MỞ ĐẦU
Hiện nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành xây dựng cũng
có những bước tiến ngày càng lớn, nhiều công trình được xây dựng với quy mô lớn và
yêu cầu kỹ thuật cao. Quy mô phát triển của công trình càng lớn, yêu cầu kỹ thuật
càng cao thì yêu cầu về chất lượng và sự làm việc ổn định của công trình theo thời
gian cũng phải được đảm bảo. Cơ học đất và nền móng công trình là hai môn học
không thể thiếu đối với sinh viên khóa Địa chất công trình của các trường đại học kỹ
thuật. Hiểu biết sâu sắc về nền đất, về các quá trình cơ học xảy ra trong nền dưới tạc
dụng của tải trọng ngoài để từ đó thiết kế các giải pháp nền móng hợp lý là yêu cầu
bắt buộc đối với các kĩ sư xây dựng các kĩ 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 địa chất công trình, ngoài việc học trên lớp giáo trình nền và móng còn có đồ
án môn học, nó giúp 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 thiết kế và kiểm tra móng.
Làm cơ sở cho các 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 em đã hoàn thành đồ án môn học vơi nội dung sau:
1. Tính áp lực chủ động của đất .
2. Thiết kế móng dưới tường chắn .
3. Tính toán độ lún cuối cùng lớn nhất của móng.

ĐỀ BÀI: VIII.6


Cho một tường chắn dài 50m. Tường chắn có chiều cao H. Lưng tường gãy khúc, gồm

1 đoạn thẳng đứng và 1 đoạn nghiêng với phương thẳng đứng 1 góc = - 150 như hình
vẽ. Góc ma sát giữa đất và lưng tường là . trọng lượng 1 mét tường là G t = 84T/m
lệch với trục đi qua trọng tâm đáy tường một khoảng là e = 0,88m . chiều rộng đáy
tường là bt . đất sau lưng tường nằm ngang gồm 2 lớp
-

Lớp 1 : cát hạt nhỏ có bề dày là h1
Lớp 2: sét dẻo cứng có chiều dày vô tận

Lớp cát hạt nhỏ
γw
(T/m3)
Độ
Độ
1,88
27
18

γw
(T/m3)
1,96

Độ
14

Lớp sét dẻo cứng
C
a
2
2

Độ
kG/cm cm /kG
21
0,2
0,014

0,74

Chiều cao tường chắn H= 11m . hệ số rỗng e = 0,88, bề dày của tường bt = 2,9T/m
Yêu cầu:
Câu 1. tính áp lực chủ động của đất
Câu 2. Thiết kế móng dưới tường chắn
Câu 3. Tính độ lún cuối cùng lớn nhất

BÀI LÀM
Câu 1. Tính áp lực chủ động của đât


a. Trong đoạn tường AB

Áp dụng trường hợp tường thẳng đứng, lưng tưởng trơn nhẵn, mặt đất sau lưng
tường là đất rời, nằm ngang
Ta có :
C=0;
= 27o
= 18o
hệ số áp lực đất chủ động
=
Với:
- góc ma sát trong của đất

- góc nghiêng của tường
- góc ma sát giữa đất và tường
– góc nghiêng của đất sau lưng tường
 = 0,33
+ tại điểm A:
Za = 0
 =0
+ tại điểm B cách điểm A một đoạn là 5m
Zb = 5m
 =..Zb
 = 0,33.1,88.5 = 2,82 T/m2
 = + = 2,82 T/m2

Biểu đồ áp lực trên đoạn AB


Áp lực chủ động lên tường chắn trên đoạn AB
Ec1 = F. = ..Z2 = 0,5.0,33.1,88.52 = 7,75T/m2
Xác định điểm đặt trên đoạn AB
Xb = = 1,67 m tính từ điểm B
b. Trong đoạn BC

