Hướng dẫn bài tập nền móng

Hướng dẫn bài tập nền móng trong xây dựng

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

Ch

Thi t K Móng ế ế

I- S li u thi t k : ố ệ ế ế

1- S đ m t b ng ơ ồ ặ ằ : s đ 1 ơ ồ

2- T i tr ng tính toán m t móng : ả ọ ở ặ

B ng I-1 : ả B ng t i tr ng tính toán ả ả ọ

T i ả

Tr ngọ N (T) C t gi aM (Tm)ộ ữ Q (T) N (T) C t biênM (Tm)ộ Q (T)

3- K t qu thí nghiêm nén lún : ế ả

STT L p đ tớ ấ H s r ng eệ ố ỗ i ng v i các c p áp l c Pứ ớ ấ ự i (KG/cm2 )

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

34

6

Á sét

Sét Cát h t trungạ

0,607 0,659 0,667

0,577 0,629 0,65

0,558 0,606 0,640

0,543 0,529 0,631

0,534 0,580 0,630

4- K t qu thí nghi m đ t : ế ả ệ ấ

STT L pớ

đ tấ Chi udày h ề

(m)

Tỷ

tr ng (ọ

∆)

Dung

tr ng ọ γ

(g/cm3)

Độ m ẩ

t nhiênự

W (%)

G/h nạ nhão

Wnh(%)

G/h nạ

d oẻ

Wd(%)

Góc

n iộ

ma sát

ϕ(0)

L cự dính đvị C(kg/c

m2) 25

34

6

Á sét

Sét

Cát

h tạ

trung

4 3

∞

2,67 2,72 2.64

1,96 1,90 2,00

18 22 20

22 40 _

14 22 _

22 20 30

0,15 0,28 0,08

5- Kích th ướ ộ c c t :

F = 50 x 30; cm2

M c nự ước ng m cách m t đ t t nhiên 3; mầ ặ ấ ự

Đ lún gi i h n Sộ ớ ạ gh = 8; cm

II- Đánh giá tình hình n n đ t và nghiên c u và nghiên c u các ph ề ấ ứ ứ ươ ng án thi t k ế ế móng :

1- Đánh giá s b tình hình n n đ t : g m 3 l p đ t ơ ộ ề ấ ồ ớ ấ

a- L p th nh t (N ớ ứ ấ o 25) : l p đ t á sét, h = 4; m.ớ ấ

14 22

14 18 W W

W W

d nh

−

−

=

−

−

0,25 < B = 0,5 nên đ t tr ng thái d o ấ ở ạ ẻ

Đ b o hoà nộ ả ước : G= 0,01eW∆= 00,01,607.182,67=0,79

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

0,5 < G < 0,8 nên đ t tr ng thái m ấ ở ạ ẩ

H s nén lún :ệ ố

a(cm2/KG) 0,03 0,019 0,015 0,009

b- L p th hai (N ớ ứ o 34) :l p đ t sét, h = 3 m.ớ ấ

22 40

22 22 W W

W W

d nh

−

−

=

−

−

B = 0 nên đ t tr ng n a r n ấ ở ạ ữ ắ

Đ b o hoà nộ ả ước : G= 0,01eW 00,01,659.222,72 0,91

0

=

=

∆

G > 0,8 nên đ t tr ng thái b o hoà nấ ở ạ ả ước

H s nén lún :ệ ố

a(cm2/KG) 0,03 0,021 0,016 0,012

c- L p th ba (N ớ ứ o 6 ) :l p cát h t trung , h = 3 m.ớ ạ

Đánh giá theo đ r ng : 0,55 < eộ ỗ 0 < 0,7 nên đ t tr ng thái ch t v a ấ ở ạ ặ ừ

Đ b o hoà nộ ả ước : G= 0,01eW 00,01,667.222,647 0,87

0

=

=

∆

G > 0,8 nên đ t tr ng thái b o hoà nấ ở ạ ả ước

H s nén lún :ệ ố

a(cm2/KG) 0,017 0,010 0,009 0,001

K t lu n ế ậ : N n đ t khá t t tr ng thái d o, n a r n, ch t v a, h s nén lún aề ấ ố ạ ẻ ử ắ ặ ừ ệ ố 1-2 khá bé, ít lún, t i tr ng không l n, nên có kh năng dùng làm n n thiên nhiên cho các công trình ả ọ ớ ả ề

