Đang tải... (xem toàn văn)
Đây là tài liệu của các bạn sinh viện hiện tại đang học tại Đại học Bách Khoa TP HCM. Đồng thời cũng là giáo án của giảng viên tại Đại học Bách Khoa. Nó sẽ rất hữu ích cho công việc học tập của các Bạn. Chúc Bạn thành công.
Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải MỤC LỤC SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải Chương 1: THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 1.1 LÝ THUYẾT THỐNG KÊ: 1.1.1 Xử lý số liệu thống kê địa chất: Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế móng có số lượng hố khoan nhiều số lượng mẫu đất lớp đất lớn Vấn đề đặt lớp đất ta phải chọn tiêu đại diện cho Ban đầu khoan lấy mẫu dựa vào quan sát thay đổoi màu sắc, độ mịn hạt mà ta phân chia thành lớp đất Theo TCXD 45-78 gọi lớp địa chất cơng trình tập hợp giá trị có đặc trưng lý phải có hệ số biến động υ đủ nhỏ Vì vậy, ta phải loại trừ mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho đơn nguyên địa chất Do đó, thống kế địa chất việc làm quan trọng tính tốn móng 1.1.2 Phân chia đơn nguyên địa chất: 1.1.2.1 Hệ số biến động: Chúng ta dựa vào hệ số biến động phân chia đơn nguyên Hệ số biến động υ có dạng sau: Trong đó: Giá trị trung bình đặc trưng: Độ lệch tồn phương trung bình: Với: Ai– giá trị riêng đặc trưng từ thí nghiệm riêng n – số lần thí nghiệm 1.1.2.2 Qui tắc loại trừ sai số: Trong tập hợp mẫu lớp đất có hệ số biến động ν ≤ [ν] đạt ngược lại ta phải loại trừ số liệu có sai số lớn Trong [υ]: hệ số biến động lớn nhất, tra bảng QPXD 45-78 tuỳ thuộc vào loại đặc trưng Đặc trưng đất Tỷ trọng hạt SVTH: Nguyễn Minh Trí Hệ số biến động [ν] 0.01 MSSV: 1442345 Trang Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải Trọng lượng riêng 0.05 Độ ẩm tự nhiên 0.15 Giới hạn Atterberg 0.15 Module biến dạng 0.30 Chỉ tiêu sức chống cắt 0.30 Cường độ nén trục 0.40 Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Ai theo cơng thức sau: Trong ước lượng độ lệch , n ≥ 25 lấy Và υ tiêu thống kê phụ thuộc số mẫu thí nghiệm n: n ν’ n ν’ n ν’ n ν’ n ν’ 2,07 15 2,64 24 2,86 33 3,0 42 3,09 2,18 16 2,67 25 2,88 34 3,01 43 3,1 2,27 17 2,7 26 2,9 35 3,02 44 3,11 2,35 18 2,73 27 2,91 36 3,03 45 3,12 10 2,41 19 2,75 28 2,93 37 3,04 46 3,13 11 2,47 20 2,78 29 2,94 38 3,05 47 3,14 12 2,52 21 2,8 30 2,96 39 3,06 48 3,14 13 2,56 22 2,82 31 2,97 40 3,07 49 3,15 14 2,6 23 2,84 32 2,98 41 3,08 1.1.2.3Đặc trưng tiêu chuẩn: Giá trị tiêu chuẩn tất đặc trưng đất giá trị trung bình cộng kết thí nghiệm riêng lẻ , (trừ lực dính đơn vị c góc ma sát ) Các giá trị tiêu chuẩn lực dính đơn vị góc ma sát thực theo phương pháp bình phương cực tiểu quan hệ tuyến tính ứng suất pháp ứng suất tiếp cực hạn thí nghiệm cắt tương đương, Lực dính đơn vị tiêu chuẩn c tc góc ma sát tiêu chuẩn xác định theo cơng thức sau: Với 1.1.2.4Đặc trưng tính tốn: SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định chịu tải, số tính tốn ổn định tiến hành với đặc trưng tính tốn Trong QPXD 45-78, đặc trưng tính tốn đất xác định theo công thức sau: Atc: giá trị đặc trưng xét kd: hệ số an toàn đất Với lực dính (c), góc ma sát (, trọng lựng đơn vị cường độ chịu nén trục tức thời có hệ số an tồn xác định sau: Trong đó: Trong đó: số độ xác xác định sau: Với lực dính (c) hệ số ma sát , ta có: Để tính tốn ν, giá trị độ lệch tồn phương trung bình xác định sau: ; Với trọng lượng riêng cường độ chịu nén trục Rc: ; ; Trong đó: tα – hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy α + Khi tính theo biến dạng α = 0.85 + Khi tính theo cường độ α = 0.95 SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang Trường ĐHBK-TPHCM (n-1) với R, ; (n-2) với c, 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 25 30 40 60 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải α = 0.95 2.92 2.35 2.13 2.01 1.94 1.9 1.86 1.83 1.81 1.80 1.78 1.77 1.76 1.75 1.75 1.74 1.73 1.73 1.72 1.71 1.70 1.68 1.67 α = 0.85 1.34 1.25 1.19 1.16 1.13 1.12 1.11 1.10 1.10 1.09 1.08 1.08 1.08 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.06 1.06 1.05 1.05 1.05 Các đặc trưng tính tốn theo TTGH I TTGH II có giá trị nằm khoảng: Tuỳ theo trường hợp thiết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) dấu (-) để đảm bảo an tồn - Khi tính tốn theo cường độ ổn định ta lấy đặc trưng tính tốn TTGH I (nằm khoảng lớn α = 0.95) Khi tính tốn theo biến dạng ta lấy đặc trưng tính toán theo TTGH II (nằm khoảng nhỏ α = 0.85) SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải 1.2 PHẦN THỐNG KÊ: HỒ SƠ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: KHU Ở CAO TẦNG YORAL GARDEN ĐỊA ĐIỂM: QUẬN 7, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Kết thống kê tính tốn file excel, lấy lớp đất số và3 tính tốn ví dụ: 1.2.1 LỚP 1:Bùn sét lấn hữu (OH), trạng thái chảy với tính chất lý đặc trưng sau: - Độ ẩm: W= 85,38 % - Dung trọng tự nhiên: - Lực dính đơn vị: C=0.067 Kg/cm2 - Góc ma sát trong: - Số lượng mẫu: 11 1.2.1.1Dung trọng tự nhiên đất (g/cm3): STT 10 11 SỐ HIỆU MẪU UD1-1 UD1-2 UD1-3 UD1-4 UD2-1 UD2-2 UD2-3 UD3-1 UD3-2 UD3-3 UD3-4 TỔNG TRUNG BÌNH γw (g/cm3) 1,47 1,43 1,47 1,45 1,49 1,46 1,49 1,5 1,46 1,43 1,4 16,05 1,46 |γw - γwtb| 0,01 0,03 0,01 0,01 0,03 0,00 0,03 0,04 0,00 0,03 0,06 0.25 (γw - γwtb)2 0,0001 0,0008 0,0001 0,0001 0,0010 0,0000 0,0010 0,0017 0,0000 0,0008 0,0035 0.0091 GHI CHÚ Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận (n=11 Tất mẫu điều thoả điều kiện - Giá trị tiêu chuẩn: (g/cm3) - Giá trị tính tốn: + Theo TTGH I: Xác suất độ tin cậy α = 0.95 Tra bảng, ta tα = 1.81 (g/cm3) + Theo TTGH II: Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta tα = 1.1 SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải (g/cm3) 1.2.1.2Dung trọng khô đất (g/cm3): STT 10 11 SỐ HIỆU MẪU UD1-1 UD1-2 UD1-3 UD1-4 UD2-1 UD2-2 UD2-3 UD3-1 UD3-2 UD3-3 UD3-4 TỔNG TRUNG BÌNH γk (g/cm3) 0,83 0,72 0,82 0,76 0,85 0,82 0,83 0,86 0,77 0,72 0,7 8,68 0,79 |γk – γktb| 0,04 0,07 0,03 0,03 0,06 0,03 0,04 0,07 0,02 0,07 0,09 0.55 (γk – γktb)2 0,0017 0,0048 0,0010 0,0008 0,0037 0,0010 0,0017 0,0050 0,0004 0,0048 0,0079 0,0327 GHI CHÚ Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận (n=11) Tất mẫu điều thoả điều kiện - Giá trị tiêu chuẩn: (g/cm3) - Giá trị tính tốn: + Theo TTGH I: Xác suất độ tin cậy α = 0.95 Tra bảng, ta tα = 1.81 (g/cm3) + Theo TTGH II: Xác suất độ tin cậy α = 0.85 Tra bảng, ta tα = 1.1 (g/cm3) 1.2.1.3Độ ẩm tự nhiên đất W (%): STT SỐ HIỆU MẪU UD1-1 UD1-2 UD1-3 UD1-4 UD2-1 UD2-2 UD2-3 UD3-1 SVTH: Nguyễn Minh Trí ĐỘ ẨM W (%) 77,96 98,18 79,14 89,81 75,52 78,87 79,63 73,65 |Wi - Wtb| 7,42 12,80 6,24 4,43 9,86 6,51 5,75 11,73 MSSV: 1442345 (Wi - Wtb)2 55,1239 163,7237 38,9943 19,5846 97,3093 42,4393 33,1148 137,6996 GHI CHÚ Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Trang Trường ĐHBK-TPHCM 10 11 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG UD3-2 88,89 UD3-3 97,32 UD3-4 100,26 TỔNG 939,23 Wtb = 85,38 GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải 3,51 11,94 14,88 95,07 12,2882 142,4551 221,2791 964,0119 Nhận Nhận Nhận (n=11) Tất mẫu điều thoả điều kiện - Giá trị tiêu chuẩn: 1.1.2.4Tỷ trọng đất Gs (g/cm3): SỐ HIỆU Gs STT MẪU UD1-1 2,55 UD1-2 2,57 UD1-3 2,59 UD1-4 2,58 UD2-1 2,57 UD2-2 2,59 UD2-3 2,59 UD3-1 2,58 UD3-2 2,59 10 UD3-3 2,6 11 UD3-4 2,55 TỔNG 28,36 Gstb = 2,58 |Gsi - Gstb| 0,03 0,01 0,01 0,00 0,01 0,01 0,01 0,00 0,01 0,02 0,03 0,15 (Gsi - Gstb) 0,0008 0,0001 0,0001 0,0000 0,0001 0,0001 0,0001 0,0000 0,0001 0,0005 0,0008 0,0028 GHI CHÚ Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận (n=11) Tất mẫu điều thoả điều kiện - Giá trị tiêu chuẩn: 1.2.1.5 Hệ số rỗnge: SỐ HIỆU STT MẪU UD1-1 UD1-2 UD1-3 UD1-4 SVTH: Nguyễn Minh Trí e 2,078 2,552 2,159 2,377 |ei - etb| 0,20 0,27 0,12 0,10 MSSV: 1442345 (ei - etb)2 0,0401 0,0749 0,0142 0,0097 GHI CHÚ Nhận Nhận Nhận Nhận Trang Trường ĐHBK-TPHCM 10 11 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG UD2-1 UD2-2 UD2-3 UD3-1 UD3-2 UD3-3 UD3-4 TỔNG etb = 2,027 2,173 2,122 1,987 2,351 2,588 2,648 25,06 2,28 GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải 0,25 0,11 0,16 0,29 0,07 0,31 0,37 2,2484 0,0632 0,0111 0,0244 0,0849 0,0053 0,0959 0,1366 0,5604 Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận (n=11) Tất mẫu