm→ hob=hb-a=0.45-0.05=0.4m

Chiều dài dầm consol Lconsol =    

2.2 0.4 0.9( )

2 B m b d  2   mGiá trị moment uốn lớn nhất tại mặt ngàm:

44.2

438.5( )0.9 ' 0.9 280000 0.4

I I s

Do lượng cốt thép quá nhỏ nên bố trí cốt thép cấu tạo, bố trí φ12a200 (As = 565mm2)

2.3.6.2Tính toán thép theo phương cạnh dài:

a Tải trọng phân bố đều trên chiều dài móng

Df = 1.8 m, γtb = 22 kN/m3 Áp lực đất do TLBT móng và lớp đất nằm trên móng

P = γtb × Df = 22 × 1.8 = 39.6 kN/m2

 Tải phân bố đều trên 1 đơn vị chiều dài móng :

SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang 41

Chia đoạn: Già sử chia chiều dài móng băng thành các đoạn nhỏ có chiều dài 0.25m; Vậy bài toán được mô phỏng trên nền đàn hồi Winkler với 88 đoạn phần tử ứng với 89 lò xo

 Lò xo số 1 đại diện cho vùng diện tích A1= 2.2 ×0.125

 Lò xo số 2 đại diện cho vùng diện tích A2= 2.2 ×0.25

Gối Btrái

Gối Bphải

Gối Ctrái

Gối Cphải

Gối

D trái

Gối Dphải

Gối Etrái

Gối Ephải

Q -211.7 405.1 -314.4 388 -388 427.9 -358.7 351.7 -435.8 243.2

Cốt thép theo phương dọc:

SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang 43

Thép CII có Rs = 280 000 (kN/m2)

Bê tông B20 có Rb = 11 500 (kN/m2)B20, CII => αR = 0.441ξR = 0.656  b 0.9

Thanh thép số 2 (Dùng moment tại các gối A, B, C, D, E)

Momen căng thớ dưới cấu kiện: M = 177.5 kNm

Tính toán theo tiết diện chữ nhật bd x hm = 400 x 700 mm

Vậy μmin = 0.05% < μ =0.44% < μmax = 2.69%

Tương tự tính cho các gối còn lại:

Chọn cốt thép

(mm 2 )

 Thanh thép số 1 (Dùng mômen tại các nhịp AB, BC, CD, DE)

Momen căng thớ trên cấu kiện: M = 250.3 kNm

Kích thước tiết diện chữ T: bf = 2200mm, hf = 200mm, bd = 400mm, hm = 700mm.Xác định vị trí trục trung hòa:

Vậy μmin = 0.05% < μ = 0.1% < μmax = 2.69%.

Chọn s = 150 mm bố trí trong đoạn L/4 đoạn đầu dầm.

Kiểm tra dầm chịu cắt:

Chọn s2 = 200 mm bố trí trong đoạn L2 giữa dầm

Để đảm bảo cốt đai chịu lực bao trùm hết vết nứt nghiêng, ta phải bố trí đoạn cốt đai chịu lực ở đầu dầm lớn hơn h0 = 650 mm

Chương 3: MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP CHẾ TẠO SẴN

3.1 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC BÊ TÔNG THEO TCVN 10304 : 2014

Sức chịu tải nén dọc trục cho phép của cọc được chọn là nhỏ nhất trong các giá trị sứcchịu tải sau đây:

3.1.1 Thông số vật liệu cọc

o Bê tông cấp độ bền B25

- Khối lượng riêng :  = 25kN/m3

- Cường độ chịu nén tính toán : Rb = 14.5×103 kN/m2

- Cường độ chịu kéo tính toán : Rbt = 1.05×103 kN/m2

- Mođun đàn hồi : Eb = 3.0×107 kN/m2

o Cốt thép loại CI (< 10mm)

- Cường độ chịu kéo tính toán : Rsw = 175×103 kN/m2

- Cường độ chịu nén tính toán : Rsc = 225×103 kN/m2

- Mođun đàn hồi : Es = 21×107 kN/m2

o Cốt thép loại CII ( ≥ 10mm)

- Cường độ chịu kéo tính toán : Rs = 280×103 kN/m2

- Cường độ chịu nén tính toán : Rsc = 280×103 kN/m2

- Mođun đàn hồi : Es = 21×107 kN/m2

3.1.2 Kích thước sơ bộ

Cao trình đáy đài cọc: D f = -2.5 m

 Chiều dài cọc: Lc = 20 (m)

 Chiều dài đoạn cọc: lđc = 10 (m)

 Đoạn cọc ngàm vào đài: 0.1m

 Đoạn đập đầu cọc: 0.7 m (đoạn thép neo vào đài khoảng 40d)

 Chiều dài cọc từ đáy đài: lc = 20 – 0.7-0.1 = 19.2 (m)

 Chọn chiều cao đài: hđ = 1 (m)

 Tiết diện ngang của cọc: 0.3 × 0.3 =>Ap = 0.09 (m2)

 Chu vi tiết diện ngang cọc: u = 0.3 × 4 = 1.2 (m)

Sơ bộ diện tích thép trong cọc: 4φ18 => As = 10.18 (cm2)

Thỏa hàm lượng cốtthép trong cọc được lấy theo cấu tạo cho trường hợp nhà cao tầng [1% -1.2%]

 Chiều sâu mũi cọc: h2.5 19.2 21.7m

⇒suy ra mũi cọc cấm vào lớp đất số 4 là lớp cát mịn cấp phối kém, lẫn bụi mật

SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang 49

Lớp 1: Bùn sét

lẫn hữu cơ

thái dẻo cứng

trạng thái dẻo mềm

cấp phối kém

-1.80

-8.80-10.40

-16.20-18.5

-21.7

±0.00