Móng nông trên nền gia cố đệm cát: I.Tài liệu thiết kế: I.1 Tài liệu công trình: Tên công trình: Đặc điểm kết cấu: Kết cấu nhà khung ngang BTCT kết hợp tờng chịu lực. Tải trọng tính toán. Tải trọng tính toán dới chân công trình tại cốt mặt đất Cột C 1 : TQTmMTN tt o tt o tt o 1;2;50 === Tờng T 1 : Tải trọng tiêu chuẩn: n N N tt o tc o = n M M tt o tc o = n Q Q tt o tc o = (n: hệ số vợt = 1,1 đến 1,2; ở đây lấy 1,15) 2 /5,43 15,1 50 mTN tc o == TmM tc o 74,1 15,1 2 == TQ tc o 87,0 15,1 1 == I.2 Tài liệu địa chất công trình: Phơng pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng Thí nghiệm hiện trờng: CPT; SPT Khu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp có chiều dày hầu nh không đổi Lớp 1: Số hiệu 200 dày h 1 = 4,5m Lớp 2: Số hiệu 400 dày h 2 = 5,0m Lớp 3: Số hiệu 100 rất dày. Mực nớc ngầm ở độ sâu 10 m. Tơng tự nh ví dụ trên ta có trụ địa chất nh sau: 21 Cát pha 200 dẻo Sét pha Nửa cứng Cát thô Chặt vừa 400 100 45005000 Nhận xét: lớp đất 1 yếu và dày, các lớp đất 2 và 3 tốt dần. 1.3. Tiêu chuẩn xây dựng. Độ lún cho phép cmS gh 8= Hiệu số độ lún móng cột nhà dân dụng và công nghiệp: đối với khung bằng thép và bê tông cốt thép: 0,2% II.Phơng án nền móng: - Tải trọng công trình không lớn. - Lớp đất trên cùng khá yếu và dày, do đó ở đây chọn giải pháp thay thế một phần lớp đất yếu đó bằng lớp đệm cát. - Móng BTCT: Móng đơn dới cột. Móng băng dới tờng. - Tờng ngăn và bao che có thể dùng móng gạch hay giằng, dầm móng để đỡ. III. Vật liệu móng, giằng, đệm cát. - Bê tông 200 # : 2 /90 cmkGR n = ; 2 /5,7 cmkGR k = - Thép: 10 AII: 2' /2800 cmkgRR aa == 10< AI: 2' /2300 cmkgRR aa == - Bê tông lót: 100 # , dày 10cm - Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng: a = 4cm - Đệm cát: + Vật liệu làm đệm: Cát to hoặc cát trung, cát phải thỏa mãn một số đ/k sau: Đối với cát vàng, hàm lợng SiO 2 không nên nhỏ hơn 70% và hàm lợng hữu cơ không v- ợt quá 5%. Hàm lợng mica nên nhỏ hơn 1,5% và cỡ hạt có d>0,25mm chiếm trên 50%, cấp phối rải đều d =5ữ0,25mm. Sơ đồ tính toán đệm cát: 22 Cát pha, dẻo : =1,8T/m 3 ; =2,68 ; = 10 0 ; c =0,8 T/m 2 , B = 0,77; e 0 =0,913 ; q c = 40 T/m 2 ; N 60 =3; E o = 200T/m 2 Sét pha,nửa cứng : =1,88T/m 3 ; =2,71 ; = 17 0 ; c =2,8 T/m 2 , B = 0,19; e 0 =0,845 ; q c = 200 T/m 2 ; N 60 =16; E o =1200T/m 2 Cát thô, chặt vừa: =1,89T/m 3 ; =2,63 ; = 33 0 e 0 =0,67; E 0 = 2 /1560 mT ; q c = 780 T/m 2 ; N 60 =17 b tc Q o N o M o tc tc + Đặc trng đệm cát: Chọn 3 /85,1 mT * Góc mở đệm thay đổi trong khoảng từ 