2- Các ph ươ ng án thi t k n n móng : ế ế ề

• Phương án th nh t : Thi t k và tính toán móng nông BTCTứ ấ ế ế

Móng cho c t gi aộ ữ Móng cho c t biên ộ

• Phương án th hai : Thi t k và tính toán móng c c đài th p ứ ế ế ọ ấ

Móng cho c t gi a ộ ữ Móng cho c t biên ộ

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

Ph ươ ng án I : Móng Nông

I- Móng nông c t gi a : ộ ữ

1 - V t li u làm móng : ậ ệ

Bê tông Mac 200 có Rn = 90 kG/cm2

Rk = 7,5 kG/cm2

C t thép C ố I có Ra = 2000 kG/cm2

R’a = 2000 kG/cm2

Rad = Rax =1600 kG/cm2

2 - Xác đ nh di n tích đáy móng : ị ệ

Dùng t h p c b n, t i tr ng tiêu chu n (Nổ ợ ơ ả ả ọ ẩ 015)

Ntc = 68,75

2 , 1

50 ,

Mtc = 2,91

2 , 1

5 , 3

= ; Tm

Ntc = 0,83

2 , 1

00 ,

Ch n đ sâu chôn móng họ ộ m = 1,5; m

S b ch n kích thơ ộ ọ ước móng a = 2,4; m, b = 2 ;m

Cường đ tiêu chu n c a n n :ộ ẩ ủ ề

Công th c :ứ Rtc = m(Ab+Bhm )γ + D.C

m = 1

ϕ= 22o nên tra b ng ta có A = 0,61, B = 3,44, D = 6,04 ả

b = 2; m, hm = 1,5; m

γ = 1,96; T/m3, C = 0,15 KG/cm2 = 1,5; T/m2

K t qu :ế ả Rtc = 1(0,61.2+3,44.1,5)1,96 + 6,04.0,15 = 21,56; T/m2

tc 0

tc tc

F

N F

G N F

N

γ +

=

+

=

=

2 4 , 2

25 , 71

= + ; T/m2

tc min max,

σ =

W

h Q M W

0

tc 0 d tb

tc d tb

+

± σ

=

± σ

tc min max,

+

±

6

4 , 2 2

5 , 1 83 , 0 91 , 2

2 20;T/m2

= 15,68; T/m2

Ki m tra theo các đi u ki n sau :ể ề ệ

* σtctb = 17,84; T/m2 < Rtc =21,56; T/m2

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

*σtcmax = 20; T/m2 < 1,2.Rtc = 1,2 21,56 = 25,87 T/m2

* tc

min

σ > 0

V y đi u ki n v áp l c đã tho mãn ch n s b kích thậ ề ệ ề ự ả ọ ơ ộ ước đáy móng là a=2,4;m, b=2;m , h=1,5; m

2- Ki m tra lún cho móng : ể

Dùng t h p tiêu chu n c b n, t i tr ng tiêu chu n ổ ợ ẩ ơ ả ả ọ ẩ

a - Áp l c gây lún : ự

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

= 1,49; KG/cm2 ≈ 1,5; KG/cm2

b - Dung tr ng đ y n i : ọ ẩ ổ

039 , 1 607 , 0 1

) 1 67 , 2 ( 1 1

) 1 (

1

1

+

−

= +

−

∆

=

e

n dn

γ

037 , 1 659 , 0 1

) 1 72 , 2 ( 1 e

1

) 1 (

2

2 n 2

+

−

= +

−

∆ γ

=

98 , 0 667 , 0 1

) 1 64 , 2 ( 1 e

1

) 1 (

3

3 n 3

+

−

= +

−

∆ γ

=

c - Tính nén lún theo ph ươ ng pháp c ng lún t ng l p ộ ừ ớ :

Áp d ng công th c ụ ứ : S = i i

n

1 0i

h P a

∑

Trong đó : hi chi u dày các l p phân t ề ớ ố

a0i h s nén lún tệ ố ương đ i c a l p th i ố ủ ớ ứ

a0i =

i 0

i

e 1

a

+

L p I : ớ aI = 0,019; cm2/KG

607 , 0 1

019 , 0 e

1

a

I 0

+

=

L p II : ớ aII = 0,021; cm2/KG

659 , 0 1

021 , 0 e

1

a

II

+

=

L p III:ớ aIII = 0,010; cm2/KG

667 , 0 1

010 , 0 e

1

a

III 0

+

=

c - Chi u dày các l p phân t : ề ớ ố

Ch n họ i = 0,5; m cho t t c các l p vì hấ ả ớ i ≤ 0,4b = 0,4 2 = 0,8; m

d - Tính và v bi u đ ng su t do áp l c gây lún sinh ra t i các đi m : ẽ ể ồ ứ ấ ự ạ ể

gl i 0

P

Zi =K P

σ

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Mĩng ề

K0i = f(

b

z 2 , b

)

