Đồ án nền móng gtvt (full bản vẽ+tm)

PHẦN I : BÁO CÁO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Công trình : KHU PHỐ THƯƠNG MẠI LIÊN KẾ 25 CĂN Địa điểm : Đường 304, Thị xã Tây Ninh, Tỉnh Tây Ninh. Mở đầu : Công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế xây dựng Khu phố Thương mại Liên kế 25 căn tại đường 304, thị xã Tây Ninh, Tỉnh Tây Ninh đã dược thực hiện từ ngày 25022002 đến ngày 01032002. Khối lượng đã khảo sát gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 15.0m, mang ký hiệu HK1, HK2, HK3. Tổng độ sâu đã khoan là 45m với 22 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của lớp đất. Cấu tạo địa chất : Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu khảo sát là 15.0m, nền đất tại đây được cấu tảo bởi 5 lớp đất, thể hiện trên hình trụ hố khoan, theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau : Lớp đất số 1 ( Chỉ có tại HK1 ) Đất sét lẫn cát, màu nâu đỏ, dày 0.5m. Lớp đất số 2. Sét pha nhiều cát, màu xám nhạt đến xám trắng đốm nâu vàng, nâu đỏ, độ dẻo trung bình – trạng thái dẻo cứng đến nữa cứng, gồm 2 lớp: Lớp 2a : Trạng thái dẻo cứng; có bề dày tại HK1=5.5m; HK2=5.3m; HK3=3.2m. Độ ẩm : W = 21.4 % Dung trọng tự nhiên : 㬬w = 1.885 gcm3¬ Sức chịu nén đơn vị : Qu=1.211kGcm2 Lực dính đơn vị : C = 0.151 kGcm2 Góc ma sát trong : φ = 14030’ Lớp 2b : Trạng thái nữa cứng, có bề dày tại HK3=2.5m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau : Độ ẩm : W = 20.1 % Dung trọng tự nhiên : 㬬w = 1.917 gcm3¬ Lực dính đơn vị : C = 0.241 kGcm2 Góc ma sát trong : φ = 170 Lớp đất số 3 : Sét pha cát lẫn sỏi sạn laterite, màu nâu đỏ, vân xám trắng đốm vàng nâu, độ dẻo trung bình – trạng thái nửa cứng ; có bề dày tại HK1=1.5; HK2=1.9 và HK3=1.3m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:

PHẦN I : BÁO CÁO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Công trình : KHU PHỐ THƯƠNG MẠI LIÊN KẾ 25 CĂN

Địa điểm : Đường 30/4, Thị xã Tây Ninh, Tỉnh Tây Ninh.

I Mở đầu :

Công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế xây dựng Khu phố Thương mại Liên kế 25 căn tại đường 30/4, thị xã Tây Ninh, Tỉnh Tây Ninh đã dược thực hiện từ ngày 25/02/2002 đến ngày 01/03/2002

Khối lượng đã khảo sát gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 15.0m, mang ký hiệu HK1, HK2, HK3 Tổng độ sâu đã khoan là 45m với 22 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của lớp đất

II Cấu tạo địa chất :

Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu khảo sát là 15.0m, nền đất tại đây được cấu tảo bởi 5 lớp đất, thể hiện trên hình trụ hố khoan, theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau :

b Lớp 2b : Trạng thái nữa cứng, có bề dày tại HK3=2.5m với các tính chất

cơ lý đặc trưng như sau :

- Độ ẩm : W = 20.1 %

-Tháng

4/2002-PHẦN II: THIẾT KẾ MÓNG MÔNG (MÓNG BĂNG)

Sinh viên : Nghiêm Trọng Tài

3 682.78 50 65.22

II) Chọn vật liệu cho móng:

- Móng được đúc bằng bê tông B20 (M250) có Rbt = 0.9Mpa (cường độ chịu kéo của bê tông); Rb = 11.5Mpa (cường độ chịu nén của bê tông), moddun đàn hồi E =

26.5x103Mpa = 26.5x106KN/m2

- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280Mpa

- Cốt thép trong móng loại CI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs = 225Mpa

- Hệ số vượt tải n = 1.15

- bt giữa bê tông và đất = 22KN/m3 =2.2T/m3

III) Chọn chiều sâu chôn móng:

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

Chiều sâu chôn móng:

Tổng chiều dài móng băng là L = 1.1+4.4+5.4+5+4.1+1 = 21m

Rtc: Cường độ (Sức chịu tải) của nền đất dưới đáy móng

Moment quay cùng chiều giả định ban đầu.