30 o đến góc ma sát trong của đệm cát. Ta lấy o 30= *Góc mái hố móng : Tuỳ thuộc vào tính chất của lớp đất đào hố móng và biện pháp chống đỡ thành hố đào. Nếu không dùng biện pháp chống đỡ thành hố móng thì tính toán tham khảo phần mái đất Cơ học đất Chiều dày đệm cát h đ =2,0m. Tính chất cơ học của đệm cát: Chọn sức kháng xuyên 2 /800 mTq c tra bảng sách cơ đất có: o 30 (ở đây chọn )30 o = 2 /1600800.2. mTqE co === ( chọn 2 = đối với cát chặt vừa) (Lấy chiều dày đệm cát lớn nhất để viết chung biện pháp gia cố cho cả 3 móng) IV. Chọn chiều sâu chôn móng: h m : tính từ mặt đất tới đáy móng (không kể lớp bê tông lót móng) ở đây lớp đất yếu 1 dày 4,5m ta chọn h m =1,0m A.Thiết kế móng M 1 ( Móng dới cột C1) Giả thiết móng có kích thớc: b =1,2m; l = .b; trong đó: = 1+e ữ 1+2e; e: là độ lệch tâm N M e = ; TmhQMM mo 31.12. =+=+= 06,0 50 3 == N M e Chọn trong khoảng từ:1+e=1,06 đến 1+2.e=1,12 = 1,12; vậy l = .b = 1,12 . 1,2m 1,4 m. Chọn l=1,4m Sơ bộ chọn kích thớc móng M 1 : l ì b=1,4 ì 1,2m A.I. áp lực tiếp xúc dới đáy móng: 1, Do tải trọng tiêu chuẩn gây ra: 23 2 /2829,251.2 4,1.2,1 5,43 . mTh F N p mtb tc o +=+=+= 2 2 max /65,3465,628 4,1.2,1 6).1.87,074,1( 28 . mT W hQM pp m tc o tc o =+= + += + += 2 2 min /35,2165,628 4,1.2,1 6).1.87,02( 28 . mt W hQM pp m tc o tc o == + = + = 2, á p lực gây lún: 2 /2,268,1281.8,128. mThpp mgl ==== 3, Do tải trọng tính toán không kể trọng l ợng bản thân móng và lớp phủ gây ra: 2 /76,29 4,1.2,1 50 mT F N p tt o o === 2 2 max /45,3765,78,29 4,1.2,1 6).1.12( 8,29 . mT W hQM pp m tt o tt o o o =+= + += + += 2 2 min /15,2265,78,29 4,1.2,1 6).1.12( 8,29 . mT W hQM pp m tt o tt o o o == + = + = A.2. Kiểm tra kích thớc đáy móng: 1 , Kiểm tra sức chịu tải của nền: - Tại đáy móng: Điều kiện kiểm tra: Rp Gần đúng coi là tải thẳng đứng ( tức là 0 = ) Sức chịu tải của nền đợc tính theo công thức của Terzaghi: ccqqgh NcSNqSNbSP 5,0 ++= Trong đó: 83,017,01 4,1 2,1 .2,012,01 ==== l b S 1= q S 17,117,01 4,1 2,1 2,012,01 =+=+=+= l b S c o 33= tra bảng sách cơ đất: 8,34= N ; 1,26= q N ; 7,38= c N 2 /06,794706,32 01,26.1.8,1.18,34.2,1.85,1.83,0.5,0 mT P gh =+= =++= ; s gh F P R = 2= s F ; 2 /4053,39 2 06,79 mTR == 22 /40/32 mTRmTp =<= 24 1200 1400 Q o tc N o M o 0.000 -1.000 tc tc Cát pha 200 dẻo Sét pha Nửa cứng 400 200 Cát pha dẻo Đệm cát 100020001500 222 max /48/40.2,1.2,1/32 mTmTRmTp ==<= - Tại đáy lớp đệm: chọn đệm dày 2m Xác định kích thớc móng khối quy ớc: mtgtghbb o dqu 5,35774,0.2.22,130.2.22,1 2 =+=+=+= mtgtghll o dqu 7,35774,0.2.24,130.2.22,1 2 =+=+=+= mh qu 3= Xác định ứ/ suất dới đáy đệm cát: (tại điểm M): M z M btM += M bt ứng suất bản thân tại M M z ứng suất do tải trọng ngoài gây ra tại M 2 1 /5,57,38,12.85,11.8,1 mThh ddm M bt =+=+=+= ).