THUYET MINH đồ án MÓNG

Tiến hành thí nghiệm được khoan khảo sát để xác định các chỉ tiêu đặc trưng của đất như dung trọng, độ ẩm, mô-đun biến dạng,hệ số rỗng, sức kháng cắt , hệ số nén,…  Các lớp đất mà mũi c

Trang 1

SVTH : HUỲNH TRƯỜNG GIANG

1

MỤC LỤC

Chương I Thống kê số liệu địa chất và chọn phương án móng 6

1.1 Thống kê số liệu địa chất 6

1.1.1 Số liệu địa chất 6

10

1.1.2 Cơ sở lý thyết tổng hợp các giá trị đặc trưng của địa chất để tính toán nền móng 11

1.1.3 Thống kê đặc trưng C,φ 14

1.1.4 Thống kê đặc trưng dung trọng tự nhiên γtn, dung trọng đẩy nổi γđn và độ ẩm tự nhiên w 22

1.1.5 Đặc trưng hệ số rỗng của đất 31

1.1.6 Tổng hợp số liệu thiết kế nền móng 36

1.2 Đánh giá khả năng chịu tải của đất nền 37

1.3 Phân tích và chọn phương án móng 38

Chương 2 Thiết kế móng 39

A Phương án móng đơn trên nền tự nhiên 39

B Phương án móng cọc bê tông cốt thép 41

2.1 Tải trọng tác dụng lên móng 41

2.2 Vật liệu 42

2.3 Lý thuyết phục vụ tính toán sơ bộ tiết diện và độ sâu chôn cọc( Võ phán): 46 2.4 Tính toán sức chịu tải của cọc 49

2.4.1 Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 49

2.4.2 Theo cường độ đất nền 50

2.5 Xác định sơ bộ số lượng cọc và bố trí cọc trong đài 52

2.6 Số lượ ng cọc cần thiết cho móng: 53

2.7 Bố trí cọc 54

2.8 Tải trọng tác dụng lên cọc 54

2.9 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm 56

2.10 Áp lực đáy móng khối quy ước 56

2.11 Xá c định sức chịu tải của đất nền theo trạng thái giới hạn II 59

Trang 2

2.15 Bố trí thép móng 67

Trang 3

3

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ học của đất 8

Bảng 1.2 Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu vật lí của đất 9

Bảng 1.3 Kết quả thí nghiệm cố kết đất 10

Bảng 1.4 Thống kê chỉ tiêu C,φ của lớp đất CL1 14

Bảng 1.6 Thống kê chỉ tiêu C,φ của lớp đất CH 18

Bảng 1.8 Thống kê chỉ tiêu γtn, γđn và w của lớp đất CL2 25

Bảng 1.9 Thống kê chỉ tiêu γtn, γđn và w của lớp đất CH 26

Bảng 1.10 Thống kê chỉ tiêu γtn, γđn và w của lớp đất CL3 28

Bảng 1.11 Thống kê các giá trị hệ số rỗng e theo từng cấp tải P từ thí nghiệm nén cố kết của lớp đất CL1 31

Bảng 1.12 Tổng hợp giá trị tính toán của hệ số rỗng e theo từng cấp áp lực P của lớp đất CL1 31

Bảng 1.13 thống kê các giá trị hệ số rỗng e theo từng cấp tải P từ thí nghiệm nén cố kết của lớp đất CL2 32

Bảng 1.15 Thống kê các giá trị hệ số rỗng e theo từng cấp tải P từ thí nghiệm nén cố kết của lớp đất CH 33

Bảng 1.16 Tổng hợp giá trị tính toán của hệ số rỗng e theo từng cấp áp lực P của lớp đất CH 33

Bảng 1.17 Tống kê các giá trị hệ số rỗng e theo từng cấp tải P từ thí nghiệm nén cố kết của lớp đất CL3 34

Bảng 1.19 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lí của đất theo TTGH I 36

Bảng 1.20 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lí của đất theo TTGH I 37

Trang 4

4

Bảng 2.1 Tính lún của móng 40

Bảng 2.2 Chiều sâu đặc đài 43

Bảng 2.3 Tính áp lực ma sát xung quanh cọc 51

Bảng 2.4 Sơ đồ lực tác dụng lên cọc 55

Bảng 2.5 tính tải trọng tác dụng lên cọc 55

Bảng 2.6 Tính γili 59

Bảng 2.7 Tính lún khối móng quy ước 61

Trang 5

5

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Mặt cắt hố khoan CT1-3 7

Hình 1.2 Đường cong nén lún lớp CL1 32

Hình 1.4 Đường cong nén lún lớp CH 34

Hình 2.1 Quy ước lực tác dụng lên móng 41

Hình 2.2 Mặt cắt địa tầng và phương án móng cọc 45

Hình 2.3 Số lượng cọc và cách bố trí 54

Hình 2.4 Xác định móng khối quy ước theo trường hợp nền nhiều lớp 57

Hình 2.5 Đường cong nén lún CL3 61

Hình 2.6 Khi mặt bên của tháp nén thủng nghiên với góc nhỏ hơm 450 (đáy lớn tháp xuyên thủng ứng với góc xuyên 450 phủ lên một phần cọc ) 63

Hình 2.7 Sơ đồ cọc tác dụng lực lên đài .64

Hình 2.8 Sơ đồ cẩu cọc 66

Hình 2.9 Sơ đồ dựng cọc 67

Hình 2.10 Mặt cắt móng 68

Trang 6

Sử dụng số liệu địa chất khảo sát tại quận cái răng- tp cần thơ

Công tác khảo sát hố khoan, độ sâu khảo sát 40m (so với mặt đất tự nhiên là ao độ giả định tại hố khoang) Cột địa tầng tại hố khoang được chia thành 4 lớp đất trạng thái của đất được mô

tả như hình bên dưới

Tiến hành thí nghiệm được khoan khảo sát để xác định các chỉ tiêu đặc trưng của đất như dung trọng, độ ẩm, mô-đun biến dạng,hệ số rỗng, sức kháng cắt , hệ số nén,…

 Các lớp đất mà mũi cọc đia qua:

 Lớp 1-CL1: đất bùn sét màu xám xanh đen,trạng thái nhão chảy

 Lớp 2-CL2:đất bùn sét màu xám xanh nâu pha, trạng thái nhão chảy

 Lớp3-CH: đất sét màu nâu đỏ vàng, lẫn xám đen trạng thái cứng

 Lớp4-CL3: sét màu nâu tím pha ít cát mịn, trạng thái nửa cứng

Trang 7

7

Hình 1.1 Mặt cắt hố khoan CT1-3

Trang 11

Atc = Atb =1

n∑ Ain

i=1Trong đó:

 Atb là giá trị trung bình số học đặc trưng số học của đất;

 Ai là giá trị riêng của đặc trưng;

 n là số lần xác định đặc trưng;

Giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị (Ctc ) và góc ma sát trong ( φtc ) là các thông số tìm được bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất từ quan hệ tuyến tính giữa sức chống cắt và áp lục pháp tuyến đối với toàn bộ tập hợp các trị số thí nghiệm trong đơn nguyên địa chất công trình:

τ = ptanφ + C Trong đó:

∆= n ∑ pi2− (∑ pi

n

i=1)

2 n

i=1

 τi và pi là giá trị riêng của sức chống cắt và áp lực pháp tuyến, kg/cm2

Trang 12

 ρ là trị số độ chính xác khi đánh giá trị trung bình các đặc trưng của đất được xác định bằng phương pháp tin cây

 Đối với C và tanφ: ρ = ταV

Đối với các đặc trưng khác: ρ =τα V

√nTrong đó:

 Hệ số biến đổi V được xác định như sau: V = σ

A tc

σ là độ lệch quân phương được xác định như sau:

 Đối với đặc trưng C : σ = σc = στ√1

 τα Là hệ số lấy theo bảng A.1 phụ lục A của TCVN 9153:2012, tùy thuộc vào xác suất lấy từ một phía của α góc đối với trị số các cấp tự do tính toán K :

Đối với dặc trưng C, φ thì cấp tự do K= n-2

Đối với đặc trưng khác thì K= n-1

Bảng A.1 phụ lục A của TCVN 9153:2012

Xác suất tin cậy α của các giá trị tính toán của các đặc trưng của đất được lấy tùy thuộc vào nhóm trạng thái giới hạn ( tính toán theo khả năng chịu tải hoặc theo biến dạng phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế nền của các dạng công trình khác nhau ) Và xác suất tin cậy được lấy là xác xuất

mà giá trị trung bình thực của đặc trưng không vượt ra ngoài giới hạn dưới ( hoặc trên ) của khoảng tin cậy một chiều Đối với công trình nhà ở ta lấy như sau :

Khi tính toán nền theo sức chịu tải, tức là theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH I) thì lấy = 0.95

Trang 15

2 n

Vc = σc

Ctc =0.0120.046 = 0.273

Vậy CII = Ctc(1 ± ταVc) = 0.046 × (1 ± 1.08 × 0.273 = 0.046 ± 0.013)

→ Chọn CII = 0.059 (daN/cm2)

Trang 16

Piτi Pi2 (Pitanφtc+Ctc-τi)2

2 n

Trang 17

Vc = σc

Ctc =0.0090.084 = 0.110

Vtanφ = σtanφ

tanφtc= 0.054

0.069 = 0.78 Cấp tự do K= n – 2 = 4

Khi tính toán theo TTGH I : chọn góc α = 0.95 → τα = 2.13

Vậy CI = Ctc(1 ± ταVc) = 0.084 × (1 ± 2.13 × 0.110 = 0.084 ± 0.020)

→ Chọn CI = 0.104 (daN/cm2)

Và tanφI= tanφtc(1 ± ταVtanφ) = 0.069 × (1 ± 2.13 × 0.78) = 0.069 ± 0.114

→ Chọn tanφI= 0.183 → φI= 10.4°Khi tính toán theo TTGH II : chọn góc α = 0.85 → τα = 1.19

Vậy CII = Ctc(1 ± ταVc) = 0.084 × (1 ± 1.19 × 0.110 = 0.084 ± 0.011)

Và tanφII = tanφtc(1 ± ταVtanφ) = 0.069 × (1 ± 1.19 × 0.78) = 0.069 ± 0.064

→ Chọn tanφII = 0.133 → φII = 7.55°

Trang 19

2 n

Vc = σc

Ctc =0.0750.636 = 0.118

Vtanφ = σtanφ

tanφtc= 0.217

0.293 = 0.74 Cấp tự do K= n – 2 = 16

Vậy CI = Ctc(1 ± ταVc) = 0.636 × (1 ± 1.75 × 0.118 = 0.636 ± 0.131)

Vậy CII = Ctc(1 ± ταVc) = 0.636 × (1 ± 1.07 × 0.118 = 0.636 ± 0.080)

Trang 21

2 n

Vc = σc

Ctc =0.0430.546 = 0.079

Vtanφ = σtanφ

tanφtc= 0.148

0.415 = 0.36 Cấp tự do K= n – 2 = 13

Vậy CI = Ctc(1 ± ταVc) = 0.546 × (1 ± 1.77 × 0.079) = 0.546 ± 0.076)

Vậy CII = Ctc(1 ± ταVc) = 0.546 × (1 ± 1.08 × 0.079) = 0.546 ± 0.046)

Trang 22

γi)2 wi wtb (wtb-wi)2

Trang 23

Khi tính toán theo TTGH I: chọn α = 0.95 → τα = 2.13

Trang 26

Dung trọng ướt (γtn) Dung trọng đẩy nổi (γtn) Độ ẩm

γi γtb (γtb-γi)2 γi γtb (γtb-γi)2 wi wtb (wtb-wi)2

i=1

= √0.0067

6 − 1 = 0.036697

Trang 27

Trang 28

Dung trọng ướt (γtn) Dung trọng đẩy nổi (γtn) Độ ẩm

γi γtb (γtb-γi)2 γi γtb (γtb-γi)2 wi wtb (wtb-wi)2

i=1

= √0.057

5 − 1 = 0.0378

Trang 29

Trang 31

i=1Trong đó:

 etb là giá tị trung bình số học của hệ số rỗng theo các cấp áp lực P

 ei là giá trị riêng của hệ số rỗng ứng ứng với từng cấp áp lực P

 n là số lần xác định đặc trưng

 Lớp CL1

Bảng 1.11 Thống kê các giá trị hệ số rỗng e theo từng cấp tải P từ thí nghiệm nén cố kết của

lớp đất CL1 ST

Trang 32

Bảng 1.14 Tổng hợp giá trị tính toán của hệ số rỗng e theo từng cấp áp lực P của lớp đất CL2

0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500

đường cong nén lún lớp CL2

Áp lực P (daN/cm2)

Trang 33

Bảng 1.16 Tổng hợp giá trị tính toán của hệ số rỗng e theo từng cấp áp lực P của lớp đất CH

Trang 34

 Lớp CL3

Bảng 1.17 Tống kê các giá trị hệ số rỗng e theo từng cấp tải P từ thí nghiệm nén cố kết của lớp

