Đồ án nền móng

Đồ án nền móng có bản vẽ, câu hỏi đồ án, bản vẽ CAD.Đây là một học phần quan trọng trong quá trình học tập của ae.

Trang 2

Thiết kế nền móng cho công trình có số liệu và đặc điểm cho bên dưới.

Sử dụng giáo trình “Hướng dẫn đồ án nền móng” (Trường Đại học Kiến Trúc Hà (HDDAN&M) để làm làm tài liệu cơ bản trong quá trình tính toán.

Nội)-2 Điều kiện địa chất công trình và thủy văn:

Lớp 1: Đất trồng trọt Chiều dày trung bình 1,2 mLớp 2: Đất sét pha Chiều dày trung bình 6,5 mLớp 3: Đất cát pha Chiều dày trung bình 5,0 mLớp 4: Đất sét pha Chiều dày trung bình 3,0 mLớp 5: Đất cát pha Chiều dày trung bình 1,1 mLớp 6: Đất cát pha Chiều dày trung bình 1,2 mLớp 7: Đất cát bụi Chiều dày trung bình 7,0 mLớp 8: Đất cát trung Chiều dày trung bình 30 mĐánh giá địa chất công trình cho phương án địa chất sau:

Loại đất

Chiều dày

Trọnglượngriêng tự

Trọnglượngriênghạt γh

φII (0)

E(kPa)Trồng

Trang 3

PHẠM THANH TUYẾN

0Đánh giá điều kiện địa chất công trình:

Đánh giá điều kiện địa chất, tiêu chuẩn xây dựng của các lớp đất nhằm mục đích lựa chọn giải pháp nền móng và độ sâu chôn móng một cách hiệu quả nhất

- Lớp 1: Đất trồng trọt có chiều dày trung bình 1,2m không đủ khả năng chịu lực để

làm nền cho công trình, do vậy phải bóc qua lớp này để đặt móng vào lớp dưới có đủ khả năng chịu lực

- Lớp 2: Sét pha: Chiều dày trung bình 6,5 m

Trang 5

3 Tải trọng công trình tác dụng lên móng

- Tải trọng công trình tác dụng lên móng đã cho trước theo tổ hợp cơ bản- Tải trọng tính toán

+ Đối với móng nông (tiết diện 250×400)

Trang 6

- Sơ đồ 1: Công trình thiết kế là “Nhà thí nghiệm khoa học”, kết cấu khung có BTCT có tường chèn

Hình 1: Mặt bằng móng công trình - Đặc điểm công trình

Nhà khung BTCT có tường chèn nên tra bảng 3-5 “Hướng dẫn đồ án nền móng” Độ lún tuyệt đối giới hạn: Sgh=0,08 m

 Độ lún lệch tương đối giới hạn: ∆ Sgh=0,01

Trang 7

II Các phương án thiết kế:

1 Phương án móng nông trên nền thiên nhiên:1.1.Tải trọng:

Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng: Nội lực tiêu chuẩn = Nội lực tính toán/1,15

- Cường độ tính toán của lớp sét pha là:

Ktc=1: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền lấy theo kết quả trực tiếp +Tra bảng (2-2 GTDANM) cho lớp sét pha với φ0

II =100 có:

A= 0,18 B= 1,73 D= 4,17

+ Trị tính toán thứ 2 tru ng bình của trọng lượng thể tích các lớp đất kể từ đáy móng trởlên :

Trang 8

γ,II=h1 γ1+h2 γ2h1+h2

¿1,2∗17+0,3∗18,6

Với :h1,h2: chiều dày mẫu đất có móng = h γ1, γ2: Trọng lượng riêng tự nhiên Vậy: Rtc

=1,2 x 1,0

-Diện tích sơ bộ đế móng: Fsb= N0tc

Vậy kích thước đáy móng chọn là: F=b x l=2,2x 3 = 6,6 (m¿¿2)¿

*Kiểm tra điều kiện ổn định nền

Tải trọng tiêu chuẩn quy về trọng tâm đáy móng

N0tc =119

657=¿ 0,18 (m)Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng:

Trang 9

PHẠM THANH TUYẾN⇒ Ptbtc=Pmaxtc +Pmintc

159+ 87

2 =123(KN/m2)Ta thấy:

Pmaxtc =159(KN/m2)≤ 1,2 xRtc=208(KN/m2) Pmintc =87,2(KN/m2)≥ 0

1.3 Kiểm tra kích thước đế móng theo điều kiện biến dạng(TTGH II):

Nội dung tính toán này nnhằm để khống chế biến dạng của nền, không cho biến dạng của nền lớn tới mức làm nứt nẻ, hư hỏng công trình bên trên hoặc làm cho công trình bên trên nghiêng lớn, không thỏa mãn điều kiện sử dụng và vấn đề tâm sinh lí của công trình Ta tính toán theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố Chia nền dưới móng thành các lớp phân tố có chiều dày hi¿ b

δz =0bt =∑γ h=18,6 x 0,3=5,58(KN /m 2)

- Ứng suất bản thân ở độ sâu z : δzibt=∑γi hI(KPa)

- Ứng suất gây lún tại độ sâu z : : δzigl=K0 i δz=0gl K0 = f(bl,

2 z

b ) = f(2,53 ,

2 z

2,5)

Trong đó : K0 : hệ số phân phối ứng suất dưới đáy móng (Bảng 2.6 GTNM)

- Do nền đất có chiều dày lớn và móng có kích thước không lớn b < 10 (m) nên ta dùng sơ đồ nửa không gian biến dạng tuyến tính ( Có l/b = 3/2,2 1,4 ).

Bảng 2: Ứng suất gây lún và ứng suất bản thân do tải trọng trực tiếp

Lớpđất

Trang 10

-Vậy ta lấy giới hạn nền đến độ sâu 4,4 (m) kể từ đáy móng.- Độ lún của nền được xác định theo công thức:

S = ∑

i=1nδzigl

Trang 11

Hình 3: Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún

+ Điều kiện về độ lún lệch tương đối S < Sgh giữa các móng cùng dày sẽ thoả mãn vì điều kiện điạ chất dưới các móng dãy này thay đổi không đáng kể , tải trọng xuống các móng cơ bản giống nhau Độ lún lệch tương đối với các dãy móng khác sẽ kiểm tra khi thiết kế móng cho dãy cột đó

1.4.Tính toán độ bền và cấu tạo móng

- Dùng bê tông mac 200, Rn=9000(KNm2 ), Rk=750(KNm2 ), Thép AII , Ra = 280.103 (KPa)

- Khi tính toán độ bền của móng ta dùng tải trọng tính toán của tổ hợp bất lợi nhất Trọng lượng của móng và đất trên các mặt bậc móng không làm cho móng bị uốn và không gây ra đâm thủng móng nên không cần tính đến.

1.4.1.Tính chiều cao móng theo cấu kiện bê tông cốt thép chịu uốn

- Áp lực tính toán ở đế móng

tt =Ntt0l.b(1±

l ) ; với e = 0,18m ( Đã tính ở trên ).

Trang 12

Pmax

=Pmaxtt +Pmintt

2 = 114,5(KN/m2)-Theo tam giác đồng dạng:

Trong đó : L- khoảng cách từ mépmóng đến mép cột ở phía có Pmaxtt

- Chiều cao làm việc của móng xác định theo công thức:

Ta xét trường hợp móng làm việc ở trạng thái nguy hiểm nhất, do đó: h0≥ L√ Ptto btt

0,4.btr Rn

⇒ h0≥ 1,3√0,4 x 0,4 x 9000138 x 3 =0,697(m)

Trang 13

Trong đó: btt = b = 3 (m) ; btr = lc = 0,4 (m); L=1,3 (m) => chọn h0= 0,7m

- Làm lớp bê tông lót dày 10cm bằng vữa xi măng cát vàng mác 75 với đá 4x6 nên ta lấy lớp bê tông bảo vệ cốt thép là a = 0,05 (m) Chiều cao toàn bộ móng :

hm = h0 + a = 0,7 + 0,05 = 0,75 (m)=> lấy chiều cao của hm=0,75 m

-Chiều cao làm việc của móng: : h0 = hm – abv = 0,75 - 0,05= 0,7 (m).

-Vì chiều cao làm việc của móng nhỏ mà diện tích đế móng khá lớn nên ta chọn giải phápdùng móng vát Chiều cao mép ngoài cùng của móng bằng 20cm

1.4.2.Kiểm tra chiều cao làm việc của móng theo điều kiện đâm thủng.

-Điều kiện chống chọc thủng: Nxt  Ncxt = 0,75.Rk.Sxqtx = 0,75.Rk.h0.btb Trong đó:

0,75 – Hệ số thực nghiệm

Rk – Cường độ chịu kéo của bê tông móng

Ssqtx – diện tích xung quanh tháp xuyên được chọn gần đúng bằng diện tích xung quanh của khối lập phương cạnh bc+h0 và dày h0

-Vẽ tháp đâm chủng ta có diện gạch chéo ngoài đáy tháp đâm chủng ở phía có áp lực

Pmaxtt xấp xỉ bằng:

Fxt ¿ L.b = 0,6x2,2= 1,32 (m2)Với : L=l

2−(0,7 +0,4

2 )=0,6(m)

Trang 14

Trang 15

Hình 4: Kích thước móng với điều kiện xuyên thủng-Áp lực tính toán trung bình trong phạm vi diện tích gây đâm thủng: Ptbtt '=Pmaxtt +P2tt

N xt=Ptt Sxt=1 48 1,32=195,36 KN - Lực chống xuyên thủng:

N cxt=0,75 Rk Sxt=0,75 Rk (bc+h0) h0

Trang 16

- Dùng móng vát , chiều cao mép ngoài cùng là 300 (mm)

- Quan niệm cánh móng như những dầm công sôn ngàm vào các tiết diện qua chân cột Cốt thép dùng cho móng chịu mô men do áp lực phản lực của đất nền gây ra.

- Momen tương ứng mặt ngàm I-I :

Chọn 14∅12 khoảng cách a = 2200−2.5013 ≈ 162 mm Chiều dài mỗi thanh thép : l = 3 – 2 x 0,05 =2,9(m)-Momen tương ứng mặt ngàm II-II:

Theo phương tương ứng với mặt ngàm II-II móng chịu tải trung tâm nên ta tính theo côngthức:

MII=l B2.ptbtt

Fa2 = MII0,9 h0 Rs=

163,3 x 1 04

0,9 x 0,7 x 28 x 1 04 = 9,25(c m2

Chọn 10 (Fs=0,785 cm2) => Số lượng thép n = 0,7859,25 = 11,78cây Chọn 1210 Khoảng cách a=3000−2 ×50

11 = 265mm

Trang 17

Chiều dài mỗi thanh thép: : l = 2,2 – 2x0,05 =2,1 (m)

Trang 18

1.5.Bố trí thép cho móng:

Trang 19

MÓNG NÔNG M1

TỈ LỆ1/30

móngCọc:2.1.Tảitrọng tácdụng lênmóng:

Tải trongtiêu

chuẩn ởđỉnhmóng:

Trang 20

N0tc = N0

ttn =

1,15 =313,04 T =3130,4KN

M0tc = M0

ttn =

1,15 = 18,78Tm =187,8 KNm

Qtc = Q

ttn =

1,15 = 12,52 T=125,2 KN

Không có mực nước ngầm xuất hiện trong phạm vi khảo sát

 Chọn giải pháp móng cọc đài thấp Dự tính chiều sâu chôn đài là 2m

Phương án: dùng cọc BTCT 40x40cm, đài đặt vào lớp 2,mũi cọc hạ sâu xuống lớp7

2.3 Phương án thi công vầ vật liệu móng cọc2.3.1 Đài cọc

 Bê tông M250 có Rn=11500KN/m2, RK=900KN/m2

 Cốt thép: thép chịu lực trong đài là thép loại AII có Ra=280 MPa=28 104KN/

 Lớp lót đài: bê tông M100 dày 10cm

 Đài liên kết ngàm với cột và cọc Thép của cọc neo trong đài ≥ 20d (chọn40cm) và đầu cọc trong đài 40cm

2.3.2 Cọc đúc sẵn

 Bê tông: M400, Rn=17000KN/m2

 Cốt thép: thép chịu lực AII, đai AI

 Cọc được hạ xuống bằng búa diezel ……

 Khi nối hai cọc với nhau ta dùng phương pháp hàn hai đầu cọc lại với nhaubằng các thép tấm

2.4 Xác định sức chịu tải của cọc đơn:

 Thép AII có Ra=28.104KN/m2

 Bê tông: M400, Rn=17000KN/m2

 Sức chịu tải của cọc xác định theo công thức:

Trang 21

Pvl=k m.(Rn Fc+Ra Fa)

Trong đó: k.m: hệ số điều kiện làm việc của vật liệu, được lấy = 0.7

Rn: cường độ chịu nén của bê tông

Ra: cường độ chịu nén hay kéo cho phép của thép

Fc: tiết diện cọc

Fa: tiết diện bố trí cốt thép trong cọc

Thép chịu lực chính dùng 4∅ 18 có tiết diện một cây là fa=2,54 cm2

Fa=4.2,54 10−4m2=10,16 10−4m2Fc=0,4 × 0,4=0,16 m2

Vậy: Pvl=0,7.(17000.0,16+28 104.10,16 10−4)=2103.136 KN

2.5.Xác định sức chịu tải của cọc đơn:

a.Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu trạng thái của của đất nền ( phương pháp thốngkê)

Với chiều dài cọc thiết kế dự tính là 22,4m trừ đoạn đập đầu cọc và ngàm trong đài chọn là0,4m => Chiều dài cọc còn lại là 22m

Cọc ma sát khi chịu tải trọng thì một phần tải trọng được truyền xuống đất thông qua mũicọc và phần còn lại được truyền vào đất nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất baoquanh.

