ĐỒ án nền và MÓNG TÍNH TOÁN và THIẾT kế MÓNG đơn TÍNH TOÁN và THIẾT kế MÓNG BĂNG

XỬ LÝ VÀ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ĐỂ TÍNH TOÁN NỀN MÓNG Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế móng có số lượng hố khoannhiều và số lượng mẫu đất lớn trong lớp đất lớn vấn đề đặt ra

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

1.2.1 Hệ số biến động: 1

1.2.2 Qui tắc loại trừ các sai số thô: 2

1.3 GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT 3

1.3.1 Gía trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu đơn: 3

1.3.2 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu kép: 4

1.4 ĐẶC TRƯNG TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT: 4

1.4.1 Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn: 4

1.4.2 Giá trị tính toán các chỉ tiêu kép: 5

1.5 TIẾN TRÌNH THỐNG KÊ 8

1.5.1 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT MÓNG NÔNG ( DCMN-DC03 ) 8

1.5.2 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT MÓNG SÂU ( DCMC-DC10) 19

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN 32

2.1 Số liệu nội lực tính toán, tiêu chuẩn thiết kế 32

2.1.1 Số liệu tính toán 32

2.2 Xác định kích thước và chiều sâu đặt móng 33

2.2.2 Kiểm tra kích thước móng 36

2.2.3 Điều kiện biến dạng lún 37

2.2.4 Kiểm tra điều kiện trượt 42

2.2.5 Điều kiện xuyên thủng 42

2.3 Tính toán thép 44

2.3.1 Theo phương cạnh dài: MC 1-1 44

2.3.2 Theo phương cạnh ngắn : MC 2-2 46

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG BĂNG 49

3.1 Số liệu nội lực tính toán, tiêu chuẩn thiết kế 49

3.1.1 Số liệu tính toán 49

3.2 Xác định kích thước và chiều xâu đặt móng 51

3.2.1 Chọn chiều xâu đặt móng 51

3.2.2 Xác định kích thước móng 55

3.2.3 Kiểm tra điều kiện biến dạng lún 57

3.3.1 Tính toán nội lực bản móng 61

3.3.2 Tính toán và bố trí thép cho bản móng 62

3.4 Tính toán dầm móng băng 63

3.4.1 Sơ đồ tính 63

3.4.2 Tính toán nội lực dầm móng ( PP tính tay) 63

3.4.3 Tính toán cốt thép cho sườn móng 66

3.4.4 Tính toán cốt đai sườn móng 67

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÓNG CỌC 68

4.1 Cấu tạo móng cọc: 68

4.2 Số liệu đề bài 68

4.3 Tính toán móng cọc 71

4.3.1 Xác định chiều sâu đặt móng 71

4.3.2 Chọn sơ bộ kích thước cọc 71

4.3.3 Xác định sức chịu tải của cọc 73

4.3.4 Chọn và bố trí cọc 80

4.3.5 Bố trí cọc trong đài 81

4.3.6 Kiểm tra sức chịu tải của cọc 81

4.4 Kiểm tra nền và độ lún của cọc 83

4.4.1 Kiểm tra ổn định của nền 83

4.4.2 Kiểm tra điều kiện biến dạng lún 86

4.5 Tính toán đài cọc 89

4.5.1 Tính toán chiều cao đài 89

4.5.2 Kiểm tra xuyên thủng 90

4.5.3 Tính toán khả năng chịu cắt của đài 91

4.5.4 Tính toán cốt thép cho đài móng: sơ đồ tính, biểu đồ mômen, diện tích cốt thép 92

4.6 Kiểm tra khả năng cẩu lắp của cọc 95

4.6.1 Khi vận chuyển cọc 95

4.6.2 Tính cốt thép móc neo 96

4.7.2 Thiết kế 97

4.7.3 Số lượng cọc trong đài móng lõi thang 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 0.1 Hệ Số Biến Động Lớn Nhất Theo Tcvn 9362-2012 2

Bảng 0.2 Bảng tra các giá trị của V 2

Bảng 0.3 Bảng tra các giá trị của hệ số t α 6

Bảng 0.4 Bảng số liệu hố khoan 1 8

Bảng 0.5 Bảng dung trọng tự nhiên của lớp 3 10

Bảng 0.6 Bảng dung trọng đẩy nổi lớp 3 11

Bảng 0.7 Bảng thống kê chỉ tiêu kép lớp 3 13

Bảng 0.8 Bảng hệ số rỗng 16

Bảng 0.9 Bảng số liệu HK1 19

Bảng 0.10 Bảng dung trọng tự nhiên lớp 5 20

Bảng 0.11 Bảng dung trọng đẩy nổi lớp 5 22

Bảng 0.12 Bảng thống kê chỉ tiêu kép 24

Bảng 0.13 Bảng hệ số rỗng 29

Bảng 2.1 Giá trị nội lực thiết kế móng đơn 15-A 32

Bảng 2.2 Bảng thông số địa chất móng đơn 15-A 32

Bảng 2.3 Bảng vật liệu móng đơn 33

Bảng 2.4 Bảng kết quả thí nghiệm nén 38

Bảng 2.5 Tính lún cho móng đơn 39

Bảng 3.1 Giá trị tính toán thiết kế móng băng 49

Bảng 3.2 Giá trị tiêu chuẩn thiết kế móng băng 50

Bảng 3.3 Bảng thông số địa chất móng băng 50

Bảng 3.4 Vật liệu sử dụng thiết kế móng băng 15-A 51

Bảng 3.5 Bảng kết quả thí nghiệm nén 58

Bảng 3.6 Bảng tính lún cho móng băng 59

Bảng 4.2 Bảng thông số vật liệu 69

Bảng 4.3 Bảng phân loại đất và thí nghiệm SPT 71

Bảng 4.4 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất 75

Bảng 4.5 Bảng tính đất dính 77

Bảng 4.6 Bảng tính đất rời 77

Bảng 4.7 Bảng tính đối với đất dính 79

Bảng 4.8 Bảng Kết quả quả thí nghiệm nén e-p của lớp đất 5 86

Bảng 4.9 Bảng tính lún 87

DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Trụ địa chất móng đón 15-A 34

Hình 2.2 Biểu đồ lún của móng đơn 41

Hình 2.3 Mặt xuyên thủng của móng đơn theo tiết diện chữ nhật 43

Hình 2.4 Áp lực dưới đáy móng 44

Hình 2.5 Sơ đồ tính cốt thép theo phương cạnh dài 45

Hình 2.6 Sơ đồ tính móng đơn theo phương cạnh ngắn 46

Hình 2.7 Bản vẽ móng đơn 48

Hình 3.1 Mặt bằng móng băng 49

Hình 3.2 Địa chất móng băng 52

Hình 3.3 Kích thước móng băng 53

Hình 3.4 Kích thước móng băng, nội lực 54

Hình 3.5 Tính lún móng băng 60

Hình 3.6 Sơ đồ tính của bản móng 61

Hình 3.7 Sơ đồ tính dầm móng 63

Hình 3.8 Biểu đồ Moment và lực cắt 65

Hình 4.1 Địa chất móng cọc 73

Hình 4.2 Sơ đồ sức chịu tải cọc theo vật liệu 74

Hình 4.3 Bố trí cọc trong đài 81

Hình 4.6 Tháp xuyên thủng của đài cọc 91

Hình 4.7 Sơ đồ tính khả năng chịu cắt của đài móng 91

Hình 4.8 Sơ đồ tính cốt thép theo phương X bề rộng đài Bd 93

Hình 4.9- Sơ đồ tính toán để đặt móc cẩu 95

CHƯƠNG I: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

1.1 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

1.1.1 XỬ LÝ VÀ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ĐỂ TÍNH TOÁN NỀN MÓNG

Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế móng có số lượng hố khoannhiều và số lượng mẫu đất lớn trong lớp đất lớn vấn đề đặt ra là lớp đất này phảichọn được đại diện chỉ tiêu cho nền

Ban đầu khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu , hạt độ mà ta chia rathành từng lớp đất

Theo TCVN 9362-2012 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giátrị có đặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động nhỏ (v) Vì vậy ta phải loạitrừ những mẫu có sự chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyênchất

Vì vậy thống kế địa chất là một công việc hết sức quan trọng trong tính toán nềnmóng

1.2 PHÂN CHIA ĐƠN NGUYÊN ĐỊA CHẤT

1.2.1 Hệ số biến động:

- Chúng ta dựa vào hệ số biến động  phân chia đơn nguyên

- Hệ số biến động  xác định theo công thức:

σνA



n i

i 1AA

Lưu ý: Khi kiểm tra để loại trừ sai số thô đối với các chỉ tiêu kép như lực dính (c)

và góc ma sát trong (  ) thì độ lệch bình phương trung bình được xác định nhưsau:

 2

n i

1.2.2 Qui tắc loại trừ các sai số thô:

lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn hoặc bé

Lưu ý: Khi n  25 thì lấy cm 

Bảng 0.2 Bảng tra các giá trị của V

Số lần xác

định n

Giá trị chuẩn số V

Số lần xác định n

Giá trị chuẩn số V

Số lần xác định n

Giá trị chuẩn số V

1.3 GIÁ TRỊ TIÊU CHUẨN CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT

1.3.1 Gía trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu đơn:

- Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các chỉ tiêu đơn (chỉ tiêu vật lý như độ ẩm, khốilượng thể tích, chỉ số dẻo, độ sệt, và các chỉ tiêu cơ học như môdun tổng biếndạng,cường độ kháng nén, ) là giá trị trung bình cộng của các kết quả thí nghiệmriêng lẻ A sau khi đã loại trừ sai số thô

*Lưu ý:

- Đối với các chỉ tiêu vật lý gián tiếp (hệ số rỗng, chỉ số dẻo…) và modun tổngbiến dạng thì giá trị tiêu chuẩn của chúng được xác định từ giá trị tiêu chuẩn củachỉ tiêu thí nghiệm mà tính giá trị tiêu chuẩn của chỉ tiêu gián tiếp theo công thức

cơ học đất

1.3.2 Giá trị tiêu chuẩn các chỉ tiêu kép:

- Các giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu kép lực dính đơn vị (c) và góc ma sát trong(  ) được thực hiện theo phương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính

của ứng suất pháp và ứng suất tiếp cực hạn i của các thí nghiệm cắt tươngđương,  .tg c

1.4 ĐẶC TRƯNG TÍNH TOÁN CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA ĐẤT:

1.4.1 Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn:

- Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tínhtoán ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính toán

- Giá trị tính toán các chỉ tiêu đơn được xác định theo công thức sau:

tc tt d

AAk



Trong đó: Atc là giá trị tiêu chuẩn của các đặc trưng đang xét

1k



Trong đó: t là hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy 

- Hệ số động  được xác định theo mục 1.2.1

- Khi tính nền theo biến dạng (TTGH II) thì  = 0.85

- Khi tính nền theo cường độ (TTGH I) thì  = 0.95

- Việc chọn tính theo một trong hai công thức là tùy thuộc vào chỉ tiêu làm tăng độ

an toàn cho công trình

1.4.2 Giá trị tính toán các chỉ tiêu kép:

- Giá trị tính toán các chỉ tiêu kép được xác định theo công thức sau:

tc tt d

AAk



1k

*Lưu ý:

- Để tìm trị tiêu chuẩn và trị tính toán c và  cần phải xác định không nhỏ hơn 6giá trị  đối với mỗi trị số áp lực pháp tuyến .

Bảng 0.3 Bảng tra các giá trị của hệ số t α

*Phân loại các chỉ tiêu*

đất , độ ẩm của đất , trọng lượng riêng của hạt

Các chỉ tiêu vật lý khác:

- Hệ số rỗng của đất: 

- Độ bão hòa của đất: G

- Độ rỗng của đất: m

- Tỷ trọng hạt: Gs

* Chỉ tiêu cường độ: lực dính (c) và góc nội ma sát (φ); ứng suất cắt τ

* Các chỉ tiêu biến dạng: Hệ số nén lún, modun biến dạng, hệ số rỗng ứng với từngcấp áp lực

* Từ các loai chỉ tiêu trên, phân thành 2 loại chỉ tiêu đặc trưng để phục vụ tínhtoán, thiết kế nền móng:

- Chi tiêu đơn: γ , e - p

ĐỊA ĐIỂM : 421 SƯ VẠN HẠNH, PHƯỜNG 12, QUẬN 10, TP.HCM

TIÊU CHUẨN CHUẨN TÍNH TOÁN THỐNG KÊ: TCVN 9153-2012 và

1.5.1.1THỐNG KÊ CÁC CHỈ TIÊU ĐƠN

* Dung trọng tự nhiên của đất : w ( kN/m3)

Bảng 0.5 Bảng dung trọng tự nhiên của lớp 3

LỚP 3 STT Số hiệu mẫu γ i (kN/

n 1 tc

198.8

19.88 10

* Dung trọng đẩy nổi của đất: γ dn ( kN/m 3 )

Bảng 0.6 Bảng dung trọng đẩy nổi lớp 3

LỚP 3 STT Số hiệu mẫu γ i (kN/

1 03.7

13.7 10



(kN/m3)

* Xác định giá trị tính toán theo TTGH I:

Loại trừ sai sốthô

* Kiểm tra thống kê:

* Xác định giá trị tính toán theo TTGH I:

BẢNG THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT MÓNG NÔNG

1.5.2 THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT MÓNG SÂU ( DCMC-DC10)

CÔNG TRÌNH : NHÀ Ở RIÊNG LẺ

ĐỊA ĐIỂM : TÔ NGỌC VÂN, KP4, P.LINH TÂY, QUẬN THỦ ĐỨC TP.HCM

TIÊU CHUẨN CHUẨN TÍNH TOÁN THỐNG KÊ: TCVN 9153-2012 và

HK1-20 39.8 - 40

Ta thống kê lớp 5 , các lớp còn lại thống kê tương tự

1.5.2.1Thống kê chỉ tiêu đơn.

