Đồ Án Nền Móng Phần Móng Nông và Móng Cọc

Đồ Án Nền Móng , phần móng nông và móng cọc. Sử dụng cọc bê tông cốt thép cho móng nông và cọc ly tâm ứng suất trước cho phần móng cọc . Số liệu và lời giải cũng như hình ảnh nằm trong file tài liệu

DANH SÁCH BẢNG BIỂU 1

DANH SÁCH HÌNH ẢNH 1

PHẦN I: THIẾT KẾ MÓNG NÔNG 3

Chương 1 : số liệu đầu vào 3

1.1 Địa chất công trình 3

1.2 Tải trọng công trình 11

2.1 Xác định kích thước móng 14

2.2 Kiểm tra điều kiện biến dạng của móng 17

2.3 Tính toán kết cấu móng 20

PHẦN II : THIẾT KẾ MÓNG CỌC 30

Chương 1 : Số liệu đầu vào 30

1.1 Địa chất công trình: 30

1.2 Tải trọng 34

Chương 2: Thiết kế móng cọc đóng (cọc vuông) 34

2.1 Chọn loại cọc, kích thước cọc 34

2.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền 38

2.3 Bố trí mặt bằng cọc 47

2.4 Tính toán về cọc 51

2.5 Tính toán đài cọc 53

2.6 Kiểm tra điều kiện đất nền dưới mũi cọc 62

Bảng 1 : Thí nghiệm khoan móng nông 1

Bảng 2 : Thống kê kết quả đất 4

Bảng 3: Bảng tính lún 16

Bảng 4 : Đặc trưng cơ lý các lớp đất 30

Bảng 5 : Bảng tra A.1 TCVN 10304 - 2014 37

Bảng 6 : Bảng 2 TCVN 10304 - 20114 39

Bảng 7: Cường độ của đất nền theo chỉ tiêu cơ lý 40

Bảng 8 : Bảng nội lực đầu cọc 48

Bảng 9 : Giá trị độ lún của móng khối móng qui ước 64

DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1 – Mặt cắt địa chất công trình 9

Hình 2 – Mặt cắt địa chất hố khoan 1 10

Hình 3 – Biểu đồ ứng suất và gây lún của nền ( móng nông ) 19

Hình 4 - Áp lực tại các vị trí của móng 21

Hình 5 – Lực gây chọc thủng của đài 23

Hình 6 - Lực gây chọc thủng theo phương cạnh dài 24

Hình 7 - Lực gây chọc thủng theo phương cạnh ngắn 25

Hình 8 - Sơ đồ tính toán cốt thép cho đế móng 26

Hình 9 – Tải tọng tại các vị trí của đài 28

Hình 10 – Bố trí thép trên mặt bằng 28

Hình 11 – Bố trí thép trên mặt cắt 1-1 29

Hình 12 – Bố trí thép trên mặt cắt 2-2 29

Hình 13 – Hình trụ hố khoan 1 ( móng cọc 33

Hình 14 – sơ bộ hình dạng cọc 37

Hình 15 – Hình G.2 TCVN 10304 – 2014 45

Hình 17 - Sơ đồ vận chuyển 52

Hình 18 - Sơ đồ lắp dựng 52

Hình 19 – Lực chọc thủng của đài 54

Hình 20 – bảng SNIP 2.03.01 -1984 56

Hình 21 – Lực chọc thủng mặt tháp bên phải TH1 57

Hình 22 – Lực chọc thủng mặt tháp bên phải TH2 58

Hình 23 – Lực cắt TH1 59

Hình 24 – Lực cắt TH2 60

Hình 25 – mặt bằng tính momen và cốt thép 61

Hình 26 – Mặt bằng bố trí thép cọc 63

Hình 27 – Bố trí thép trên mặt cắt 1-1 64

Hình 28 - Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún của nền 68

PHẦN I: THIẾT KẾ MÓNG NÔNG

Chương 1 : số liệu đầu vào

1.1.1Mô tả địa chất công trình

- Công trình: XÂY DỰNG MỚI TRƯỜNG MẦM NON GIÁO HỌA MI

- Địa điểm : PHƯỜNG 12, QUẬN TÂN BÌNH , TP HCM

- Công trình có 2 hố khoan , chiều sâu mỗi hố là 20,5 m

Bảng 1 : Thí nghiệm khoan móng nông

Lỗ khoan Cao độ giả định

(m)

