đồ án nền và móng Thuyết minh đồ án nền và móng I/. tài liệu dùng để thiết kế : 1/. Yêu cầu: - Thiết kế nền móng công trình. - Đề số 19 có địa chất: D9 (2, 11, 4). - Công trình và tải trọng: S 2 A 4 (1200,150,20) C 4 (500,40,16). 2/. giảI thích số liệu: - D9 : số liệu địa chất công trình ở hình 9. - 2, 11, 4: thứ tự các lớp đất lấy chỉ tiêu cơ lý. - S 2 : sơ đồ công trình là sơ đồ 2 - A 4 : móng thứ nhất đỡ cột vừa thuộc trục A vừa thuộc trục 4 - 1200,150,20: tải trọng tính toán của tổ hợp bất lợi nhất tác dụng tại đỉnh móng thứ nhất. = tt 0 N 1200 kN ; = tt 0 M 150 kNm ; = tt 0 Q 20 kN. - C 4 : móng thứ hai đỡ cột vừa thuộc trục C vừa thuộc trục 4 - 500,40,16: tải trọng tính toán của tổ hợp bất lợi nhất tác dụng tại đỉnh móng thứ hai. = tt 0 N 500 kN ; = tt 0 M 40 kNm ; = tt 0 Q 16 kN. 3/. đặc điểm về công trình thiết kế: - Công trình cần thiết kế là nhà máy hoá chất, kết cấu nhà khung bê tông cốt thép có tờng chèn. - Tra bảng 16 TCXD 45-78 cho nhà khung bê tông cốt thép có tờng chèn : - Độ lún tuyệt đối giới hạn: S gh = 0,08 m. - Độ lún lệch tơng đối giới hạn: S gh = 0,001 m. 4/. Tải trọng công trình tác dụng lên móng: - Móng A 4 : = tt 0 N 1200 kN ; = tt 0 M 150 kNm ; = tt 0 Q 20 kN. - Móng C 4 : = tt N 0 500 kN ; = tt 0 M 40 kNm ; = tt 0 Q 16 kN. 5/.Điều kiện địa chất công trình địa chất thuỷ văn: 5.1/. Đánh giá điều kiện địa chất công trình: - Nền đất công trình gồm nhiều lớp đất có bề dày thay đổi. - Bảng chỉ tiêu cơ lý kết quả thí nghiệm hiện trờng: Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 1 đồ án nền và móng STT Lớp đất w kN/m 3 s kN/m 3 w (%) w L (%) w p (%) II ( o ) c II kPa E kPa 1 Đất trồng trọt 17 2 Sét vàng xám 18,2 27,1 45 46 28 12 18 5000 3 Cát pha 19,2 26,5 20 24 18 18 25 14000 4 Sét pha 21,5 26 15 24 11.5 24 12 22000 - Để 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: Đất trồng trọt có chiều dày thay đổi từ 0,1 ữ 0,4 (m) không đủ khả năng chịu lực để làm nền công trình nên cần đào qua lớp đất này để đặt móng xuống lớp đất bên dới tốt hơn. - Lớp 2: Sét vàng xám có chiều dày thay đổi từ 2,8 ữ 4,5 (m). độ sệt 9440 2846 2845 , WW WW I pL p L = = = 0,75 < I L < 1 Sét ở ở trạng thái dẻo chảy. Mô đun biến dạng: E = 5000 kPa = 5 Mpa đất có tính biến dạng tơng đối lớn, tính chất xây dựng trung bình, có thể làm nền công trình. - Lớp 3: Cát pha có chiều dày thay đổi từ 2,5 ữ 4,5 (m). độ sệt 330 1824 1820 , WW WW I pL p L = = = 3 0 < I L < 1 Cát pha ở trạng thái dẻo. Hệ số rỗng: 65601 219 200101526 1 0101 , , ).,(, )W.,( e w s = + = + = Mô đun biến dạng: E = 14000 kPa đất tơng đối tốt để làm nền công trình. - Lớp 4: Sét pha có chiều dày cha xác định, xuất hiện ở độ sâu: 7,1 ữ 8,5 (m). độ sệt 280 51124 51115 , , , WW WW I pL p L = = = 0,25 < I L < 0,5 Sét pha ở trạng thái dẻo. Mô đun biến dạng: E = 22000 kPa = 22 Mpa >5 MPa Đất có tính biến dạng nhỏ, là đất tốt để làm nền công trình. b/. Điều kiện thuỷ văn: - Mực nớc ngầm nằm sâu, cách mặt đất thiên nhiên 6,8(m) trong phạm vi lớp cát pha. Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 2 đồ án nền và móng 6/. Bố trí công trình: - Bố trí công trình nằm trên trục đi qua các lỗ khoan 2 và 4. - Trong phạm vi đặt công trình chiều dày các lớp đất ít thay đổi, lớp sét pha là lớp đất tốt ở gần mặt đất thiên nhiên nhất. 7/. Điều kiện địa hình: - Địa hình khu đất không bằng phẳng do đó cần tiến hành san nền tạo mặt bằng để tiện thi công. - Chọn cao trình 12,00 m làm cốt san nền, nơi nào cao hơn 12,00 m thì đào, nơi nào thấp hơn 12,00m thì đắp. Khi đó khối lợng đào xấp xỉ khối lợng đắp. - Chọn cao trình 12,00m là cốt ngoài nhà. - Cốt 0,00 ứng với cao trình 12,00 + 0,4 = 12,4 m (0,4 m là chiều cao tôn nền). sơ đồ bố trí lỗ khoan &bố trí công trình Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 3 lk1 lk4 lk3 lk5 lk2 II II I I đồ án nền và móng II/. thiết kế móng A 4 : 1/. Phơng án móng nông trên nền thiên nhiên: 1.1/. Tải trọng: - Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng: 1000(kN). 1,2 1200 n N N === tt o tc o ; (kNm).251 1,2 150 n M M === tt o tc o (kN).761 1,2 20 n Q Q , tt o tc o === 1.2/. Xác định trụ địa chất dới móng: - Đặt trục công trình nằm trên đờng qua lỗ khoan 4 & 2 ( do chiều dày các tầng đất thay đổi ít, lớp đất tốt có chiều dày lớn). - Móng A 4 có trụ địa chất nh hình vẽ: 3000 -7.400 -4.200 200 36003200 SéT VàNG XáM CáT PHA SéT PHA TRụ ĐịA CHấT DƯớI MóNG a4 -0.400 -13.000 ĐấT TRồNG TRọT Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 4 -1.400 0.000 -0.400 600 h = 1,4 m tr h = 1,0 m ng + _ l móng a4 đồ án nền và móng 1.3/. Xác định sơ bộ kích thớc đáy móng. - Chọn độ sâu chôn móng h = 1,0 m so với cốt thiên nhiên. - Đế móng đặt trong lớp sét vàng xám. - Cờng độ tính toán của nền sét pha: )h.Dc.h.BAb( K m.m R ' IIII ' IIII tc 0 21 ++= A 4 không phải móng dới tầng hầm h 0 = 0. m 1 = 1,1 do lớp sét vàng xám có I L = 0,944 > 0,5. m 2 = 1 công trình có sơ đồ kết cấu mềm. K tc = 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất. II = 12 0 A = 0,23; B = 1,94 ; D = 4,42 ; c II = 18. ). 3 (kN/m9671 0,80,2 18.0,817.0,2 h i , h. , II ii = + + = = II = 18,2 kN/m 3 Giả thiết bề rộng đáy móng: b = 2,7 m ).kPa(,).,, ,,.,.,( ., R 275138184249617194121872230 1 111 =++= Diện tích sơ bộ đáy móng ).m(, ) , .(, h.R N F tbtb tc o sb 2 7518 2 411 20275138 1000 = + = = - Do móng chịu tải lệch tâm nên ta tăng diện tích đáy móng lên: F * = k.F sb = 1,1. 8,751 = 9,626 (m 2 ). - Chọn n K, b l == 31 )m(, , , K F b n 2 7212 31 6269 === Chọn b = 2,8 m. l = 1,3.b = 1,3.2,8 = 3,64 m Chọn l = 3,6 m. Chọn sơ bộ kích thớc đáy móng: l x b = 3,6 x 2,8 m . 1.4/. Kiểm tra kích thớc đáy móng theo TTGH2: * Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng: - Giả thiết chiều cao móng h m = 0,7 m - Tải trọng tiêu chuẩn ở đáy móng: ).kN(,,.,.,.F.h.NN tbtb tctc 921241216382201000 0 =+=+= d tc dm tctctc e.Nh.QMM ++= 00 Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 5 tc đ N 700 0.000 -0.400 tr ng + _ N o tt m o tt q o tt đồ án nền và móng ).m(, ,, ll e ).kN(,,). ,, .(,.b). ll .(h.N c d c tntn tc d 051 4 6063 4 562882 2 6063 4017 2 = + = + = = = = ).kNm(, ,,.,M tc 678166 051562870716125 = ++= - áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng là: ) , , .( ,., , ) l e ( b.l N p tc tc minmax, 63 13420 61 6382 9212416 1 == = tc max p 150,764 (kPa), = tc min p 95,649 (kPa) > 0 )kPa(,1 ,, pp p tc min tc max tc tb 20723 2 64995764150 2 = + = + = . - Cờng độ của đất sét khi b = 2,8 m: ).kPa(,).,, ,,.,.,( ., R m,b 736138184249617194121882230 1 111 82 =++= = = 73613864995 48316673613821764150 21 tra kiểm kiệniềuĐ - ,, ,,.,, RP R.,P : tc tb tc max thoả mãn điều kiện áp lực dới đáy móng. * Kiểm tra điều kiện biến dạng: - ứng suất bản thân tại đáy móng: ).kPa(,,.,,.h. ii bt hz 9617802182017 =+== = - ứng suất gây lún ở đáy móng: ).kPa(,,,p bt hz tc tb gl z 2471059617207123 0 === == - Chia nền đất dới móng thành các lớp phân tố có chiều dày: 4 b h i và đảm bảo mỗi lớp chia ra là đồng nhất Chọn ).m(,,.,b.,h i 560822020 === - Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng thì ứng suất gây lún ở độ sâu z i : gl z =K 0 . gl z 0= (K 0 phụ thuộc vào 2861 82 632 , , , b l & b z === ) . Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 6 0,1342(m). 1241,92 166,678 N M e tc tc tc === đồ án nền và móng Điểm z (m) 2z/b l/b K 0 gl z (kPa) bt z (kPa) 0 0 0 1,286 1 105,247 17,96 1 0,56 0,4 - 0,967 102,058 28,152 2 1,12 0,8 - 0,838 88,197 38,344 3 1,68 1,2 - 0,6649 69,979 48,536 4 2,24 1,6 - 0,5115 53,834 58,728 5 2,8 2,0 - 0,3941 41,478 68,92 6 3,36 2,4 - 0,3073 32,342 79,672 7 3,92 2,8 - 0,244 25,680 90,424 8 4,48 3,2 - 0,1969 20,723 101,176 9 5,04 3,6 - 0,1616 17,008 111,928 Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 7 0.00 + _ -1.40 -4.20 1000 1400 -7.20 MNN 100 5040 200 3600 3200 0.00 -0.40 600 + _ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9111,928 68,92 17,96 105,247 41,478 17,008 biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún móng a4 trên nền thiên nhiên 400 đồ án nền và móng - Tại độ sâu 5,04 m kể từ đáy móng có: gl z = 17,008 = 0,152 bt z = 111,928 - Dừng tính lún tại đây Lấy giới hạn tầng chịu nén là 5,04 m. - Độ lún của móng: = == = 9 1 9 1 9 1 80560 i gl zi i gl zi i i i i E .,.,h E SS .cmScm,m.,).,.,.(, ) , ,,, , .(., ) , ,,,, , .(., gh 8873108731088301074974880 2 17714 00817207236802534232 2 47841 14000 1 4480 2 47841 834539796919788058102 2 247105 5000 1 4480 222 =<==+= +++++ + +++++= Thoả mãn điều kiện độ lún tuyệt đối giới hạn. 1.5/.Tính toán độ bền và cấu tạo móng: - Dùng bê tông M200 có R n = 9000 kPa ; R k = 750 kPa. - Dùng cốt thép nhóm AII có R a = 280000 kPa. - Khi tính độ bền ta phải dùng tổ hợp bất lợi nhất. - Trọng lợng của móng & đất trên bậc móng không làm cho móng bị uốn & không đâm thủng nên ta không kể đến trong tính toán. * Xác định áp lực tính toán ở đáy móng: - Tải trọng tính toán ở đáy móng: tt 0 tt NN = = 1200 (kN). =+= m tttttt h.QMM 00 150 + 20.0,7 = 164 (kNm). 0,137(m) 164 N M e tt tt tt === 1200 - áp lực tính toán ở đáy móng: ) l e ( b.l N p tt tt tt min max 6 1 = = 63 1370 61 6382 , , . ,., 1200 0 > kPa 91,87 =p kPa 146,23=p tt min tt max )119,05(kPa 91,87 146,23 pp p tt min tt max tt tb = + = + = 22 . Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 8 -1.400 0.000 -0.400 600 h = 1,4 m tr h = 1,0 m ng + _ N o tt m o tt q o tt 3600 700 đồ án nền và móng * Xác định chiều cao móng theo kết cấu bê tông cốt thép chịu uốn: - Tại tiết diện I-I: n tr tttt b l R.b., b.p Lh 40 0 0 b tt = b = 2,8 m; b tr = b c = 0,6 m L= 2 c ll = 1 2 6,06,3 = ,5 (m). l L).pp( pp tt min tt max tt max tt = 1 ).123,58(kPa , 91,87).1,5- 146,23( - 146,23 = = 63 2 1 )pp( p tttt max tt ob + = = a).134,905(kP 123,58 146,23 = + 2 0,63(m) 000,4.0,6.90 8134,905.2, ,h = 51 0 - Tại tiết diện II-II: n tr tttt b b R.l., l.p Bh 40 0 0 l tt = l = 3,6 m; l tr = l c = 0,6 m B= 2 c bb = 1,1 2 6,08,2 = m == tt tb tt ob pp 119,05 (kPa). 0,49(m) 000,4.0,6.90 .3,6 119,05 ,h b = 11 0 . - Chiều cao làm việc của móng: h 0 = max (h 0l , h 0b ) = h 0l =0,63 m. - Dùng bê tông lót móng dày 100 mm, vữa ximăng cát vàng, đá 3x4 nên chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép: a bv = 0,035 m. Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 9 -1.400 0.000 -0.400 600 h = 1,4 m tr h = 1,0 m ng + _ N o tt m o tt q o tt p min tt p max tt p 1 tt 3600 p 0 tt L = 1500 l = 3600 B = 1100 b = 2800 I I IIII b = 2800 p ob tt B = 1100 -1.400 0.000 -0.400 600 h = 1,4 m tr h = 1,0 m ng + _ N o tt m o tt q o tt 700 đồ án nền và móng - Chiều cao móng: h m = h 0 + a bv = 0,63 + 0,035 = 0,665 (m). Chọn h m = 0,7 m đúng bằng chiều cao móng giả thiết. h 0 = h m - a bv = 0,7 - 0,035 = 0,665 (m). * Kiểm tra chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng: - Điều kiện kiểm tra: N ct 0,75.R k .b tb .h 0 N ct = F ct . 