+ γ

=

σγ

i i m

K t qu tính tốn đế ả ược th hi n trong b ng sau :ể ệ ả

L p ớ Điể

m

Zi (cm) a/b 2Zi/b K0i σPzi(KG/cm2) σγzi(KG/cm2) a0i S(cm)

Á

SET

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200 250

1,2

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5

1,000 0,934 0,741 0,535 0,379 0,250

1,500 1,401 1,111 0,802 0,568 0,348

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

0,012

3,583 SÉT

6

7

8

9

300 350 400 450

1,2

3,0 3,5 4,0 4,5

0,209 0,162 0,127 0,103

0,314 0,242 0,191 0,155

0,6979 0,7498 0,8017 0,8536

0,013

T i đi m th 9 (thu c l p 2) cĩ ạ ể ứ ộ ớ P

Z

σ = 0,155 < 0,2σZγ = 0,2 0,8536 = 0,171 KG/cm2 nên chỉ tính lún đ n đi m th 9 ế ể ứ

n

1

i

0.P.h

a

∑ = 50 [0,012 (

2

348 , 0 5 ,

1 +

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

+ 0,013 (

2

155 , 0 348 ,

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

V y S = 3,533 cm < Sậ gh = 8 cm

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

Bi u đ ng su t dể ồ ứ ấ ưới đáy móng

3 - Tính toán móng theo tr ng thái gi i h n v đ b n : ạ ớ ạ ề ộ ề

Dùng t h p b sung và t i tr ng tính toán : ổ ợ ổ ả ọ

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

Ki m tra chi u cao móng theo đi u ki n ch c th ng ( phá ho i theo m t ph ng ể ề ề ệ ọ ủ ạ ặ ẳ nghiêng ):

Móng bê tông c t thép M 200 c t thép C-I, Rố ố a = 2000 KG/cm2, do t i tr ng không l n nênả ọ ớ

ch n :ọ

Chi u cao móng hề m = 0,75; m

Chi u dày l p b o v c = 0,05; m ề ớ ả ệ

Ti t di n aế ệ c.bc = 0,5 0,3 = 0,15; m2

Đi u ki n ki m tra :ề ệ ể PTT

CT ≤ 0,75RkUtbho

PTT

CT = NTT - σTTTBFCT

FCT = aCT.bCT = (ac +2ho)( bc + 2ho) = (0,5 +2 0,7)(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