Trong đoạn AB ta quy về chiều cao lớp đất tương đương hs để tính toán trên
đoạn BC
hs = = = 4,3 m
với = - = 2,74 - = 2,17
với khối lượng riêng của cát nhỏ = 2,74
Trên đoạn BC áp dụng trường hợp lưng tường nghiêng sau lưng tường là đất
-


dính nằm ngang
Giá trị áp lực hông do thành phần gây ra không phụ thuộc vào vị trí đang xét
nên
=
Với
= 14o
= - 15o
= 21o


=0
 = 2,61 T/m2
-

Giá trị áp lực nở hông do thành phần gây ra
+ xét tại điểm B
= .hs.
Với:
=
= 0,43
= 4,3.1,96.0,43 = 3,62 T/m2
= - = 3,62 – 2,61 = 1,1T/m2
+ xét tại điểm C
= .(hs+ Z)
= 1,96.(4,3 + 6).0,43 = 8,68 T/m2
= - =8,68– 2,61 = 6,07 T/m2

Biểu đồ áp lực trên hình ABC



Áp lực chủ động
Ec2 = ½ .HBC.( HBC + 2hs) = 0,5.1,96.6.(6+4,3.2).0,43 = 36,91 T/m2
Điểm đặt Ec cách điêm C 1 đoạn là
X = . = . = 2,3 m

Câu 2. Thiết kế móng dưới tường chắn


a. Móng có chiều cao H =11m chiều rộng của tường bt = 2,9m chiều dài của

tường là 50m sẽ chịu tác dụng của các lực : lực đẩy ngang của đất T, trọng lực
của móng G. Bên dưới của tường là một lớp sét dẻo cứng. Vậy ta sẽ thiết kế
móng băng để đảm bảo yêu cầu làm việc của tường chắn đồng thởi thiết kế
móng đơn giản dễ thi công ngoài hiện trường chi phí giảm.
b. Chọn chiều sâu đặt móng
Theo đề bài, ta có tường chạy dài 50m được đặt trên lớp đất sét dẻo cứng, lớp
đất này có khả năng chịu tải tốt nên ta chọn giải pháp móng băng, móng có độ
cứng hữu hạn, chọn độ sâu đặt móng h= 3m.
c. Xác định chiều rộng móng
- Chiều rộng móng b được xác định theo công thức :

b² + k1b – k2 = 0
với: k1= M1.h + M2. – M3.
k2 = M3.
M1=
M2 = 4cotgφ
M3 = M1 - 4
Theo bài ra; ta có φ = 14o nên tra bảng 2.3 ta được:
M1 = 7,42
M2 = 16,04

M3 = 3,42
Có . = 2,0 – 2,2 T/m3 (lấy 2)
m= 0,9
G= 84 T/m
 k1 = 7,42.3 + 16,04. – 3,42. = 27

k2 = 3,42. = 162,8
Thay k1 và k2 vào (1) ta được :
b2 + 25,9.b – 162,8 = 0


b = 5,07 m
chọn b = 5,2 m
- Kiểm tra bgh.
Do móng có độ cứng hữu hạn nên thõa mãn điều kiện sau
≥
b bgh = bt + 2.hm.tag
trong đó:
bt - chiều rộng tường
hm – chiều sâu đặt móng
theo lý thuyết bê tông hay bê tông cốt thép thì tag = 1
Theo bài ra ta có bt = 2,9
Vì móng có độ cứng hữu hạn nên :
≤ ≤
1 tg 2
⇔ ≤ ≤
1
2
⇔
≤

≤
0,575 hm 0,87
Chọn hm = 0,65 => = 4,2
Kiểm tra ; tagαtk = = = 1,78
Chọn hm sao cho tagα = 1,4 -1,9
hm = 0,65
Vậy chiều rộng của móng b = 5,2 m
- Xác đinh sức chịu tải của nền
= m.(A.b + B.h). + c.D
Với m = 1
Ta có φ = 14o nên tra bảng được :



