Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT VÀ NỀN MÓNG Cơ học đất –nền móng là 2 môn kĩ thuật cơ sở không thể thiếu đối với sinh viên ngành xây dựng công trình. Việc làm đồ án môn học này giúp thực hành những kiến thức được học nhờ đó nắm vững các giải pháp sử lý nền đất ,thiết kế móng. Đồng thời cũng làm quen với việc thiết kế một công trình cụ thể.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ -ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ HỌC ĐẤT –NỀN MÓNG ĐẾ SỐ:IX-1 SINH VIÊN:VŨ THỊ DUYÊN THẦY HƯỚNG DẪN: NHỮ VIỆT HÀ LỚP :XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NGẦM-K53 CẨM PHẢ , NGÀY 20 ,THÁNG 10,NĂM 2010 . MỞ ĐẦU Cơ học đất –nền móng là 2 môn kĩ thuật cơ sở không thể thiếu đối với sinh viên ngành xây dựng công trình ngầm.Việc làm đồ án môn học này giúp em thực hành những kiến thức được học nhờ đó nắm vững các giải pháp sử lý nền đất ,thiết kế móng.Đồng thời cũng làm quen với việc thiết kế một công trình thể. Nội dung yêu cầu của đồ án cụ thể như sau: Cho một tường chắn dài 50m.Chiều rộng đáy tường bt=2,5m,Lưng tường nghiêng với phương thẳng đứng một góc δ. Đất sau lưng tường là sét pha có trạng thái dẻo cứng .Mặt đất nghiêng với phương nằm ngang một góc α . Các thông số về kích thước của tường ,trọng lượng tường và các chỉ tiêu cơ lý của đất sau lưng tường như sau: H (m) δ (độ) α (độ) ϕ (độ) ϕ˳ (độ) C (kg/cm² ) γ (t/m³) β E˳ (kg/cm² ) G (t/m) 8 12 13 24 16 0,12 1,92 0,62 161,7 83,0 (hình 1) bt A B H α δ NỘI DUNG CHÍNH PHẦN 1:TÍNH ÁP LỰC CHỦ ĐỘNG A,Theo phương pháp giải tích của culông; -Ta có:Ecmax=(λc.γ.Η²)/2 -λc= với Z=0,14 -Ta tính được:λc=0,6Ecmax=36,93(T/m²) - Ec cách đáy một đoạn x=H/(3.cosδ)=8/(3cos12°)=2,73(m) - Tại B: σ2(b)=σ2ϕ-σ2c σ2ctag(45°-ϕ/2)=1,56(T/m²) σ2ϕ=λc.γ.H=0,6.1,92.8=9,23(T/m²)σ2(b)=7,67(T/m²).Ta có biểu đồ :(hình2) B,Phương pháp đồ thị của culông (hình 3) (hình 4) -Từ chân tường B ta kẻ các mặt trượt giả định BC1, BC2, BC3,BC4 hợp với phương nằm ngang các góc lần lượt là 70°,57°,48°,39°.Từ đó xác định được phương của E(hợp với đường thẳng vuông góc với tường một góc ϕ˳)và phương của R(hợp với đường thẳng vuông góc với mặt trượt một gócϕ).Ta xác định được góc của E1,E2,E3,E4,R1,R2,R3,R4hợp với phương nằm ngangvà trọng lượng của các lăng thể trượt (G=γw.S)là: E1 E2 E3 E4 R1 R2 R3 R4 Góc hợp với phương nằm ngang 28° 28° 28° 28° 44° 57° 66° 75° Lăng thể ABC1 ABC2 ABC3 ABC4 Diện tích(m²) 21,56 34,22 47,52 68,255 Trọng lượng(T/m) 41,4 65,7 91,24 131 -Sau khi đã xác định được trọng lượng lăng thể ,phương của E,R ta biểu diễn lên hình(biểu diễn G với tỉ lệ 0,1) ,nối cácgiao điểm của E ,R bằng đường cong và kẻ tiếp tuyến từ đó xác định được MK=3,7EC=37(T/m²).So sánh kết quả với phương pháp giải tích ta được :100-(36,93/37).100=0.19%<2%t/m yêu cầu.Các bước được thể hiện trên( hình 3),(hình 4). PHẦN 2:THIẾT KẾ MÓNG A,Xác định kích thước móng . -Chọn móng nông chiều sâu chôn móng là h=1,5m. -Tính tải trọng tác dụng lên móng Pᵀᶜ gồm: *Trọng lượng tường G=83(T/m) *Thành phần thẳng đứng của Ecđ(E2) →Pᵀᶜ=E2+G=36,93.sin28°+83=100(T/m) -Chiều rộng của móng là nghiệm của phương trình :b²+K1b-K2=0 Với K1=M1.h+M2.C/γw -M3.h.βγm/(m.γw) K2=M3.Pᵀᶜ/(γw .m) -Trong đó M1,M2,M3 là các hệ số tra bảng phụ thuộc vàoϕ (ϕ=24°) ⟹M1=5,39 ; M2=8,98 ;M3=1,39 m :hệ số điều kiện làm việc của công trình ta chọn bằng 1 β.γm:chọn bằng 2(T/m³) C=0,12kg/cm²=1.2T/m² ⟹K1=5,39.1,5+8,98.1,2/1,92-1,39.2.1,5/1,92=11,52 K2=1,39.100/1,92.1=72 ⟹b²+11,52b-72=0⟹b1=4,5(m) b2=-16(m)(loại) Vậy ta có b=4,5m B,Kiểm tra kích thước móng : -Chọn chiều sâu hm là 1m -b phải thỏa mãn điều kiện bbgh=bt+2hm.tgαgh⟹4,5=2,5+2.1.1⟹T/m C,Kiểm tra điều kiện chịu lực của nền : N=Pᵀᶜ+G 1 G1:Trọng lượng của móng và đất trên móng tính cho một mét dài móng G1=b.h.β.γm=4,5.1,5.2=13,5(T/m)⟹N=100+13,5=113,5(T/m) Áp lực truyền đáy móng là N/b=25(T/m²) Rᵀᶜ=m.(A.b+B.h).γ+c.D=1. (0,72.4,5+3,9.1,5).1,92+1,2.6,45=25(T/m) ⟹N/b tm yêu cầu ổn định.(A,B,C tra bảng phụ thuộc vàoϕ A=0,72;B=3,9;C=6,45.). -Vậy móng rộng 4,5 m ; sâu 1,5m;chiều cao móng là 1m.Móng gồm 3 bậc mỗi bậc cao 1/3m.Ta có sơ đồ móng : (hình5) h hm ci hi C,Tính toán thép trong móng: -Để đảm bảo an toàn thì bề dày lớp phủ bê tông trên cốt thép phải thỏa mãn : hoa.σ/(m.Rcp) σ= (P=Pᵀᶜ.n) σ:ứng suất tiếp xúc đáy móng tính cho một đơn vị mét dài ⟹σ=(100.1,1+13,5)/4.5=27,4(T/m²) a:khoảng cách từ mép móng đến mép tường (a=1m) Chọn bê tông mác 200→RCP=90 ⟹ho 27,4.1/(1.90)=0,3(m) Vậy ta chọn ho=0,95m chiều dày lớp bê tông bảo vệ là 0,05m. -Tính số lượng cốt thép cần bố trí vào đáy móng : Số cốt thép chính do mômen M gây ra là: F=M/(m.ma.Ra.ho) Trong đó M= =27,4.1.1/2=13,7(T.m) (L=1 đơn vị chều dài) m : hệ số làm việc của bê tông chọn bằng 1 ma : hệ số làm việc của cốt thép chọn bằng 1 Chọn thép TC3:Ra=2100kg/cm²=21000T/m² ⟹Fa=13,7/(1.1.21000.0,95)=0.00068(m²)=6,8cm² Chọn thép chịu lực φ12→fa=0,6².π=1.13(cm²) -Số cốt thép cho một đơn vị chiều dài là : n =Fa/fa=6,8/1,13=6 thanh Khoảng cách giữa các thanh cốt thép C là : C= Trong đó : N=L.n=50.6=300 e : là chiều dày lớp bê tông bảo vệ chọn bằng 0,05m ⟹C=(50-0,1)/(300-1)=0,17m=17cm Có sơ đồ:(hình 6) 5mm 3mm Thép bên dưới là thép chịu lực,thép bên trên là thép phân bố chọn φ=6. PHẦN 3:TÍNH ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT , TRƯỢT. Ta cần xác định mặt trượt nguy hiểm nhất .Theo culông mặt trượt được giả thiết là một mặt phẳng.Mặt trượt nguy hiểm nhất là mặt mà tại đó áp lực chủ động của đất tác dụng lên tường chắn là lớn nhất .Để xác định mặt trượt nguy hiểm nhất ta sử dụng phương pháp đồ thị của cuman.Từ B kẻ trục ma sát BD hợp với phương nằm ngang một góc ϕ và trục hướng BK hợp với lưng tường một góc ϕ+ϕo .Vẽ các mặt trượt BC1, BC2, BC3,BC4 như phương pháp culông có trọng lượng các lăng thể , trên BD kẻ BF=G1(theo tỉ lệ 0.1) từ Fkẻ đường thẳng song song với BK cắt BC1 tương tự như thế ta biểu diễn G2,G3,G4 .Ta nối các giao điểm của mặt trượt và BF bằng đường cong ,rồi kẻ tiếp tuyến xác định được áp lực chủ động là đoạn gn -n và mặt trượt nguy hiểm nhất trùng với BC3.(hình 7) [...]