Độ sâu (m)

Số mẫu đất thí nghiệm

Số lần thí nghiệm SPT

HK1

HK2

0.00.0

20.520.5

1010

1010

- Căn cứ vào tài liệu khoan, quan sát hiện trường và kết quả thí nghiệm trongphòng, em thành lập 01hình trụ địa chất của hố khoan HK1 (bảng 2) và 01 mặtcắt địa chất (bảng 3) và 01 bảng xử lý số liệu thí nghiệm (bảng 4) và 01 bảngthống kê số liệu thí nghiệm (bảng 5) Trong phạm vi từ mặt đất đến độ sâu khảosát địa chất là 20.0m, nền đất được chia làm 054 ớp đất dính với mô tả chi tiếtnhư sau :

- Trị thí nghiệm của 06 mẫu đất có các thông số cơ lý đặc trưng như sau :

- Trị trung bình của 02 mẫu đất có các thông số cơ lý đặc trưng như sau:

- Thành phần hạt :

+ Nhóm hạt sét < 0.005mm : P = 21.3%

-4.Lớp đất số 4:

- Phân bố tiếp theo sau lớp đất số 3 là lớp cát pha, màu xám vàng, dẻo, giá trị

NSPT thay đổi từ 15 búa đến 18 búa Lớp có bề dày tại các hố khoan HK1 = 7.8

- (Chi tiết khác xem thêm tại bảng thống kê kết quả đất : bảng 5)

Bảng 2 : Thống kê kết quả đất

> 2.00 13.8Thành phần cỡ hạt 0.05 - 2.00 34.1 31.8 79.8 66.1

Giá trị chùy tiêu chuẩn N

Dung trọng ướt γtn ; g/cm3 1.936 1.894 1.898 1.915Dung trọng khô γk ; g/cm3 1.537 1.445 1.605 1.589Dung trọng đẩy nổi γdn ; g/cm3 0.962 0.906 0.997 1.022

4 - 8

1.1.2Vẽ hình trụ địa chất công trình

Hình 1 – Mặt cắt địa chất công trình

Hình 2 – Mặt cắt địa chất hố khoan 1

Mực nước ngầm nằm thấp hơn cos thiên nhiên 1,8 m.

Để tiến hành lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng cần phải đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất.

 Lớp 1 : lớp Sét đôi chỗ lẫn sạn laterite , màu nâu đỏ- nâu vàng, dẻo cứng – nửa cứng, giá trị N SPT thay đổi từ 09 búa đến 17 búa Lớp có bề dày tại hố khoan HK1 = 6.2 m.

γ

(kN/m3

c(Kg/cm2)

Kết quả nén ép e với P

(Kpa)

q0(Mpa) N

- Trọng lượng riêng đẩy nổi = 0.962 kN/m3

- Độ sêt của đất B = 0.29  Đất sét dẻo cứng  m1 = 1.2

 Đánh giá lớp đất : Lớp đất số 1 là lớp đất khá tốt

 Lớp 2 : lớp sét pha , màu nâu vàng, dẻo cứng, giá trị N SPT thay đổi từ 10 búa đến 11 búa Lớp có bề dày tại các hố khoan HK1 = 2.3 m

γ

(kN/m3

c(Kg/cm2)

Kết quả nén ép e với P

(Kpa)

q0(Mpa)

- Trọng lượng riêng đẩy nổi = 0.906 kN/m3

- Độ sêt của đất B = 0.6  Đất sét pha ở trạng thái dẻo mềm

γ

(kN/m3)

∆ φ( độ)

c(Kg/cm2)

Kết quả nén ép e với P

(Kpa)

q0(Mpa) N

+ w =18.3 % + Gs = ∆ = 2.641

+ γ = 18.98 kN/m3 +e = Gs γw (1+w) γ −1 = 2.641.10 (1+0.183)

- e = 0.646  trạng thái chặt vừa

Sr = w Gs e =0.183 2 641

- Trọng lượng riêng đẩy nổi = 0.997 kN/m3

- Đánh giá lớp đất : Lớp đất số 3 là lớp đát khá tốt

 Lớp 4: lớp cát pha, màu xám vàng, dẻo, giá trị N SPT thay đổi từ 15 búa đến

18 búa Lớp có bề dày tại các hố khoan HK1 = 7.8 m

γ

(kN/m3)

∆ φ( độ)

c(Kg/cm2)

Kết quả nén ép e với P

(Kpa)

q0(Mpa

Sr = w Gs e =0.206 2 836

- Trọng lượng riêng đẩy nổi = 1.022 kN/m3

- Độ sêt của đất B = 0.5  Đất cát pha trạng thái dẻo

 Đánh giá lớp đất : Lớp đất số 4 là lớp đất trung bình yếu

 Dựa vào các yếu tố và trạng thái đất đã phân tích , em chọn đặt móng tại lớpđất số 1 , có bề dày 6.2m , đây là lớp đất có điều kiện cơ lý khá tốt , thuậnlợi cho việc đặt móng và xây dựng

 Chọn sơ bộ tiết diện cột 200 x 300 mm

Chương 2 : THIẾT KẾ MÓNG NÔNG

 Kiểm tra kích thước đế móng theo điều kiện áp lực :

R R

- Vì sâu chôn móng: hm = 0.8 m ≤ 2m nên dùng công thức:

+ m2=1 với nhà khung không phải dạng tuyệt đối cứng.

+ Ktc = 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất.

Đất sét dẻo cứng có φ=14 ° 87 ' , c = 0.219 Kg/cm2 = 21,5 kPa Tra bảng 2.tr27/HDĐANM có:

Do đáy móng hình chữ nhật  Kn =b l=1.3

1.1=1.1

 Với Am = 2.95 m2  chọn lại tiết diện b x l = 1.6 x 1.8 = 2.88 m2

Dựa trên các công thức :

b=√Am lx =√2.951.1 =1.6(m) ; h=Kn x b=1.1 x 1.6=1.8(m)

Tính lại Giá trị Rtc :

Rtc = 1.2 x 11 (0.32 x 1.6 x 19.36 +2.28 x 0.8 x 16.925+4.82 x 21.5)

= 173.3 kN/m2

 Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng:

- Móng chịu tải lệch tâm 1 phương:

- Chiều cao làm việc của móng: hm= 0.8 (m)

- Điều kiện yêu cầu ;

⟹ Thỏa mãn điều kiện áp lực dưới đáy móng.

- Kiểm tra điều kiện kinh tế:

1.2 R tc−P max tc

1.5 x 173.3−248.79

⟹ Thoả mãn điều kiện kinh tế.

Vậy chọn kích thước móng sơ bộ là: b×l = 1.6 x 1.8 (m)

 Kiểm tra điều kiện áp lực lên lớp đất yếu:

Ta có:

Mô đun của lớp 1 : E1 = 26.0554 kG/cm2 = 5.628 kN/m2

Mô đun của lớp 2: E2 = 31.9702 kG/cm2 = 3197 kN/m2

Mô đun của lớp 3: E3 = 39.7448 kG/cm2 = 3975 kN/m2

Mô đun của lớp 4: E4 = 36.1698 kG/cm2 = 3617 kN/m2

Vì E2>E1 nên không phải kiểm tra điều kiện áp lực lên lớp đất yếu.

2.2 Kiểm tra điều kiện biến dạng của móng.

Móng có b < 10m, nền đất có chiều dày lớn, ta tính theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố.