đất CL3 ST

Trang 36

lớp đât

Tự nhiên

Đẩy nổi

Lớp 1 CL1 80.306 1.561 0.579 0.068 9.8 0.173 0.0 -13.4 13.4 Lớp 2 CL2 57.952 1.641 0.657 0.104 10.4 0.183 -13.4 -16.2 2.8 Lớp 3 CH 34.186 1.914 0.927 0.767 33.9 0.672 -16.2 -29.2 13.0 Lớp 4 CL3 30.828 1.969 0.981 0.622 34.1 0.677 -29.2 -40.0 10.8

Trang 37

Góc ma sát trong

Cao trình lớp đất

bề dày lớp đât

Tự nhiên

Đẩy nổi

Lớp

1 CL1 77.670 1.550 0.567 0.059 7.01 0.123 0.0 -13.4 13.4 Lớp

2 CL2 57.952 1.641 0.657 0.095 7.55 0.133 -13.4 -16.2 2.8 Lớp

3 CH 33.214 1.901 0.914 0.716 27.68 0.525 -16.2 -29.2 13.0 Lớp

Trang 39

39

Chương 2 Thiết kế móng

A Phương án móng đơn trên nền tự nhiên

Móng đơn thường được sử dụng để chống đở tải trọng của mỗi cột trong công trình có kết cấu chịu lực chính là hệ khung.Hình dạng móng có thể là hình vuông,chữ nhật,tam giác…diện tích đáy đài tối đa không được vược quá diện tịch của một ô nhịp

Trong thực tế khả thi khi diện tích móng nhỏ hơn hoặc bằng 1/10 diện tích của ô nhịp hay b < 1

3L ( L là chiều dài khung trục )

 Xác định kích thước sơ bộ đáy móng

Xét toàn bộ móng đặt trên nền tự nhiên

Điều kiện để kích thước móng chịu tải trọng đúng tâm phải thỏa :

N F

h F

N

R

tb tc

tc tb

 Fm : diện tích đáy móng yêu cầu (m2)

 N0tc: tổng tải trọng công trình tác dụng tại trọng tâm đáy móng (T)

 Rtc = 6.314 T/m2: áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng, ứng với bề rộng b=1m

 γtb = 2 ÷ 2.2 (Chọn 2.2 T/m3) : trọng lượng riêng trung bình của đất và móng

 Diện tích đáy móng yêu cầu:

→ F = N

tc

Rtc − γtbh=

37.776.314 − 2.2 × 2.5= 46.4 m

2

Trang 40

=>Ptc = 6.314 T/m2 = Rtc(thỏa)

 Kiểm tra lún của móng

Ứng suất bản thân tại đáy móng

σbt= ∑ γihi = (1.07 × 1.3) + (0.7 × 1.2) = 2.231 T/m2Ứng suất gây lún ở đáy móng

σgl = Ptc− σbt= 6.314 − 2.231 = 4.083 T/m2Chia nền thành các lớp phân tố dày hi = 0.4b = 0.4 × 6.8 = 2.72m lập bảng tính lún của các lớp như sau :

Vậy S=22.05(cm) > Sgh=8cm

 Không thỏa mãn điều kiện độ lún giới hạn

=> Phương án này không thực hiện được vì độ lún quá lớn so với độ lún giới hạn

Trang 42

Rb=145 daN/cm2,Rbt=10.5 daN/cm2,Eb=3.105daN/cm2

 Bê tông đài B20 ( M250)

Rb=115 daN/cm2,Rbt=9 daN/cm2 ,Eb=27.104 daN/cm2

 Chọn sơ bộ tiết diện chiều dài cọc

Chọn cọc bê tông cốt thép có tiết diện là 40cmx40Cm

Căn cứ vào trụ địa chất và đánh giá điều kiện đất nền, do lớp đất tốt nằm quá sâu dưới lòng đất 29.2m so với mặt đất tự nhiên nên ta chọn lớp thứ 4 để đặt mũi cọc và chôn vào lớp 4 là 2m

- Chọn loại móng đài thấp

 Chọn độ sâu đặc đài là Df=2m

 Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp

Điều kiện Df≥hmin (nền và móng Lê Hoàng Anh trang 126 TTHL Đại học cần thơ)

 b bề rộng theo phương thẳng góc với lực ngang H (giả định bằng 2)

→D f≥ 𝐡min = 𝟎 𝟗𝟑 m (thỏa điều kiện)

