ĐỒ ÁN NỀN MÓNG Sở Giao thông Vận tải Tỉnh Tây Ninh

được đúc bằng bê tông B25 (M350) Rb = 14.5 MPa (cường độ chịu nén của bê tông) Rbt = 1.05 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông) Eb = 30×103 MPa. − Thép CI ( ϕ ≤ 10 ) và CII ( ϕ > 10 ) RsI = 225 MPa ; RsII = 280 MPa RswI = 175 MPa ; RswII = 225 MPa Es = 21×104 MPa − Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất γtb = 22 kNm3 − Hệ số vượt tải: n = 1.15 III. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG − Đáy móng nên đặt trên nền đất tốt, tránh đặt trên rễ cây, lớp đất mới đắp hoặc đất quá yếu. − Chiều sâu chôn móng: chọn Df = 2 m, móng được đặt trong lớp 2A, khảo sát và tính toán với hố khoan 1. − Chọn sơ bộ chiều cao h: h = ( 1 12 ÷ 1 6 ) l i max = ( 1 12 ÷ 1 6 ) × 5.0 = (0.417 ÷ 0.83) → chọn h = 0.7 m được đúc bằng bê tông B25 (M350) Rb = 14.5 MPa (cường độ chịu nén của bê tông) Rbt = 1.05 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông) Eb = 30×103 MPa. − Thép CI ( ϕ ≤ 10 ) và CII ( ϕ > 10 ) RsI = 225 MPa ; RsII = 280 MPa RswI = 175 MPa ; RswII = 225 MPa Es = 21×104 MPa − Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất γtb = 22 kNm3 − Hệ số vượt tải: n = 1.15 III. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG − Đáy móng nên đặt trên nền đất tốt, tránh đặt trên rễ cây, lớp đất mới đắp hoặc đất quá yếu. − Chiều sâu chôn móng: chọn Df = 2 m, móng được đặt trong lớp 2A, khảo sát và tính toán với hố khoan 1. − Chọn sơ bộ chiều cao h: h = ( 1 12 ÷ 1 6 ) l i max = ( 1 12 ÷ 1 6 ) × 5.0 = (0.417 ÷ 0.83) → chọn h = 0.7 m được đúc bằng bê tông B25 (M350) Rb = 14.5 MPa (cường độ chịu nén của bê tông) Rbt = 1.05 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông) Eb = 30×103 MPa. − Thép CI ( ϕ ≤ 10 ) và CII ( ϕ > 10 ) RsI = 225 MPa ; RsII = 280 MPa RswI = 175 MPa ; RswII = 225 MPa Es = 21×104 MPa − Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất γtb = 22 kNm3 − Hệ số vượt tải: n = 1.15 III. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG − Đáy móng nên đặt trên nền đất tốt, tránh đặt trên rễ cây, lớp đất mới đắp hoặc đất quá yếu. − Chiều sâu chôn móng: chọn Df = 2 m, móng được đặt trong lớp 2A, khảo sát và tính toán với hố khoan 1. − Chọn sơ bộ chiều cao h: h = ( 1 12 ÷ 1 6 ) l i max = ( 1 12 ÷ 1 6 ) × 5.0 = (0.417 ÷ 0.83) → chọn h = 0.7 m được đúc bằng bê tông B25 (M350) Rb = 14.5 MPa (cường độ chịu nén của bê tông) Rbt = 1.05 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông) Eb = 30×103 MPa. − Thép CI ( ϕ ≤ 10 ) và CII ( ϕ > 10 ) RsI = 225 MPa ; RsII = 280 MPa RswI = 175 MPa ; RswII = 225 MPa Es = 21×104 MPa − Trọng lượng trung bình giữa bê tông và đất γtb = 22 kNm3 − Hệ số vượt tải: n = 1.15 III. CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG − Đáy móng nên đặt trên nền đất tốt, tránh đặt trên rễ cây, lớp đất mới đắp hoặc đất quá yếu. − Chiều sâu chôn móng: chọn Df = 2 m, móng được đặt trong lớp 2A, khảo sát và tính toán với hố khoan 1. − Chọn sơ bộ chiều cao h: h = ( 1 12 ÷ 1 6 ) l i max = ( 1 12 ÷ 1 6 ) × 5.0 = (0.417 ÷ 0.83) → chọn h = 0.7 m

PHẦN II: THIẾT KẾ MÓNG BĂNG

A THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 1A

I CẤU TẠO ĐỊA CHẤT 1A:

− Công trình: Sở Giao thông Vận tải Tỉnh Tây Ninh;

− Địa điểm: Số 129 đường 30 Tháng 4, Phường 2, Thị Xã Tây Ninh, Tỉnh Tây Ninh;

− Theo “Báo cáo Địa chất Công trình”, khu đất được khảo sát địa chất tại 3 vị trí: HK1, HK2, HK3 Chiều sâu khoan khảo sát là 15.0m tính từ mặt đất hiện hữu Nền đất tại đây được cấu tạo bởi 5 lớp đất, độ sâu mực nước ngầm ổn định tại thời điểm khảo sát H HK1= H HK3= -4.2m

và H HK2= -4.0m, cấu tạo địa chất nền đất tại đây có các đặc trưng cơ bản sau:

1 Mực nước ngầm ở độ sâu 4.0m

kN/m3

3 Lớp đất số 2: Sét pha nhiều cát, màu xám/xám nhạt đến nâu vàng nhạt, độ dẻo trung bình,

trạng thái từ mềm đến dẻo mềm, được chia thành 2 lớp:

4 Lớp đất số 3: Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite, màu nâu đỏ/xám trắng, độ dẻo trung bình, trạng

thái từ dẻo mềm đến dẻo cứng, được chia thành 2 lớp:

4.2 Lớp 3b: Trạng thái cứng, độ sâu 5.3 – 6.2m, chiều dày h3b = 0.9m

5 Lớp đất số 4: Cát vừa lẫn bột và ít sỏi sạn, màu xám trắng vân nâu vàng nhạt, trạng thái từ

bời rời đến chặt vừa, được chia thành 2 lớp:

6 Lớp đất số 5: Sét lẫn bột và ít cát, màu nâu đỏ nhạt vân xám trắng, độ dẻo cao, trạng thái

cứng, độ sâu 9.0 – 15m, chiều dày h5 = 6.0m

− Giá trị tính toán

tt (kN)

− Móng được đúc bằng bê tông B25 (M350)

Rb = 14.5 MPa (cường độ chịu nén của bê tông) Rbt = 1.05 MPa (cường độ chịu kéo của bê tông)

III CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG

− Đáy móng nên đặt trên nền đất tốt, tránh đặt trên rễ cây, lớp đất mới đắp hoặc đất quá yếu

− Chiều sâu chôn móng: chọn Df = 2 m, móng được đặt trong lớp 2A, khảo sát và tính toán với

− Khoảng cách từ điểm đặt đến trọng tâm đáy móng

Htc =H

tt

n =

801.15= 69.6 kN

Mtc =M

tt

n =

−539.51.15 = −469.1 kNm

− Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất dưới đáy móng

RII =m1m2

Ktc (A b γII+ B Df γ∗

𝐼𝐼 + c D) Trong đó: m1, m2: hệ số điều kiện làm việc của nền đất và công trình

m1 = 1 , m2 = 1.1

Ktc : hệ số độ tin cậy, Ktc = 1 + Lực dính nhỏ nhất theo trạng thái giới hạn thứ 2 cII= 12.32 kN/m2, góc nội ma sát trong nhỏ nhất theo trạng thái giới hạn thứ 2 φII = 13°2′

+ II tính theo nguyên lý chiều sâu ảnh hưởng của móng:

+ Chiều sâu ảnh hưởng của khối móng ứng với bề rộng móng sơ bộ b = 1 m:

𝑍ả𝑛ℎ ℎưở𝑛𝑔 = 𝐵 × 𝑡𝑎𝑛 (450+𝜑

2) = 1 × tan (45° +13°2′

2 ) = 1.258m + Gọi d là khoảng cách từ đáy móng xuống mực nước ngầm: d = 2.0m

→ chọn d > Zảnh hưởng nên γII = γ2A = 17.97 kN/m3

→ Thỏa điều kiện ổn định nền làm việc đàn hồi

4.4 Kiểm tra điều kiện ổn định

− Kiểm tra:

𝑁𝑡𝑡 + γ𝑡𝑏 𝐵 𝐿 𝐷𝑓 ≤ Φ

𝑘𝑡𝑐Với: Φ = bltllt× (AIbltγ𝐼 + BIDfγ∗𝐼 + DIcI)

+ Lực dính nhỏ nhất theo TTGH I: cI = 12.0 kN/m2, góc nội ma sát trong nhỏ nhất theo trạng thái giới hạn thứ nhất φI = 12°57′

