đồ án nền móng cầu đường ( đài cao đài thấp)

Qua khảo sát ta nhận thấy địa chất ở đây yếu có thể sẽ phải thiết kế số lượng cọc nhiều. Lưa chọn phương án móng cọc đài cao cứng. Đáy đài được cao hơn 0.5m so với mực nước thấp nhất. (xem ứng với độ sâu sông là măt nước thấp nhất) Đồ án môn học nền móng GVHD: Trịnh Thanh Kiên Sinh Viên : Nguyễn Văn Phúc –CT06042 Trang 4 8Þ22 Þ6a200 Độ sâu cọc ngàm vào lớp đất 3 >3D,với D là đường kính hoặc chiêu dài tiết diệ ngang cọc

Trang 1

Thuật tại TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là thầy TRẦN VĂN TIẾNG đã tạo điều kiện cho

em làm đồ án môn học

Suốt quá trình làm đồ án môn Nền Móng với sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của thầy,em đã biết thêm nhiều kiến thức mới bổ ích và cũng cổ được những kiến thức đã được học ở môn Nền móng 1 cách vững vàng hơn.Những kiến thức thực tế ấy đã giúp

em rất nhiều trong việc đối chiếu và hiểu rõ hơn những cơ sở lý thuyết đã được tiếp thu từ các thầy cô giáo trong suốt mấy năm học vừa qua, chuẩn bị cho việc thực hiện

đồ án tốt nghiệp trong thời gian tới và phục vụ công tác sau này

Với khả năng, kiến thức chuyên môn và thời gian thực tập hạn hẹp, nên đồ án này còn nhiều thiếu sót Kính mong quý thầy và các thầy cô bộ môn

Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn! Xin kính chúc thầy thật nhiều sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong công việc và có một cái tết hạnh phúc bên gia đình

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2018

Sinh viên thực hiện

TRẦN NISSAN

Trang 2

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Chữ ký giáo viên

Trang 3

CHƯƠNG 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 5

1/ Thống kê địa chất (dựa theo TCVN 9153:2012) 5

1.1/ Phân chia các đơn nguyên địa chất công trình 5

1.2/ Xác định các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trưng của đất 7

1.3/ Tính giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu kép (góc ma sát trong và lực dính đơn vị) 8

2/ Thống kê địa chất móng cọc (DC7) .12

2.1/ Lớp đất 1 .12

2.2/ Lớp đất 2 .16

2.3/ Lớp đất 3 19

2.4/ Lớp đất 4 .28

2.5/ Lớp đất 5 .33

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI THẤP 45

1 Số liệu tính toán: 45

1.1 Nội lực dưới chân cột: 45

1.2 Thông số địa chất: 45

1.3 Xác định chiều sâu đài đặt đài móng và kích thước cọc: 48

2.2 Xác định sức chịu tải của cọc: 50

2.2.1 Xác định sức chịu tải theo vật liệu: 50

2.2.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: 51

2.2.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền: 52

2.2.4 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm SPT: 54

2.2.5 Xác định sức chịu tải thiết kế: 55

2.3 Chọn số lượng và bố trí cọc: 56

2.4 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc: 57

2.5 Kiểm tra ổn định của nền và độ lún của móng cọc : 58

2.5.1 Kiểm tra ổn định của nền: 58

2.5.2 Kiểm tra điều kiên lún của móng: .61

2.6 Thiết kế đài cọc: 62

2.7 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc 62

2.8 Tính toán cốt thép đài cọc: 63

Trang 4

2.8.1 Tính toán cốt thép theo phương 1-1: 63

2 .2 Tính toán cốt th p th o phương 2-2 64

2.9 Kiểm tra khả năng của cọc khi vận chuyển và lắp dựng cọc 65

Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI CAO BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỌC KHOAN NHỒI 68

3.1 GIỚI THIỆU VỀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 68

3.2 TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN MÓNG 68

3.3 VẬT LIỆU LÀM MÓNG CỌC 68

69

3.4 ĐỊA CHẤT KHU VỰC 69

3.5 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 72

3.5.1 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 72

3.5.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 72

3.5.3 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền ph l c G.2 TCVN 10304:2014) 75

