THUYETMINH

Móng băng: Định nghĩa: Đây là một dải móng được thiết kế chịu lực và nối các điểm cọc củamóng, nằm dưới hàng cột hoặc tường, có thể độc lập hoặc giao nhau theo hình chữthập, được dùng để

Mục lục

LỜI CẢM ƠN

Qua thời gian học tập và rèn luyện tại Trường Đại Học Cần Thơ, được sự chỉ bảo tận tình của quý thầy cô, đặc biệt là thầy cô ở khoa Công Nghệ đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt vốn kiến thức quý báo cho chúng em trong suốt thời gian học tập và tạo điều kiện thuận lợi nhất để chúng

em có thể hoàn thành tốt đồ án nền móng công trình

Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Đức Trung đã hết lòng truyền đạt kiến thức và hướng dẫn tận tình trong suốt quá trình giảng dạy để em hoàn thành thật tốt bài đồ án này.

Trong suốt quá trình làm đồ án Em khó có thể tránh khỏi sai sót rất mong thầy bỏ qua cho em, đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên đồ án này không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của thầy để em có thể học hỏi nhiều kinh nghiệm và sẽ hoàn thành thật tốt đồ án này.

Cuối lời, em xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy người đã hỗ trợ, cung cấp cho em những thông tin chi tiết để có thể hoàn thành đồ án này một cách tốt nhất.

CHƯƠNG I: THỐNG KÊ CÁC SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

1. Thống kê số liệu địa chất.`

- L4: Cát vừa đến mịn lẫn lộn, ít sỏi nhỏ, màu nâu đỏ

ít nâu vàng xám trắng, trạng thái chặt vừa Bề dày30,5m

Tính chất

cơ lý Ký hiệu Đơn vị Lớp đất L1 L2 L3 L4 L5

Độ ẩm tự nhiên W % 31,9 23,2 24,8 21,9 20,7Dung trọng ướt γw 1,853 1,967 1,873 1,927 2,002

- L5: Sét lẫn bột, màu nâu đỏ, trạng thái cứng Bề dày 30,5m

b. Tài liệu cơ bản:

+ Tên đất được xác định theo hàm lượng hạt sét như sau:

60 – 3030-2020-1515-1010-66-3

< 3 + Trạng thái của đất được phân loại theo độ sệt B như sau:

Độ sệt B Trạng thái

B > 1

1 > B > 0.750.75 > B >0.50.5 > B > 0.250.25 > B > 0

B < 0

ChảyDẻo chảyDẻo mềmDẻo cứngNửa cứngCứng

- Theo TCVN 205:1998 (tiêu chuẩn mới thay thế là TCVN 10304:2014) có ghi: “Đấtyếu là đất có sức chống cắt không thoát nước < 10 kPa, khi cọc xuyên qua nền đất yếucần kiểm tra ổn định của cọc”

- Theo trang 5 của giáo trình “Công trình trên đất yếu – Th.s Hoàng Vĩ Minh” có viếtbảng sau: Thông thường, người ta quan niệm đất yếu là đất có khả năng chịu lực kém,

từ 0,5 - 1

Một số đặc trưng vật lý của các loại đất yếu

4. Đánh giá khả năng chịu tải của đất nền

- Để đánh giá khả năng chịu tải của đất nền ta dựa vào áp lực Rtc của đất nền

Theo TCVN 9362:2012 ta có:

].)

m = 1 : là hệ số điều kiện làm việc

A, B, D : là các hệ số phụ thuộc góc ma sát trong của đất dưới đáy móng ϕo

c : là lực dính đơn vị của đất dưới đáy móng

tb

γ

: là trọng lượng riêng trung bình của đất nằm trên đáy móng

- Lớp L1: Giả sử đáy móng đặt ở cao trình−0,8m nằm trong lớp đất L1

- Lớp L2_b: Giả sử đáy móng đặt ở cao trình −10,2m

5 Tiêu chuẩn thiết kế

a Tiêu chuẩn về móng:

1. TCVN 9362 : 2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình Hà Nội 2012

2. TCVN 10304 : 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Hà Nội 2014

b Tiêu chuẩn về bê tông và thép:

1. TCXD 5574 : 2012 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Tiêu chuẩn thiết

kế Hà Nội 2012

2. TCVN 1651-1: 2008 Thép cốt bê tông Phần 1 – Thép tròn trơn Hà Nội

2008

3. TCVN 1651-2: 2008 Thép cốt bê tông Phần 2 – Thép thanh vằn Hà Nội

2008

4. TCVN 4612: 1988: Hệ thống tài liệu thiết kế xây dựng Kết cấu bê tôngcốt thép Kí hiệu quy ước và thể hiện bản vẽ Hà Nội 1988

Hình 2.1 Móng đơn

Phạm vi ứng dụng: Sử dụng dưới chân cột nhà, cột điện, mố trụ cầu… Cũng thườngdùng khi sửa chữa cải tạo nhà nhỏ lẻ Sử dụng cho nhà 2 tầng trở xuống

Ưu điểm: Tiết kiệm chi phí

Nhược điểm: Móng đơn thường chỉ nên dùng cho trường hợp đất nền có sức chịu tảitốt, tải trọng ngoài không lớn lắm Giành cho những ngôi nhà được xây dựng trên nềnđịa chất rất tốt, công trình có từ 1 tới 2 tầng Trong thực tế một số vùng đất yếu vớinhững công trình xây dựng 1 tầng chúng ta vẫn có thể dùng loại móng này nhưng phảigia cố nền đất bằng cách đóng cừ tràm hoặc cọc tre

Tính cường độ tiêu chuẩn của nền đất :

Cường độ tiêu chuẩn

Chiều sâu chôn móng : h m = 3( )m

b. Móng băng:

Định nghĩa: Đây là một dải móng được thiết kế chịu lực và nối các điểm cọc củamóng, nằm dưới hàng cột hoặc tường, có thể độc lập hoặc giao nhau theo hình chữthập, được dùng để đỡ tường hoặc cột Các loại móng băng sử dụng trong xây dựngnhà có thể là móng cứng, móng mềm hoặc móng kết hợp Tùy theo điều kiện thi công,cũng như đặc điểm của công trình để lựa chọn một trong hai loại móng băng:

Thứ nhất: Móng băng 1 phương là loại móng băng và được thiết kế theo phương dọchoặc phương ngang Móng băng 1 phương thường sẽ phải to hơn là móng băng 2phương do cả 1 phương đó chịu tải toàn bộ tải trọng của căn nhà

Thứ hai: Móng băng 2 phương là móng băng được thiết kế theo cả 2 phương ngang vàdọc chịu tải cho cả công trình, loại này sẽ được sử dụng nhiều hơn

Hình 2.2 Móng băng dưới cột và móng băng giao thoa

− Phạm vi ứng dụng: Sử dụng dưới các tường chịu lực, tường phụ hoặc các hàng cột,móng các công trình tường chắn Sử dụng cho nhà 2 tầng (có thể là 3-5 tầng)

− Ưu điểm:

+ Đảm bảo truyền tải trọng công trình xuống đều cho các cọc bê tông bên dưới.+ Giúp giảm áp lực đáy móng

+ Khi không dùng được móng đơn thì móng băng là lựa chọn cần thiết

+ Móng băng lún đều nên giúp chống lại hiện tượng lún không đều giữa các cột.+ Móng băng áp dụng tốt cho các trường hợp nền xấu và những công trình khôngquá lớn

+ Nhược điểm:

+ Độ ổn định về lật, trượt của móng kém vì móng băng thuộc loại móng nông.+ Sức chịu tải của nền móng không cao, thường chỉ sử dụng cho các công trình cóquy mô nhỏ vì ở các lớp đất phía trên có sức chịu tải không lớn (trừ khi có lớpđất đá gốc gân mặt đất)

+ Trong trường hợp mực nước mặt nằm sâu: Phương án thi công sẽ khá phức tạp

do phải tăng các công trình phụ trợ và tăng chiều dài cọc ván khi thi công

+ Trong trường hợp thi công trên địa chất đất không ổn định, đất bùn yếu thì nên

chọn phương án móng cọc thay thế

+ Chọn vật liệu làm móng : là bê tông cốt thép B25 Có R ku =90

.+ Chọn chiều sâu chôn móng : h m=3m

- Chiều dài móng băng được tính cho khung trục 1 từ cột trục A đến trục E L= 20m

- Vì nhịp không đều nên ta xác định kích thước móng băng theo tải trọng cục bộ

- Chiều rộng móng băng là nghiệm của phương trình:

L =M h M + −M γ

=

3,6 2, 2.36,08.3 13,95 2,8 40,70

1, 413 1, 413

m

tc o

- Kích thước móng lớn hơn so với khoảng cách giữa 2 cột kế nhau Nên phương

án móng này không phù hợp

c. Móng cừ tràm:

Chọn cột C khung trục 1 để tính với

tc 0

N =335,65T

- Áp lực dưới đáy móng khi gia cố nền cừ tràm là

2 tc

R =8T / m

- Chọn chiều sâu chôn móng h=3m, gia cố cừ 5 với đường kính từ 60 – 80 mm, ngọn

30 – 50mm, chiều dài làm việc cừ từ 4,5 – 5m

- Xét toàn bộ móng đặt trên nền cừ tràm, xem móng và nền cừ tràm như một khốiđồng nhất, ứng suất truyền xuống tại cao trình mũi cừ tràm là:

+ Diện tích tối thiểu bố trí cừ tràm phải thỏa tải trọng công trình:

tc

2 0

Móng cọc là một loại móng sâu thường sử dụng trong các công trình có tải trọnglớn Nó đáp ứng được yêu cầu biến dạng và cường độ của công trình.

− Hệ thống móng cọc bằng bê tông cốt thép

− Theo TCXD 189:1996 điều 4.4.7 thì đài cọc có trên 2 cây cọc phải được liên kếtvới đài cọc khác bằng giằng móng theo phương vuông góc với đường thẳng đi quatâm đài cọc

Tải trọng tác dụng lên móng gồm: tải từ khung, đà kiềng, giằng móng, bản thânmóng và đất đắp trên móng

b. Chọn chiều sâu chôn móng:

Chọn chiều sâu chôn móng h m =Df = −2,5m

0 T m

b =γ

− Kết cấu chịu lực trực tiếp bức xạ mặt trời vùng khô nóng:

2

/85,

0 T m

b =γ

− Điều kiện làm việc bình thường:

2

/

1 m T

b =γ

Sử dụng thép CI (AI) cho cốt đai cọc, đài móng với các thông số kỹ thuật sau:

− Cường độ chịu kéo:

Sử dụng thép CII (AII) cho cốt dọc của cọc, đài móng với các thông số kỹ thuật sau:

− Cường độ chịu kéo:

d. Chọn kích thước cọc, đài cọc và cốt thép cho cọc:

- Cọc bê tông cốt thép là kết cấu có chiều dài lớn hơn so với tiết diện ngang được

ép tại chổ vào lòng đất, để truyền tải trọng công trình xuống các lớp đất đá sâuhơn để công trình bên trên đạt trạng thái giới hạn quy định theo TCVN10304:2014

- Tiêu chuẩn để đánh giá khả năng chịu tải của cọc, áp dụng TCVN 10304:2014

- Chọn cọc có tiết diện ngang 35x35cm

- Chiều cao đài h đ =0,95m

chọn với công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp

- Đoạn ngàm vào đài 0,6m (gồm đoạn ngàm vào đài 10cm + 5 lớp bảo vệ + đoạnphá đầu cọc 45cm)

cách giữa cọc bước cốt đai ≤20cm.

- Phần đầu cọc chịu trực tiếp tải trọng búa, nên bố trí thêm thép gia cường 3 lớpmỗi lớp cách nhau 5cm

- Mũi cọc dùng để xuyên thủng các tầng cứng hay các dị vật mỏng, do đó tại mũicọc nên bố trí thép định hướng hàn chặt vào thép chịu lực, thép định hướngthường chọn và nhô ra khỏi mũi cọc từ 50-100mm, khi cần thiết xuyên quacác lớp sạn sỏi thì phải có khuyên thép bao các cốt dọc xung quanh thép địnhhướng

- Cấu tạo cọc như hình vẽ:

Hình 3.2 Cấu tạo cọc

Ta xác định sức chịu tải của cọc ở 3 độ sâu: -36m, -12m và -24m

Ở độ sâu cọc đạt 32m:

Quan niệm tính xem cọc là cấu kiện chịu nén trung tâm có xét đến uốn dọc, theoquan niệm trên thì sức chịu tải của cọc theo vật liệu được xác định theo công thức (tínhtheo TCVN 5574-2012):

+ k tc: hệ số an toàn phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng (móng từ 1 ÷

