đồ án nền móng

thích hợp để sv tham khảo cách làm. không chịu trách nhiệm về nội dung, không có giá trị pháp lý, không sao chép.

Chương I : Sơ Bộ Đánh Giá Nền Đất và Nghiên Cứu

Các Phương Aùn Thiết Kế Móng

I- Số liệu thiết kế :

1- Sơ đồ mặt bằng : sơ đồ 1

2- Tải trọng tính toán ở mặt móng :

Bảng I-1 : Bảng tải trọng tính toán

T Lớp đất Hệ số rỗng e

i ứng với các cấp áp lực Pi

(KG/cm2 )

e0 (%) e1(%) e2(%) e3(%) e4(%) 25

0,5770,6290,65

0,5580,6060,640

0,5430,5290,631

0,5340,5800,630

4- Kết quả thí nghiệm đất :

g (∆)

Dungtrọng γ(g/cm3)

Độẩm tựnhiên

W (%)

G/hạnnhão

Wnh(%)

G/hạndẻo

Wd(%

)

Gócnộimasát

ϕ(0)

LựcdínhđvịC(kg/c

m2)25

∞

2,672,722.64

1,961,902,00

182220

2240_

1422_

222030

0,150,280,08

5- Kích thước cột :

F = 50 x 30; cm2

Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3; m

Độ lún giới hạn Sgh = 8; cm

Đồ án môn học Nền và Móng

II- Đánh giá tình hình nền đất và nghiên cứu và nghiên cứu các phương án thiết kế móng :

1- Đánh giá sơ bộ tình hình nền đất : gồm 3 lớp đất

a- Lớp thứ nhất (N o 25) : lớp đất á sét, h = 4; m.

Độ sệt B = WW WW 1822 1414 0,5

d nh

2222W

W

WW

d nh

c- Lớp thứ ba (N o 6 ) :lớp cát hạt trung , h = 3 m.

Đánh giá theo độ rỗng : 0,55 < e0 < 0,7 nên đất ở trạng tháichặt vừa

Độ bảo hoà nước : G= 0,01eW 00,01,667.222,647 0,87

Kết luận : Nền đất khá tốt trạng thái dẻo, nửa rắn, chặt

vừa, hệ số nén lún a1-2 khá bé, ít lún, tải trọng không lớn, nêncó khả năng dùng làm nền thiên nhiên cho các công trình

2- Các phương án thiết kế nền móng :

• Phương án thứ nhất : Thiết kế và tính toán móng nông BTCT

Móng cho cột giữaMóng cho cột biên

• Phương án thứ hai : Thiết kế và tính toán móng cọc đài thấp

Móng cho cột giữa Móng cho cột biên

Chương II : Thiết Kế Và Tính Toán Nền Móng

Đồ án môn học Nền và Móng

Phương án I : Móng Nông

I- Móng nông cột giữa :

1 - Vật liệu làm móng :

Bê tông Mac 200 có Rn = 90 kG/cm2

Rk = 7,5 kG/cm2

Cốt thép C I có Ra = 2000 kG/cm2

R’a = 2000 kG/cm2

Rad = Rax =1600 kG/cm2

2 - Xác định diện tích đáy móng :

Dùng tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn (N015)

Ntc = 821,,250=68,75; T

Mtc = 2,91

2,1

5,

3 = ; Tm

Ntc = 11,,002 =0,83; T Chọn độ sâu chôn móng hm = 1,5; m

Sơ bộ chọn kích thước móng a = 2,4; m, b = 2 ;m

Cường độ tiêu chuẩn của nền :

F

NF

GNF

N

γ+

25,

71 + = ; T/m2

tc min max,

W

h.QMW

0

tc 0 d tb

tc d

tb

+

±σ

=

±σ

tc min max,

5,1.83,091,2

Vậy điều kiện về áp lực đã thoả mãn chọn sơ bộ kích thướcđáy móng là a=2,4;m, b=2;m , h=1,5; m

2- Kiểm tra lún cho móng :

Dùng tổ hợp tiêu chuẩn cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn

a - Aùp lực gây lún :

Pgl = σtctb−γ.hm = 17,84 – 1,96 1,5 = 14,90; T/m2

= 1,49; KG/cm2 ≈ 1,5; KG/cm2

b - Dung trọng đẩy nổi :

039,1607,01

)167,2(1e

1

)1(

1

1 n 1

+

−

=+

−

∆γ

=

037,1659,01

)172,2(1e

1

)1(

2

2 n 2

+

−

=+

−

∆γ

=

98,0667,01

)164,2(1e

1

)1(

3

3 n 3

+

−

=+

−

∆γ

=

c - Tính nén lún theo phương pháp cộng lún từng lớp :

Aùp dụng công thức : S = i i

n 1 i

0.P.ha

∑

Trong đó : hi chiều dày các lớp phân tố

Pi áp lực trung bình tại điểm giữa lớp thứ i, doáp lực Pgl sinh ra

a0i hệ số nén lún tương đối của lớp thứ i

a0i =

i 0

i

e1

a+Để đơn giản a0i xác định tương ứng với áp lực gây lún Pgl = 1,49

≈1,5 KG/cm2 là hằngsố với mỗi lớp đất

Lớp I : aI = 0,019; cm2/KG

a0I = 1ae 10,0019,607 0,012

I 0

021,0e

1

a

II 0

+

=

c - Chiều dày các lớp phân tố :

Chọn hi = 0,5; m cho tất cả các lớp vì hi ≤ 0,4b = 0,4 2 = 0,8;

m

d - Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún sinh ra tại các điểm :

gl i 0

P

Zi =K P

σ

Đồ án môn học Nền và Móng

K0i = f(

b

z2,b

a i )

∑γ+γ

=

σγ

i i m

1,2

00,51,01,52,02,5

1,0000,9340,7410,5350,3790,250

1,5001,4011,1110,8020,5680,348

0,2940,3920,4900,5420,5940,646

0,0123,583

450 1,2

3,03,54,04,5

0,2090,1620,1270,103

0,3140,2420,1910,155

0,69790,74980,80170,8536 0,013

Tại điểm thứ 9 (thuộc lớp 2) có P

Z

σ = 0,155 < 0,2σγZ = 0,2 0,8536 =0,171 KG/cm2 nên chỉ tính lún đến điểm thứ 9

1 +

+ 1,401 +1,111 + 0,802 + 0,568) + + 0,013 (

2

155,0348,

+ 0,314 + 0,242 +0,191)] =3,533 cm

Vậy S = 3,533 cm < Sgh = 8 cm

Biểu đồ ứng suất dưới đáy móng

3 - Tính toán móng theo trạng thái giới hạn về độ bền :

Dùng tổ hợp bổ sung và tải trọng tính toán :

NTT = 85,65 T, MTT = 6,2 Tm, QTT = 1 T

Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng ( phá

hoại theo mặt phẳng nghiêng ):

Móng bê tông cốt thép M 200 cốt thép C-I, Ra = 2000 KG/cm2, dotải trọng không lớn nên chọn :

Chiều cao móng hm = 0,75; m

Chiều dày lớp bảo vệ c = 0,05; m

(0,3 + 2 0,7)

= 3,23m2

PTT

CT = 85,65 – 17,84 3,23 =28,027 T

Utb = 2(ac + bc +2h0) = 2(0,5 + 0,3 +

2 0,7)

= 4,4 m

0,75RkUtbho = 0,75 75 4,4 0,7 =173,25 T

1,5 1,4 1,1 0,802 0,568 0,384 0,314 0,242 0,191 0,155

0,294 0,392 0,490 0,542 0,594 0,646 0,6979 0,7498 0,8017 0,8536

Á SÉ T

SÉ T

Đồ án môn học Nền và Móng

4 - Tính toán cốt thép cho móng :

a - Tính toán ứng suất tại đáy móng :

F

NTT TT

tb = ∑

σ

TT tb

2.4,2

65,

85 = ; T/m2

TT min max,

W

MTT TT

tb ±σ

TT min max,

75,0.12,6

2 21,46 ;