3.5.4 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT .77

3.5.5 Xác định sức chịu tải thiết kế .79

3.6 TÍNH TOÁN THIẾT KÊ MÓNG 79

3.6.1 Chọn số cọc và bố trí 79

3.6.2 Kiểm tra tải trọng tác d ng lên cọc 80

3.7 KIỂM TRA KHẢ NĂNG CHỊU TẢI ( R tc ) DƯỚI ĐÁY KHỐI MÓNG QUY ƯỚC VÀ TÍNH LÚN CHO MÓNG 81

3.7.1 Kiểm tra ổn định của đất nền .81

3.8 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO ĐÀI MÓNG 86

3.9 KIỂM TRA CỌC CHỊU TẢI NGANG 86

3.9.1 Kiểm tra, tính toán chuyển vị ngang và góc xoay đầu cọc .87

Trang 5

CHƯƠNG 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

1/ Thống kê địa chất dựa theo TCVN 9153:2012)

1.1/ Phân chia các đơn nguyên địa chất công trình

Từ các kết quả khảo sát địa chất công trình, lập mặt cắt địa chất công trình, sơ bộ phân chia các đơn nguyên địa chất có xét đến nguồn gốc, loại đất, trạng thái và đặc điểm về kiến trúc, cấu tạo của chúng Từ đó, phân tích các chỉ tiêu của đất trong mỗi đơn nguyên địa chất công trình, xác định các giá trị quá khác biệt, loại bỏ chúng nếu do thí nghiệm sai hoặc thuộc đơn nguyên địa chất khác

Để phân chia chính xác ranh giới các đơn nguyên địa chất công trình, cần tiến hành đánh giá quy luật biến đổi không gian các chỉ tiêu tính chất của đất trong phạm vi đơn nguyên địa chất công trình đã phân chia sơ bộ để xem chúng có biến đổi ngẫu nhiên hay có quy luật nào đó (thường là độ sâu)

Khi các chỉ tiêu tính chất của đất biến đổi không có quy luật, trên biểu đồ mật độ phân phối có nhiều hơn một cực đại thì cần xem xét phân chia tiếp tục đơn nguyên địa chất công trình thành các đơn nguyên địa chất công trình nhỏ hơn đến khi thỏa mãn điều kiện:

là giá trị trung bình cộng của chỉ tiêu

Xi là giá trị nghiệm riêng biệt

n là số lần thí nghiệm

Trang 6

Giá trị Vgh lấy bằng 0.15 cho các chỉ tiêu vật lý (hệ số rỗng, độ ẩm….), bằng 0.3 cho các chỉ tiêu cơ học (module biến dạng, sức chống cắt với cùng một trị số áp lực pháp tuyến…)

Khi xác định ranh giới đơn nguyên địa chất công trình phải xét tới các yếu tố sau đây: + Sự thay đổi rõ rệt các chi tiết của đất

+ Độ sâu mực nước ngầm

+ Sự có mặt của các khu đất có tính lún ướt, trương nở, nhiễm muối, nhiễm mặn, chứa hữu cơ, có độ sệt khác nhau và lẫn nhiều sỏi, cuội, dăm…

+ Các đới có mức độ phong hóa khác nhau

Đối với hai đơn nguyên địa chất công trình kề nhau, có nguồn gốc đất đá khác nhau, không cùng tên gọi có thể kiểm tra khả năng hợp nhất thành một đơn nguyên địa chất công trình hay cần thiết phải phân chia tiếp đơn nguyên địa chất công trình theo chỉ dẫn dưới đây:

+ Kiểm tra sự cần thiết phải phân chia tiếp đơn nguyên địa chất công trình bằng tiêu chuẩn t theo công thức:

Trong đó tử số là giá trị lớn nhất trong S1 và S2

Điều kiện hợp nhất hai đơn nguyên địa chất công trình nếu F < Fα và t < tα

Giá trị Fα lấy theo bảng 2 phụ lục A của tiêu chuẩn với độ tin cậy hai phía

α = 0.95 và số bậc tự do K1 = n1 – 1 và K2 = n2 – 1

Trang 7

Giá trị tα lấy theo bảng 1 phụ lục A của tiêu chuẩn với độ tin cậy hai phía

α = 0.95 số bậc tự do K = n1 + n2 – 2

1.2/ Xác định các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các đặc trƣng của đất

Tính giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn

Giá trị tiêu chuẩn Xtc và giá trị tính toán Xtt của các chỉ tiêu đơn của đơn nguyên địa chất công trình được tính khi các chỉ tiêu này không đổi , tuân theo các nội dung quy định ở dưới trong điều này Đối với đơn nguyên địa chất công trình mà các chỉ tiêu tính chất của đất biến đổi có quy luật theo hướng (thường theo độ sâu), các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của chúng được tính theo phụ lục D của TCVN 9153 – 2012 Căn cứ loại sai số thô: Trước khi tính giá trị Xtc và Xtt cần kiểm tra thống kê để loại trừ sai số thô có thể có của tập kết quả thí nghiệm mẫu theo 4.2.1.1 loại trừ các giá trị quá lớn hoặc quá bé Xi nếu thỏa mãn điểu kiện:

| | (8)

là giá trị trung bình cộng của chỉ tiêu, tính theo công thức (5)

υ là tiêu chuẩn thống kê, lấy theo bảng 3, phụ thuộc vào số thí nghiệm n

S là độ lệch bình phương trung bình của chỉ tiêu, tính theo công thức (4)

Nếu có giá trị nào đó bị loại trừ thì phải tính lại giá trị cho các giá trị còn lại và tính lại S

Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các chỉ tiêu đơn (chỉ tiêu vật lý như độ ẩm, khối lượng thể tích, chỉ số dẻo, độ sệt… và chỉ tiêu cơ học như module tổng biến dạng, cường độ, kháng nén…) lấy bằng giá trị trung bình cộng sau khi đã loại trừ sai số thô

CHÚ THÍCH: Đối với các chỉ tiêu vật lý gián tiếp (hệ số rỗng, chỉ số dẻo…) và module tổng biến dạng thì giá trị tiêu chuẩn của chúng được xác định từ giá trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu thí nghiệm mà tính giá tiêu chuẩn của chỉ tiêu gián tiếp theo công thức cơ học đất

Giá trị tính toán Xtt của đất được tính theo công thức:

Trang 8

V là hệ số biến thiên của chỉ tiêu thí nghiệm, tính theo công thức (3)

Nếu trong phạm vi đơn nguyên địa chất công trình có số lượng mẫu ít hơn 6 thì giá trị tính toán các chỉ tiêu của chúng được tính toán theo phương pháp trung bình cực tiểu

và trung bình cực đại

(12)

(13)

Việc chọn tính theo một trong hai công thức trên là tùy thuộc vào chỉ tiêu làm tăng độ

an toàn cho công trình

Khi tính chất của đất bị thay đổi có quy luật theo hướng (ví dụ theo độ sâu) giá trị tiêu chuẩn Xtc(h) và giá trị tính toán Xtt(h) của nó có thể được tính trong phạm vi giới hạn của lớp đất theo phụ lục D Trong trường hợp đó cần phải thay giá trị Xtc bằng Xtc(h) khi xác định các giá trị loại trừ Xi trong công thức (8), còn S tính theo công thức (D.2) của phụ lục D

1.3/ Tính giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán các chỉ tiêu kép (góc ma sát trong

và lực dính đơn vị)

Giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của góc ma sát trong υ và lực dính đơn vị c theo thí nghiệm cắt phẳng được tính toán bằng cách chỉnh lý thống kê tất cả các cặp giá trị thí nghiệm τi và σi như là một tổ hợp thống nhất Khi đó yêu cầu tính chỉ tiêu tính toán của tan υ và c có tính đến khoảng cho trước ứng suất pháp σmax, σmin thì xử lý theo quy định ở dưới

CHÚ THÍCH: Số các cặp giá trị τi và σi phải không ít hơn 6

Giá trị tiêu chuẩn của góc ma sát trong và lực dính đơn vị xác định bằng phương pháp bình phương nhỏ nhất từ quan hệ tuyến tính giữa sức chống cắt τ và áp lực nén ứng suất pháp σ, được tính theo công thức:

Trang 9

∑ ∑ ∑ ∑

Trong đó: ∑ (∑

)

Đại lượng Ctc cũng có thể xác định theo công thức ∑ ∑

Nếu khi tính theo công thức (17) nhận được giá trị Ctc < 0 thì lấy Ctc = 0 Còn tan υtc tính theo công thức: ∑∑