Trang 43

43

Bảng 2.2 Chiều sâu đặc đài

 Đối với đài cứng và độ chôn đài h>1m thì ta có điều kiện để chọn độ đài đoạn ngàm

sau(Sách nền móng công trình thầy Nguyễn Văn Liêm TRường ĐHCT trang 85):

 Khi d≤ 60cm2 →độ ngàm tối thiểu(zng) 2d

 Khi d> 60cm2 →độ ngàm tối thiểu(zng) 1.2m

Ta có: d=30cm<60cm→ zng=2d=60cm=0.6m

 Ta chọn đoạn cọc ngàm vào đài là 0.6m (Zng=0.6÷0.8)

 Trong đó đoạn neo vào đài là 0.1m

 Đoạn đập đầu cọc là 0.5m

 Cao trình mũi cọc so với mặt đất tự nhiên là: 31.2m (không tính phần vát nhọn của mũi cọc)

 Chiều dài tính toán của cọc: Ltt= 31.2-2 = 29.2 m

 Chiều dài thực tế phải gia công cọc bao gồm chiều dài tính toán, chiều dài ngàm vào cọc và chiều dài đoạn mũi cọc:

L = Ltt + Lng + Lm= = 29.2+0.6+0.4=30.2 m

Trang 44

min=0.1% và μmax= ξRxRb

Rs X100% =0.623X145

2800 X100% =3.23%

=>Vậy lượng thép chọn thỏa yêu cầu

Chọn lớp bê tông lót móng mác 100 dày 0.1m

Trang 45

45

Hình 2.2 Mặt cắt địa tầng và phương án móng cọc

Trang 46

46

2.3 Lý thuyết phục vụ tính toán sơ bộ tiết diện và độ sâu chôn cọc( Võ phán):

 Sức chịu tải của cọc theo độ bền vật liệu làm cọc:

Qa(vl) = φ × (As× RS× Ab× Rb) (KN) Trong đó (theo TCVN 5574-2012):

 As diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trong cọc

 Ab diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc( đã trừ diện tích cốt thép)

 Rb cường độ chịu nén của bê tông ( phụ thuộc vào cấp độ bền của bê tông )

 Rs cường độ chịu nén của cốt thép

 L là chiều dài tính từ mũi cọc đến đái đài cọc

 Momen quán tính tiết diện ngang của cọc:

I = d412

 Môdun đàn hồi bê tông B25:Eb = 3x105(daN

 QS là sức chịu tải cực hạn do ma sát bên

Trang 47

47

 Qp là sức chịu tải cực hạn do sức chống dưới mũi cọc

 FSs hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1,5÷ 2,0

 FSp hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc , lấy bằng 2,0÷ 3,0

 Tính toán sức chịu tải cực hạn do ma sát bên:

QS = u ∑ fsi li

n

iTrong đó:

 U là chu vi tiết diện cọc (m)

 Fsi là ma sát bên đơn vị của lớp đất thứ I, tính theo công thức

fs = σh, tanφa+ Ca; (σh, = σvi, Ksi)

Với

 Ca lực dính giữa thân cọc và đất ,T/m2;với cọc đóng bê tông cốt thép Ca=C, với cọc thép lấy Ca=0.7C, trong đó C là lực dính của đất nền.(với cọc bê tông cốt thép lấy ca=0.7c)

 φa góc ma sát trong giữa cọc và đất nền với cọc bê tông cốt thép hạ bằng phương pháp lấy φa= 𝜑 đối với cọc thép lấy φa= 0.7𝜑 trong đó φa là góc ma sát trong của đất nền ( với cọc bê tông cốt thép lấy φa = 𝜑)

 σh, ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ i theo phương thẳng đứng

 σ, vi ứng suất hửu hiệu giữa lớp đất thứ i theo phương vuông góc với mặt bên cọc

 KSi hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i: KSi=1-sinφ

 Sức chịu tải cực hạn do kháng mũi:

Qp= Apqp trong đó

 Ap là diện tích tiết diện ngang của mũi cọc (m2)

 qp cường độ đất nền dưới mũi cọc

 qp=CNc+Nq.σ, v +γ.d.Nγ

với Nc, Nq, Nγ hệ số chịu tải, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất,hình dạng mũi cọc và phương pháp thi công cọc, được tính theo :

Định dạng
Số trang	68
Dung lượng	1,68 MB
File đính kèm	THUYET MINH ĐỒ ÁN.rar (423 KB)