2 1 )pp( tt c tt max + F ct L c .b L c = 2 2 0 hll c = 0,835 2 0,665.26,06,3 = (m). F ct L c .b = 0,835.2,8 = 2,338 (m 2 ). l L).pp( pp c tt min tt max tt max tt c = 1 = 63, 3591,87).0,8- 146,23( - 146,23 =133,622 (kPa). N ct = F ct . 2 1 )pp( tt c tt max + = 2 133,622146,23 . 2,338 + = 327,147 (kN). b tb = 0 0 2 2 2 hb )h.b(bbb c ccdc += ++ = + = 0,6 + 0,665 = 1,265 m 0,75.R k .b tb .h 0 = 0,75.750. 1,265. 0,665 = 473,189 (kN). N ct = 327,147 < 0,75.R k .b tb .h 0 = 473,189 (kN). Chiều cao móng thoả mãn điều kiện chọc thủng. Gvhd: ks. nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng 10 f ct 600 h = 1,4 m tr h = 1,0 m ng + _ p min tt p max tt p 1 tt 3600 p ct tt L = 1500 l = 3600 B = 1100 b = 2800 I I IIII -1.400 0.000 -0.400 [...]... đổi qui phạm: b b1 h + h 1 ) h < 2 m R = R 0 (1 + K 1 b1 2h1 0.000 hng= 1m h tr =1,4m - Do cát hạt vừa nên hệ số kể đến ảnh hởng của bề rộng móng K1 = 0,125 1,8 1 1 + 2 R = 400.(1 + 0,125 ) = 330( kPa ) 1 2.2 -0.400 - Diện tích sơ bộ đế móng Fsb = tc No 1000 = = 3,27(m 2 ) R tb h tb 330 20.(1 + 1,4 ) 2 - Do móng chịu tải lệch tâm nên ta tăng diện tích đế móng lên K=1,1 F* = K.Fsb = 1,1.3,27 =... 0,3ì 0,3m ; bê tông mác 300, -0.400 thép dọc chịu lực gồm 414 nhóm AII - Cọc đợc hạ xuống bằng búa Điêzen, không khoan dẫn -1.400 i-i 3 2/ Xác định sức chịu tải của cọc đơn: - Sức chịu tải của móng đơn theo vật liệu làm cọc: Pv = .(Rb.Fb + Ra.Fa) Cọc không xuyên qua đất sét yếu, bùn, than bùn: = 1 Bê tông M200 có: Rb = Rn = 9000 kPa ; Gvhd: ks nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng đồ án nền và móng... cọc đặc bằng búa điêzen - Chia đất nền thành các lớp đồng nhất nh hình vẽ ( 2m) H = 7,6 m , tra bảng với lớp sét vàng xám IL= 0,28 R = 3560 kPa - Cờng độ tính toán của ma sát giữa mặt xung quanh cọc & đất bao quanh fi Z 1 = 1,75m f 1 = 3,64( kPa ); h 1 = 1,3(m) I L = 0,944 Z2 = 3,1m f1 = 5,616(kPa ); h 2 = 1,4(m) I L = 0,944 Z3 = 4,55m f 3 = 35,47(kPa ); h 3 = 1,5(m) I L = 0,333 Z 4 = 6,15m... = 0,48 258,565 = 124,111 (kPa) z=h d bt= h + h + gl=h = 45,26 + 124,111 = 169,371(kPa ) z z d d - Cờng độ tính toán của nền sét pha: m m R dy = 1 2 (A.b y II + B.H y 'II + D.c II ) K tc m1 = 1,1 do lớp sét vàng xám có IL = 0,94 > 0,5 m2 = 1 công trình có sơ đồ kết cấu mềm Ktc = 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất Sét vàng xám có: II = 120 A = 0,23; B... R a 0,9.0,565.280000 Chọn 1412có FaI=15,84 cm2 - Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: b 2(a bv + 15) 1800 2.(35 + 15) = 132,3(mm) chọn a = 130 (mm) a= = 14 1 n 1 - Chiều dài của một thanh là: l 2a bv = 2200 - 2.35 = 2130 (mm) - Mô men ứng với mặt ngàm II - II: ( b b c ) 2 tt 2,2.(1,8 0,6) 2 330,031 M II = l .p tb = = 120(kNm) 8 8 - Diện tích cốt thép chịu mô men MII là Gvhd: ks nguyễn... Chọn 1110 có Fa=8,64 cm2 - Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: l 2(a bv + 15) 2200 2.(35 + 15) = 212 > 200 mm a= = 11 1 n 1 chọn 1210 có Fa=9,42 (cm2) , a= 200(mm) - Chiều dài của một thanh là: b 2a bv = 1800 - 2.35 =1730 (mm) Gvhd: ks nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng đồ án nền và móng 22 600 bê tông lót m100 đá 4x6 30 300 6 -0.700 -1.400 100 12ỉ10 a200 250 350 100 14ỉ12 a130 100... 0,9.(0,665 - 0,5.0,012).280000 Chọn 2010 có Fa=15,71 cm2 - Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: l 2(a bv + 15) 3600 2.(35 + 15) = 185,3 (mm) Chọn a = 185 mm a= = n 1 20 1 -Chiều dài của một thanh là: b 2a bv = 2800 - 2.35 = 2730 mm Gvhd: ks nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng đồ án nền và móng 12 600 ỉ8 a100 3 750 6ỉ25 0.000 4 50 -0.700 -1.400 2 450 21ỉ10 a175 250 24ỉ12 a115 5400 100 1 100... R a 0,9.0,665.280000 - Chọn 2412 có Fa=27,14 cm2 - Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: b 2(a bv + 15) 2800 2.(35 + 15) = 117,4 (mm) Chọn a = 115 mm a= = n 1 24 1 - Chiều dài của một thanh là: l 2a bv = 3600 - 2.35 = 3530 mm - Mô men ứng với mặt ngàm II - II: ( b b c ) 2 tt 3,6.(2,8 0,6) 2 119,05 M II = l .p tb = = 259,291(kNm) 8 8 - Diện tích cốt thép chịu mô men MII là M II 259,291... 4.0,3.( 3,64.1,3 + 5,616.1,4 + 35,47.1,5 + 38,52.1,7 + 46,76.0,6)) = 1.(320,4 + 1,2.159,34 ) = 511,608 (kN) - Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền: Pd' = Pd 511,608 = = 365,434(kN ) (Kd = 1,4 hệ số an toàn đối với đất) Kd 1,4 - Sức chịu tải tính toán của cọc: ' Pctt = min(Pv , Pd' ) = Pd = 365,434 (kN) Gvhd: ks nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng đồ án nền và móng 25 -0.400 z 5= 7,3m z 1=1,75m... đồ xác định sức chịu tải của cọc Gvhd: ks nguyễn ngọc thắng svth: bùi tiến dũng đồ án nền và móng 26 3.3/ Xác định số lợng cọc và bố trí cọc trong móng: - áp lực tính toán giả định tác dụng lên đế đài do phản lực đầu cọc gây ra là Pctt 365,434 tt p = = = 451,153(kN) 2 (3.d) (3.0,3) 2 - Diện tích sơ bộ đế đài là tt N0 1200 Fd = tt = = 2,825(m 2 ) p tb h tb n 451,153 20.1,2.1,1 - Trọng lợng của đài . hình khu đất không bằng phẳng do đó cần tiến hành san nền tạo mặt bằng để tiện thi công. - Chọn cao trình 12,00 m làm cốt san nền, nơi nào cao hơn 12,00. trụ địa chất dới móng: - Đặt trục công trình nằm trên đờng qua lỗ khoan 4 & 2 ( do chiều dày các tầng đất thay đổi ít, lớp đất tốt có chiều dày lớn). -