T/m2

= 14,22 ;T/m2 Thiên về an toàn nên dùng TT

max

σ thaycho TT

I

tbI −

II tbII −

σ để tính toán cốt thép

b - Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt

I–I :

Công thức : FI-I

a

0 a a

TT

h.R.m.9,0

M

≥

MTT I-I = 0,125 b(a-ac)2 TT

I tbI −σ = 0,125 b(a-ac)2 TT

max

σ = 0,125 200(240-50)2 21,46.10-1

= 1936765; KGcm Kết quả : FI-I

a

70.2000.85,0.9,0

1936765

Vậy chọn 12Φ14 có Fa = 18,46; cm2

Khoảng cách giữa các thanh : a = 17,27cm

11

5.2

TT

h.R.m.9,0

M

≥

MTT II-II = 0,125 a(b-bc)2 TT

II tbII −σ = 0,125 a(b-bc)2 TT

max

σ = 0,125 240(200-30)2 21,46.10-1

= 1860582; KGcm Kết quả : FII-II

a

70.2000.85,0.9,0

Vậy chọn 12Φ14 có Fa = 18,46; cm2

Khoảng cách giữa các thanh : a = 17,27cm

11

5.2

200− = , nên chọn

a=175; mm

Cốt thép bố trí được thể hiện trên bản vẽ

II- Móng nông cột biên :

1- Xác định diện tích đáy móng :

Dùng tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn (N015)

Ntc = 751,,263=63,025 ;T

Mtc = 3,33

2,1

0,

4 = ; Tm

Ntc = 21,,052 =1,71 ;T Chọn độ sâu chôn móng hm = 1,5; m

Sơ bộ chọn kích thước móng a = 2,2; m, b = 1,8; m

Cường độ tiêu chuẩn của nền :

Aùp lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra :

m tb

tc 0

tc 0

tc tc

F

NF

GNF

N

γ+

σ = 2.1,5 18,92

8,1.2,2

025,

63 + = ;T/m2

tc min max,

W

h.QMW

0

tc 0 d tb

tc d

tb

+

±σ

=

±σ

tc min max,

5,1.71,133,3

Dùng tổ hợp tiêu chuẩn cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn

a - Aùp lực gây lún :

Pgl = σtctb−γ.hm = 18,92 – 1,96.1,5 = 15,98; T/m2

≈ 1,6 KG/cm2

b - Tính nén lún theo phương pháp cộng lún từng lớp :

Aùp dụng công thức : S = i i

n 1 i

0.P.ha

∑

Trong đó : hi : chiều dày các lớp phân tố

Pi : áp lực trung bình tại điểm giữa lớp thứ i, doáp lực Pgl sinh ra

a0i : hệ số nén lún tương đối của lớp thứ i

a0i =

i 0

i

e1

a+Để đơn giản a0i xác định tương ứng với áp lực gây lún Pgl = 1,6≈1,5 KG/cm2 hằngsố với mỗi lớp đất

Lớp I : aI = 0,019; cm2/KG

a0I = 0,012

607,01

019,0e

1

a

I 0

010,0e

1

a

III 0

+

=

c - Chiều dày các lớp phân tố :

Chọn hi = 0,5 m cho tất cả các lớp vì hi ≤ 0,4b = 0,4 1,8 = 0,72

m

d - Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún sinh ra tại các điểm :

gl i 0

a i)

∑γ+γ

=

σγ

i i m

7 6 5 4 3 2 1

8 9

0,397 0,285 0,218 0,171 0,139

0,768 0,538

1,122 1,454 1,6

SÉT

SÉT Á

0,646 0,594 0,542 0,490 0,392 0,294

0,8536 0,8017 0,7498

0,6979

Đồ án môn học Nền và Móng

Kết quả tính toán được thể hiện trong bảng sau :