-

A = 0,29
B = 2,17
D = 4,69
= 1.(0,29.5,2 + 2,17.3).1,96 + 2.4,69= 25,1 (T/m2)
Xác định kích thước móng và kiểm tra
+ Xác định kích thước móng ( F )
F = = = 4,4 (m2)
Kiểm tra :
Theo bài ra có F = l.b = 50.4,4 = 220 (m2)
F thỏa mãn điều kiện :
≥
F
+ Kiểm tra điều kiện chịu lực của nền dưới đáy móng
xét cho một mét dài

=
Trong đó:
Gt – trọng lượng của tường
G = b.h. γtb = 5,2.3.2 = 31,2 ( T/m )
F = b.L = 5,2.1 = 5,2 ( m2)
σtbtc = 22,15 < T/m2


Tính toán bê tông cốt thép
-

-

Chiều dày bê tông :
Tính cho một mét dài L =1m
h0 >
trong đó:
m là hệ số làm việc của bê tông ; m = 0,9
Rcp là cường độ kháng cắt cho phép của bê tông (7-10% theo mác bê tông )
Chọn mác bê tông 200# => Rcp = 7%.200 = 140 T/m2
Q =() = 23,77.() = 27,34 T
= = = 23,77 T/m
= Gt.n = 84.1,1 =92,4 T/m
n là hệ số vượt tải = 1,1 - 1,2
h0 > = = 0,22 m
Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ là 0,04 m
Chiều dày lớp bê tông tính toán là h0 = hm – e = 0,65 – 0,05 = 0,6 m
Tính toán số lượng cốt thép
Fa =
Trong đó :

Ma = .Q. = 0,5.27,34.().1 = 15,7
m - hệ số làm việc bê tông m=0,9÷1 ( lấy m = 0,9 )
ma – hệ số làm việc cốt thép ma=0,9÷1 ( lấy m = 0,9 )
Ra: cường độ chịu kéo của cốt thép , nó phụ thuộc vào chất lượng thép trong
công trinh
Chọn loại thép CT3
Ra=2100(kg/cm2) = 21000(T/m2)
Fa = = 1,54.10-3 m2
Chọn thép chịu lực có đường kính 18(mm)
Chọn thép đai có đường kính 14 (mm)
fa = = = 2,01.10-4 ( m2)
số thanh thép cho một mét dài là : na = = 6,05 (thanh)
Chọn na = 6(thanh)
Khoảng cách giữa các thanh thép chịu lực
Ca= = 0,18(m) = 18 (cm)
Chọn Ca = 18 cm
Để bê tông cốt thép làm việc đồng thời thì khoảng cách giữa các thanh thép là
≤
≤
18 cm, thỏa mãn điều kiện 15(cm) Ca 20 (cm)
Thiết kế móng dưới tường chắn

Câu 3. Tính lún cuối cùng
Nền đất dưới đáy móng là nền sét pha đồng nhất vận dụng phương pháp phân tầng
lấy tổng để tính độ lún cuối cùng


Áp lực dưới đáy móng tính cho 1m dài
P= +
Trong đó:

F là diện tích đáy móng tính cho 1m dài
h: chiều sâu đặt móng
= 2 T/m3
q=Gt= 84 T/m
 P = 2.3 + = 22,15 T/m2
- Áp lực gây lún
= P - = 22,15 – 1,96.3 = 16,27 T/m2
 = 16,27 T/m2
- Chia nền đất thành các phân tố có chiều dày zi = 1 m
Xác định ứng suất phụ thêm và ứng suất bản thân của nền đât
= (h+zi)
= .k0
-

Kết quả tính ứng suất được trình bày trong bảng sau:
STT

zi
(m)

l/b
(m)

z/b
(m)

K0

(T/m2)


(T/m2)

1

1

0

0.19

0.97

15.78

1.96

2

2

0

0.38

0.89

14.48

3.92


3

3

0

0.58

0.77

12.53

5.88

4

4

0

0.77

0.67

10.90

7.84

5


5

0

0.96

0.56

9.11

9.8

6

6

0

1.15

0.5

8.14

11.76

7

7


0

1.35

0.44

7.16

13.72


8

8

0

1.54

0.39

6.35

15.68

9

9

0


1.73

0.35

5.69

17.64

10

10

0

1.92

0.3

4.88

19.6

11

11

0

2.12


0.29

4.72

21.56

12
12
0
2.31
0.28
4.56
Ta thấy tai độ sâu 12 m có = 4,56 T/m2 , = 23,52 T/m2 thõa mãn điều kiện
.0,2 vậy vùng hoạt động nén ép là 12 m.
Biểu đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún qua tâm móng công trình

Ta có
e0 = 74
a = 0,0014 cm2/kG = 0,0014 m2/T
 Hệ số nén lún tương đối
a0 = = = 0.0008 m2/T
-

23.52


-

vì nền đất là sét pha đồng nhất nên hệ số nén lún ở các lớp đất bằng nhau và

ai= 0,0008 m2/T
Độ lún cuối cung của nền đất
S=
Trong đó :
hi – chiều dày phân tố thứ i
- ứng suất phụ thêm ỡ giữa lớp thứ i , tính bằng trung bình cộng giữa ứng suất
phụ thêm ở đỉnh và ở đáy phân tố thứ i
a0 – hệ số nén lún tương đối
Ta có bảng sau:
STT

hi
(m)

a0i
m2/T

(T/m )

Si
(m)

1

1

0.0008

15.78


0.006

2

1

0.0008

14.48

0.012

3

1

0.0008

12.53

0.010

4

1

0.0008

10.90


0.009

5

1

0.0008

9.11

0.007

6

1

0.0008

8.14

0.007

7

1

0.0008

7.16


0.006

8

1

0.0008

6.35

0.005

9

1

0.0008

5.69

0.005

10

1

0.0008

4.88


0.004

11

1

0.0008

4.72

0.004

12

1

0.0008

4.56

0.002

Độ lún cuối cùng của nền đất là S = = 0,075 m = 7,5cm
Vậy tông độ lún cuối cùng của công trình là 7,5 cm

2


KẾT LUẬN
Đồ án môn cơ học đất và nến móng là một đồ án quan trọng, nó giúp sinh viên củng

cố thêm kiến thức một cách vững chắc và giúp hiểu thêm về công việc của một kỹ sư
Địa chất công trình.
Trong quá trình làm đồ án, kết hợp việc học lý thuyết cùng sự làm việc nghiêm túc tại
nhà của bản thân, với sự hướng dẫn tận tình của thầy Nhữ Việt Hà và các thầy cô
trong bộ môn Địa chất công trình, sự đóng góp nhiệt tình của các bạn, đến nay e đã
hoàn thành đồ án theo đúng thời hạn đề ra
Mặc dù đã cố gắng nhưng do kinh nghiệm thực tế và trình độ bản thân còn nhiều hạn
chế nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót.. Em rất mong được sự tiếp tục chỉ
bảo, hướng dẫn của các thầy cô trong bộ môn và các bạn để em dần hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tạ Đức Thịnh, Nguyễn Huy Phương. Giáo trình cơ học đất, NXB Xây Dựng,

2012.
2. Tạ Đức Thịnh, Nguyễn Huy Phương, Nguyễn Văn Phóng. Bài tập Cơ học đất,

NXB Xây Dựng, Hà Nội.
3. Tạ Đức Thịnh, Nguyễn Huy Phương, Nguyễn Hồng, Nguyễn Văn Phóng. Nền

và móng công trình, NXB Xây Dựng, Hà Nội, 2009.
4. Tạ Đức Thịnh, Nguyễn Văn Phóng. Đồ án Cơ học đất – Nền móng, NXB Xây

Dựng, Hà Nội, 2009.
5. TCVN 9362-2012.
6. TCVN 356-2005.