Trong đó, τi và σi lần lượt là các giá trị riêng của sức chống cắt và ứng suất pháp, n là số lần xác định trị số τ Khi các giá trị của ứng suất pháp σ1, σ2,……σn có giá trị Δσ như nhau (Δσ = σi+1 – σi =1,2,3…k) khi có cùng giá trị τ cho mỗi cặp áp lực σi thì các thông số tan υ và c nên tính theo công thức đơn giản sau đây: Khi K=3 thì

Khi K=4 thì

Khi K=5 thì

Khi K=6 thì

Với n bất kỳ ta có (23)

∑

Phải kiểm tra tập hợp các thống kê để loại trừ sai số thô trong các giá trị τi Loại trừ giá trị τi sai lệch so với quan hệ tiêu chuẩn τtc = ctc + σtanυtc khi thỏa mãn điều kiện theo

Trang 10

công thức (8) Khi đó trong công thức (8) phải thay giá trị kiểm tra Xi bằng τi và giá trị bằng tương ứng và S thay bằng Sτ từ công thức:

Trong đó Δ được tính theo công thức (16)

CHÚ THÍCH: Nếu lấy ctc = 0 và tanυtc tính theo công thức (18), trong công thức (26) phải (n-2) bằng (n-1)

Tính chỉ số độ chính xác ρ của tanυ và c theo công thức:

ρα = tα*V (29)

V và tα tính theo công thức (11)

Khi tính, ta lấy xác suất tin cậy một phía α=0.95

CHÚ THÍCH: Khi xác định các giá trị tính toán của c và tanυ, trị số n là tổng số lần xác định và K = n – 2 Khi xác định các giá trị tính toán của các chỉ tiêu khác thì K = n – 1

Hệ số biến thiên V của tanυ và c theo công thức (3), hệ số an toàn về đất theo công thức (10)

Sau khi có đầy đủ các giá trị trên, tính các giá trị tính toán của tanυ và c theo công thức (9)

Cho phép lấy giá trị tính toán của module biến dạng bằng giá trị tiêu chuẩn

Xác suất tin cậy α của các giá trị tính toán đặc trưng của đất được chọn theo nhóm trạng thái giới hạn (tính nền theo sức chịu tải hay biến dạng) ứng với tiêu chuẩn thiết

kế nền các công trình khác nhau Khi đó, xác suất tin cậy là xác suất mà giá trị thực tế của đặc trưng không vượt ra ngoài giới hạn dưới (hoặc trên) của khoảng tin cậy một phía

Trang 11

+ Khi tính nền theo sức chịu tải (trạng thái giới hạn 1): α=0.95

+ Khi tính nền theo biến dạng (trạng thái giới hạn 2): α=0.85

Xác suất tin cậy để tính cầu và cống:

+ Khi tính nền theo sức chịu tải (trạng thái giới hạn 1): α=0.98

+ Khi tính nền theo biến dạng (trạng thái giới hạn 2): α=0.9

Ví dụ chỉnh lý kết quả thí nghiệm mẫu đất để tính toán giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của sức kháng cắt (υ,c) được trình bày trong phụ lục F

Phương pháp tính các giá trị tính toán tanυ và c có tính đến khoảng cho trước của ứng suất pháp σmax, σmin thực hiện khi tiêu chuẩn thiết kế quy định khoảng ứng suất pháp

σmax, σmin Khi không có quy định này, phương pháp chỉnh lý cũng có thể áp dụng, lấy

σmax và σmin bằng ứng suất pháp lớn nhất và nhỏ nhất khi thí nghiệm cắt

Giá trị tiêu chuẩn sức chống cắt của đất được tính theo công thức (30) và giá trị bán khoảng có cùng độ tin cậy δτ và δτ’ được tính theo công thức (31) và giá trị áp lực pháp tuyến σ=σmin và σ=σmax:

√ √

∑

Trong đó Vα,λ là hệ số, tra bảng 4 phụ thuộc vào độ tin cậy một phía α, thông số λ σi là giá trị áp lực pháp tuyến thí nghiệm Thông số λ, có tính đến khoảng giá trị (σmin, σmax) xác định theo công thức: √

√

Trong đó

√∑

Trang 12

Tính giá trị tính toán sức chống cắt của đất τ’ và τ” theo công thức (35) với áp lực pháp tuyến σ=σmin và σ=σmax, hệ số an toàn Kđttanυ và Kđc đối với tanυ và c theo công thức (36)

