Đồ án nền móng (1)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.2 MB, 59 trang )
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
I. ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH
+Cơng trình thiết kế là nhà khung bê tơng cốt thép khơng có tường chèn.
+Tra TCVN 9362 -2012 có trị biến dạng cho phép:
- Độ lún lệch tuyệt đối lớn nhất : Sgh=0,08m
- Độ lún lệch tương đối : Sgh=0,002
II.ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH-ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
1. Vị trí địa hình:
+Hiện trạng của cơng trình là khu đất trống đã được san lấp mặt bằng, thuận tiện
cho việc khoan, khảo sát địa chất.
2. Địa tầng và các chỉ tiêu cơ lý:
Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất
Chiều
Lớp
đất
Số
hiệu
Loại
đất
dày
(m)
Trọng
lượng
riêng tự
nhiên
(kN/m )
3
2
Tt
S3
Sét
Sf4
Sét
5
2,0
4,5
Cf4
Cát
3,0
pha
Ct1
Cát
trung
(kN/m3)
Độ
ẩm
W
%
Giới
Giới
Góc
hạn
chảy
hạn
dẻo
ma sát
trong
WL
WP
II
%
%
(o)
Lực
dính
cII
(kPa)
Mơ đun
biến
dạng
E
(kPa)
Sức
kháng
mũi
8,0
Chỉ
số
xun
SPT
qc
N30
(kPa)
17
-
-
-
-
-
-
18,4
26,5
38
45
26
17
27
-
10000
-
1400
5,0
pha
3
4
Trồng
trọt
lượng
riêng hạt
s
1
Trọng
7
8
18,5
26,8
30
36
22
16
10
18,3
26,4
30
31
25
15
28
19,2
26,5
18
-
-
35
-
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 1
10000
7800
31000
1800
2200
10300
5
45
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Lớp 1: Đất trồng trọt, có chiều dày trung bình 2,0m.
+ Lớp đất này khơng đủ chịu lực để làm móng cơng trình, khơng có tính năng xây
dựng, phải bóc bỏ lớp này và phải đặt móng xuống lớp đất dưới đủ khả năng chịu
lực.
Lớp 2 : Đất sét dày trung bình 4,5m:
+ Có độ sệt:
nền đất ở lớp 2 này ở trạng thái ‘dẻo mềm’.
=
+Hệ số rỗng: e=
+Trọng lượng riêng đẩy nổi:
+Đất sét trạng thái ‘dẻo mềm’ có mơđun biến dạng E = 10000 (kPa)
đất khá tốt.
Lớp 3: Sét pha dày trung bình 5,0m có:
+Độ sệt:
nền đất ở lớp 3 này ở trạng thái ‘dẻo mềm’.
+Hệ số rỗng:
+Trọng lượng riêng đẩy nổi:
+Đất sét pha ở trạng thái ‘dẻo mềm’ có mơđun biến dạng E =10000(kPa)
tốt.
Lớp 4:Lớp cát pha dày trung bình 3,0m có:
+Độ sệt:
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 2
đất khá
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
nền đất ở lớp 4 này ở trạng thái ‘dẻo’.
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 3
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
1
MNN
2
3
4
5
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 4
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
+Hệ số rỗng:
+Trọng lượng riêng đẩy nổi
+Đất cát pha ở trạng thái ‘dẻo’ có mơđun biến dạng E =7800(kPa)
đất trung
bình.
Lớp 5:Lớp cát trung dày trung bình 8,0m có:
+Hệ số rỗng:
0,55
+Trọng lượng riêng đẩy nổi
+Đất cát pha ở trạng thái ‘dẻo’ có mơđun biến dạng E =31000(kPa)
3. Địa chất thủy văn:
+Mực nước ngầm ở độ sâu 4,1m kể từ mặt đất tự nhiên.Tức là ở cốt
4,1+0,45=4,55(m) so với cốt san nền
III. THIẾT KẾ MĨNG.
+Xác định móng trục thiết kế: Móng thiết kế là móng D-4
+Xác định tải trọng tải đỉnh móng:
-Tải trọng tiêu chuẩn tại đỉnh móng
Notc = 1410 (kN)
Motc = 183 (kNm)
Qtc = 155(kN)
-Tải trọng tính tốn tại đỉnh móng:
Nott = n. Notc =1,2.1410 =1692(kN)
Mott = n. Motc =1,2.183=219,6 (kNm)
Qtt = n. Qtc =1,2.155=186(kN)
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 5
Đất rất tốt.