... tâm là 5,5m Trong quá trình làm đồ án nhờ sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn và các bạn em đã hoàn thành được đồ án CƠ HỌC ĐẤT –NỀN VÀ MÓNG Mặc dù đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những sai xót em mong được thầy và các bạn góp ý Một lần nữa em chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy NHỮ VIỆT HÀ đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 .Đồ án cơ học đất nền móng _PGS.TS TẠ ĐỨC THỊNH ,THẠC... +7,45+6,8+6,2+5,7+5,3+4,9/2)=0,055m=5,5cm -Biểu đồ ứng suất dưới đáy móng như sau: h σ (T/m ) 2 bt σ (T/m ) 2 2,88 4,6 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 27,072 13 14 z 16,7 14,2 12,2 10,6 9,3 8,3 7,45 6,8 6,2 5,7 5,3 4,9 22,12 21,6 19,49 KẾT LUẬN Việc tính toán nền móng dưới tường chắn thu được kết quả sau : 1/ Áp lực chủ động lên tường chắn là 36,93(T/m²) 2 /Móng có kích thước b=4,5m h=1,5m hm=1m 3/Tường... o-o' M B,Tính ổn định trượt : η=Fct/Fgt Fct bao gồm: các lực thẳng đứng nhân với hệ số ma sát trong của đất cộng Với lực T ⟹η=[(E2+G+G1).tgϕ+ T ]/E1=[(17+83+13,5).tg24°+17,6]/32,6=2,08>[η] PHẦN 4:TÍNH LÚN Độ lún của móng là: S=.hi -Tính σi để vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm và tính ứng suất bản thân của đất ,từ đó xác định chiều sâu vùng hoạt động nén ép Ta có :σz=ko.Pgl Pgl=P-h=[(E1+G+G1)/b]-.h=25-1,92.1,5=22,12(T/m²)... đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 .Đồ án cơ học đất nền móng _PGS.TS TẠ ĐỨC THỊNH ,THẠC SĨ NGUYỄN VĂN PHÓNG,nhà xuất bản xây dựng 2 .Cơ học đất -TS.TẠ ĐỨC THỊNH ,PGS.TS NGUYỄN HUY PHƯƠNG,nhà xuất bản xây dựng CẨM PHẢ ,NGÀY 20 , THÁNG 10 NĂM 2010 SINH VIÊN VŨ THỊ DUYÊN ... n D ϕ+ϕο ϕ g4 g3 g2 =gn g1 B A,Tính ổn định lật: - Lực gây lật gồm thành phần nằm ngang của EC (E1) -Lực chống lật gồm của thành phần thẳng đứng của EC(E2) , trọng lượng tường(G) ,trọng lượng móng và đất trên móng( G1) ,lực dínhT ngăn mặt trượt trượt xuống gây lật tường ⟹ME1=E1.KN=EC.COS28°.KN=36,93.COS28°.4,2=136,95(T.m) ME2=E2.OK=EC.SIN28°.OK=36,93.SIN28°.2,9=50,3(T.m) M(G+G1)=(G+G1).b/2=(83+13,5).2,25=217(T.m)... Pgl=P-h=[(E1+G+G1)/b]-.h=25-1,92.1,5=22,12(T/m²) Ko là hệ số tra bảng phụ thuộc vào l/b và z/b σbt= ao: hệ số nén lún rút đổi ao=β/E=0,62/161,7=0,0038(cm²/kg)=0,00038(m²/T) -Coi tải trọng thẳng đứng là phân bố đều -Chia nền đất thành các lớp phân tố có chiều dày là hi =0,2b=0,9m Điểm tính 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Zi(m) 0 0,9 1,8 2,7 3,6 4,5 5,4 6,3 7,2 σbt(T/m² ) 2,88 4,608 6,336 8,064 9,792 11,52 13,248 14,976 16,704 l/b z/b . đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 .Đồ án cơ học đất nền móng _PGS.TS TẠ ĐỨC THỊNH ,THẠC SĨ NGUYỄN VĂN PHÓNG,nhà xuất bản xây dựng. 2 .Cơ học đất -TS.TẠ ĐỨC THỊNH ,PGS.TS. 5,5m Trong quá trình làm đồ án nhờ sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn và các bạn em đã hoàn thành được đồ án CƠ HỌC ĐẤT –NỀN VÀ MÓNG .Mặc dù đã hoàn thành nhưng không tránh khỏi những sai xót em. PHẢ , NGÀY 20 ,THÁNG 10,NĂM 2010 . MỞ ĐẦU Cơ học đất nền móng là 2 môn kĩ thuật cơ sở không thể thiếu đối với sinh viên ngành xây dựng công trình ngầm.Việc làm đồ án môn học này giúp em