điều thoả điều kiện - Giá trị tiêu chuẩn: 1.2.1.6 Giới hạn chảyLL: SỐ HIỆU STT MẪU UD1-1 UD1-2 UD1-3 UD1-4 UD2-1 UD2-2 UD2-3 UD3-1 UD3-2 10 UD3-3 11 UD3-4 TỔNG |LLi LLtb| 1,13 6,07 1,03 4,37 8,33 1,53 1,83 6,03 1,13 3,57 6,97 41,9818 LL 75,5 82,7 75,6 81 68,3 75,1 74,8 70,6 75,5 80,2 83,6 842,90 76,63 (LLi LLtb)2 1,2707 36,8780 1,0553 19,1207 69,3435 2,3326 3,3389 36,3280 1,2707 12,7644 48,6189 232,3218 GHI CHÚ Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận Nhận (n=11) Tất mẫu điều thoả điều kiện - Giá trị tiêu chuẩn: SVTH: Nguyễn Minh Trí MSSV: 1442345 Trang Trường ĐHBK-TPHCM SVTH: Nguyễn Minh Trí ĐỒ ÁN NỀN MÓNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải MSSV: 1442345 Trang ⇒ Sức chịu tải thiết kế cọc: Rc,d= kN 3.2 TÍNH TỐN MĨNG B3 3.2.1 Tải trọng Cột Ntt (kN) Mtt (kNm) Htt (kN) Ntc (kN) Mtc (kNm) Htc (kN) B 720 55.7 66.9 626.09 48.43 58.17 3.2.2 Tính tốn sơ số lượng cọc 3.2.2.1Ước lượng số cọc Số lượng cọc ước lượng: (cọc) Với Rc,d= kN Vậy ta chọn số cọc bố trí n = cọc Trong đó: Ntt: tải trọng thẳng đứng Rcu: sức chịu tải tính tốn cọc β: hệ số xét tới ảnh hưởng mômen, lấy từ 1.21.5 tùy theo giá trị mơmen Ở lấy β=1.4 3.2.2.2Bố trí cọc Bố trí cọc cách khoảng tối thiểu 3d Khoảng cách từ tim hàng cọc đến mép đài chọn 300 mm 300 900 300 150100 100150 300 600 300 300 150100 100150 300 600 300 Kích thước đài cọc bố trí cọc sơ 3.3 KIỂM TRA THIẾT KẾ SƠ BỘ 3.3.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc móng Ta kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc với tổng lực dọc tính tốn (N), moment (M), lực ngang (H) Điều kiện kiểm tra: Pmax≤Rcu,Pmin≥ Chiều cao đài chọn sơ 1m Hđ = (m) Trọng lượng thân đài: Gđ = 1.1×25×1×1.52 = 507 (kN) Dời lực từ chân cột trọng tâm đáy đài cọc ta được: ∑Ntt = 720 = 720 (kN) kNm Tải trọng tác dụng lên cọc chịu nén nhiều nhất: Trong đó: n số lượng cọc đài khoảng cách tính từ trục hàng cọc chịu nén nhiều đến trục qua trọng tâm đài xi - Khoảng cách tính từ trục cọc thứ i đến trục qua trọng tâm đài Pmax = 248.1 (kN)< Rtk =264 (kN) >0 Vậy cọc đảm bảo khả chịu tải 3.3.2 Kiểm tra cọc làm việc theo nhóm: Hệ số nhóm: Trong đó: • d: đường kính cọc, d = 0.3 (m) • s=0.9m: khoảng cách nhỏ cọc tính từ tâm cọc • n1: số hàng cọc: • n2: số cọc hàng Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc: (Thỏa) 3.3.3 Kiểm tra ổn định đáy móng khối quy ước Do tải truyền xuống chân cột tải trọng tính tốn nên để có tải trọng tiêu chuẩn ta lấy tải tính tốn chia cho hệ số 1,15 Cột Ntt (kN) Mtt (kNm) Htt (kN) Ntc (kN) Mtc (kNm) Htc (kN) B 720 55.7 66.9 626.09 48.43 58.17 Bảng giá trị tải trọng tiêu chuẩn Góc truyền lực α: Với: ϕtb - Góc ma sát trung bình lớp đất dọc theo chiều dài cọc (tính với trạng thái giới hạn II) Lớp thứ i ϕi