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
III.1 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN BTCT TRÊN NỀN TỰ NHIÊN
1. Lựa chọn độ sâu chơn móng h và chiều cao móng h m.
+Chọn độ sâu chơn móng là 1m từ mặt sàn tầng hầm, tức độ sâu so với cos sàn tầng
1 là 3,0+1,0=4,0 mét, độ sâu so với cos nền tự nhiên là 4,0-0,45=3,55m
hm=1-0,2=0,8m
0.00m
-0.45m
-3.00m
-3.30m
-4,00m
2. Xác định sơ bộ kích thước đáy móng:
Cường độ tính tốn của đất nền tại đáy móng :
+ Giả thiết bề rộng đế móng b=3,0(m).
+Nền sét pha có :
Tra bảng 15 (TCVN :9362-2012): m1=1,1
Kết cấu khung bê tông là kết cấu mềm :m2=1,0
+ktc=1 : vì các chỉ tiêu cơ lý của đất được xác định bằng thí nghiệm trực tiếp.
+Đáy móng hạ vào lớp sét có II=170. Tra bảng 14 (TCVN :9362-2012) ta có :
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 6
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
A=0,40
B=2,58
D=5,16
+Lớp sét có cII= 27kPa.
+Đáy móng nằm trên mực nước ngầm nên :
=
=18,4 (kN/m3)
+Tính h0=h-htđ (Vì bề rộng tầng hầm B=24m>20m h=htđ h0=0)
(Chọn trọng lượng riêng của sàn tầng hầm là 25kN/m 3)
Diện tích sơ bộ đáy móng:
+
+ Do trọng lượng đất trên móng ở 2 bên khác nhau nên sử dụng
+Chọn m=1,4
Tính lại giá trị b. Chọn α= 1,125
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 7
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
=>
Chọn b=3,2m l=3,2.1,125=3,6m. Chọn kích thước lxb=3,6x3,2 (m)
3. Kiểm tra kích thước móng theo trạng thái giới hạn II
Kiểm tra điều kiện áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng.
-Với b=3,2m, tính lại R:
+Độ lệch tâm:
Đạt
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 8
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Kiểm tra điều kiện kinh tế:
Như vậy kích thước đế móng là 3,2x3,6 (m) là đạt yêu cầu thiết kế.
Kiểm tra điều kiện áp lực trên bề mặt lớp đất yếu.
Trọng lượng riêng hiệu quả của các lớp đất:
+Từ mặt đất đến đáy lớp 1:
+Từ mặt lớp 2 đến mực nước ngầm:
+Từ mực nước ngầm đến hết đáy lớp thứ 2:
Kiểm tra điều kiện:
Ứng suất bản thân tại đáy móng:
+
+Ứng suất bản thân tại mực nước ngầm:
Ứng suất bản thân tại đáy lớp thứ 2 (dưới mực nước ngầm):
+
+Áp lực gây lún tại đáy móng:
+Ứng suất gây lún tại đáy lớp 2:
Tra bảng ta có:
Tổng ứng suất tại mặt trên lớp đất yếu:
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 9
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
+Cường độ tính tốn của nền trên đất yếu:
1
=1,1 do móng đặt lên lớp đất sét pha có
m
m2 =1 do nhà khung là kết cầu mềm.
ktc =1 do các chỉ tiêu cơ lý xác định bằng thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
cII = 10 (kPa)
φII= 16 tra bảng có A = 0,35; B = 2,43; D = 5
do mặt đất yếu nằm ở dưới mực nước
ngầm.
BIỂU ĐỒ KIỂM TRA ÁP LỰC TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 10
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
0.00m
-0.45m
-3.00m
-3.30m
-4,00m
+ Diện tích đáy móng quy ước :
Ta có
+Bề rộng móng quy ước :
;
+Độ sâu chơn móng quy ước: Vì bề rộng tầng hầm lớn hơn 20m nên hy được
tính từ mặt trên sàn tầng hầm đến đáy móng móng quy ước: hy=6,52,55=3,95(m)
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 11
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
+Trọng lượng riêng hiệu quả trung bình của đất trong phạm vi hy:
Ta có:
Đảm bảo áp lực trên nền đất yếu.