;1,1

: cường độ chịu tải ở mũi cọc (tra bảng A1-TCXD 205:1998), ứng với

đất cát hạt thô vừa và độ sâu mũi cọc 32m thì

2

1225,035,035,

diện tích tiết diện ngang của cọc

+ u=4×0,35=1,4m

: chu vi tiết diện ngang cọc

+ l i : chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với mặt bên của cọc

+ f s : ma sát bên của cọc tra bảng TCXD 205:1998 - bảng A.2, phụ thuộcvào tính chất của từng lớp đất và được lập thành bảng bên dưới:

-Lớp Độ sâu (m)

Độ sâutrung bình(m)

Tại cao trình cọc được 32m:

 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

Q

k

Theo TCVN 205:1998 cho phép tính khả năng chịu tải của cọc đơn theo côngthức của Meyerhof:

Khả năng chịu tải cực hạn:

c s c m s m

γ

N c

(T m3

bt

σ

)/(T m3

a c

)/(T m2

s

)/(T m2

Sức chịu tải cực hạn của cọc là: Q u =Q m+ =Q s 73,07 236,881 309,951+ = T

Sức chịu tải cho phép của cọc là:

73,07 236,881

142, 797

m s cp

=> chọn n = 6 (cọc)

 Chọn sơ bộ 6 cọc và bố trí như sau:

- Khoảng cách giữa 2 tâm cọc theo phươn X là =1,05m

- Khoảng cách giữa 2 tâm cọc theo phươn Y là =1,4m

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

- Chọn cao trình đáy đài là -2,5m, chiều cao đài là 0.95m

Ta bố trí cọc như hình vẽ:

Kiểm tra cọc dưới đài móng.

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

Trọng lượng riêng trung bình của bê tông đài và đất phía trên đài:

Điều kiện để cho tất cả các cọc chịu nén, không có cọc chịu kéo để không cầnkiểm tra điều kiện nhổ cọc:

i

y

y

y M x

x M n

N P

1 2 max

1 2

max max

i

y

y

y M x

x M n

N P

1 2 min

1 2

min min

min 0

max 0

P

P P

xi : Khoảng cách từ trục chính y đến trục của cọc chịu nén ngoài cùng.

yi : Khoảng cách từ trục chính x đến trục của cọc chịu nén ngoài cùng

- Số lượng cọc trong đài: n = 6 cọc

- Tổng moment tính toán đối với trục chính y, trục đi qua trọng tâm của hệ thốngcọc:

Vậy tải trọng tác dụng vào các cọc đều thỏa:

Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc:

Trong đó: n1: số hàng cọc trong nhóm cọc n1 =2.

n2: số cọc trong một hàng n2 =3s: Khoảng cách 2 cọc tính từ tâm, thiên về an toàn lấy s=3d

0

1 (deg) 18.4

Xác định móng khối quy ước.

Để kiểm tra cường độ đất nền tại mũi cọc, người ta xem đài cọc, cọc và phầnđất giữa các cọc là một khối móng qui ước Khối móng qui ước này có có chiều sâuđặt móng bằng khoảng cách từ mặt đất đến cao trình mũi cọc

Mô hình tính khối móng quy ước

1 2

( 1) ( 1) 1

Diện tích móng khối quy ước được xác định theo công thức sau:

Fqu = Lqu

×

Bqu = (L1 + 2Ltanα).(B1 + 2Ltanα)Trong đó:

+ L1, B1: khoảng cách giữa các mép ngoài của các cọc biên theo chiều rộng và chiềudài đài cọc: L1 = 2,45 ; B1 = 1,75 m

+ Ltb : chiều dài cọc tính từ đáy đài đến mũi cọc , Ltb = 31,1m

+ α : góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép ngoài của hàng cọc biên (góctruyền lực)

Xác định góc mở rộng so với trục thẳng đứng kể từ mép ngoài của hàng cọcbiên (góc truyền lực):

tb

ϕ (đối với cọc đứng)+ Trong đó: ϕtb

: góc ma sát trong trung bình của các lớp đất Ltb mà cọc đi qua

0

7,7.16 13,5.26 14 10,5.29 05

24,647,7 13,5 10,5

n

i i i

tb n

i i

h h

φi : góc ma sát trong của lớp đất thứ i mà cọc đi qua

hi : Bề dày lớp đất thứ i mà cọc đi qua

- Chiều cao khối móng quy ước

- Khối lượng đất trong móng quy ước:

tc qu tc

tc yqu qu

tc qu tc

W

M W

M A

N

− min

max

2 max 35,565 /

tc



2 min 35, 455 /

2 30,226 /

dn bt

Bước 2 Chia lớp phân tố:

Đất nền được chia thành các lớp đồng nhất với chiều dày thỏa điều kiện:

8, 438

2,101

qu i

B

Phía dưới móng khối quy ước là lớp cát đồng nhất, chia thành từng lớp 2m

Bước 3,4,5: Xác định độ lún của từng lớp phân tốt và tính tổng phân tố.