V y Pậ TT

CT ≤ 0,75RkUtbho nên chi u cao móng đã ch n là anề ọ

toàn

4 - Tính toán c t thép cho móng : ố

a - Tính toán ng su t t i đáy móng : ứ ấ ạ

F

NTT TT

tb = ∑

σ

TT tb

σ = 17,84

2 4 , 2

65 ,

85 = ; T/m2

TT min max,

σ =

W

MTT TT

tb ± σ

TT min max,

6

4 , 2 2

75 , 0 1 2 , 6

2

21,46 ; T/m2

= 14,22 ; T/m2

Thiên v an toàn nên dùng ề σTTmax thay cho σTTtbI−I, TT

II tbII −

σ đ tínhể toán c t thép ố

b - Tính di n tích c t thép cho m t c t I–I : ệ ố ặ ắ

Công th c :ứ FI-I

a

0 a a

TT

h R m 9 , 0

M

≥

0,5 0,3

2,4

a CT

2,4

I II

I

0,5

σmax

=21,46

tt

σmin

=14,22 tt

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

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

I tbI −

σ

= 0,125 b(a-ac)2.σTTmax

= 0,125 200(240-50)2 21,46.10-1

= 1936765; KGcm

K t qu : ế ả FI-I

a 0,9.0,85.2000.70

1936765

V y ch n 12ậ ọ Φ14 có Fa = 18,46; cm2

Kho ng cách gi a các thanh : a = ả ữ 17,27cm

11

5 2 200

=

−

, nên ch n a=175; mm ọ

c - Tính di n tích c t thép cho m t c t II–II : ệ ố ặ ắ

Công th c :ứ FII-II

a

0 a a

TT

h R m 9 , 0

M

≥

MTT II-II = 0,125 a(b-bc)2 σTTtbII − II =0,125 a(b-bc)2 σTTmax

= 0,125 240(200-30)2 21,46.10-1

= 1860582; KGcm

K t qu : ế ả FII-II

a

70 2000 85 , 0 9 , 0

1860582

V y ch n 12ậ ọ Φ14 có Fa = 18,46; cm2

Kho ng cách gi a các thanh : a = ả ữ 17,27cm

11

5 2

200− = , nên ch n a=175; mm ọ

C t thép b trí đố ố ược th hi n trên b n v ể ệ ả ẽ

II- Móng nông c t biên : ộ

1- Xác đ nh di n tích đáy móng : ị ệ

Dùng t h p c b n, t i tr ng tiêu chu n (Nổ ợ ơ ả ả ọ ẩ 015)

Ntc = 63,025

2 , 1

63 ,

Mtc = 3,33

2 , 1

0 , 4

= ; Tm

Ntc = 1,71

2 , 1

05 ,

Ch n đ sâu chôn móng họ ộ m = 1,5; m

S b ch n kích thơ ộ ọ ước móng a = 2,2; m, b = 1,8; m

Cường đ tiêu chu n c a n n :ộ ẩ ủ ề

Công th c :ứ Rtc = m(Ab+Bhm )γ + D.C

m = 1

ϕ= 22o nên tra b ng ta có A = 0,61, B = 3,44, D = 6,04 ả

b = 1,8; m, hm = 1,5; m

γ = 1,96; T/m3, C = 0,15 KG/cm2 = 1,5; T/m2

K t qu :ế ả Rtc = 1(0,61 1,8+3,44 1,5)1,96 + 6,04 1,5 = 21,32; T/m2

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

Áp l c do t i tr ng tiêu chu n gây ra : ự ả ọ ẩ

m tb

tc 0

tc 0

tc tc

F

N F

G N F

N

γ +

=

+

=

=

tc tb

σ = 2.1,5 18,92

8 , 1 2 , 2

025 , 63

= + ;T/m2

tc min max,

σ =

W

h Q M W

0

tc 0 d tb

tc d tb

+

± σ

=

± σ

tc min max,

+

±

6

8 , 1 2 , 2

5 , 1 71 , 1 33 , 3

2

24,41 ; T/m2

= 13,43 ;T/m2

Ki m tra theo các đi u ki n sau :ể ề ệ

* σtctb = 18,92; T/m2 < Rtc =21,32; T/m2

*σtcmax = 24,41; T/m2 <1,2.Rtc = 1,2 21,32 = 25,58; T/m2

*σtcmin > 0

V y đi u ki n v áp l c đã tho mãn ta ch n s b kích thậ ề ệ ề ự ả ọ ơ ộ ước đáy móng là a=2,2; m , b=1,8; m , h=1,5; m

2 - Ki m tra lún cho móng : ể

Dùng t h p tiêu chu n c b n, t i tr ng tiêu chu n ổ ợ ẩ ơ ả ả ọ ẩ

a - Áp l c gây lún : ự

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

≈ 1,6 KG/cm2

b - Tính nén lún theo ph ươ ng pháp c ng lún t ng l p ộ ừ ớ :

Áp d ng công th c ụ ứ : S = i i

n

1 i

0.P.h a

∑

Trong đó : hi : chi u dày các l p phân t ề ớ ố

Pi : áp l c trung bình t i đi m gi a l p th i, do áp l c Pự ạ ể ữ ớ ứ ự gl sinh ra

a0i : h s nén lún tệ ố ương đ i c a l p th i ố ủ ớ ứ

a0i =

i 0

i

e 1

a

+

Đ đ n gi n aể ơ ả 0i xác đ nh tị ương ng v i áp l c gây lún Pứ ớ ự gl = 1,6≈1,5 KG/cm2 h ngs v iằ ố ớ

m i l p đ t ỗ ớ ấ

L p I : ớ aI = 0,019; cm2/KG

607 , 0 1

019 , 0 e

1

a

I 0

+

=

L p II : ớ aII = 0,021; cm2/KG

659 , 0 1

021 , 0 e

1

a

II

+

=

L p III:ớ aIII = 0,010; cm2/KG

667 , 0 1

010 , 0 e

1

aIII

= +

=

7 6 5 4 3 2 1

0,397 0,285 0,218

0,768 0,538

1,122 1,454 1,6

SÉT Á

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

0,7498

0,6979

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Mĩng ề

c - Chi u dày các l p phân t : ề ớ ố

Ch n họ i = 0,5 m cho t t c các l p vì hấ ả ớ i ≤ 0,4b = 0,4 1,8 = 0,72 m

d - Tính và v bi u đ ng su t do áp l c gây lún sinh ra t i các đi m : ẽ ể ồ ứ ấ ự ạ ể

gl i 0

P

Zi =K P

σ

K0i = f(

b

z 2 , b

)

+ γ

=

σγ

i i m

K t qu tính tốn đế ả ược th hi n trong b ng sau :ể ệ ả

L p ớ Điể

m Zi (cm) a/b 2Zi/b K0i

P zi

σ (KG/cm2) σziγ (KG/cm2) a0i S(cm)

Á

SET

0

1

2

3

4

5

0 50 100 150 200 250

1,22

0 0,56 1,11 1,67 2,22 2,78

1,000 0,909 0,701 0,480 0,336 0,242

1,600 1,454 1,122 0,768 0,538 0,397

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

0,012

3,607 SÉT

6

7

8

9

300 350 400 450

1,22

3,33 3,89 4,44 5,00

0,178 0,136 0,107 0,087

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

0,6979 0,7498 0,8017 0,8536

0,013

T i đi m th 9 (thu c l p 2) ta cĩ ạ ể ứ ộ ớ P

Z

σ = 0,139 < 0,2σγZ = 0,2 0,8536 = 0,171; KG/cm2 nên

ch tính lún đ n đi m th 9 ỉ ế ể ứ

n

1

i

0.P.h

a

∑ = 50 [ 0,012 (

2

397 , 0 6 ,

1 +

+ 1,454 +1,122 + 0,768 + 0,538) +

0.013(

2

193 , 0 397 ,

+0,285 + 0,218 + 0,171)] = 3,558; cm

V y S = 3,558; cm < Sậ gh = 8; cm nên tho mãn vả ề

đi u ki n tính lún ề ệ

Bi u đ ng su t dể ồ ứ ấ ưới đáy mĩng

H ướ ng d n Bài t p ẫ ậ N n và Móng ề

3 - Tính toán móng theo tr ng thái gi i h n v đ b n : ạ ớ ạ ề ộ ề

Dùng t h p b sung và t i tr ng tính toán : ổ ợ ổ ả ọ

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

a - Ki m tra chi u cao móng theo đi u ki n ch c th ng (phá ho i theo m t ph ng ể ề ề ệ ọ ủ ạ ặ ẳ nghiêng) :

Móng bê tông c t thép M 200 c t thép C-I, Rố ố a = 2000; KG/cm2, do t i tr ng không l n nênả ọ ớ

ch n :ọ

Chi u cao móng hề m = 0,75; m

Chi u dày l p b o v c = 0,05; m ề ớ ả ệ

Ti t di n aế ệ c.bc = 0,5 0,3 = 0,15; m2

Đi u ki n ki m tra :ề ệ ể PTT

CT ≤ 0,75RkUtbho

PTT

CT = NTT - σTTTBFCT

FCT = aCT.bCT = (ac +2ho)( bc + ho) = (0,5 +2.0,7)(0,3 + 0,7)

= 1,9; m2

PTT

CT = 75,95 – 19,18.1,9 = 35,51; T

Utb = ac + 2bc +h0 = 0,5 + 2.0,3 + 0,7 = 1,8; m

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

V y Pậ TT

CT ≤ 0,75RkUtbho nên chi u cao móng đã ch n là anề ọ

toàn

4 - Tính toán c t thép cho móng : ố

a- Tính toán ng su t t i đáy móng : ứ ấ ạ

Áp l c do t i tr ng tính toán gây ra : ự ả ọ

F

NTT TT

tb = ∑

σ

TT tb

σ = 19,18

8 , 1 2 , 2

95 , 75

= ;T/m2

TT min max,

σ =

W

MTT TT

tb ± σ

TT min max,

6

2 , 2 8 , 1

75 , 0 5 , 1 05 , 6

2

= 24,12 ;T/m2

= 14,24 ;T/m2

Thiên v an toàn nên dùng ề σTTmax thay cho σTTtbI − I, TT

II tbII −

σ đ tính toán c t thép ể ố

45

45

a CT

2,2