+ I tính theo nguyên lý chiều sâu ảnh hưởng của móng:

• Chiều sâu ảnh hưởng của khối móng ứng với bề rộng móng B = 2 (m)

tan

0.99

q I

c

i H

i N

4.5 Kiểm tra điều kiện cường độ

− Sức chịu tải cực hạn và cho phép của đất nền dưới đáy móng: qult, qa

→ Thỏa điều kiện an toàn về cường độ

4.6 Kiểm tra điều kiện trượt

chongtruot truot

gaytruot

F FS

4.7 Kiểm tra điều kiện biến dạng (ĐK lún)

− Tiến hành kiểm tra lún cho móng băng theo phương pháp tổng phân tố:

− Chọn mẫu đất tính lún:

Lớp 2a chọn mẫu 3-1 (độ sâu 1.5 – 2 m) để tính lún từ 2 – 3.7 m

P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800

Hệ số rỗng e 0.860 0.834 0.801 0.761 0.717 0.658 Biểu đồ quan hệ e – p

Lớp 2b chọn mẫu 2-3 (độ sâu 3.0 – 3.5m) tính lún từ 3.7 – 4.4 m

P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800

Hệ số rỗng e 0.820 0.795 0.764 0.729 0.686 0.631 Biểu đồ quan hệ e – p

y = -1E-09x 3 + 2E-06x 2 - 0.0009x + 0.8776

0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9

Biểu đồ quan hệ e – p

Lớp 4a chọn mẫu 1-5 (độ sâu 5.0-5.5m) tính lún từ 5.3 – 8.3 m

P (kN/m2) 25 50 100 200 400 800

Hệ số rỗng e 0.788 0.770 0.747 0.722 0.689 0.651 Biểu đồ quan hệ e – p

y = -8E-10x 3 + 1E-06x 2 - 0.0007x + 0.7526

0.55 0.57 0.59 0.61 0.63 0.65 0.67 0.69 0.71 0.73 0.75

y = -7E-10x 3 + 1E-06x 2 - 0.000x + 0.798

0.64 0.66 0.68 0.7 0.72 0.74 0.76 0.78 0.8

- Sau khi phân chia đến lớp đất thứ 7, ta có

p17

σgl7 =

99.44819.6 = 5.074 > 5

→ Dừng việc tính toán tại lớp 7

- Tổng độ lún

𝑆 = ∑ 𝑆𝑖 = ∑𝑒1𝑖 − 𝑒2𝑖

1 + 𝑒1𝑖 × ℎ𝑖 = 0.0284 m = 2.384 cm ≤ [s] = 8 cm

→ Bài toán thỏa mãn điều kiện về độ lún

V CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN MÓNG

φb3 = 1 đối với bê tông nặng

φn – xét đến ảnh hưởng của lực dọc kéo, nén, trong bản móng không có lực dọc nên lấy

φn = 0

29<

13

→ Thỏa điều kiện độ dốc

5.3 Kiểm tra xuyên thủng

- Cắt ra 1m dài để tính đại diện:

tt

VI XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG

6.1 Sử dụng phần mềm SAP2000 để tính toán nội lực trong dầm móng

- Ta có sơ đồ tính như sau:

Hình 6.1: Mô hình dầm móng trong phần mềm SAP 2000 V20

p

q

6.2 Kiểm tra lún lệch tương đối

- Chạy nội lực trong phần mềm mô phỏng SAP2000

Ta có biến dạng của dầm móng như hình vẽ:

Hình 6.2: Biến dạng dầm móng sau khi chạy SAP2000 Bảng 1: Chuyển vị của móng băng

TABLE: Joint Reactions

VII KIỂM TRA MÓNG THEO TCVN 5574-2012

− Đối với cấu kiện BTCT không có cốt đai chịu cắt, để đảm bảo độ bền trên vết nứt xiên cần tính toán đối với vết nứt xiên nguy hiểm nhất theo điều kiện:

− Chiều cao bản móng giả sử ban đầu h = 0.7 m, hb0 = 0.33 m chọn a0 = 0.07

− Vì móng băng chịu moment theo phương cạnh dài nên ta xét khả năng chống cắt theo phương cạnh B, xét dải bản 1m

− Pmaxtt được tính từ phản lực lò xo lớn nhất mô hình móng mềm với tải tính toán trình tự các bước giải SAP2000 giống như trên