 Ứng suất bản thân tại đế móng:

Bảng 3: Bảng tính lún

σgl z

)

σbt z

Hình 3 – Biểu đồ ứng suất và gây lún của nền ( móng nông )

2.3 Tính toán kết cấu móng.

2.3.1 Kiểm tra điều kiện chịu uốn

- Chiều cao làm việc hữu hiệu của bản móng đơn BTCT phải thỏa điều kiện ;

+ Theo phương cạnh dài : h0≥ L √ P tt x l

0.4 x l tr x R b

+ Theo phương cạnh ngắn : h0≥ L √ P tt x b

0.4 x b tr x R b

Với :

+ h0 = Chiều cao làm việc hữu hiệu của bản móng

+ L : Khoảng cách từ mép trong đến chỗ chiều cao móng thay đổi

+ Ptt : Áp lực trung bình trên khoảng L

+ ltr , btr : Kích thước cạnh trên của bản móng

+ Rb = cường độ chịu nén của BT móng

- Chiều cao toàn bộ bản móng :

hm = h0 – a Với :

+ a : Khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tính toán đến mép dưới BT đáy móng

- Lớp BT bảo vệ : (ɸ , c0 ) ≤ C với c0 = 3.5 cm khi có BT lót và c0 = 7 cm khi không

Hình 4 - Áp lực tại các vị trí của móng

Dự kiến sẽ sử dụng BT lót chọn c = 3.5 cm  hm = 0.5m

2.3.2 Kiểm tra điều kiện chọc thủng (tham khảo điều 6.2.5.4 TCVN 5574-2012)

 Điều kiện kiểm tra: NCT  2   R l hbt tb 0

N ct ≤ φ b=α x R bt x h0x b tb

N ct ≤ φ l=α x R bt x h0x l tb

+ α : Hệ số xét đến sự giảm cường độ : α=1với bê tông nặng

+ R bt : Cường độ chịu kéo của bê tông

+ h0 : Chiều cao làm việc của móng

+ b tb, l tb : Trung bình cộng cạnh trên và dưới của tháp chọc thủng

trong phạm vi làm việc của móng

+ Act : Diện tích phần móng nằm ngoài tháp chọc thủng

+ Ptt

ct : Áp lực tính toán chọc thủng TB trong phạm vi Act

- Trường hợp móng không thỏa điều kiện chọc thủng có thể điều hcinhr bằng cách tăng chiều cao móng , mở rộng kết cấu bên trên, tăng cấp độ bền BT hoặc sử dụng thép gia cường.

Hình 6 - Lực gây chọc thủng theo phương cạnh dài

- Khả năng chông chọc thủng theo phương cạnh dài

Hình 7 - Lực gây chọc thủng theo phương cạnh ngắn

2.3.3 Tính toán điều kiện mô men

- Cốt thép để dùng cho móng chịu mômen do áp lực phản lực của đất nền gây

ra Khi tính mômen ta quan niệm cánh như những công-sôn được ngàm vào cáctiết diện đi qua mép cột

- Xem đáy móng như dầm console ngàm tại mép cổ móng chịu tải trọng phân

bố do phản lực đất nền

- Yêu cầu cấu tạo : ɸ ≥ 10 mm ; 100 mm ≤ a ≤ 200 mm

- Diện tích cốt thép tối thiểu : ɸ10a200

- Về sơ đồ tính, xem đáy móng như một dầm công xôn ngàm tại mép cổ móng, chịu tải trọng phân bố do phản lực của đất nền Dùng 2 mặt cắt I-I và II-II đi qua mép cột theo 2 phương (hình vẽ)

Hình 8 - Sơ đồ tính toán cốt thép cho đế

móng a) Mặt bằng; b) Sơ đồ tính từ mặt cắt I-I; c) Sơ đồ tính từ mặt cắt II-II

Ta có : Mô men theo phương cạnh dài (mép cổ móng theo mặt cắt I-I):

chọn thép ф12a250

Hình 9 – Tải tọng tại các vị trí của đài

 Bố trí thép

Hình 10 – Bố trí thép trên mặt bằng

Hình 11 – Bố trí thép trên mặt cắt 1-1

PHẦN II : THIẾT KẾ MÓNG CỌC

Chương 1 : Số liệu đầu vào

1.1 Địa chất công trình:

1.1.3 Mô tả địa chất công trình

Công trình: TRƯỜNG THCS CHU VĂN AN Hạng mục: KHỐI 20 PHÒNG HỌC Địa điểm: HUYỆN TÂN CHÂU – TỈNH AN GIANG

- Khu vực khảo sát có địa hình thuận lợi cho việc xây dựng Trường THCS Chu Văn

An, huyện Tân Châu, tỉnh An Giang.Vị trí khảo sát được bố trí như sơ đồ vị trí hố khoan (phụ lục 1)

- Thiết bị khoan là giàn khoan XJ-100 (Trung Quốc), đường kính hố khoan

Φ110mm, trong quá trình khoan có sử dụng ống chống định hướng, thực hiện theo phương pháp khoan xoay, bơm rửa tuần hoàn dung dịch bentonite

- Thời gian thực hiện công tác khoan từ ngày 27/03/2009 đến 28/03/2008 Tổng số

hố khoan là 02, có ký hiệu là HK1 và HK2 Độ sâu mỗi hố khoan là 30m Hiện trạng khu vực khảo sát tọa lạc tại: huyện Tân Châu, tỉnh An Giang

Hố khoan gồm 6 lớp đất :

- Lớp 1: Cát mịn; màu xám nâu, nâu vàng: Trong phạm vi khảo sát lớp đất này

phân bố liên tục, xuất hiện trong cả hai hố khoan HK1 và HK2 Bề dày trung bình của lớp là 5.45m Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp phân bố như sau:

Trung bình

- Lớp 2: Sét pha bụi; màu xám xanh, nâu vàng, vàng; dẻo mềm – dẻo cứng Trong

phạm vi khảo sát lớp đất này phân bố liên tục, xuất hiện trong cả hai hố khoan HK1

và HK2 Bề dày lớp trung bình của lớp là 2.77m Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp phân bố như sau:

TT Hố khoan Chiều sâu mặt lớp (m) Chiều sâu đáy lớp (m) Chiều dày lớp (m)

Trung bình

- Lớp 2A: Bùn sét pha bụi; màu xám nâu Trong phạm vi khảo sát lớp đất này phân

bố không liên tục, chỉ xuất hiện trong hố khoan HK1 Bề dày trung bình của lớp là 3.9m Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp phân bố như sau:

TT Hố khoan Chiều sâu mặt lớp (m) Chiều sâu đáy lớp (m) Chiều dày lớp (m)

Trung bình

- Lớp 3: Bùn sét lẫn ít xác thực vật; màu xám nâu, xám đen Trong phạm vi khảo

sát lớp đất này phân bố liên tục, xuất hiện trong cả hai hố khoan HK1 và HK2 Bề dày lớp trung bình của lớp là 14.8m Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp phân bố như sau:

Trung bình

- Lớp 4: Bùn sét pha, màu xám Trong phạm vi khảo sát lớp đất này phân bố

liên tục, xuất hiện trong cả hai hố khoan HK1 và HK2 Bề dày lớp trung bình của lớp là 2.05m Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp phân bố như sau:

Trung bình

- Lớp 5: Sét bụi, màu nâu, dẻo mềm Trong phạm vi khảo sát lớp đất này phân bố

không liên tục, xuất hiện từ độ sâu 25.6m đến 28.4m trong hố khoan HK1 và xuất hiện từ độ sâu 28.6m đến >30.0m trong hố khoan HK2 Bề dày lớp là chưa xác

Các chỉ tiêu cơ lý cơ bản của lớp đất như sau:

- Lớp 6: Sét pha, màu xám nâu, dẻo chảy Trong phạm vi khảo sát lớp đất này phân

bố liên tục, xuất hiện trong cả hai hố khoan HK1 và HK2 Bề dày lớp của lớp là

chưa xá định Chiều sâu gặp mặt lớp, đáy lớp phân bố như sau:

Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý đặc trưng các lớp đất

- Đặc trưng cơ lý đặc trưng của các lớp đất được trình bày trong bảng 3.1 sau:

Bảng 4 : Đặc trưng cơ lý các lớp đất

- 2.65 2.69 2.64 2.62 2.65 2.69 2.67

- 0.732 0.818 1.200 1.321 1.008 0.818 0.854

o 33°33' 08°53' 06°50' 04°41' 05°56' 08°24' 07°05' kG/cm2 0.034 0.280 0.110 0.123 0.110 0.274 0.182

Hình 13 – Hình trụ hố khoan 1 ( móng cọc

Lớp đất số 2 là lớp đất tốt nhưng bề dày không hợp lý để đặt móng

Lớp đất số 2A là lớp đất tốt nhưng bề dày không hợp lý để đặt móng

Lớp đất số 3 là lớp đất tốt , chiều dày hợp lý nên có thể đặt móng

Lớp đất số 4 và 5 lớp đất tốt nhưng bề dày không hợp lý để đặt móng

Lớp đất số 6 là lớp đất tốt nhưng bề dày hợp lý nên có thể đặt móng

Lựa chọn giải pháp nền móng :

Chọn móng cọc đài thấp với phương án cọc :

Cọc BTCT đúc sẵn , tiết diện vuông , mũi cọc nằm trong lớp đất số 6 sét pha , dẻo cứng

2.1.2 Xác định độ sâu tại đáy đài

- Độ sâu đáy đài ohuj thuộc vào các giải pháp kết cấu phần dưới mặt đất công trình

- Đáy đài không cần thiết phải nằm trong lướp đất tốt, không cần thiết phải nằm quá sâu

- Đối với móng cọc đài thấp chỉ cần đặt đáy đài đủ sâu để đảm bảo tải trọng ngang bịtriệt tiêu bởi áp lực đất bị động ở trên mặt đài

- Sơ bộ có thể chọn chiều sâu đặt đáy móng bằng 1/15 chiều cao công trình

- Chiều sâu đáy đài :

h ≥ 0.7 × tan ⁡(45°− φ

2)×√2 ×Q0tt

γ × B

Với :

+ h : Độ sâu đặt đáy đài

+ Qtt : Tổng tải trọng ngang tính toán tại đỉnh đài

+ φ : Góc ma sát trong của đất tại đáy đài

+ γ : Dung tọng của đát tại đáy đài

Sơ bộ chọn bề rộng đài cọc là B = 1.8m Đáy đài đặt trong lớp đất 1

h ≥ 0.7 × tan(45 °− 33,55 °

2 )×√20 × 1.8 2×100=0.89 (m)

Chọn chiều sâu đáy đài : h = 1.3 (m)

1.1.4Chọn tiết diện, chiều dài cọc, VL cọc và PP thi công

Lựa chọn chiều dài, tiết diện cọc:

Mũi cọc chôn sâu vào lớp đất tốt tối thiểu :

+ Cọc đúc sẵn: Chiều sâu tối thiểu > 3d và không nhỏ hơn 1m

+ Cọc khoan nhồi : Chiều sâu tối thiểu bằng đường kính cọc và không nhỏ hơn 2m

+ Tối thiểu 0.5m đối với nền đá

Với cọc đúc sẵn: L = Ltt + Lmũi + Lngàm + Lđập đầu

+ Lmũi có thể lấy bằng đường kính hoặc kích thước cạnh cọc

+ Lngàm = 5 ÷ 15 cm, Lđập đầu : ≥ 30d ( đường kính thép chịu lực )

Với cọc khoan nhồi : L = Ltt + Lmũi + Lngàm + Lđập đầu

+ lmũi có thể lấy bằng 0.5 lần đường kính

+ Lngàm = 15 -20 cm, Lđập đầu = 1 -2 m