Ta chọn lớp đất thứ 4 để tính lún

1,08 8,438

qu qu

Nhận thấy ở cao trình -37,1m với Z=-6

36,148 / 27,625 /10

nên taxem móng không bị lún Ta có

7,972 gh 8

S= cm< S = cm

độ lún công trình thõa ĐKcho phép

b. Kiểm tra điều kiện xuyên thủng đài cọc:

Chọn chiều cao đài sơ bộ là 0,95 m

Chọn a0= 0,12m

Chiều cao làm việc của tiết diện đài: h0 =h d =0,95 – 0,12 0,83= m

Cột trên móng có tiết diện 0,6x0,6 m

Trong đó:

 = 1 là hệ số đối với đài cọc toàn khối

Rbt là cường độ chịu kéo của bêtông; Rbt = 105 T/m2

=> Pcx > Pxt (thoả điều kiện chống xuyên thủng đài cọc)

=> chiều cao đài hd = 0,95 m đã chọn là phù hợp

c. Tính toán cốt thép cho đài móng:

1 1 2 m 1 1 2.0,032 0, 0325

ζ = − − α = − − =

3 2 2 0

0,0325.0,9.1450.2,8.0,83

2,89.10 28,934000

b b s

s

t tt s

A n A

=> chọn n t =10

thanhChọn lớp bề dày lớp bảo vệ là a = 3,5 cm (đối với trường hợp móng đổ bê tông toànkhối có lớp bêtông lót – TCVN 356-2005)

Chọn 1022 rải với khoảng cách s 27= cm 270= mm

Kiểm tra hàm lượng thép:

2

0

3,14.0,02210

R R

b b s

s

t tt s

A n A

=> chọn n t =10

thanhChọn lớp bề dày lớp bảo vệ là a = 3,5 cm (đối với trường hợp móng đổ bêtông toànkhối có lớp bêtông lót – TCVN 356-2005)

Xác định khoảng cách bố trí các thanh thép

Chọn 1018 rải với khoảng cách s = 20 cm = 200 mm

Kiểm tra hàm lượng thép:

2

0

3,14.0,01810

R R

ξ

Thỏa điều kiện hàm lượng thép

e. Kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu lắp:

Khi vận chuyển cọc bằng hai neo có sẵn trên cọc, do tác dụng của trọng lượng bảnthân, tiết diện cọc sẽ hình thành thớ chịu nén và chịu kéo Khi thi công, ta móc dây vàoneo ở một đầu cọc rồi kéo, do trọng lượng bản thân cọc, tiết diện cọc sẽ hình thành thớchịu nén và kéo Để an toàn, ta chọn vị trí đặt neo sao cho mômen kéo và nén bằngnhau như sơ đồ tính phía dưới

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

Ta lấy giá trị momen lớn nhất M maxTC =3,32Tm

để tính toán và kiểm tra kết cấu cọc

b b s

s

R b h A

Vậy thép đã chọn thỏa mãn điều kiện chịu lực khi vận chuyển và thi công.

g. Tính cốt đai :

Ta lấy lực cắt lớn nhất trong hai sơ đồ tải là Q max =1,5.1, 4 2,1= T

(hệ số động k d = 1,5)

Vì lực cắt của cọc là tương đối nhỏ nên ta kiểm tra xem bê tông của cọc có đủ khảnăng chịu lực cắt không

Điều kiện đảm bảo khả năng chịu cắt của bê tông:

2

4 max

=> Bê tông đủ khả năng chịu lực cắt

-Đường kính cốt đai thường dùng

.

4

s max s

d

-Khoảng cách giữa các cốt đai đặt theo cấu tạo: s w ct. ≤min(500, 15.d s min. )

Trong đó: d s max. ,d s min. là đường kính cốt dọc lớn nhất, nhỏ nhất