Kiểm tra biến dạng của nền:
+ Ứng suất bản thân tại đáy móng:
+ Ứng suất bản thân tại các điểm zi:
+Ứng suất bản thân tại mực nước ngầm:
+ Ứng suất gây lún ở độ sâu z kể từ đáy móng:
+ Chia các lớp đất dưới móng thành các phân tố có chiều dày hi:
Chọn hi=0,8(m)
BẢNG TÍNH LÚN
Lớp đất
Sét
Điểm
z(m)
2z/b
l/b
K0
σgl(kPa)
σbt(kPa
)
0,2σbt
0
0.00
0.00
1.125
1
131.850
62.520
12.504
1
0.80
0.50
1.125
0.925
121.961
72.840
14.568
2
1.60
1.00
1.125
0.717
94.536
79.482
15.896
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 12
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
Sét pha
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
3
2.40
1.50
1.125
0.506
66.716
86.123
17.225
3*
2.95
1.84
1.125
0.398
52.476
90.689
18.138
4
3.20
2.00
1.125
0.352
46.411
92.920
18.584
5
4.00
2.50
1.125
0.256
33.754
100.058
20.012
6
4.80
3.00
1.125
0.191
25.183
107.197
21.439
7
5.60
3.50
1.125
0.147
19.382
114.335
22.867
+Tại độ sâu z=5,6m so với đáy móng có
;
+ Thấy
→ Giới hạn nền H=5,6m so với đáy móng.
Độ lún của nền được xác định:
+Độ lún của nền của lớp đất sét:
+Độ lún của nền của lớp đất sét pha:
→ S = S1+S2 = 3,3 (cm) < Sgh = 8(cm)
→Thỏa mãn điều kiện độ lún tuyệt đối.
Biều đồ ứng suất bản thân và ứng suất gây lún
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 13
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
0.00m
-0.45m
-3.00m
-3.30m
-4,00m
*Kết luận: Chọn diện tích móng là 3,2x3,6m.
4. Tính tốn và cấu tạo cho móng (Theo trạng thái giới hạn I)
Chọn bê tơng, cốt thép.
+Chọn bê tơng móng B15 có Rb = 8500 (Kpa), Rbt = 750 (Kpa);
+Chọn thép móng CII có Rs =280000 (Kpa)
+Chọn lớp bê tông bảo vệ abv = 35 (mm) (Làm lớp bê tơng lót dưới) → chiều
cao làm việc của bê tơng móng ho = hm - abv
h0 = 800 – 35 = 765= (mm)=0,765(m)
Cột trục D-4 có kích thước bxl = 350x450 (mm)
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 14
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
Tính tốn độ bền của móng theo điều kiện chọc thủng.
Tải trọng tính tốn tại đỉnh móng:
N = n. Notc =1,2.1410 =1692(kN)
M = n. Motc =1,2.183=219,6 (kNm)
Q = n. Qtc =1,2.155=186(kN)
3000
3000
2550
450
tt
o
tt
o
tt
800
300
Tính toán trên mặt tháp chọc thủng 1:
+Kiểm tra điều kiện:
+Ta có:
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 15
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
→
Cường độ tính tốn trung bình trong phạm vi Fct:
Lực gây ra chọc thủng:
+Khả năng chống chọc thủng của bê tơng móng:
bd=bc+2h0=0,35+2.0,765=1,88(m)
Nct=488,38(kN)<Φ639,73(kN)
=> Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng
1.
Tính tốn trên mặt tháp chọc thủng 2:
+ Kiểm tra điều kiện:
+Lực gây ra chọc thủng:
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 16
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
+Khả năng chống chọc thủng của bê tơng móng theo mặt tháp chọc thủng 2:
ld=lc+2h0=0,45+2.0,765=1,98(m)
Nct(2)=356,11(kN)<Φ=697,11(kN)
=> Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng theo mặt tháp chọc thủng
2.
Tính tốn và bố trí cốt thép.
+Chọn thép móng CII có Rs =280000 (Kpa):
+Chọn lớp bảo vệ là abv=35mm, khơng có lớp bê tơng lót dướih0=hm-abv=0,80,035=0,765
→
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 17
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
-Coi cánh móng là dầm công-xôn ngàm tại tiết diện chân cột, bị uốn bởi phản lực
nền.