1,22

00,561,111,672,222,78

1,0000,9090,7010,4800,3360,242

1,6001,4541,1220,7680,5380,397

0,2940,3920,4900,5420,5940,646

0,0123,607

450 1,22

3,333,894,445,00

0,1780,1360,1070,087

0,2850,2180,1710,139

0,69790,74980,80170,8536 0,013

Tại điểm thứ 9 (thuộc lớp 2) ta có P

Z

σ = 0,139 < 0,2σγZ = 0,2 .0,8536 = 0,171; KG/cm2 nên chỉ tính lún đến điểm thứ

1 +

+ 1,454 +1,122 + 0,768

+ 0,538) +

0.013(

2

193,0397,

+0,285+

Biểu đồ ứng suất dưới đáy móng

3 - Tính toán móng theo trạng thái giới hạn về độ bền :

Dùng tổ hợp bổ sung và tải trọng tính toán :

NTT = 75,95; T, MTT = 6,05; Tm, QTT = 1.50; T

a - Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng

(phá hoại theo mặt phẳng nghiêng) :

Móng bê tông cốt thép M 200 cốt thép C-I, Ra = 2000; KG/cm2, dotải trọng không lớn nên chọn :

Chiều cao móng hm = 0,75; m

Chiều dày lớp bảo vệ c = 0,05; m

= 1,8; m

0,75RkUtbho = 0,75 75 1,8 0,7 = 70,875; T

Vậy PTT

CT ≤ 0,75RkUtbho nên chiều cao móng đã chọn là an toàn

4 - Tính toán cốt thép cho móng :

a- Tính toán ứng suất tại đáy móng :

Aùp lực do tải trọng tính toán gây ra :

F

NTT TT

tb = ∑

σ

TT tb

8,1.2,2

95,

75 = ;T/m2

TT min max,

W

MTT TT

tb ±σ

Đồ án môn học Nền và Móng

TT min max,

75,0.5,105,6

σ để tínhtoán cốt thép

b - Tính diện tích cốt thép cho mặt cắt I–I :

Công thức : FI-I

a

0 a a

TT

h.R.m.9,0

M

≥

MTT I-I = 0,125 b(a-ac)2 TT

I tbI −σ = 0,125 b(a-ac)2.σTTmax

= 0,125 180(220-50)2

24,12.10-1

= 1568403 ;KGcm Kết quả : FI-I

a

70.2000

200− = , nên chọn a=210

TT

h.R.m.9,0

M

≥

MTT II-II = 0,125 a(b-bc)2 TT

II tbII −σ = 0,5 a(b-bc)2 TT

max

σ = 0, 5 220(180-30)2 24,12.10-1

= 5969700 ;KGcm Kết quả : FII-II

a

70.2000.85,0.9,0

5969700

= = 55,74 ;cm2

Vậy chúng ta chọn 18Φ20 có Fa = 56,54 ;cm2

Khoảng cách giữa các thanh : a = 11,2cm

17

5.2

I

Đồ án môn học Nền và Móng

Phương án II : Móng Cọc

I - Móng cọc đài thấp cho cột giữa :

1 - Vật liệu làm cọc :

Bê tông cọc Mac 250 có Rn = 110 kG/cm2

Rk = 8,3 kG/cm2

Cốt thép C I cóRa = 2000 kG/cm2

R’a = 2000 kG/cm2

Rad = Rax = 1600 kG/cm2

Cốt thép dọc chịu lực chọn 4φ16 có F = 8,04; cm2

2 - Chọn kích thước cọc :

Chọn cọc hình vuông có tiết diện 30 x 30; cm

Chiều dài của cọc là 7,5; m

Độ sâu chôn móng hm = 1,5; m, cách mực nước ngầm 1,5; m,nằm trong lớp á sét Móng chịu mômen lớn nên ngàm cọc vàođài bằng cách phá vỡ một phần bê tông đầu cọc để thép nhô

ra là 35; cm và chôn thêm một đoạn cọc còn giữ nguyên vào đàicọc khoảng 15; cm

Dùng tổ hợp bổ sung và tải trọng tính toán :

Hγ

∑

ϕ,γ : góc ma sát trong và dung trọng tại đáy đài

∑H :tổng lực xô ngang tính đến đáy đài

167,6

= 1,012; m => 0,7 hmin = 0,708; mKết quả : chọn h = 1,5; m

4 - Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc và theo đất nền :

a - Theo vật liệu làm cọc :

Công thức : Pv = mϕ(mRRbFb + RaFa) (HD – ĐA – NM / 63)

m : hệ số điều kiện làm việc, m = 1

ϕ : hệ số uốn dọc, móng cọc đài thấp không xuyênqua than bùn chọn ϕ= 1

mR : hệ số điều kiện làm việc củabê tông,tiết diệncọc = 0,3x0,3m chọn mR = 1

Rb, Ra : cường độ chịu nén tính toán của bê tông và thép

Fb, Fa : diện tích tiết diện của bê tông và của cốt thépdọc

Kết quả : Pv = 1.1(1.1100.0,3.0,3 + 20000.8,04.10-4) =110,67; T

b - Theo đất nền :

Mũi cọc tỳ lên lớp cát hạt trung ở trạng thái chặt vừa nênlàm việc theo sơ đồ cọc ma sát Sức chịu tải của cọc theo đất nềnđược xác định theo công thức sau :

Pđ = m(mRRF + u∑

=

n 1 i

F : tiết diện mũi

u : chu vi tiết diện ngang cọc

li : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc

fi : ma sát bên của lớp đất thứ i theo mặt xung quanhthân cọc

R : cường độ chịu tải của lớp đất dưới mũi cọc, tra bảngchọn R = 385; T/m2

Chia đất nền thành các lớp đồng nhất như trong hình vẽ trên Cường độ tính toán của ma sát xung quanh cọc và đất bao quanh fi

tra bảng, nội suy có :

5 - Xác định sơ bộ diện tích của đáy đài :

Aùp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầucọc gây ra :

Đồ án môn học Nền và Móng

PTT = 63,46

)3,0.3(

4,51)

d(

P

2 2

gh

=

= ;T/m2 (N&M/316)Diện tích sơ bộ của đế đài :

Công thức : Fđ =

hn

PnN

tb TT TT

γ

−

(N&M/316)

NTT : tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài

γtb : trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đàilấy γtb = 2; T/m3

n : hệ số vượt tải, n = 1,2

h : chiều sâu chôn đài

Kết quả : Fđ = 1,43

5,1.22,1/46,63

2,1/65,

Sơ đồ xác định sức chịu tải của cọc

Đồ án môn học Nền và Móng

6 - Xác định số lượng cọc :

Trọng lượng sơ bộ của đài cọc và đất trên các bậc đài :

NđTT = n Fđ.h.γtb =1,2.1,43.1,5.2 = 5,148; TSố lượng cọc trong móng :

Công thức : nc = TT gh TTd

P

N

N +β

Kết quả : nc = 2,65

4,51

148,565,855,

Vậy chọn số cọc là nc = 4 cọc và

chọn lại diện

tích đáy đài Fđ = 1,5x1,5; m2

Sơ đồ bố trí cọc trong mặt

bằng

7 - Kiểm tra sức chịu tải của cọc :

a - Tải trọng tác dụng thẳng đứng :

2 i

max k , n d

x

x.Mn

N

∑Nd : tổng tải trọng thẳng đứng tính đến đáy đài

∑M : tổng mômen do tải tải trọng ngoài gây ra so với

trục đi qua trọng tâm của các tiết diện cọc tại đáyđài

xmax

n,k : khoảng cách từ cọc chịu nén và kéo nhiều nhất

đến trục đi qua trọng tâm của các tiết diện cọctại đáy đài

xi : khoảng cách từ cọc thứ i đến trọng tâm của cáctiết diện cọc tại đáy đài

Kết quả : Pmax,min = 2

5,0.4

5,0)1.5,12,6(4

148,565,

= 26,16; T = 19,23; T Vậy Pmax = 26,16; T≤ Pgh = 51,4; T

Pmin =19,23; T > 0 không có lực kéo nên không kiểmtra theo điều kiện chống nhổ

b - Tải trọng tác dụng ngang :

Điều kiện : H0 ≤ Hng

H0 = 0,25

4

1n

5,

3 = T

Ntc = 11,,002 =0,83 T Giả thiết ta có móng khối quy ước ABCD với kích thứơc là Aqu,

i

i i TB

h4

h4

= (22.2,5 20.3 30.1,5) 5,710

7.4

Chiều cao của khối quy ước :

Đồ án môn học Nền và Móng

Xác định trọng lượng của khối quy ước :

Trọng lượng của đất và đài cọc từ đáy đài trở lên :

N1 = Aqu Bqu hm γtb = 2,7 2,7 1,5 2 = 21,87; T Trọng lượng của lớp đất á sét từ đáy đài đến hết lớpnày

N2 = (F0 – 4Fc)( γ1h1 + γđn1h’)

= (2,72 – 4.0,32)(1,96.1,5 + 1,039.1) = 27,57; TTrọng lượng của lớp đất sét :

N3 = (F0 – 4Fc)γđn2.h2

= (2,72 – 4 0,32)1,037.3 = 21,56; TTrọng lượng của lớp cát hạt trung :

N4 = (F0 – 4Fc)γđn3.h3

= (2,72 – 4.0,32).0,98.1,5 = 10,19; TTrọng lượng của cọc :

N5 = 4Fchcγbt = 4.0,3.0,3.7.2,5 = 6,3; TVậy trọng lượng củakhối móng quy ước là :

Nqu= 21,87+ 27,57+ 21,56+10,19+ 6,3

= 87,49; T Tải trọng tiêu chuẩn ở đáy khối móng quy ước là :

Ntc = Ntc

0 + Nqu = 68,75 +87,49 = 156,24; TĐiều kiện kiểm tra :

tb= ∑

σ

tc tb

7,72,2

24,

156 = ; T/m2

tc min max,

qu qu

tc 0

tc 0 d tb qu

tc d

H.QMW

±σ

=

±σ

tc min max,

5,8.83,091,2

Bqu = 2,7; m, Hqu = 8,5; m

γđn3 = 0,98; T/m3, C = 0,08; KG/cm2 = 0,8; T/m2

Kết quả : Rtc = 1(1,15.2,7+5,59.8,5) 0,98 + 7,95.0,8 = 55,85; T/m2

Vậy đã thoả mãn điều kiện :

9 - Kiểm tra độ lún của móng cọc :

Khi tính toán kiểm tra độ lún của móng cọc ta xem móng cọc nhưkhối móng quy ước và tính giống như với móng nông Tính lún theophương pháp cộng từng lớp

Dùng tổ hợp cơ bản, tải trọng tiêu chuẩn

a - Aùp lực gây lún :

Pgl = σtctb−γ.Hqu = 21,43 – 2 8,5 = 4,4; T/m2

≈ 0,5; KG/cm2

b - Tính nén lún theo phương pháp cộng lún từng lớp :

Aùp dụng công thức : S = i i

n 1 i

0.P.ha

∑

Trong đó : hi _ chiều dày các lớp phân tố

Pi _ áp lực trung bình tại điểm giữa lớp thứ i, do áplực Pgl sinh ra

a0i _ hệ số nén lún tương đối của lớp thứ i

a0i =

i 0

i

e1

a+Để đơn giản a0i , xác định tương ứng với áp lực gây lún Pgl =0,5 KG/cm2 là hằngsố với mỗi lớp đất

Lớp III: ap=0,5 = 0,017; cm2/KG

a p=0,5

667,01

017,0e

1

a

0

5 , 0 p

=+

=+

=

; cm2/KG

c - Chiều dày các lớp phân tố :

Chọn hi = 1 m cho tất cả các lớp vì hi ≤ 0,4Bqu = 0,4 2,7 = 1,08;

m

d - Tính và vẽ biểu đồ ứng suất do áp lực gây lún sinh ra tại các điểm :

gl i 0

a i)

∑γ+γ

=

σγ

i i m

tb

19,15

,135,25,1

98,0.5,1037,1.35,2.039,15,1.96,1l

l

i

i i

+++

++