* Dung trọng tự nhiên  :

Bảng 0.10 Bảng dung trọng tự nhiên lớp 5

LỚP 5 STT Số hiệu mẫu γ i (kN/

Vậy tập hợp mẫu được chọn, các mẫu trên có thể xem như cùng một lớp đất.

  Giá trị tính toán: So số lượng mẫu nhiều hơn 6 nên giá trị tính toán được tính theotrạng thái giới hạn I và II

TTGH II: ( tính nền theo biến dạng)

* Dung trọng đẩy nổi dn :

Bảng 0.11 Bảng dung trọng đẩy nổi lớp 5

LỚP 5 STT Số hiệu mẫu γ i (kN/

Kiểm tra độ sai lệch:

Vậy tập hợp mẫu được chọn, các mẫu trên có thể xem như cùng một lớp đất

  Giá trị tính toán: So số lượng mẫu nhiều hơn 6 nên giá trị tính toán được tính theotrạng thái giới hạn I và II

TTGH II: ( tính nền theo biến dạng)

=300 (kN/m 2 )

Kiểm tra độ sai lệch

 Các mẫu trên có thể coi như cùng một lớp đất

( Sử dụng hàm LINEST trong chương trình phần mềm MICROSOFT EXCEL )

Xác định giá trị tiêu chuẩn:

Theo giá trị tính toán ở bảng trên, ta có: tg 0.4515  tc 24 17'

Lực dính tiêu chuẩn: ctc 6.23 kN/m 2

Xác định giá trị tính toán theo TTGH I

Theo TTGH I xác suất tin cậy  = 0.95 Ta có n = 33  n - 2 = 31 tra bảng t =1.698

+ Góc ma sát I

Độ chính xác  được xác định như sau: tg = t.tg = 1.698 x 0.01878 =0.0319

Xác định giá trị tính toán theo TTGH II

Theo TTGH II xác suất tin cậy  = 0.85 Ta có n = 33  n - 2 = 31 tra bảng t =1.05

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN

2.1 Số liệu nội lực tính toán, tiêu chuẩn thiết kế.

2.1.1 Số liệu tính toán

2.1.1.1Giá trị nội lực

- Mặt bằng: I

- Số liệu tính toán

- Ta lấy hệ số vượt tải n=1.15

Bảng 2.14 Giá trị nội lực thiết kế móng đơn 15-A

2.1.1.2Các thông số địa chất cơ bản

Bảng 2.15 Bảng thông số địa chất móng đơn 15-A

Chỉ tiêu thống kê

-Cát pha, màu nâu vàng – xám trắng - nâu đỏ

-Sét pha nặng, màu xám nâu – xám đen – nâu vàng , trạng thái dẻo mềm

 

CB300-V10mm

a Cơ sở chọn chiều sâu đặt móng

- Tận dụng khả năng làm việc của các lớp đất phía trên cùng khả năng ổn định về sứcchịu tải của các lớp đất này quyết định đến sự ổn định của công trình

- Chiều sâu đặt móng còn phụ thuộc vào:

* Mực nước ngầm: không nên đặt móng nằm trong nước

* Móng công trình lân cận: chiều sâu đặt móng nên nhỏ hơn chiều sâu đặt móng củacông trình lân cận để tránh gây thêm tải trọng lên móng công trình đó

đường ống cấp thoát nước

b Chiều sâu đặt móng

- Mực nước ngầm: -7.8m

- Trụ địa chất móng đơn 15-A

Hình 2.1 Trụ địa chất móng đón 15-A 2.2.1.2Xác định kích thước móng

a Xác định sức chịu tải của đất nền

+ m1 = 1.2 ( Do IL =0.28 < 0.5 ) , m2 = 1, ktc = 1.1 ( Theo TCVN 9362-2012 )

=

101.04524.7 = 0.194 (m) = 194 (mm)

- Chọn tỷ lệ

Lb

 

trong khoản 1 e lt  1 2elt 1.194 1.388 

- Xác định bề rộng yêu cầu:

tc bc

Tính lại sức chịu tải Rtc với ( b x L = 1.8 x 2.2 ( m ) )

- Vùng chịu tải của đất nền dưới đáy móng:

- Trọng lượng riêng trung bình:

c Xác định chiều cao đài móng

- Kích thước cột móng phải thỏa điều kiện sau:

- Chiều cao đài móng theo công thức Capuot:

-

c 0

2.2.2 Kiểm tra kích thước móng.

2.2.2.2Kiểm tra điều kiện cường độ

- Sức chịu tải cực hạn của đất nền theo Terzaghi qult:

2.2.3 Điều kiện biến dạng lún.

- Sử dụng phương pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của nền móng

- Ta chia nhỏ chiều cao nền đất thành nhiều lớp thành phần , mỗi lớp có chiều cao

hi, thỏa điều kiện : 0.2b h i 0.4b 0.36 h i 0.72

bt

- Ứng suất gây lún tại tâm đáy móng:

 :Ứng suất gây lún tại đáy lớp phân tố: σgl(i) P Kg2 0

P1i : Ứng suất bản thân tại tâm lớp phân tố:  

Hình 2.2 Biểu đồ lún của móng đơn

Tại độ sâu -5.2 (m) dưới đáy móng ta có :

2.2.4 Kiểm tra điều kiện trượt.

 Thỏa điều kiện trượt

2.2.5 Điều kiện xuyên thủng.

- Điều kiện chống xuyên thủng:

P P

Hình 2.3 Mặt xuyên thủng của móng đơn theo tiết diện chữ nhật

Diện tích 1 mặt xuyên thủng nguy hiểm nhất ( Hình Chữ Nhật ):

Xem bản móng ngàm vào chân cột theo mặt cắt 1-1 và 2-2.

2.3.1 Theo phương cạnh dài: MC 1-1

Sơ đồ tính là dầm Console chịu tải hình thang p2tt, pmaxtt hoặc tải phân bố đều ptt

Hình 2.4 Áp lực dưới đáy móng

Áplựcdưới đáy móng

0 d

6

2 1-1

Hình 2.7 Bản vẽ móng đơn

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG

Bảng 3.20 Giá trị tiêu chuẩn thiết kế móng băng

3.1.1.2Các thông số địa chất cơ bản

Bảng 3.21 Bảng thông số địa chất móng băng

Chỉ tiêu thống kê

-Sét pha nặng, màu xám nâu – xám đen – nâu vàng , trạng thái dẻo mềm

3.1.1.3Vật liệu sử dụng

- Thông số vật liệu

Bảng 3.22 Vật liệu sử dụng thiết kế móng băng 15-A

Thép

CB240-T10mm

 

CB300-V10mm

vậy móng được đặt trong lớp đất 2

- Trụ địa chất móng băng

Hình 3.9 Địa chất móng băng 3.2.1.1 Xác định kích thước sườn móng.

Chọn sơ bộ tiết diện móng:

Tiết diện cột:

tt

2 max

6.27(m)2655.84

Tâm 0 , tâm hình học của hình:

+ m1 = 1.2 ( Do IL =0.28 < 0.5 ) , m2 = 1, ktc = 1.1 ( Theo TCVN 9362-2012 )

(Sét pha lẫn sạn sỏi laterit,màu xám trắng - nâu hồng - nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng)+  = 12.65 Tra bảng ta được: A = 0.254 , B = 2.015 , D = 4.51

Vì khoản cách từ đáy móng đến đến hết lớp đất là 5.2(m), vùng chịu tải phải chịu

là 1.5(m) nên sức chịu tải sảy ra ở lớp 2 Không ảnh hưởng bỏi mực nước ngầm –7.8(m)

+ m1 = 1.2 ( Do IL =0.28 < 0.5 ) , m2 = 1, ktc = 1.1 ( Theo TCVN 9362-2012 ).(Sét pha lẫn sạn sỏi laterit,màu xám trắng - nâu hồng - nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng)+  = 12.65 Tra bảng ta được: A = 0.254 , B = 2.015 , D = 4.51

+ Lực dính: c = 28.33 (kN/m2)

2 II

3.2.2.2Kiểm tra điều kiện cường độ.

Tính sức chịu tải của nền theo TCVN 9362-2012

3.2.3 Kiểm tra điều kiện biến dạng lún

- Sử dụng phương pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của nền móng

- Ta chia nhỏ chiều cao nền đất thành nhiều lớp thành phần , mỗi lớp có chiều cao

hi, thỏa điều kiện : 0.2b h i 0.4b 0.2 h i 0.4

bt

- Ứng suất gây lún tại tâm đáy móng: