Đang tải... (xem toàn văn)
Cơ học đất, nền và móng công trình là hai môn học không thể thiếu đối với sinh viên khoa công trình các trường đại học kỹ thuật.Hiểu biết sâu sắc về đất nền,về các quá trình cơ học xảy ra trong nền dưới tác dụng của tải trọng ngoài để từ đó thiết kế giải pháp nền móng hợp lý là yêu cầu bắt buộc đối với các kỹ sư xây dựng.các kỹ sư địa chất công trình – địa kỹ thuật.Trong chương trình đào tạo của trường Đại học Mỏ Địa chất đối với sinh viên ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ, ngoài việc học trên lớp giáo trình Nền và Móng còn có đồ án môn học,nó giúp cho mỗi sinh viên :•Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng nó vào các công việc cụ thể.•Biết các bước thực hiện việc thiết kế và kiểm tra móng.•Làm cơ sở giúp cho sinh viên hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp sau này.Với mục đích như vậy thầy giáo đã giao cho mỗi sinh viên một đề tài với những yêu cầu và nhiệm vụ khác nhau.Sau một thời gian làm việc nghiêm túc với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nhữ Việt Hà, tôi đã hoàn thành đồ án môn học với nội dung sau :
MỞ ĐẦU Cơ học đất, nền và móng công trình là hai môn học không thể thiếu đối với sinh viên khoa công trình các trường đại học kỹ thuật.Hiểu biết sâu sắc về đất nền,về các quá trình cơ học xảy ra trong nền dưới tác dụng của tải trọng ngoài để từ đó thiết kế giải pháp nền móng hợp lý là yêu cầu bắt buộc đối với các kỹ sư xây dựng.các kỹ sư địa chất công trình – địa kỹ thuật. Trong chương trình đào tạo của trường Đại học Mỏ- Địa chất đối với sinh viên ngành xây dựng công trình ngầm và mỏ, ngoài việc học trên lớp giáo trình Nền và Móng còn có đồ án môn học,nó giúp cho mỗi sinh viên : • Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng nó vào các công việc cụ thể. • Biết các bước thực hiện việc thiết kế và kiểm tra móng. • Làm cơ sở giúp cho sinh viên hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp sau này. Với mục đích như vậy thầy giáo đã giao cho mỗi sinh viên một đề tài với những yêu cầu và nhiệm vụ khác nhau. Page | 2 Phạm Thị Thu Sau một thời gian làm việc nghiêm túc với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nhữ Việt Hà, tôi đã hoàn thành đồ án môn học với nội dung sau : • Mở đầu • Đề bài • Chương I : thiết kế móng • Chương II : kiểm tra ổn định trượt sâu • Chương III : xác định tải trọng giới hạn • Chương IV : tính độ lún cuối cùng • Kết luận. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên trong đồ án còn nhiều sai sót. Rất mong được sự nhận sét, đánh giá và góp ý của thầy. 2 Page | 3 Phạm Thị Thu Đề bài : Cho một mố cầu có kích thước 5x7m, chịu tác dụng của tải trọng đúng tâm nghiêng với phương thẳng đứng một góc δ = 5̊ và tải trọng ngang H. Mố cầu đặt trên nền đất gồm 2 lớp : • Lớp 1 : sét pha dẻo cứng dày 6m • Lớp 2 : sét cứng dày vô tận. Tải trọng P = 950 T H = 40 T Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 và lớp 2 được cho theo bảng sau : Lớp sét pha dẻo cứng Lớp sét cứng k.lg thể tích TN Hệ số rỗng Hệ số nén lún Gó c ma sát Lực dính kết k.lg thể tích TN Hệ số rỗng Hệ số nén lún Gó c ma sát Lực dính kết w γ (T/m 3 ) 0 ε a 2-1 cm 2 /kg ϕ (độ ) C Kg/c m 2 w γ (T/m 3 ) 0 ε a 2-1 cm 2 /kg ϕ (độ ) C Kg/c m 2 1,90 0,70 0 0,021 18 0,29 2,02 0,60 4 0,017 18 0,50 5m 3 Page | 4 Phạm Thị Thu δ H P 1m 6m Sét pha dẻo cứng Sét cứng CHƯƠNG I : THIẾT KẾ MÓNG 4 Page | 5 Phạm Thị Thu Căn cứ vào chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất phía dưới và điều kiện làm việc của công trình, các điều kiện về kinh tế kỹ thuật nên tôi quyết định chọn loại móng đơn cứng hữu hạn. Ta đặt móng trong lớp sét cứng.Chiều rộng của móng được tính sơ bộ theo phương trình bậc 3 sau : 0=K-b.K+b 2 2 1 3 Trong đó w m 3 w 2 11 γ h.βγ .M- γ C.M +h.M=K w tc 32 γ P .M=K Với 321 M,M,M được xác định bằng cách tra bảng theo góc nội ma sát φ. -Lớp sét cứng có φ = 18̊ tra bảng ta có : 32,2=M 31,12=M 32,6=M 3 2 1 -Chọn chiều sâu chôn móng h = 6m 2,2=βγ m T38,946=5cos.P=P otc Ta có : 23,53= 2,02 2,2.6 2,32 02,2 5.31,12 +6.32,6=K 1 1087= 02,2 38,946 .32,2=K 2 Thay vào phương trình bậc 3 ta được b = 4,3 < c b ⇒ cần chọn lại b. Do móng là móng đơn cứng hữu hạn nên : 5 Page | 6 Phạm Thị Thu 2≤αtg≤1 tk 2≤ 2.h b-b ≤1⇔ m c mcmc h.2.2+b≤b≤h.2+b⇔ Chọn m h = 2m 13≤b≤9⇔ Chọn b = 10m 2=αtg gh 13=2.2.2+5=αtg.h.2+b=b ghmcgh gh b<b⇒ (thoả mãn ) Khi thiết kế móng đơn dưới cột ta cần chú ý : m14=b.4,1=a⇒4,1= 5 7 = b a = b a c c Điều kiện chịu lực Sơ đồ chịu lực : H 1m P h G h m 6 Page | 7 Phạm Thị Thu max i min b c a a c b • Sức chịu tải của nền đất : đối với công trình cầu cống ta dùng công thức [ ] { } )3-h(γ.k.10+)2-b(k+1'R2,1=R 21 tc 7 Page | 8 Phạm Thị Thu Trong đó R’ ,k 1 , k 2 là các hệ số được tra theo bảng với nền là đất sét cứng có 0 ε = 0,604 ⇒ R’ = 495 2,0=k 04,0=k 2 1 [ ] { } )3-6.(2.10+)2-10.(04,0+110.4952,1=R⇒ 1-tc = 78,41 ( T/m 2 ) • Kiểm tra 2 m tc tc m140=14.10=F<51,14= 6.2,2-41,78 38,946 = h.βγ-R P ∑ (thoả mãn ) • Kiểm tra w M + F G+P =σ tc tc tc max ∑ Trong đó G - là trọng lượng của móng và đất trên móng G = )T(1848=2,2.6.140=βγF.h. m tc M - là mômen tiêu chuẩn lấy đối với trọng tâm móng. ) 2 h -h+1.(H+ 2 h .5sin.P=M mm otc = )m.T(8,322=) 2 2 -6+1.(40+ 2 2 .950.sin5 o w là mômen chống uốn của móng )m(3,233= 6 10.14 = 6 a.b =w 3 2 2 8 Page | 9 Phạm Thị Thu )m/T(34,21= 3,233 8,322 + 140 1848+38,946 =σ⇒ 2tc max ⇒1,94=R.2,1<σ tctc max thoả mãn. • Kiểm tra w M - F G+P =σ tc tc tc min ∑ = ⇒0>)m/T(58,18= 3,233 8,322 - 140 1848+946,38 2 tho ả mãn. • Kiểm tra ⇒)m/T(96,19= 2 σ+σ =σ 2 tc min tc max tc tb thoả mãn. Vậy với kích thước móng đã chọn hoàn toàn thoả mãn điều kiện chịu lực. Tính bê tông và cốy thép: - Chiều dày làm việc của bê tông cpcc 0 R.m).b+a(2 P >h Trong đó T1041=38,946.1,1=P.n=P tc cp R là cường độ kháng cắt của bêtông.Chọn bê tông mác 200# và móng chịu ép khi uốn nên ta lấy cp R = 100 M là hệ số làm việc của móng, lấy m = 1. ⇒ )m(22,0= 100.1).10+14(2 1041 >h o 9 Page | 10 Phạm Thị Thu - Tính cốt thép : Mômen do phản lực gây ra được tính theo công thức : ) 2 σ+σ )(b+b2()a-a( 24 1 =M ) 2 σ+σ )(a+a2()b-b( 24 1 =M minmax c 2 ca imax c 2 cb Trong đó w M ± F G+P =σ,σ ∑ minmax )m.T(08,355=8,322.1,1=M.n=M )T(1041=38,946.1,1=P.n=P tc tc ∑ Vậy )m/T(16,22= 3,233 08,355 + 140 1848+1041 =σ 2 max )m/T(11,19= 3.233 08,355 - 140 1848+1041 =σ 2 min i σ là ưng suất tiêu chẩn tại mép cột phía có max σ ) a αtg.h -1)(σ-σ(+σ=σ m minmaxmini 25,1= 2.2 5-10 = 2.h b-b =αtg m c )m/T(62,21=) 14 25,1.2 -1)(11,1916,22(+11,19=σ⇒ 2 i )m.T(1053=) 2 11,19+16,22 )(5+2.10()7-14( 24 1 =M⇒ 2 a )m.T(798=) 2 62,21+16.22 )(7+14.2()5-10( 24 1 =M 2 b Diện tích cốt thép theo chiều từng cạnh của móng: 10 [...]... bê tông bảo vệ là e = 0.04 m ta có : h o = h m - e = 2 - 0,04 = 1,96m R a - cường độ chịu kéo của cốt thép lấy bằng 1800 kG/cm 2 Vậy ta có Fb = 798 = 0,0226m 2 = 226cm 2 1.1.1800.10.1,96 Fa = 1053 = 0,0298m 2 = 298cm 2 1.1.1800.10.1,96 - Số thanh cốt thép theo chiều từng cạnh của móng : Chọn thép Φ 22 có f a = 3,801 cm 2 nb = Fb 226 = = 60 thanh f a 3,801 na = Ta có : Fa 298 = = 79 thanh f a 3,801... 1195 T 2 - Tải trọng ngang giới hạn : Tgh = Pgh tgδ = 147 T Khi đó P tt = 1,1.946,38 =1041 < Pgh T tt = 1,1.83 = 91,3 < Tgh Vậy kích thước móng thoả mãn điều kiện về cường độ 33 Phạm Thị Thu Bảng tra trị số N q , N γ , N c để tính tải trọng giới hạn theo Xocolovxki cho móng băng nông chịu tải trọng nghiêng : Page | 34 5o 10o 15o 20o 25o 30o 35o 40o 45o 1.5 3.4 3.49 6.40 10.0 18.4 33.3 64.2 134.5... = M ct = 1,5 M gt Như vậy tâm trượt có hệ số ổn định nhỏ nhất là η 2 ’ = 1,4 > 1, do đó đảm bảo ổn định cho công trình 31 Phạm Thị Thu Page | 32 CHƯƠNG III : TÍNH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN Để tiện tính toán ta quy tai trọng nghiêng P và tải trọng ngang H thành 1 tải trọng nghiêng mới có trị số P’ và nghiêng 1 góc là δ ' Trong đó : P’ = 954 T δ ' = 7̊ Theo xocolovxki ta có : Pgh = N q γ.h + N γ γ.y + N c C... 1,53 - Cường độ tải trọng giới hạn tại mép móng B ( y = 0 ) 32 Phạm Thị Thu Pgh ( 0 ) = N q γ.h + N c C = 4,39.2,02.6 + 10,18.0,5.10 = 104 (T / m 2 ) - Cường độ tải trọng giới hạn tại mép móng C ( y = 10 ) Page | 33 Pgh (8 ) = N q γ.h + N γ γ.y + N c C = 4,39.2,02.6 + 1,53.2,02.10 + 10,18.0,5.10 = 135 (T / m 2 ) - Tổng tải trọng thảng đứng cho phép tác dụng lên móng là : b Pgh = ( Pgh ( 0 ) + Pgh (8)... 2e 14.100 - 2.4 = = 18 cm na 79 Cb = a - 2e 14.100 - 2.4 = = 17 cm nb 60 11 Phạm Thị Thu Ta có thể chia móng làm 3 bậc : - Bậc 1 : h 1 = 70cm Page | 12 c1 = h 1 tgα = 70.1,25 = 87,5cm - Bậc 2 : h 2 = 70cm c 2 = 87,5cm - Bậc 3 : h 3 = 60cm c 3 = 75cm 12 Phạm Thị Thu Page | 13 Vậy ta có sơ đồ bố trí cốt thép vào móng như sau : d h ho 4 cm hm 4cm Cb Ca 13 Phạm Thị Thu ac a Page | 14 bc b 14 Phạm Thị Thu... 0.81 5 0.32 5 0 8 5 5 6.08 13.64 11.4 126.6 118.29 108.95 5 Page | 27 Vậy ta có : M ct = R ∑ (g i cos α i tg i + c i Δl i ) = 9 ( 118,29 + 126,65 ) = 2204 ( T.m ) M gt = R.∑ g i sin α i + Pn d + H.a = 9.108,95 + 83.5,5 + 40.0,5 = 1457 ( T.m ) Hệ số ổn định trượt η= M ct = 1,5 M gt ' Tâm trượt O 2 : Có R = 10m ,chia tương tự ta có : Mản h gi cos αi Δl i tg α i ci 2.1 sin 0.32 g i cos α i tg g i sin α... 5 0.32 5 0 4 5 5 5.44 13.53 10.7 131 118.58 133.63 1 Page | 29 Tổn g Ta có : M ct = R ∑ (g i cos α i tg i + c i Δl i ) = 10 ( 118,58 + 131,1 ) = 2497 ( T.m ) M gt = R.∑ g i sin α i + Pn d + H.a = 10.133,63 + 83.5,5 + 40.0,5 = 1812 ( T.m ) Hệ số ổn định trượt : η = M ct = 1,4 M gt ' Tâm trượt O 3 : Có R = 12m, chia tương tự ta có : Mản gi Δl i tg α i ci 0.32 cos αi h sin g i cos α i tg g i sin α i... 6.40 5.93 5.51 5.12 4.77 4.44 M3 1.64 1.39 1.19 1.02 0.87 0.75 0.64 0.55 0.47 0.41 0.35 Bảng tra các hệ số R ' , K 1 , K 2 để tính sức chịu tải theo quy phạm CNIP-200-62 dùng cho các công trình cầu cống Bảng giá trị ứng suất cho phép R’ của các đất dính (kN/m 2 ) Tên đất Hệ số Dẻo Dẻo cứng 245 196 294 196 147 442 343 245 147 mềm 196 147 245 147 98 343 245 147 98 Cứng Cát pha (á cát) Sét pha (á sét)... SÂU Để kiểm tra ổn định trượt sâu của móng, ta xác định hệ số ổn định trượt sâu η = M ct với giả thiết mặt trượt là mặt trụ tròn Chia khối đất ra M gt thành nhiều mảnh theo chiều thẳng đứng Mômen chống trượt được xác định bằng công thức : M ct = R ∑ (g i cos α i tg i + c i Δl i ) g i - khối lượng mảnh thứ i,bao gồm khối lượng bản thân của mảnh đất và tải trọng do móng truyền xuống trong phạm vi mảnh... trượt : η= M ct = 1,8 M gt 24 Phạm Thị Thu Như vậy tâm trượt O 2 có hệ số ổn định nhỏ nhất qua O 2 kẻ đường thẳng X-X’ song song với mặt bán không gian và xác định các hệ số ổn ' ' Page | 25 định trượt sâu tương ứng với các tâm trượt O1 O '2 O 3 như sau : ' Tâm trượt O1 : Có R = 9m chia ra ta được 17 mảnh với chiều rộng mỗi mảnh là 1m ta có : Mản h gi cos αi tg α i ci 0.32 0 8 2.1 5 0.32 5 0 g i cos . Thị Thu Đề bài : Cho một mố cầu có kích thước 5x7m, chịu tác dụng của tải trọng đúng tâm nghiêng với phương thẳng đứng một góc δ = 5̊ và tải trọng ngang H. Mố cầu đặt trên nền đất gồm 2 lớp. trình Nền và Móng còn có đồ án môn học,nó giúp cho mỗi sinh viên : • Củng cố các kiến thức đã học và vận dụng nó vào các công việc cụ thể. • Biết các bước thực hiện việc thiết kế và kiểm tra móng. •. trình cơ học xảy ra trong nền dưới tác dụng của tải trọng ngoài để từ đó thiết kế giải pháp nền móng hợp lý là yêu cầu bắt buộc đối với các kỹ sư xây dựng.các kỹ sư địa chất công trình – địa