Sức chịu tải của cọc theo phương pháp thống kế xác định theo công thức: Qtc m q AR .pp u.m f lfi .si i

Trong đó : Trong đó:

mR, mf: hệ số điều kiện làm việc của đất (tra bảng 3.3 giáo trình)

u: chu vi tiết diện ngang cọc u=0,4.4=1,6 (m)

li: chiều dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc

fsi: lực ma sát đơn vị của mỗi lớp đất mà cọc đi qua, phụ thuộc vào trạng tháivà chiều sâu trung bình của mỗi lớp đất.

Trang 22

Chia dất thành các lớp đồng nhất có chiều dày ≤2(m), ở đây zi và H tính từ cốtthiên nhiên vì lớp đất lấp <3(m)

Trang 24

Chiều sâuz (m)

- Sức chịu tải trọng nén theo phương dọc trục của cọc ma sát theo kết quả thí nghiệmtrong phòng:

Trong đó:

Trang 25

+Khoảng cách giữa các tim cọc L≥3d =>L≥1200

+Khoảng cách từ tim cọc đến mép đài phải thỏa mãn điều kiện

Trang 26

2.6.2.Kiểm tra nền móng theo điều kiện biến dạng:

Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền móng quy ước có mặt cắt là abcd+Tổng tải tiêu chuẩn:

N0tc = N0

ttn =

1,15 =313,04 T =3130,4KN

M0tc = M0

ttn =

1,15 = 187,83Tm =1878,3 KNm

Qtc = Q

ttn =

1,15 = 12,522 T=125,22 KN

Trang 27

-Ta quan niệm rằng, nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh mà tải trọngcủa móng được truyền trên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cục tại đáy đài vàngjiêng một góc α=φtb

+B=1,6(m):Khoảng cách giữa 2 mép cọc biên theo phương cạnh ngắn+H=22(m): Khoảng cách từ đế đài đến mũi cọc

-Chiều dài của đáy khối móng quy ước

Lqu = L + 2.Htg =1,6+2.22.tg4,67=5,19(m)Trong đó:

L=1,6(m):khoảng cách giữa 2 mép cọc theo phương cạnh dài-Chiều cao khối móng quy ước:

L: ciều dài cọc tính từ đáy đài tới mũi cọc

α : góc mở rộng so với trục thẳng đứng, kể từ mép ngoài của hàng cọc ngoàicùng

- Trọng lượng trung bình của đài và đất trên đài:(Chiều dài rộng đài, chiều cao từ đáy đài->MDTN, chiều dài cọc)

Trang 28

-Trọng lượng của khối quy ước

+Trong phạm vi từ đế đài trở lên

-Tổng tải trọng tiêu chuẩn lực dọc xác định đáy khối quy ước:

∑Ntc=Nqutc+Notc=12254,5+3130,4=15384,9 KN

Trang 29

-Độ lệch tâm e=Mtc

Trang 30

SƠ ĐỒ TÍNH LÚN CỦA NỀN MÓNG CỌC MA SÁT

Trang 31

2.6.3.Kiểm tra độ lún của nền dưới đáy khối quy ước:

Tính toán theo phương pháp cộng lún các lớp nhân tố, chia nền dưới đáy khối quy ước thành các lớp nhân tố có chiều dày hi=Bqu

γi hi

-Ứng suất gây lún tại độ sâu z:

Trang 32

i=1n δzigl

Ei .hi

Trong đó :

oi = 0,8: hệ số phụ thuộc hệ số nở hông μ của đất được lấy theo quy phạm

δzigl : ứng suất gây lún ở chính giữa phân tố thứ i

E : Mô đun biến dạng

Trang 33

bc+2 h0đ=0,4+2 1,1=2,6 m

s

Trang 34

lc+2 h0đ=0,6+2 1,1=2,8 m

- Sơ đồ làm việc đài cọc như sau

Như vậy không có cọc nào nằm ngoài phạm vi đáy tháp xuyên nên chiều cao đài chọn vậy là hợp lý

2.7.2.Tính toán cốt thép cho đài :

- Dùng bê tông M250 có Rn=11500 KN /m2

- Thép AII có Ra=28.104KN /m2

Trang 37

2.7.3.Bố thép cho móng:

a

Trang 38

2.8.Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công

*Để phù hợp cho việc vận chuyển thì quy ước cọc có L=11, khi thi công sẽ chồng lên.

- Khi vận chuyển cọc: tải trọng phân bố q = n.γ.FTrong đó n là hệ số động, n = 1,5

 q = 1,5×25 × 0,4× 0,4 = 6 KN/mChọn a sao cho M1+¿≈ M1−¿¿

Trang 39

Hình 12: Biểu đồ momen khi cẩu lắp

M2 ,max=0,043 ×q × L2=0,043 ×6 × 112=31,218KNmTa thấy M1<M2 nên ta dùng M2 để tính toán

+ Lấy lớp bảo vệ của cọc là a = 3 cm  chiều cao làm việc của cốt thép h0 = 40 – 3 = 37 cm

Trang 41