Bài tập lớn cơ học đất
H v tờn: Quc Trung
SV : 08XN
STT: 48
Đề bài
Móng băng dới tờng bề rộng b
b
và móng đơn dới cột bề rộng b, bề
dài l chôn sâu h ở phía ngoài nhà. Đất nền gồm l lớp sét pha có chiều
dày cha kết thúc trong hố khoan thăm dò sâu 16m.Điều kiện đất và
móng nh hình vẽ và các bảng.
Nội lực tại đỉnh móng thuộc tổ hợp cơ bản do tải trọng tiêu chuẩn gây
ra:
- Móng đơn: lực dọc N
tc
o
=1130 KN, M
tc
o
=95 KNm, Q
tc
o
=38 KN
- Móng băng: lực dọc N
tc
ob
=247 KN/m, M
tc
ob
=14 KNm/m
Tính độ lún của các điểm O , N ở đáy móng đơn và J ở đáy móng băng

có kể đết ảnh hởng tải trọng của các móng lân cận.
Kim tra bn v sc chu ti.Bit h s an to n Fs=2
Số liệu móng
h (m) l(m) b(m) t(m)
b
b
(m)
1,5 2,7 2,3 0,6 1,4
Chỉ tiêu cơ lý của đất

(kN/m
3
)

s
(kN/m
3
)
W
(%)
W
L
(%)
W
P
(%)
C
II
(kPa)


(
0
)
E
(kPa)
18,5 26,5 33,6 40,2 27,7 19,6 17,5 10732
Bài làm
I.Đánh giá điều kiện địa chất công trình,địa chất thuỷ văn:
- 1 -
Đất nền gồm 1 lớp sét pha có chiều dày cha kết thúc trong hố khoan
thăm dò sâu 16m. Mực nứơc ngầm ở độ sâu 1.5m so với mặt đất tự
nhiên.
Hệ số rỗng:
Đt co ộ sệt l :
Ta thấy I
L
= 0,472 nên đất ở trạng thái dẻo cng. có mô đun biến
dạng E
0
=10732 MPa => Đất tốt
II.Xác định tại trọng tiêu chun tại tâm diện tích đếmóng:
+ Móng đơn trục 4E:
0
1130( )
tc tc
N N kN
= =
0 0
. 95 38.0,7 121,6( )
tc tc tc

m
M M Q h kNm
= + = + =
0
38( )
tc tc
Q Q kN
= =
+ Móng Băng:
0
274( )
tc tc
b b
N N kN
= =
0 0
14( )
tc tc
b
M M kNm
= =
III.Ap lực tiêu chuẩn tại đáy móng:
+ Móng đơn trục 4E:
- 2 -
-
33,6-27,7
0,472
- 40,2- 27,7
W W
p

I
L
W W
L p
= = =
tc
1
tc
6e
N
= 1 + .h'
tb
.b

max
min
l l

ữ
ữ

(1 0,01 )
26,5.(1 0,01.33,6)
.
-1 -1 0,914
18,5
W
s
e



+
+
= = =
-
26,5 -10
3
8,62( / )
1 1 0,914
s w
kN m
dn
e


= = =
+ +
Trong ®ã:
1
121,6
0,107( )
1130
tc
tc
M
e m
N
= = =
tb
γ

=20(kN/m
3
)
(1,5 0,45) 1,5
`
' 1,725( )
2 2
h h
trong ngoai
h m
+
+ +
= = =
Thay vµo phong tr×nh ta ®ùoc:
259,931 173,197
216, 464( )
2 2
max min
kPa
tc tc
tc
tb
σ σ
σ
+
+
= = =
+Mãng b¨ng:
Trong ®ã:
14

0,056( )
247
tc
b
b
tc
b
M
e m
N
= = =
(
'
1,725( ),h m
=
tb
γ
=20(kN/m
3
)
Thay vµo phong tr×nh ta ®ùoc:
- 3 -
6.0,107
1 20.1, 725 259, 731( )
2, 7.2, 3 2, 7
1130
max
tc
kPa
σ