hi Độ m 2,28 6,3 14,364 3,36 1,6 5,376 13,81 5,8 80,098 3a 9,52 2,3 21,896 30,75 3,2 98,4 19,2 220,134 Σ ϕihi ±0.00 -2.50 Lc 2500 MNN α α -21.7 Lc x tanα Móng khối quy ước Diện tích móng khối quy ước: Fmq = Lmq.Bmq Lmq = 1.2 + 2×19.2×tan(2.88 o) = 3.132 (m) Bmq = 1.2 + 2×19.2×tan(2.88 o) = 3.132 (m) Fmq = Lmq×Bmq = 3.132x3.132=9.81 (m2) Các tải trọng tiêu chuẩn tác dụng đáy móng lên khối quy ước: + Khối lượng cọc đài móng G1 = n×AP×Lc×γb + Am×Hđ×γb = 4×0.32×19.2×25 + 1.52×1×25 = 229.05 kN AP: diện tích tiết diện ngang cọc Am: diện tích đài móng + Trọng lượng đất móng khối quy ước (khơng kể trọng lượng cọc) với γi trạng thái giới hạn II Lớp thứ i γ’i hi γ’i.hi kN/m3 m kN/m2 14,6 1,8 26,28 4,8 33,6 5,4 1,6 8,64 9,4 5,8 54,52 3a 9,1 2,3 20,93 10 3,2 32 21,7 175,97 Σ G2 =Fmq×∑γ’i.hi = 9.81×175.97 = 1726.3 (kN) + Trọng lượng cọc đài chiếm chổ Lớp thứ i γ’i hi γ’i.hi kN/m3 m kN/m2 14,6 2,5 36,5 2,5 36,5 Σ 4,8 6,3 30,24 5,4 1,6 8,64 9,4 5,8 54,52 3a 9,1 2,3 20,93 10 3,2 32 21,7 146,33 Σ G3= 4×0.32×146.33 + 1.52×36.5= 134.8 (kN) = Ntc+G1 + G2 - G3 = 626.09+229.05+1726.3-134.8= 2446.6 (kN) Áp lực tiêu chuẩn đáy móng khối quy ước: W - Moment chống uốn móng khối quy ước Kiểm tra ổn định đáy móng khối quy ước theo điều kiện sau: Trong cường độ tiêu chuẩn đất xác định theo cơng thức: Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc đất (m = 1) γi - Dung trọng đẩy lớp đất thứ i từ đáy móng khối quy ước trở xuống A, B, D - Hệ số phụ thuộc góc ma sát lớp đất mũi cọc cắm vào (lớp đất số 4) Lớp thứ i γ’i hi γ’i.hi kN/m3 m kN/m2 14,6 1,8 26,28 4,8 33,6 5,4 1,6 8,64 9,4 5,8 54,52 3a 9,1 2,3 20,93 10 3,2 32 21,7 175,97 Σ Mũi cọc lớp đất số có: φII =30.75o( Bảng 14 TCVN 9362 -2012)=>A =1.221; B =5.875; D = 8.175 cII= 1.95 (kN/m2) ( lớp 4: đất cát) γII=19.2 (kN/m3): trọng lượng riêng trung bình lớp đất nằm mũi cọc theo TTGH II RII = 1.221×3.132×10 + 5.875×175.97 + 1.95×8.175= 1088 (kN/m2) → Tất điều kiện ổn định thỏa ⇒ Vậy đáy móng khối quy ước thỏa điều kiện ổn định 3.3.4 Kiểm tra lún Dùng phương pháp cộng lún lớp phân tố Chia đất đáy móng khối qui ước thành lớp có chiều dày hi= (0.4-0.6)b Chọn chiều dày lớp 1.8m Khi tính lún ta sử dụng diện tích móng khối quy ước để tính Áp lực thân đất đáy móng khối qui ước: 175.97 kN/m2 Áp lực gây lún đáy móng khối qui ước: 249.4– 175.97 = 73.43 (kN/m2) = ko hệ số áp lực đất tra từ L/B z/B ứng với trường hợp tải phân bố diện tích chữ nhật Tính lún lớp phân tố : Trong β = 0.8 hệ số nở hông, Δp : ứng suất gây lún tải trọng gây lớp đất có bề dày 1.8m Kết tính lún trình bày bảng sau : Độ Lớp Điểm sâu điểm 21,7 z (m) γ (kN/ m3) 19,2 γ' (kN/ z/b m3) 10 Κ0 σ zgl(k N/ σ bt (kN/ m2) m2) (kN/ m2) 73,43 175,97 61,74 Điều kiện Độ lún Ei Si (cm) Tiếp Điều kiện s