TABLE: Joint Reactions

− Với f: tính theo sức bền vật liệu

fu: được xác định theo mục C.2.6 TCVN 5574-2012

− Đối với các chi tiết kết cấu nhà và công trình mà độ võng và chuyển vị của chúng không đề cập đến trong tiêu chuẩn này và các tiêu chuẩn khác thì độ võng theo phương đứng và phương ngang do tải trọng thường xuyên, tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn, không được vượt quá 1/150 nhịp hoặc 1/75 chiều dài công xôn

VIII XÁC ĐỊNH NỘI LỰC TRONG DẦM MÓNG (M, Q)

− Kết quả sau khi chạy SAP2000:

TABLE: Element Forces – Frames

1 0 DEAD LinStatic -9.956 1.46E-11

IX TÍNH TOÁN CỐT THÉP TRONG MÓNG

- Dùng mômen tại các mặt cắt 2-2, 4-4, 6-6, 8-8 để tính toán thép

- Tiết diện là hình chữ T ngược, trục trung hòa qua cánh nên tiết diện tính toán là tiết diện hình chữ nhật lớn b × h = 2.0 × 0.7 m

5 6

3

ξ = RsAs

γbRbbh0 =

280 × 1473.000.9 × 14.5 × 2000 × 617.5= 0.02559

αm = ξ( 1 − 0.5ξ ) = 0.02559 × (1 − 0.5 × 0.02559) = 0.02526 [M] = αmγbRbbh02= 0.02526 × 0.9 × 14.5 × 2000 × 617.52

= 251.390 kNm

- Bảng tính toán thanh thép số 1

Mặt cắt

Mômen

Chọn thép

- Tại gối 4, để tiết kiệm thép, ta tiến hành cắt thép Vị trí cắt thép phải tuân thủ điều kiện : nằm ngoài khoảng L 4⁄ tính từ trục và khoảng cách 2 vị trí cắt phải lớn hơn h0

- Bên trái gối A: 480

- Bên phải gối A: 800

- Bên trái gối E: 800

- Bên phải gối E: 480

→ Bê tông không đủ chịu lực cắt, cần bố trí thêm cốt đai

 Chọn cốt đai ϕ10 : số nhánh cốt đai n = 2, Rsw = 175 MPa, Asw = 78.5 mm2

 Xác định bước cốt đai

stt =4φb2(1 + φf+ φn)γbRbtbh02

Q2 RswnAsw =4 × 2 × (1 + 0 + 0) × 0.9 × 1.05 × 400 × 630

2

(359.79 × 103)2 × 175 × 2 × 78.5 = 155.9 mm

smax =φb4(1 + φn)γbRbtbh02

Q =1.5 × (1 + 0) × 0.9 × 1.05 × 400 × 630

→ Chọn s1 = 150 mm bố trí trong đoạn L 4⁄ đầu dầm

→ Chọn cốt đai ϕ10 s2 = 200 bố trí trong đoạn L 2⁄ (giữa dầm)

- Để đảm bảo cốt đai chịu lực bao trùm hết vết nứt nghiêng, ta phải bố trí đoạn cốt đai chịu lực

h0

pmax (net)tt

- Diện tích cốt thép

As = M0.9Rshb0 =

 Khoảng cách

a = 1000

5 = 200 mm Chọn a = 200 mm

9.8 Kiểm tra neo, nối cốt thép

- Chiều dài các đoạn nối chồng cốt thép hoặc neo vào gối được tính theo công thức

lan = (ωanRs

Rb + ∆λan) d

lan ≥ {λand

lan′Trong đó, ωan, λan, ∆λan, l’ an tra bảng 36 TCVN 5574:2012

- Để an toàn, ta tiến hành neo và nối cốt thép tại các vùng bê tông chịu nén

 Neo ϕ25 vào gối

lan = 441.4 mm ≥ {12d = 300 mm

200 mm Chọn lan = 450 mm

 Neo ϕ20 vào gối

lan = 353.1 mm ≥ {12d = 240 mm

200 mm Chọn lan = 360 mm

 Nối ϕ20 và ϕ25 tại gối 2 và 3

lan = 513.8 mm ≥ {15d = 375 mm

200 mm Chọn lan = 520 mm

 Nối ϕ20 và ϕ25 tại nhịp 3 & 4

lan = 513.8 mm ≥ {15d = 370 mm

200 mm Chọn lan = 520 mm

 Nối thanh cốt giá ϕ12

lan = 246.6 mm ≥ {15d = 180 mm

200 mm Chọn lan = 250 mm