( 1 m tt o M z hpk = ; o k b z b l ; 17,1 2,1 4,1 == b l ; 7,1 2,1 2 == b z Nội suy ta có: 165,0= o k 2 /5983,42,30.165,0)1.8,132.(165,0 mT M z === 2 /5,1055,5 mT M =+= Xác định cờng độ đất nền dới đáy đệm cát- gần đúng xác định theo công thức: ccqqqugh NcSNqSNbSP 5,0 ++= Trong đó: 81,019,01 7,3 5,3 .2,012,01 ==== qu qu l b S ; 1= q S 19,119,01 7,3 5,3 2,012,01 =+=+=+= qu qu c l b S o 10= tra bảng sách cơ đất: 1= N ; 49,2= q N ; 45,8= c N 2 1 /5,52.85,11.8,1 mThhq ddm =+=+= 2 /29,2404,87,1355,245,8.8,0.19,149,2.1.5,5.11.5,3.8,1.81,0.5,0 mTP gh =++=++= ; s gh F P R = 2= s F ; 2 /14,12 2 29,24 mTR == 22 /14,12/5,10 mTRmTp =<= 2. Kiểm tra biến dạng của nền: Dùng phơng pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của móng . Với đất có kết quả nén ép - Đất dính: == + == n i i i ii n i i h e ee SS 1 1 21 1 1 Với đất có không kết quả nén ép - Đất rời: = = n i gl zi oi ii E h S 1 25 Chia các lớp đất dới đáy móng trong phạm vi chiều dày nén lún thành các lớp phân tố có chiều dày 4 b h i ; ở đây móng có b=1,2m ta chia các lớp đất dày 0,3m. áp lực gây lún trung bình tại đáy móng: 2 /2,26 mTp gl = Vẽ biểu đồ áp lực bản thân: )( imibti zh += Vẽ biểu đồ ứng suất phụ thêm: pk ozi = Kết quả tính toán ứng suất trình bày trong bảng sau: Lớp Điểm tính )(mz i )/( 2 mT bt b l b z o k pk ozi .= (đệm cát) 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,0 1,8 2,355 2,805 3,36 3,915 4,47 5,025 5,395 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,67 1 0,9373 0,735 0,526 0,373 0,272 0,2034 0,167 26,2 24,56 19,23 13,78 9,77 7,13 5,33 4,38 I 8 9 10 11 12 13 14 2,3 2,6 2,9 3,2 3,5 3,8 4,1 5,935 6,475 6,793 7,333 7,873 8,413 8,953 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,17 1,92 2,17 2,42 2,67 2,92 3,17 3,42 0,136 0,1047 0,0893 0,0722 0,0629 0,0525 0,046 3,56 2,74 2,34 1,89 1,65 1,38 1,20 Tính độ lún: a, Xác định chiều sâu vùng chịu nén: ở chiều sâu z = 3,8m ( ứng với điểm 13) ứng suất bản thân: 2 13 /413,8 mT bt = ứng suất phụ thêm: 2 13 /38,1 mT z = thoả mãn điều kiện: btz 5 1 Vậy ta lấy chiều sâu vùng chịu nén mH c 8,3= b, Tính độ lún: Lớp đệm: đất cát: = = n i zi oi ii E h S 1 ; 8,0= Lớp 1: đất dính == + == n i i i ii n i i h e ee SS 1 1 21 1 1 ii ee 21 ; hệ số rỗng của đất ứng với ii pp 21 ; 2 )1( 1 btiibt i p + = ; zi ii pp += 12 ; 2 )1( ziiz zi + = i h chiều dày tầng đất thứ: i 26 tt Q o tt N o tt M o 0.000 -1.0 bt Z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1,8T/m2 2,355T/m2 2,805T/m2 3,36T/m2 3,915T/m2 4,47T/m2 5,025T/m2 5,395T/m2 5,935T/m2 6,475T/m2 6,793T/m2 7,333T/m2 7,873T/m2 8,413T/m2 8,953T/m2 1,20T/m2 26,2T/m2 24,56T/m2 19,23T/m2 13,78T/m2 9,77T/m2 7,13T/m2 5,33T/m2 4,38T/m2 3,56T/m2 2,74T/m2 2,34T/m2 1,89T/m2 1,65T/m2 1,38T/m2 300300300300300300 200 300300300300300300300 Cát pha 200 dẻo Sét pha Nửa cứng Cát thô Chặt vừa 400 100 200 Cát pha dẻo Đệm cát 10002000150050001559 KÕt qu¶ tÝnh to¸n tr×nh bµy trong b¶ng sau: TÇng )(mh i zi − σ o E )(mS i 1 2 3 4 5 6 7 0,3 - - - - - 0,2 25,38 21,90 16,50 11,78 8,45 6,23 4,86 1600 - - - - - - 0,0038 0,0032 0,0025 0,0018 0,0012 0,0009 0,0005 S 1 = 0,014m TÇng )(mh i i p 1 zi − σ zi ii pp − += σ 12 i e 1 i e 2 )(mS i 8 9 10 11 12 13 14 0,3 - - - - - - 5,935 6,475 6,793 7,333 7,873 8,413 8,953 3,90 3,15 2,54 2,12 1,77 1,52 1,29 9,835 9,625 9,333 9,453 9,643 9,930 10,243 0,789 0,760 0,755 0,732 0,710 0,700 0,695 0,775 0,751 0,749 0,728 0,707 0,698 0,694 0,0023 0,0015 0,0010 0,0007 0,0005 0,0004 0,0002 S 2 = 0,0066m S=S 1 +S 2 =0,014+0,0066=0,021≈ 2cm < [ ] cmS 8= A.3. TÝnh to¸n chiÒu cao vµ cèt thÐp mãng: (t¬ng tù nh mãng n«ng trªn nÒn thiªn nhiªn) B. ThiÕt kÕ mãng T 1 ( Mãng díi têng T 1 ): 27 . 0,2% II.Phơng án nền móng: - Tải trọng công trình không lớn. - Lớp đất trên cùng khá yếu và dày, do đó ở đây chọn giải pháp thay thế một phần lớp đất yếu đó bằng lớp đệm cát. - Móng BTCT: Móng. l=1,4m Sơ bộ chọn kích thớc móng M 1 : l ì b=1,4 ì 1,2m A.I. áp lực tiếp xúc dới đáy móng: 1, Do tải trọng tiêu chuẩn gây ra: 23 2 /2829,251.2 4,1.2,1 5,43 . mTh F N p mtb tc o +=+=+= 2 2 max /65,3465,628 4,1.2,1 6).1.87,074,1( 28 . mT W hQM pp m tc o tc o =+= + += + += 2 2 min /35,2165,628 4,1.2,1 6).1.87,02( 28 . mt W hQM pp m tc o tc o == + = + = 2,. mTh F N p mtb tc o +=+=+= 2 2 max /65,3465,628 4,1.2,1 6).1.87,074,1( 28 . mT W hQM pp m tc o tc o =+= + += + += 2 2 min /35,2165,628 4,1.2,1 6).1.87,02( 28 . mt W hQM pp m tc o tc o == + = + = 2, á p lực gây lún: 2 /2,268,1281.8,128. mThpp mgl ==== 3, Do tải trọng tính toán không kể trọng l ợng bản thân móng và lớp phủ gây ra: 2 /76,29 4,1.2,1 50 mT F N p tt o o === 2 2 max /45,3765,78,29 4,1.2,1 6).1.12( 8,29 . mT W hQM pp m tt o tt o o o =+= + += + += 2 2 min /15,2265,78,29 4,1.2,1 6).1.12( 8,29 . mT W hQM pp m tt o tt o o o == + = + = A.2.