= + + =
 
 ÷
 
6.0,107
1- 20.1, 725 173,197( )
2, 7.2,3 2,7
1130
min
tc
kPa
σ
= + =
 
 ÷
 
tc
tc
b
6e
N
= 1 ± + γ .h'
max tb
.b
min
b
σ
l l
 
 ÷

 ÷
 
6.0, 056
2
1- 20.1, 725 168,586( / )
1.1, 4
247
min
1,4
tc
kN m
σ
= + =
 
 ÷
 
6.0, 056
2
1 20.1, 725 253, 271( / )
1.1, 4
247
max
1,4
tc
kN m
σ
= + + =
 
 ÷
 



253, 271 168,586
210,929( )
2 2
max min
kPa
tc tc
tc
tb


+
+
= = =

IV.Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng:
'
1 2
II II II
tc
m .m
R= (A.b. + B.h. + D.c )
K
Trong đó
1 2
,m m
là hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều
kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền.
1 2

,m m
tra bảng ta đựợc m1=1,2 ; m2= 1,0
Số liệu địa chất lấy từ kết qủa thí nghiệm trong phòng nên
tc
K
=
1,0

=17.5 tra bảng 3-2 Sách Nền Và Móng ta đựơc các hệ số:
(A = 0,41 ; B = 2,61 ; C = 5,23)
3
8,62( / )
II dn
kN m

= =
' 3
18,5( / )
II
kN m

= =
II
c =19,6(kPa);h=1,5(m)
+ Móng đơn:
b = 2,3 m
1,2.1
(0,41.2,3.8,62 2,61.1,5.18,5 5, 23.19,6) 219,676( )
1
R kPa

= + + =
Ta có điều kiện áp lực tại đáy móng đơn:
max
1.2
tc
tc
tb
R
R



<


<



max
259,731 1,2.219,676 263,621
216,464 219,676
tc
tc
tb
kPa kPa
kPa kPa




= < =


= <


>Thoả mãn ĐK áp lực tại đáy móng đơn
+ Móng băng:
b = 1,4 m
- 4 -
1,2.1
(0,41.1,4.8,62 2,61.1,5.18,5 5,23.19,6) 215,860( )
1
R kPa
= + + =

Ta có điều kiện áp lực tại đáy móng băng:
max
1.2
tc
tc
tb
R
R



<



<



max
253,271 1,2.215,860 259,032
210,929 215,860
tc
tc
tb
kPa kPa
kPa kPa



= < =


= <


->Thoả mãn ĐK áp lực tại đáy móng băng .
Vậy điều kiện áp lực tại đáy móng thoả mãn.Ta có thể XĐ đựoc ứng
suất gây lún theo nguyên lý biến dạng tuyến tính.
V.ứng suất gây lún tại đế móng:
+ Móng đơn:
0
- . 216,464 -18,5.1,5 188,714( )
gl tc
Z tb

h kPa

=
= = =
+ Móng băng:
0
- . 210,929 -18,5.1,5 183,179( )
gl tc
Z tb
h kPa

=
= = =
VI.Tính độ lún tại điểm O,N,J theo phơng pháp cộng lún
các lớp phân tố có kể đến ảnh hỏng của tải trọng móng lân
cận:
6.1 Tính lún tại điểm O:
ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O gồm:
+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E.
+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E & 5E
+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng băngs
Chia nền dói móng thành những phân tố có chiều dày
i
b 2,3
h < = =0,575(m)
4 4
Ta chọn
0,2. 0,2.2,3 0,46( )
i
h b m

= = =
6.1.1 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng
qua O do tải trọng của móng trục 4E và ứng suất bản thân của đất
gây ra:
- 5 -
+ứng suất bản thân của đất tại đế móng :
. 18,5.1,5 27,75( )
bt
Z h
h kPa

=
= = =
+ứng suất bản thân của đất tại độ sâu
i
z = z +h
:
27,75 8,62. ( )
i
bt
Z Z h i
z kPa

= +
= +
+ ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O;
0
( ) 188,714
i
gl gl