 Tải trọng tiêu chuẩn:

3382.4 2941.21.15

tt tc

tt tc

d

M

n

0.3075 1 18.85 2.235 2 18.85 4.7675 15.1 1

tc d

2 min

141.26( / ) 1.2 237.52( / ) 137.37( / ) 197.93( / ) 133.47( / )

c) Điều kiện ổn định tại tâm đáy móng :

- Để xác định ứng suất gây lún tại tâm đáy móng, ta có:

Z

b Tra bảng SGK

độsâuziL/B Z/B Ko bti gli P1i P2i e1 e2 Si

2a 1 0.6 0 14 0.00 1.000 37.70 99.67 43.36 137.09 0.700 0.658 1.48

0.6 0.6 14 0.40 0.881 49.01 87.812a 2 0.6 0.6 14 0.40 0.881 49.01 87.81 54.67 130.56 0.693 0.660 1.17

0.6 1.2 14 0.80 0.642 60.32 63.992a 3 0.6 1.2 14 0.80 0.642 60.32 63.99 65.98 121.74 0.687 0.663 0.85

0.6 1.8 14 1.20 0.477 71.63 47.542a 4 0.6 1.8 14 1.20 0.477 71.63 47.54 77.29 119.69 0.681 0.664 0.61

0.6 2.4 14 1.60 0.374 82.94 37.282a 5 0.6 2.4 14 1.60 0.374 82.94 37.28 88.60 122.43 0.676 0.663 0.47

0.6 3 14 2.00 0.305 94.25 30.402a+3 6 0.6 3 14 2.00 0.305 94.25 30.40 99.57 127.52 0.670 0.661 0.32

MDTN

D=2mf

43.36 54.67 65.98 77.29 88.6 99.57 107.97

1234567

93.74 75.99 55.77 42.41 33.84 27.96 23.73

V CHỌN SƠ BỘ KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG :

+ Xác định kích thước cột :

tt

2 max

 Chiều cao móng đã chọn thỏa mãn điều kiện chống xuyên.

 Kiểm tra xuyên thủng tại cột biên (cột A)

+ Bê tông có cấp độ bền B20 (M250) có Rbt=0.9Mpa (cường độ chịu kéo của bê tông);

Rb=11.5Mpa ( cường độ chịu nén của bê tông ); môđun đàn hồi E=2.7×103 Mpa=2.7×106

TABLE: Element Joint Forces - Frames

 Thanh thép số 1 : dùng mômen tại mặt cắt 2-2; 4-4; 6-6; 8-8.

Tính thép với tiết diện hình chữ T lật ngược Do Mf >Mmax  Tiết diện là hình chữ nhật

có kích thước 1.5×0.7 m

- Tính cho MC 4-4:

 Thanh thép số 2 : Dùng mômen tại mặt cắt 1-1; 3-3; 5-5; 7-7; 9-9.

Tính toán theo tiết diện chữ nhật b×h=0.4×0.7 m

9-9 162.59 0.0891 0.0934 9.67 4 F a(cm 2) 20 12.56 29.9 0.5

 Thanh thép số 3 : Cốt xiên và cốt đai

Từ bảng kết quả ta thấy Qmax=403.117kN

Ta có h0=0.63m, bêtông B20 có Rb=11.5Mpa, Rbt=0.9Mpa

Kiểm tra điều kiện khống chế:

Vậy chọn cốt đai 10a150, số nhánh là 2, bố trí trong đoạn L/4 đầu dầm

Khả năng chống cắt của cốt đai và bê tông

vậy bố trí cốt đai F a(cm 2) 10a150 cho đoạn L/4 gối , F a(cm 2) 10a200 cho đoạn L/2 nhịp

 Thanh thép số 4 :

tt

d max net

I.Thống kê địa chất 2B :

1 Lớp đất số 1 : Bùn sét lẫn hữu cơ vân cát bụi, màu xám đến xám xanh, độ dẻo cao-

trạng thái rất mềm; có bề dày tại H1=13.4, H2=13.1 và H3=15.6 với các tính chất cơ

2 Lớp đất số 2 : Sét lẫn bột và ít cát, màu xám xanh/ nâu nhạt đến xám, độ dẻo cao-

trạng thái thay đổi từ dẻo mềm, dẻo cứng đến nữa cứng, gồm 3 lớp :

 Lớp 2a : trạng thái dẻo mềm, có bề dày tại H1=1.9m, với các tính chất cơ lý như sau :

 Lớp thấu kính : Trong lớp sét này, có xen kẹp lớp thấu kính sét pha nhiều cát, màu xám trắng đến vàng nâu, độ dẻo trung bình – trạng thái nữa cứng đến dẻo cứng như sau :

 Tại hố khoan 1 : Trạng thái nữa cứng, dày 1.8m với các tính chất cơ lý đặc trưng sau :

1 Chọn thông số ban đầu:

1.1 Chọn chiều sâu chon đài móng:

Chọn chiều sâu chôn đài móng Df = 2m

- Cốt thép trong móng loại CII, có cường độ chịu kéo cốt thép dọc Rs = 280Mpa

- Cốt thép trong móng loại CI, có cường độ chịu kéo cốt thép đai Rs = 225Mpa

- Hệ số vượt tải n = 1.15

- bt giữa bê tông và đất = 22KN/m3 =2.2T/m3

- Chọn hệ số điều kiện làm việc của bê tông b = 0.9

- Chọn chiều day lớp bê tông bảo vệ đáy móng là a = 0.15m

b Chọn sơ bộ kích thước cọc:

 Chọn chiều dài cọc:

Dựa vào báo cáo thí nghiệm xuyên động bằng thủy tiêu chuẩn ta thấy lớp đất tốt ( có

Nspt  10) bắt đầu ổn định ở độ sâu 30m (thuộc lớp 2b) và yêu cầu mũi cọc phải cắm vào lớp đất đất tốt 1 đoạn  2m Do đó ta chọn sơ bộ chiều dài cọc là 30m (Chọn 3 cọcmỗi cọc dài 10m) Vậy chiều dài từ mũi cọc đến đáy đài là 29.4m

 Chọn tiết diện cọc:

- Chọn cọc hình vuông tiết diện cọc là 0.350.35(m)

- Diện tích tiết diện ngang cọc là Ap = 0.350.35 = 0.1225 m2

- Chu vi tiết diện ngang cọc là 40.35 = 1.4m

- Chọn bê tông B20 có Rb = 11.5MPa, Rbt = 0.9 MPa

- Chọn thép AII có Rs = 280MPa

- Chọn 416 có Fa = 8.0410-4m2, cốt đai 6

 Chọn sơ bộ kích thước cột:

2 b

 Chọn sơ bộ kích thước đài:

Cao trình đáy đài là -2m

1.3 Tính khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu:

a(vl) s s b b

Trong đó:

+ As = 8.0410-4 m2 : Diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc trong cọc

+ Ab = Ap – As = 0.1225 – 8.0410-4 = 0.122m2: Diện tích tiết diện ngang của bê tông trong cọc

+ : Hệ số uốn dọc của cọc được tính như sau:

 Khi thi công ép cọc: l01    1 l1 1 10 10m

 Khi cọc chịu tải trọng công trình: l02   2 l2 0.5 20.168 10.084m 

 Thiên về an toàn ta chọn l0 max(l ,l ) 10.084m01 02 

Q Q k

+ Độ sâu của mũi cọc -31.4m

+ Đất dưới mũi cọc là đất sét trạng thái dẻo cứng (lớp đất 2b) tra bảng 2.6 (trang

30 – Phân tích và tính toán móng cọc – võ Phán) ta có mR = 0.8 Tra bảng 2.4 (Trang 28 - Phân tích và tính toán móng cọc – võ Phán) ta có qp =3541 KN/m2

 độsâutrungbình( m)

 1  0  0  21.

47

 36.7137

 17.3;

19.1

 18.2

 1  0  0  76

48

 123.8976

s p

QQ

+ 'i: Ứng suất hữu hiệu giữa lớp đất thứ I theo phương đứng

+ k si   1 sin Ii: hệ số áp lực ngang của lớp đất thứ i

 Lập bảng tính toán như sau:

Lớp đất Độ sâu độ sâu

trungbình

Lớp 1 2;13.4 7.7 11.4 8.1 4 39.82 0.93 10.88 124.032Lớp 2a 13.4;15.

1.6 Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT):

Sức chịu tải cho phép của cọc theo công thức của Nhật Bản:

 Vậy sức chịu tải của cọc là Qa = 1054.78 KN

2 Xác định số lượng cọc trong đài:

tt c

 Chọn khoảng cách giữa 2 tâm cọc là 3d = 1.05m

 Khoảng cách giữa các mép cọc tới mép ngoài của đài cọc là d/2 = 0.175m

 Chọn cao trình đáy đài là -2m, chiều cao đài là 1m

 Ta

được kết quả bố trí cọc như hình vẽ:

4 Kiểm tra phản lực đầu cọc:

Chuyển các ngoại lực tác dụng về đáy đài tại trọng tâm nhóm cọc ( trường hợp này trùng với trọng tâm đài):

Trọng lượng riêng trung bình của bê tông đài và phần đất phía trên đài là tb = 22KN/

Trong đó: ey, ex là độ lệch tâm của lực Ntt so với trọng tâm nhóm cọc theo phương x, y.

Vậy thỏa điều kiện sức chịu tải của nhóm cọc

6 Kiểm tra lún cho móng: Chiều dài cọc tính từ đáy lớp đất yếu: Ltb=31.4-13.4=18m

Tính góc ma sát trung bình trong đoạn Ltb:

◦ Ứng suất dưới đáy móng khối móng quy ước:

tc qu

tb qu

◦ Điều kiện tính lún trong phạm vi nền:

-31.9 -0.5 1 -0.11 0.99 172.16 239.70

241.95 410.20 0.7480 0.7169 0.89-32.4 -1 1 -0.22 0.945 164.34 244.20

-32.4 -1 1 -0.22 0.945 164.34 244.20

246.45 403.40 0.7472 0.7160 0.89-32.9 -1.5 1 -0.33 0.86 149.55 248.71

-32.9 -1.5 1 -0.33 0.86 149.55 248.71

250.96 391.56 0.7463 0.7196 0.76-33.4 -2 1 -0.44 0.757 131.64 253.21

-33.4 -2 1 -0.44 0.757 131.64 253.21

255.46 377.71 0.7455 0.7222 0.67-33.9 -2.5 1 -0.55 0.649 112.86 257.72

-33.9 -2.5 1 -0.55 0.649 112.86 257.72

259.97 364.31 0.7446 0.7248 0.57-34.4 -3 1 -0.67 0.551 95.82 262.22

-34.4 -3 1 -0.67 0.551 95.82 262.22

264.47 352.90 0.7438 0.7269 0.48-34.9 -3.5 1 -0.78 0.466 81.04 266.73

-34.9 -3.5 1 -0.78 0.466 81.04 266.73

268.98 343.93 0.7429 0.7287 0.41-35.4 -4 1 -0.89 0.396 68.86 271.23

-35.4 -4 1 -0.89 0.396 68.86 271.23

273.48 337.22 0.7420 0.7299 0.35-35.9 -4.5 1 -1.00 0.337 58.60 275.74

-35.9 -4.5 1 -1.00 0.337 58.60 275.74

277.99 332.42 0.7412 0.7327 0.24-36.4 -5 1 -1.11 0.289 50.26 280.24

Nqu tc

MDTN

D=31.4mf

237.44 241.95 246.45 250.96 255.46 259.97 264.47 268.98 273.48 277.99

173.03 168.25 156.95 140.6 122.25 104.34 88.34 74.95 67.73 50.34

12345678910

Myqu tc

0.5

9 Xác định chiều cao đài móng:

 Chọn chiều cao sơ bộ cho đài cọc là 1m

 Chọn a0 = 15cm, chiều cao làm việc của tiết diện đài

 Chiều cao làm việc của tiết diện đài là:

0 d

h  h   1 0.15 0.85m 

Vậy thỏa điều kiện chống xuyên thủng đài cọc.

Vậy chiều cao đài hợp lý chọn 1m

10 Tính toán cốt thép cho đài cọc:

Sơ đồ tính: Xem đài là bản consol một đầu ngàm vào mép cột, đầu kia tự do, giả thiết đài tuyệt đối cứng

Chọn 1820 rải với khoảng cách a = 150mm (As = 5652mm2)

11 Kiểm tra cọc chịu tải ngang:

Ta kiểm tra cho trường hợp lực cắt lớn nhất theo từng phương Do tiết diện cọc hình vuông nên chỉ cần kiểm tra với trường hợp lực cắt lớn nhất

Lực cắt lớn nhất tại chân đài: H 141KN

Xác định chuyển vị ngang y0 và góc xoay 0 ở đầu cọc:

Chuyển vị ngang của tiết diện cọc bới lực đơn vị H0 = 1 gây ra:

Moment uốn và lực cắt tại đầu cọc:

Chuyển vị ngang và góc xoay của cọc tại cao trình mặt đất:

3 2

0 0

0 0 0

b b 2

0 0 0

Trong đó: ze là chiều sâu tính đổi, ze bdz với bd 0.686

A1, A3, A4, B1, B3, B4, C1, C3, C4, D1, D3, D4 tra bảng 2.20 trang 66 – Phân tích và tính toán móng cọc – Võ Phán

Moment dọc theo thân cọc:

z (m)

Lực cắt dọc theo trục :

-7.5 -5.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0

0 1 2 3 4 5 6

12 Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp:

Cọc bố trí 2 móc cẩu và dùng móc cẩu trong sơ đồ cẩu cọc để dựng cọc

Trọng lượng bản thân cọc kể đến hệ số động khi cẩu lắp và dựng lắp:

d

q k d 1.5 25 0.35  4.594 KN / m

Moment lớn nhất:

2

M 0.0214qL

Khi dựng cọc: