I) MỞ ĐẦU.
Để công trình tồn tại và sử dụng một cách bình thường thì không những các kết cấu bên trên phải đủ độ bền, ổn định mà bản thân nền và móng công trình phải ổn định, có độ bền cần thiết và biến dạng nằm trong phạm vi giới hạn cho phép.
Nền là chiều dày các lớp đất đá trực tiếp chịu tải trọng của công trình do móng truyeàn xuoáng.
Móng là phần dưới đất của công trình làm nhiệm vụ truyền tải trọng của công trình xuoáng neàn.
Thiết kế nền móng là một công việc phức tạp vì nó liên quan đến đặc điểm của công trình thiết kế, nền móng công trình lân cận, điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn của khu đất xây dựng.
Trong thực tiễn, phần nhiều các công trình bị sự cố là do sai sót trong công tác nền và móng gây ra.
Nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn được phương án nền móng đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, khả thi, kinh tế nhất.
Căn cứ vào nội lực truyền xuống móng có được khi giải khung ta phân nhóm móng trên mặt bằng dựa trên cơ sở sau:khi tải trọng chênh lệch nhau không quá 10% thì xếp cùng một loại móng.
II)TÀI LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH : 1. Cấu tạo địa chất công trình :
Khối lượng khảo sát gồm 3 hố khoan mỗi hố sâu 50.0m, mang kí hiệu HK1, HK2.Tổng độ sâu là 100m với 50 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của các lớp đất.
Từ mặt đất hiện hữa đến độ sâu khảo sát là 50m, nền đất tại đây được cấu tạo bởi 7 lớp và một lớp thấu kính thể hiện trên hình trụ hố khoan theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:
Lớp đất số 1:
Trên mặt nền là xi măng xà bần và đất cát. Có bề dày tại hố khoan trung bình HK1 = HK2 = 0.6m.
Lớp đất số 2:
Sét pha cát, màu xám đến xám trắng đốm vàng/ nâu đỏ nhạt, độ dẻo trung bình – trạng thái mềm đến dẻo mềm, có bề day tại HK1 = 0.9m, HK2 = 1.1m.
SVTH: NGUYEÃN DUY QUYÙ MSSV:20366329 Trang 75 Lớp đất số 3:
Sét pha cát lẫn sỏi sạn latirite, màu nâu đỏ / màu vàng đố trắng độ dẻo trung bình, trạng thái dẻo mềm, có bề dày tại hố khoan HK1 = 1.0m, HK2 = 0.8m với các tính chất cơ lý đặc trưng sau:
- Độ ẩm : W = 23.2%
- Dung trọng tự nhiên : γw= 1.903 g/cm3 - Dung trọng đẩy nổi : γ' = 0.969 g/cm3 - Lực dính đơn vị : C = 0.128 daN/cm3 - Góc ma sát trong : ϕ = 140
Lớp đất số 4:
Sét pha cát màu sám trắng / màu nâu vàng vân màu đỏ nhạt, độ dẻo trung bình – trạng thái dẻo cứng; có bề dày tại HK1 = 11.0m, HK2 = 9.9 với các tính chất cơ lý đặc trửng sau
- Độ ẩm : W = 23.2%
- Dung trọng tự nhiên : γw= 1.912 g/cm3 - Dung trọng đẩy nổi : γ' = 0.972 g/cm3 - Lực dính đơn vị : C = 0.162 daN/cm3 - Góc ma sát trong : ϕ = 13030’
Lớp đất số 5:
Cát vừa mịn lẫn bột và ít sạn nhỏ, màu nâu vàng nhạt đến nâu đỏ nhạt trạng thái bời rời đến chặt vừa gồm 2 lớp:
* Lớp 5a: Trạng thái bời rời có bề dày tại HK1 = 19.0m, HK2 = 17.1m với các tính chất cơ lý đặc trưng như sau:
2. Bảng thống kê địa chất.
II) TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Tieõu chuaồn thieỏt keỏ :TCXDVN 205-1998 Số lượng móng tính toán 3 móng
ơ Móng có tải trọng lớn nhất.
ơ Móng có tải trọng nhỏ nhất.
ơ Móng có tải trọng trung bình .
1) Chọn tổ hợp ngoại lực từ chân cột truyền cho móng
- Do đồ án là khung không gian ta có các tổ hợp nội lực sau (dưới đây).
- Ta sẽ chọn khung trục 2 để tính móng + Tính toán cột 2-D.
- Nội lực từ ETABS tại chân cột là
„ Nmax và giá trị tương ứng
SVTH: NGUYEÃN DUY QUYÙ MSSV:20366329 Trang 76
Nmax(T) Mxtử(T.M) Mytử(T.M) Hxtử(T) Hytử(T)
396.6 2 0.7 0.85 1.05
„ Mxmax , Mymax, Qxmax , Qymax và cá gí trị tương ứng.(do hai giá trị này xuất hiện đồng thời )
Ntử(T) Mxmax(T.M) Mymax (T.M) Hxmax(T) Hymax(T)
321.4 29.6 25.7 10.7 12.2 Dựa vào kết quả nội lực giải khung ta chọn ra tổ hợp nội lực nguy hiểm nhất để tính móng (để đảm bảo sự an toàn cho công trình thiết kế.)
Tải trọng truyền xuống móng:
Ntt = - 396.6 (T) Mttxmax = 29.6(T.m) Mttymax = 25.7(T.m) Httxmax = 10.7 (T) Httymax = 12.2 (T) Lấy hệ số an toàn n=1.15
Ntc = -345 (T) Mtcxmax = 25.7 (T.m) Mtcymax = 22.3 (T.m) Htcxmax = 7.1 (T) Htcymax = 10.6 (T)
2.Chọn chiều sâu đặt đài cọc:
Chiều sâu đài cọc được chọn theo điều kiện cân bằng lực ngang với áp lực bị động phía sau đài cọc:
EP ≥ Htt
2
1 γh2tg2(450 -
2
ϕ )b ≥ Htt
⇒ hmin ≥ tg(450 -
2
ϕ ) 2 Htt γ b
SVTH: NGUYEÃN DUY QUYÙ MSSV:20366329 Trang 77 Với ϕ : góc ma sát của đất
ϕ = ϕ4=15.850
Do cao trình tầng hầm là -2.975 (m) so với mặt đất tự nhiên . vậy khi tính móng chắc chăùn móng phải đặt ở dưới cao trình tầng hầm vì vậy ta chọn lớp đất số 4 để tính toán.
γ : dung trọng của đất
Do mực nước ngầm tại cao trình -1.5m. vậy ta lấy dung trọng của đất là.
=
dn
γ4 0.972 (T/ m3)
Htt : lực ngang ta lấy giá trị lớn nhất của lực cắt thiên về tính toán an toàn cho móng
b : bề rộng đài cọc
Tuy nhiên trong quá trình làm việc thành phần ma sát dưới đáy móng tiếp thu một phần lực ngang (khoảng 30%) nên chiều sâu đặt móng cần thiết là:
Df ≥ 0.7hmin
Sơ bộchọn Bm = 3m
⇒ hmin ≥ tg(45 - 2
5 . 13 )
3 72x 9 . 0
2 . 12 2X
= 1.84m Df ≥ 0.7hmin = 0.7x1.84 = 1.3m
Chọn h = 2m
- Chọn chiều cao của đài móng là hủ=1.1(m)
3.Chọn kích thước cọc, vật liệu làm cọc:
Chọn cọc vuông kích thước 300x300 mm.
Cọc được chọn có chiều dài là 10m.
Dự định thiết kế cọc gồm 3 đoạn ⇒ L = 2x10 = 20 m Chọn đoạn neo vào đài 0.2m.
Đoạn thép đầu cọc neo vào đài 30Φ = 30x0.02 = 0.6m (dự định dùng thép Φ22).
ơ Như vậy cọc phải đập đi và neo vào đài tổng cộng là 0.8 (m)
Vỡ vậy ta phải đưa ra một phương ỏn chọn cocù sao cho phự hợp với tớnh toỏn cũng như chọn cọc
Vậy chiều dài thực của cọc LP = 20 – 0.2 – 0.6 = 19.2m
ơ Khụng những thế ta cũn phải dựa vào mặt cắt địa chất để làm sao phự hợp với mẫu đất tại mũi cọc
Diện tích cọc : Fc = d2 = (0.30)2 = 0.09 m2 Bê tông dùng trong cọc B25 Rb = 14.5MPa
SVTH: NGUYEÃN DUY QUYÙ MSSV:20366329 Trang 78
4.Chọn cốt thép trong cọc:
Theùp AII R s = 280 MPa Rsw = 225 MPa - Khi cẩu cọc :
Ta tìm vị trí đặt móc cẩu cách chân cọc một khoảng a sao cho Mnhịp=Mgối . Sau khi giải bài toán dầm đơn giản và cân bằng moment ta được a= 0.207L (Với L là chiều dài cọc).
Trọng lượng bản thân cọc : q = n × b × h × γ
=1.5 × 0.3 × 0.3 × 2500 = 337.5 (daN/m) .
Với : n=1.5 hệ số vượt tải kể đến khi vận chuyển cọc gặp đường xấu làm chấn động mạnh cọc và các sự cố khác ở công trường khi thi công cọc.
γ=250 daN/m3 – dung trọng của bêtông Giá trị moment tại gối :
M = qL2/50 =33.75 × 102 / 50 =675(daN.m).
0.207L 0.207L
L q
M=675daN.m