Đồ án nền móng

+ lớp đất 5: ◊ chiều sâu từ:17.1- 18.9m ◊ số mẫu đất:2 mẫu ◊ cát hạt vừu lẫn bột trạng thái chặt vừa THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT trong qua trình khão sát địa chất ,ưng với mỗi lớp địa chấ

PHẦN 1: THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT GIỚI THIỆU VỀ HỒ SƠ ĐỊA CHẤT

tài liệu địa chất gồm hai hố khoan ,mỗi hố khoan có 5 lớp đất:

■ hố khoan 1:

+ lớp đất 1:

◊ chiều sâu từ: 0-7.4m

◊ số mẩu thử : 3 mẫu

◊ loại đất :bùn sét lẫn hữu cơ -trạng thái rất mềm

+ lớp đất 2:

◊ chiều sâu từ: 7.4-9.2m

◊ số mẫu thử: 1 mẫu

◊ sét lẫn bột- trạng thái mềm

+ lớp đất 3:

◊ chiều sâu từ:9.2 – 10.6m

◊ số mẫu đất:1 mẫu

◊ sét lẫn bột trạng thái dẽo cứng

+ lớp đất 4:

◊ chiều sâu từ: 10.6- 13.1m

◊ số mẫu đất: 1 mẫu

◊ sét lẫn bột trạng thái dẽo mềm

+ lớp đất 5:

◊ chiều sâu từ:13.1- 20.0m

◊ số mẫu đất:4 mẫu

◊ cát hạt vừa lẫn bột trạng thái bời rời

■ hố khoan 2:

+ lớp đất 1:

◊ chiều sâu từ:0.0 -7.1m

◊ số mẫu đất: 3 mẫu

◊ bùn sét lẫn hữu cơ trang thái rất mềm

+ lớp đất 2:

◊ chiều sâu từ:7.1- 8.9m

◊ số mẫu đất:1 mẫu

◊ sét lẫn bột trạng thái mềm

+ lớp đất 3:

◊ chiều sâu từ:8.9- 13.0m

◊ số mẫu đất:2 mẫu

◊ sét lẫn bột trạng thái dẽo mềm

+ lớp đất 4:

◊ chiều sâu từ : 13.0- 17.1m và 18.9 – 24.5m

◊ số mẫu đất:4 mẫu

◊ cát hạt vừa lẫn bột trạng thái tời bời

+ lớp đất 5:

◊ chiều sâu từ:17.1- 18.9m

◊ số mẫu đất:2 mẫu

◊ cát hạt vừu lẫn bột trạng thái chặt vừa

THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT

trong qua trình khão sát địa chất ,ưng với mỗi lớp địa chất ta tiến hành lấy nhiều mẫu ỡ độ sâu khác nhau và ỡ các hố khoan khác nhau nên chúng ta cần tìm được thống kê để đưa ra một chỉ tiêu duy nhất của giá trị tiêu chuẫn A và giá trị tính toán phục tc

vụ cho việc tính toán A theo các giới hạn khác nhau tt

bước 1: tập hợp số liệu của chỉ tiêu ỡ cùng lớp đất cho tất cả các hố khoan

đối với tài liệu địa chất này ta thống kê 5 lớp đất ỡ 2 hố khoan

bươc 2: ctính giá trị trung bình A cho các chỉ tiêu: tc

tb

A =

n

A n i

tb i

ν :tiêu chuẩn thống kê lấy theo số lương mẫu thí nghiệm n(tra bảng trang 25 giáo trình nền móng)

bước 4: xác dịnh hệ số biến động ν <νchophep(trang 28 giáo trình nền móng)

bước 5: sau khi tiến hành loại bỏ số thô(nếu có) ta tính lại tri trung bình

A cho từng chỉ tieu của lớp đất tc

tb

A =

n

A n i

∑

= 1

với n là số lượng mẫu thí nghiệm còn lại sau khi đã bỏ các mẫu co sai số thô

bước 6: tính toan A cho mỗi lớp đất ( bước này chỉ thực hiện khi thống kê dung tt

trọng)

+ đối với c, ϕ: A = tt A tc ±tασ (cụ thể là: C tt= C tc ±tασc

)+ tính toán theo trạng thái giới hạn 1:

α =0.95 tα(hề số tra bảng trong sach nền móng)+tính theo tràng thái giới hạn 2:

α =0.85tα

ta dùng hàm linest trong chương trình excel để tính σc,C tc, tgϕtc,σtgϕ

bảng thống kê chỉ tiêu vật lý lơp1:

STT MẪU ĐẤT ĐỘ ẨMW(%)

DUNG TRỌNG

γ (T/m)

HỆ SỐRỖNGe

0.2 0.0890.3 0.096

0.2 0.0780.3 0.084

0.2 0.0860.3 0.092

0.2 0.0940.3 0.101TBC W tc = 90 5 γtc = 1 451 e tc = 2 417

σ = 0.00916 (KN/cm2)

- bảng thống kê chỉ tiêu vật lý lớp 2a:

Mẫu đất

Độ ẫm w

Dung trọng ướt:

γ

Hệ số rỗng:e

1_7 41.9 1.768 1.1482_7 41.4 1.775 1.133

TB 41.65 1.7715 1.1405

+ đối chỉ tiêu γ theo 6 bước ta tiến hành thống kê γ11,γ1 như sau:

7705 1

ướt: γ

Hệ số rỗng:e

1_11 36.9 1.819 0.8012_9 36.3 1.828 0.9972_11 35.3 1.835 0.975

TB 36.16 1.827 0.924

+ đối chỉ tiêu γ theo 6 bước ta tiến hành thống kê γ11,γ1 như sau:

* α = 0 85 ,n− 1 = 2 − >tα = 1 34

σ = 0 001359 ,A tb = 1 837 => ν = 0 00074 < 0 05 , ρ = 0 000704vậy γ11 =1.837(1±0.000704)=[1.836÷1.838]

*α = 0 95 ,n− 1 = 2 =>tα = 2 92

σ = 0 001359 ,A tb = 11 837 => ν = 0 00074 < 0 05 , ρ = 0 00532 vậy γ1 =1.837(1±0.00532) =[1.834÷1.840]

Bảng thống kê chi tiêu vật lý lớp 2c:

Mẫu đất Độ ẫm w Dung trọng

ướt:

γ

Hệ số rỗng:e

1_9 29 1.922 0.801

TB 29 1.922 0.801 + đối chỉ tiêu γ theo 6 bước ta tiến hành thống kê γ11,γ1 như sau

γ1 =γ11 = 1 922

Bảng thống kê chi tiêu vật lý lớp 3a:

Mẫu đất

Độ ẫm w

Dung trọng ướt:

γ

Hệ số rỗng:e

1_13 26.3 1.869 0.8021_15 25.8 1.881 0.7831_17 28.5 1.839 0.8641_19 28.8 1.834 0.8742_13 26.5 1.863 0.8112_15 26.8 1.858 0.8202_19 26 1.874 0.7942_21 25.5 1.885 0.775

Độ ẫm w

Dung trọng ướt:

γ

Hệ số rỗng:e

2_17 23.3 1.912 0.7182_23 20.8 1.951 0.649

0.2 0.0890.3 0.096

0.2 0.0780.3 0.084

cm

kg i

τ

0.3 0.092

0.2 0.0940.3 0.101Sau khi sữ dụng hàm linest để thống kê ta được kết quả sau:

c

[0.03165 0.0883]

)4725.01(06.0

0.5 0.2040.7 0.237Đối với chỉ tiêu c ϕ ta lấy trung bình để tính toán:

1245 0 2

123 0 126 0

1.5 0.442Sau khi sữ dụng hàm linest để thống kê ta được kết quả sau:

)

cm

kg i

cm

kg i

τ

)(kg cm2

i

σ τ i(kg cm2)

1 0.195 1.95

m

T cm

kg c

cm

kg i

τ

kê chỉ tiêu cường độ lớp 3a:

Sau khi sữ dụng hàm linest để thống kê ta được kết quả sau:

11

1 0.028 0.28

m

T cm

kg c

tgϕ1 = tgϕ11=0.5715=>ϕ = 29 0 4 4 ′ 5 2 ′′

phần 2: thiết kế móng

phương án 1: thiết kế móng băng

để thiết kế móng băng trong điều kiện địa chất này ta có thể loại bỏ những lớp đất yếu không thỏa khả năng chịu tải và bắt đầu tính từ lớp đất thứ 3

-từ kết quả giải khung ta có các giá trị lực tác dụng tại chân cột như sau:

1 xác định chiều dài móng băng

- chiều dài công trình :15m

- chọn mút thừa ở hai đầu móng băng khoảng 1- 1.5m cụ thể chọn x =1.5m

- từ hai số liệu trên ta chọn chiều dài móng :

2

44 34 2 2 28 12

15 285

m h

R

N F

tb tc

3.kiểm tra sự lam việc của vật liệu :

trươc tiên ta quy tải trong về tâm móng :

sau khi tính toan ta được cac kết quả sau: ∑M tt = 43 5Tm,∑N tt = 327 8T (chọn moment ngược chiều kim đồng hồ)

từ điều kiện ổn định nền ta có:

= +

× +

L

e F

thỏa điều kiền ổn định nền

4.kiểm tra độ biến dang cua nền tại tâm móng :

- áp lực gây lún tại tâm đáy móng :

) / ( 1 10 ) 5 1 861 0 5 0 861 1 ( 2 2 2 36

05

h h

10.9385

10.19.479

2.2222.6525

2.437 12.226 0.790 0.736 0.015

3

11.5

0.93850.79125

9.4797.992

2.65253.083

0.44540.36975

4.49853.735

4.37454.805

4.589 8.705 0.7733 0.754 0.00544

8

3.54

0.369750.323

3.7353.2623

4.8055.235

5.020 8.518 0.770 0.7548 0.0043

9

44.5

0.3230.2762

3.26232.790

5.2355.666

0.20780.186

2.0981.878

6.95757.388

7.172 9.160 0.761 0.7518 0.0026

13 13

14

6.57

0.1860.154

1.8781.560

7.3887.8185

7.603 9.322 0.759 0.7511 0.00224Vây ta co: ∑S0 = 7 984cm≤S gh = 8cm=>thoa điều kiện biến dạng nền

5 kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng của móng:

- chọn cột có lực dọc N lớn nhất để kiểm tra chống xuyên:

R

N F

n

tt mã

ta có tiết diên cột hình vuông  F c =a×a= 30 × 30 = 900cm2

lớp bê tông bảo vệ dày là: 5cm=0.05m

 bề dày làm việc là: 0.6-0.05= 0.55m

-điều kiện chông xuyên thủng : P xt ≤P cx

T h

b b P

mã 8 28 ( 2 0 4 2 0 55 ) 2 07

2

1 ) 2 (

x h

xR

Pcx= 0 75 k 0 = 0 75 100 0 55 = 41 25 (trong đó

2

2 , 100 / /

thõa điều kiện chống xuyên

+ tính toán bố trí cốt thép cho móng theo cạnh ngắn(tính theo 1m chiều dài)

a = − = −  bố trí cốt thép :φ12a200

+ tính cốt thép trong bản móng băng:

-cánh tay đòn: l = (2-0.4)/2 = 0.8m

 moment phản lục do nền gây ra trên 1m dài là:

N

tb tt

.94.32

8.032.122

)

=

=+

 lương cốt thép trên 1m dài là:

2 0

85 2 55 2800 9 0

1000 100 94 3 9

.

x x h

+ tính tóan và bố trí cốt thep theo phương cạnh dài theo chương trinh kri con :

- moment tĩnh cua các tiết diện nhỏ đối với trục nằm ở dưới đáy móng băng:

() / 2 ( 300 300 / 2 )) 54 10 ( ) 300

800

(

10 36 2

300 300

800

) ( 10 128 2

800 800

400

3 6 3

3 6 2

3 6 1

mm x

x

S

mm x

x

S

mm S

= +

1 2S 2S 308x10 mm S

S= + + =

- diện tích tiết diện móng băng là:

2 6 3

2

1 2A 2A 400 800 2x800x300 2 (( 800x300 ) / 2 )) 1 04 10 mm A

3 3

2 1

3 2

3 2

3 03 3

4 3 2

3 2

2 02 2

4 3 2

3 2

1 01 1

03816 0 10

3816 2

2

4 10 54 189 )

61 29 40 ( 2

30 80 36

30 80 ) (

10 28 692 )

61 29 2 / 30 ( 30 80 12

30 80 ) (

10 1 2052 )

61 29 2 / 80 ( 80 40 12 / 80 40 ) (

m cm

x J

J J J

cm x

x x

Y S J J

cm x

x x

Y S J J

cm x x

x Y

S J J

=

= + +

= +

=

=

− +

= +

=

=

− +

= +

=

- tính hệ số nền: K= 126 5

07984 0

1 10

0

=

=

S gl

: 0.000 : 7.200E-02 : 1.822E-04 : 9.108E-10 :

: 0.150 : 7.205E-02 : 2.733E+00 : 2.050E-01 :

: 0.300 : 7.210E-02 : 5.468E+00 : 8.201E-01 :

: 0.450 : 7.215E-02 : 8.205E+00 : 1.846E+00 :

: 0.600 : 7.219E-02 : 1.094E+01 : 3.282E+00 :

: 0.750 : 7.224E-02 : 1.368E+01 : 5.129E+00 :

: 0.900 : 7.229E-02 : 1.643E+01 : 7.387E+00 :

: 1.050 : 7.234E-02 : 1.917E+01 : 1.006E+01 :

: 1.200 : 7.238E-02 : 2.192E+01 : 1.314E+01 :

: 1.350 : 7.242E-02 : 2.467E+01 : 1.663E+01 :

: 1.500 : 7.246E-02 : 2.741E+01 : 2.054E+01 :

: 1.500 : 7.246E-02 : -4.859E+01 : 3.158E+01 :

: 2.100 : 7.256E-02 : -3.758E+01 : 5.729E+00 :

: 2.700 : 7.265E-02 : -2.656E+01 : -1.351E+01 :

: 3.300 : 7.278E-02 : -1.552E+01 : -2.614E+01 :

: 3.900 : 7.299E-02 : -4.457E+00 : -3.213E+01 :

: 4.500 : 7.330E-02 : 6.645E+00 : -3.148E+01 :

: 5.100 : 7.372E-02 : 1.780E+01 : -2.415E+01 :

: 5.700 : 7.421E-02 : 2.903E+01 : -1.010E+01 :

: 6.300 : 7.473E-02 : 4.033E+01 : 1.070E+01 :

: 6.900 : 7.521E-02 : 5.171E+01 : 3.831E+01 :

: 7.500 : 7.557E-02 : 6.316E+01 : 7.277E+01 :

: 7.500 : 7.557E-02 : -3.184E+01 : 8.197E+01 :

: 7.800 : 7.567E-02 : -2.610E+01 : 7.328E+01 :

: 8.100 : 7.571E-02 : -2.035E+01 : 6.631E+01 :

: 8.400 : 7.569E-02 : -1.461E+01 : 6.107E+01 :

: 8.700 : 7.563E-02 : -8.865E+00 : 5.755E+01 :

: 9.000 : 7.551E-02 : -3.129E+00 : 5.575E+01 :

: 9.300 : 7.536E-02 : 2.597E+00 : 5.567E+01 :

: 9.600 : 7.515E-02 : 8.309E+00 : 5.731E+01 :

: 9.900 : 7.490E-02 : 1.400E+01 : 6.066E+01 :

: 10.200 : 7.460E-02 : 1.968E+01 : 6.571E+01 :

: 10.500 : 7.425E-02 : 2.533E+01 : 7.246E+01 :

: 10.500 : 7.425E-02 : -6.017E+01 : 6.418E+01 :

: 11.100 : 7.340E-02 : -4.896E+01 : 3.144E+01 :

: 11.700 : 7.245E-02 : -3.789E+01 : 5.395E+00 :

: 12.300 : 7.148E-02 : -2.697E+01 : -1.406E+01 :

: 12.900 : 7.055E-02 : -1.619E+01 : -2.700E+01 :

: 13.500 : 6.970E-02 : -5.548E+00 : -3.351E+01 :

: 14.100 : 6.897E-02 : 4.976E+00 : -3.368E+01 :

: 14.700 : 6.834E-02 : 1.540E+01 : -2.756E+01 :

: 15.300 : 6.780E-02 : 2.573E+01 : -1.522E+01 :

: 15.900 : 6.731E-02 : 3.598E+01 : 3.297E+00 :

: 16.500 : 6.681E-02 : 4.616E+01 : 2.795E+01 :

: 16.500 : 6.681E-02 : -2.509E+01 : 1.875E+01 :

: 16.650 : 6.667E-02 : -2.255E+01 : 1.517E+01 :

: 16.800 : 6.653E-02 : -2.002E+01 : 1.198E+01 :

: 16.950 : 6.639E-02 : -1.750E+01 : 9.165E+00 :

: 17.100 : 6.625E-02 : -1.499E+01 : 6.729E+00 :

: 17.250 : 6.611E-02 : -1.247E+01 : 4.669E+00 :

: 17.400 : 6.596E-02 : -9.968E+00 : 2.986E+00 :

: 17.550 : 6.581E-02 : -7.468E+00 : 1.678E+00 :

: 17.700 : 6.567E-02 : -4.973E+00 : 7.454E-01 :

: 17.850 : 6.552E-02 : -2.484E+00 : 1.862E-01 :

: 18.000 : 6.538E-02 : 0.000E+00 : 0.000E+00 :

-vẽ biểu đồ:

Tính toán cốt thép tại các mặt cắt chịu moment âm:

- moment dưới chân cột làm căng thứ dưới nên ta xem tiết diện móng là tiết diện HCN 40x80

mặt cắt 1_1 (cộtA)

70%Fa=33.54cm2chọn 2φ22 + 4φ30 =>F thuc = 35 87cm2

mặt cắt 5_5(cộtC)

giá trị moment M=72.46T/m

chọn a=0.06m h0 = 0 8 − 0 06 = 0 74m

tương tự ta có:A=0.2544

2 0

2 2

0

25 16 2800

74 40 130 118 0

118 0 2 1

1

111 0 74 0 4 0 1300

67 31

cm x

x x R

bh R

F

A

x x bh

α =0.2992

a

F =41.12cm2

70%Fa=28.7868cm2chọn 2φ22 + 4φ28 =>F thuc = 32 23cm2

mặt cắt 7_7(cộtD)

70%Fa=9.958cm2chọn 2φ22 + 2φ18 =>F thuc = 12 69cm2

- tinh toan côt thép chịu moment dương giữa dầm:

moment làm căng thớ trên do đó thiết diên cần tính là thiết diện chư T cánh nén.theo kết cấu bê tông cốt thép thì :

Tm

h h h b R

2

74.074.0(4,0.2.1300)

48.31

2 2

cm x

x x R

h b R F

a

n

70%Fa=10.755cm2 18

2 22

2 φ + φ F thuc=12.69cm2

mặt căt(4_4) giữa nhịp BC:

giá trị moment M=55.75Tm

chọn a=0.06m h0 = 0 8 − 0 06 = 0 74m

0391.074.021300

75.55

2 2

0 2

0

cm x

x x R

h b R F

a

n

70%Fa=19.218cm2 30

2 22

2 φ + φ F thuc=21.73cm2(bố trí theo cách khác tiện hơn cho viêthi công)mặt cắt 6_6(giữa nhịp CD)

giá trị moment M=33.51Tm

chọn a=0.06m h0 = 0 8 − 0 06 = 0 74m

0235.074.021300

51.33

2 2

cm x

x x R

h b R F

a

n

70%Fa=11.4574cm2 22

2 18

2 φ + φ F thuc=12.69cm2

• tính toán cốt đai cho dâm móng băng:

ta chọn giá trị lực cắt Q lớn nhất để bố trí cốt đai ,dựa vào bảng kết quả nội lực ta có giá trị Q mã =63.31T( tại côtB)

- khả năng chịu lực của bê tông:

Q bt =K1R k bh0 = 0 6x100x0 4x0 74 = 17 76T(K= 0.6 đối với dầm)

vậy Q mã >Q bt bê tông không đủ khả năng chịu lưc cắt, vậy cần phải bố trí cốt đai để chịu cắt

- kiểm tra điều kiện bê tông không bị phá hoại bỡi ứng xuất nén chính

K0R n bh0 =0.35x1300x0.4x0.74=134.68T(sử dụng bê tông mã

<400K=0.35) thõa điều kiện kiểm tra

Chọn thép AII có Rad =2200 kg/cm2

Chọn φ8 làm đai 4 nhánh (fd =0.5024) diện tích tiết diệ 1 đai

Khoảng cách giữa 2 cốt đai theo tính toán

Utt ≤ Rad x n x fdx 2

2 0

65 40 10 8

x

x x x

6540102

x

x x x

=46.9 (cm) =469 (mm)Khoảng cách cấu tạo giữa các cốt đai

- dựa vào kết cấu bê tông cốt thep ta có:

đoạn l1gần gối không quá h/3=266.4mmU1 = 266 7mm

đoạn l2không quá h

4

3

=0.6m=600mm  U2=600-250=350mm

PHƯƠNG ÁN 2: THIẾT KẾ MÓNG CỌC

Tính toán thiết kế dùng cho cột 2B

Nội lực tác dụng lên cột 2B gồm : Ntt = 95(T) , Mtt = 9.2(Tm) , Qtt = 12(T)

Chọn kích thước cọc 30x30 tích ngang F =900cm2

Dùng thép AII có Ra = 2800KG/cm2

Bêtông đúc cọc mác 300 ⇒Rn = 130 KG/cm2

Qua tài liệu địa chất ta thấy lớp số 3a đủ điều kiện để đảm bảo khả năng chịu lực của cọc nên ta sử dụng hai cọc ,mõi cọc dài 9m , ngàm đầu cọc vào đài 10cm và đập vỡ đầu cọc 50cm để cho dư ra cốt thép của cọc dùng cho việc ngàm cọc vào đài Như vậy chiều dài đoạn cọc cần cắm sâu vào trong đất (kể từ dưới đáy đài trở xuống) là L = 18 - 0.1 - 0.5 = 17.4m

I Chọn Chiều Sâu Đặt Đài :

Chọn chiều sâu chôn đài cọc 2m

Vậy cọc cắm vào trong đất ở độ sâu : 2+17.4=19.4m

II Tính Sức Chịu Tải Của Cọc :

A Tính theo vật liệu làm cọc:

Ta có theo vật liệu làm việc cọc có công thức tính toán sức chịu tải như sau:

) (

với: Ra:cường độ chịu nén của cốt thép dọc

Rb:cường độ chịu nén của bê tông cọc

Fa:diện tích mặt cắt ngang cốt thép dọc

Fb:tổng diện tích mặt cắt ngang của bt cọc

Theo btct ta chọn thép C2 có:Ra=2800kg/cm2

Rb=130kg/cm2, ta chọn 4φ20 Fa=12.56cm2

Fb=F-Fa=625-12.56=887.44cm2

Pvl=0.7(2800x12.56+130x887.44)=79470kg=105.37T

B Tính sức chịu tải của cọc theo đất nền:(theo PL B)

Tức là ta tính khả năng chịu tải cho phép của cọc:

Ta tính theo công thức: w Q Q w

FS

Q FS

Q

p

p s

s

3 2Với Qs:tổng lực ma sát cực hạn của nền đất xq thân cọc

Qp : tổng sức chống cắt cực hạn của đất dưới mủi cọc

W : trọng lương bản thân của cọc

Tính ở HK1 thì theo mặt cắt địa chất tacó 5 lớp đất

-lớp1:bùn sét hửu cơ trạng thái rất mềm(dàytừ:0-7.4m)

-lớp 2a: sét lẩn bột trang thái mềm(từ 7.4-9.2m)

- lớp2c: sét lẫn bột trạng thái dẻo cứng(9.2-10.6m)

- lớp 2b: sét lẫn bột trang thái dẻo mềm(10.6-13.1m)

- lớp 3a:cát hạt vừa lẫn bột trạng thái tời bời(13.1-20m)

* trọng lượng của1 cọc:0.25x0.25x18(2.5-1)=1.6875T

N c, q, là các hệ số tra bảng của terzaghi

do mủi cọc đặt ở lớp đất thứ 3a

Q =∑

với Ai=4xdxLi (Li: là bề dày lớp đất mà cọc xuyên qua)

trong đó lực ma sát bên trong fs được xđ như sau:

a a v s

σ :ứng xuất có hựu do trọng lượng bả thân của đất theo phương thẵng đứng có

điểm đặt tại giữa lớp đất mà cọc đi qua

+ lớp đất 1: γ1=1.451 ( dày 7.4m) mực nước ngầm sâu 0.5m