Z oABCD Z oABCD
I K K

=
= =
Trong đó
0 ABCD
K
: tra bảng phụ thuộc vào l/b và 2z/b với l=2.7(m) ;
b=2.3(m).
(Ta có bảng 1)
6.1.2 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng
qua O do tảI trọng của móng trục 3E và 5E:
Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua O nên ta tính ứng suất
gây lún tại các điẻm nằm trên trục đứng qua O do tảI trọng của móng
trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tảI trọng của móng trục 5E.
ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng
trục 3E và 5 E:

0
( ) 2.2( ) 2.2.188,714( )
( ) 754,856( )
i
i
gl gl
z gIENO gKGNO z gIENO gKGNO
gl
z gIENO gKGNO
II K K K K
II K K

=
= =
=
Trong đó :
gIENO
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,4(m) ; l = 4,45(m)
gKGNO
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,4(m) ; l =2,15(m)
(Ta có bảng 2)
6.1.3 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng
qua O do tải trọng của móng băng:
ứng suất suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua O do móng
băng gây ra:
- 6 -
0
( ) 183,179.
i
gl gl
Z Z Z Z
III K K
=
= =
Trong đó
Z
K
:tra bảng phụ thuộc x/b và z/b
với b = 1,4(m) ; x = 2,65(m)
(Ta có bảng 3)

`
6.1.4 Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân của các điểm nằm trên trục
đứng qua O đựoc thể hiện trên hình vẽ .
6.1.5 Tính toán độ lún tại điểm O:
Giới hạn nền tính tới điểm 25 ta có:
24,6331( ) 0,2. 0,2.126,8823 25,3764( )
gl bt
O
kPa kPa

= < = =
Độ lún đựoc xác định theo công thức sau:
1
0
.
n
gl
zi i
i
S h
E


=
=

0,8 188.714 24,6331
.0,46 188,384 26,0905 5,845( )
10732 2 2
m


= + + + + =
ữ

(Ta có bảng 4)
6.2 Tính toán độ lún tại điểm J:
ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J gồm:
+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng băng.
+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 4E.
+ ứng suất gây lún do tải trọng của móng trục 3E & 5E.
Chia nền dói móng thành những phân tố có chiều dày
1,4
0,35( )
4 4
i
b
h m< = =
Ta chọn :
0,25. 0,25.1, 4 0,35( )
i
h b m
= = =
- 7 -
6.2.1 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng
qua J do tải trọng của móng băng:
ứng suất suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng
băng gây ra:
0
( ) 183,179.
i

gl gl
Z Z Z Z
D K K
=
= =
Trong đó
Z
K
:tra bảng phụ thuộc x/b và z/b
với b = 1,4(m) ; x = 0(m)
(Ta có bảng 5)
6.2.2 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng
qua O do tải trọng của móng trục 4E :
+ ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do tải trọng
của móng băng:
( ) ( )
( )
0
( ) 2. 2.188,714.
377,428.
i
gl gl
Z gDTJM gATJN Z gDTJM gATJN
gDTJM gATJN
E K K K K
K K

=
= =
=

Trong đó :
gDTJM
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,15(m) ; l = 4(m)
gATJN
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,3(m) ; l =1,15(m)
Tại
gATJN
K
có l/b = 0.88 => ta lấy l/b = 1
(Ta có bảng 6)
- 8 -
6.2.3 Xác định ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng
qua J do tải trọng của móng trục 3E và 5E:
Móng trục 3E và 5E đối xứng nhau qua J nên ta tính ứng suất
gây lún tại các điẻm nằm trên trục đứng qua J do tảI trọng của móng
trục 3E sau đó nhân với 2 để kể đến tảI trọng của móng trục 5E.
ứng suất gây lún tại các điểm nằm trên trục đứng qua J do móng
trục 3E và 5 E:

( )
( )
0
( ) 2.( ).
2.188,714.
377,428.
i
gl gl
z gHRJM gFSJM gERJN gGSJN z

gHRJM gFSJM gERJN gGSJN
gHRJM gFSJM gERJN gGSJN
F K K K K
K K K K
K K K K
=
= +
= +
= +
Trong đó :
gHRJM
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 4(m) ; l = 4,45(m)
gFSJM
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 2,15(m) ; l =4(m)
gERJN
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,3(m) ; l = 4,45(m)
gGSJN
K
: tra bng ph thuc l/b v z/b v i b = 1,3(m) ; l =2,15(m)
(Ta có bảng 7,8,9)

6.2.4 Vẽ biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún tại điểm J :

6.2.5 Tính toán độ lún tại điểm J:
Giới hạn nền tính tới điểm 32 ta có:
24,7039 0,2. 0,2.124,2940 24,8588
gl bt

J
kPa kPa

= < = =
Độ lún đựoc xác định theo công thức sau:
1
0
.
n
gl
zi i
i
S h
E


=
=

- 9 -
0,8 183,1790 24.7039
.0,35 179,5936 25,1158 5.353( )
10732 2 2
m

= + + + + =
ữ

(Ta có bảng 10)
7. Kiểm tra nền về sức chịu tải:

áp lực giới hạn của nền :
'
. . . . . . . . . .
2
gh q q q c c c
b
N S i N h S i N c S i


= + +

=17,5 tra bảng ta có
( )
3,6625; 5,226; 13,06
q c
N N N

= = =
0 1
q c
i i i


= = = =
7.1 Móng đơn:
+ Móng chữ nhật;
0,2 0,2.2,3
1 1 0,8297
2.7
b

S
l

= = =
0,2 0,2.2,3
1 1 1,1703
2,7
c
b
S
l
= + = + =
1
q
S
=
1 1
0,107( ) 2. 2,7 2.0,107 2,486( ); 2,3( )e m l l e m b b m
= = = = = =
3
8,62( / )
dn
kN m

= =
' 3
18,5( / )kN m

= =
19,6( ); 1,5( )c kPa h m

= =
2,3
3,6625.8,62. .0,8297.1 5,226.18,5.1,5.1.1
2
13,06.19,6.1,1703.1 524,7140( )
gh
kPa

= + +
+ =
+Ap lực cho phép:
524,7140
262,357( )
2
gh
a
S
kPa
F


= = =
- 10 -
Ta có điều kiện áp lực cho phép:
1,15.
a tb

>
1,15. 1,15.216,464 260,6836( )
tb

kPa

=> = =
(Thoả mãn điều kiện áp lực cho phép)
+Tải trọng cho phép:
. . 237,357.2,486.2,3 1357,160( )
a a
N l b kN

= = =
Ta có điều kiện tải trọng cho phép :
0
1,15.
tt
a
N N
>
0
1,15. 1,15.1130 1299,5( )
tt
N kN=> = =
(Thoả mãn điều kiện tải trọng cho phép)
+Vậy nền móng đơn đủ đảm bảo điều kiện ổn định về sức chịu tải.
7.1 Móng băng:
1; 0,056( )
c q b
S S S e m

= = = =
2. 1,4 2.0,056 1, 288( ); 1( )

b b
b b e m l l m
= = = = =
1, 288
3,6625.8,62. .1.1 5,226.18,5.1,5.1.1
2
13,06.19,6.1.1 421,329( )
gh
kPa

= + +
+ =
+Ap lực cho phép:
421,329
210,665( )
2
gh
a
S
kPa
F


= = =
Ta có điều kiện áp lực cho phép:
1,15.
a tb

>
1,15. 1,15.210,929 242,568( )

tb
kPa

=> = =
(Không thoả mãn điều kiện áp lực cho phép)
+Tải trọng cho phép:
. . 210,665.1.1,288 271,3365( )
a a
N l b kN

= = =
Ta có điều kiện tải trọng cho phép :
0
1,15.
tt
a b
N N
>
0
1,15. 1,15.247 284,050( )
tt
b
N kN
=> = =
- 11 -
(Không thoả mãn điều kiện tải trọng cho phép)
Vậy nền móng băng không đủ đảm bảo điều kiện ổn định về sức
chịu tải.
- 12 -