τ = τtc – δτ (35)

Nếu

Giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán của góc ma sát trong và lực dính theo kết quả nén

3 trục được quy định theo phụ lục E

[ ] Giá trị tiêu chuẩn γtc = γtb = 20.87 kN/m3

Các giá trị tính toán tại TTGH1 và TTGH2:

Trang 13

Xác suất tin cậy α Hệ số tα

Độ chính xác

√

Giá trị

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

[ ] Giá trị tiêu chuẩn: γtc = γtb = 11.13 kN/m3

Các giá trị tính toán ở TTGH1 và TTGH2:

Độ chính xác

√

Giá trị tt

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

Trang 14

Hệ số rỗng P=50 (KN/ )

P=100 (KN/ )

P=200 (KN/ )

P=400 (KN/ )

Trang 15

 Bảng thống kê giá trị tiêu chuẩn của c & 

Giá trị tiêu chuẩn:

0.003 (28.16÷28.33) kN/m2

 Ptg = t.vtg

tgtt = tgtc (1±ptg)

0.44 0.2016÷0.5184

0.25 0.27÷0.45

Trang 16

[ ] Giá trị tiêu chuẩn γtc = γtb = 20.4 kN/m3

2.2.2 Dung trọng đấy nổi

Trang 17

P=100 (KN/ )

P=200 (KN/ )

P=400 (KN/ )

Trang 18

Sử dụng hàm LINEST trong EXCEL, ta có:

0.004 (15.01÷15.13) kN/m2

Trang 19

tt

0.22 0.383÷0.6

20057’ ÷ 30057’

0.12 0.432÷0.551

Trang 20

[ ] Giá trị tiêu chuẩn: γtc = γtb = 22.23kN/m3

Loại bỏ sai số thô, số lần xác định: n = 14 => v = 2.6

√

Giá trị

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

2.3.2 Dung trọng đẩy nổi:

STT Số hiệu mẫu Độ sâu lấy mẫu (m) γsub (kN/m3) (γi – γtb)2

Trang 21

Các giá trị tính toán ở TTGH1 và TTGH2:

Độ chính xác

√

Giá trị

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

Trang 22

P=100 (KN/ )

P=200 (KN/ )

P=400 (KN/ )

P=800 (KN/ )

Trang 26

2.3.6 Góc ma sát trong υ và lực dính c (kN/m2

) STT Số hiệu mẫu Độ sâu lấy mẫu (m) σ(kN/m2) τ(kN/m2)

Trang 27

Sử dụng hàm LINEST trong EXCEL, ta được:

tg υtc = 0.58=> υtc=3006’

ctc = 8.97 kN/m2

Trang 28

 Bảng thống kê giá trị tính toán của c & 

0.001575 (8.95÷8.98)kN/m2

tt

0.04 0.5556÷0.6

29018’ ÷ 31053’

0.025 0.5655÷0.594

Trang 29

√ ∑

Độ chính xác

√

Giá trị

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

Độ chính xác

√

Giá trị

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

2.4.3 Chỉ số dẻo

Trang 30

STT Số hiệu mẫu Độ sâu lấy mẫu (m) Ip %

P=100 (KN/ )

P=200 (KN/ )

P=400 (KN/ )

P=800 (KN/ )

Trang 31

σ= 0.080

Trang 32

Sử dụng hàm LINEST trong EXCEL, ta được:

Trang 33

c 3.637

vtg = tg/ tg 0.05 [ ]

vc = c /c 0.067 < [ ]

0.075 (50.1÷58.2) kN/m2

tt

0.095 0.301÷0.365

16045’ ÷ 2003’

0.056 0.314÷0.352

Trang 35

Trung bình 20.11 0.8684

√ ∑

Loại bỏ sai số thô, số lần xác định: n = 13 => v = 2.35

v * σγ = 2.35 * 0.965= 2.267

Vậy, nhận tất cả các mẫu do |γi – γtb| ≤ v * σγ

Độ chính xác

√

Giá trị

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

Trang 36

Độ chính xác

√

Giá trị

γ = γtc (1±ρ) (kN/m3)

Trang 37

P=100 (KN/ )

P=200 (KN/ )

P=400 (KN/ )

P=800 (KN/ ) [𝑣]

𝐼𝑝 𝑡𝑐

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	2,44 MB