+Trị số momen uốn tại mặt ngàm I-I:
-Diện tích cốt thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh dài móng:
+h01=hm-abv=0,8-0,035=0,765(m)
+Chiều dài của một thanh: l*=l-2a’=3600-25.2=3550(mm)
+Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau:
a1=
Yêu cầu cấu tạo thép: 100mm a1 200mm
Chọn 19ϕ12, có
Tính lại:
2148(mm2)
h01=hm-abv-0,5ϕ=0,8-0,035-0,5.0,012=0,759(m)
2070(mm2)=As1<
2148Đảm bảo.
+Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:
Đạt. Chọn a2=170mm
-Diện tích cốt thép yêu cầu đặt song song theo phương cạnh ngắn móng:
+Trị số momen tại ngàm II-II:
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 18
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
, h02 hm-abv-ϕ1=0,8-0,035-0,012=0,753(m)
+Chiều dài của một thanh: b*=b-2a’=3200-2.(15+10)=3150(mm)
+Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau:
a2=
Yêu cầu cấu tạo thép: 100mm a2 200mm
Chọn 28ϕ6, có
Tính lại:
791(mm2)
h01=hm-abv-0,5ϕ=0,8-0,035-0,5.0,006=0,762(m)
776,6(mm2)=As1<
791Đảm bảo.
+Khoảng cách giữa các trục cốt thép cạnh nhau:
Đạt. Chọn a2=130mm
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 19
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Page 20
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
III.2 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP CHÔN NÔNG TRÊN NỀN ĐỆM
CÁT
1. Lựa chọn cát làm nền:
Dùng cát hạt trung làm đệm, đầm đến độ chặt trung bình, tra bảng TCXD 9362-2012
(bảng D-1 trang 87) ta có cường độ tính tốn của cát làm đệm Ro = 400Kpa, cường độ
này ứng với bl = 1m; h1 = 2m.
2. Lựa chọn độ sâu chơn móng h, và chiều cao móng h m.
Thiết kế móng đơn bê tơng cốt thép trên nền đệm cát, chọn độ sâu chơn móng 4,3m từ
cốt 0.00 , Sàn tầng 1 cao hơn mặt đất tự nhiên là 0,45m; như vậy đáy móng ở độ sâu
4,3-0,45=3,85m so với mặt đất tự nhiên. Chọn bề rộng móng sơ bộ b=2m, chọn chiều
cao móng hm= 0,8 (m). Đế móng đặt ở lớp đất thứ 2 là lớp đất sét, và ở trên mực nước
ngầm.
0.00m
-0.45m
-3.00m
-4,30m
3. Xác định kích thước sơ bộ đáy móng.
Tải trọng tiêu chuẩn ở đỉnh móng:
Ntc0=1410(KN)
Mtc0=183(KNm)
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 21
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MĨNG
Qtc0=155(KN)
Tính tốn cường độ của nền đệm cát: tính theo cơng thức tính đổi quy phạm
khi h=4,3>2m :
k1, k2 là hệ số kể đến ảnh hưởng bề rộng móng và độ sâu chơn móng: lấy
k1=0,125; k2=0,25
→
Diện tích sơ bộ đáy móng:
Do có tải lệch tâm lớn nên tăng diện tích lên 20%:
=3,77+3,77.20/100=4,524(m2)
Chọn
Lấy b=2,0m → l=2,4m b.l=2,0.2,4 (m)
4. Tính tốn theo trạng thái giới hạn II
Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng, kiểm tra điều kiện kinh tế:
+Độ lệch tâm:
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 22
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
(Chọn khối lượng riêng của sàn bê tông tầng hầm là 25kN/m 3 )
→
+Kiểm tra điều kiện áp lực tại đế móng:
+Kiểm tra điều kiện kinh tế:
Thoả mãn điều kiện
kinh tế.
Vậy kích thước đế móng là bxl = 2x2,4m .
Xác định kích thước đệm cát hđ ,bđ,lđ.
+Cường độ của nền đệm cát khi bxl = 2x2,4 (m):
-Xác định sơ bộ hđ:
Chọn chiều cao đệm cát hđ=0,7m.
-Kiểm tra điều kiện áp lực dưới đáy đệm cát:
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 23
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
Ứng suất nền tại đáy móng ở trạng thái tự nhiên:
Ứng suất nền tại mặt đất yếu ở trạng thái tự nhiên:
Ứng suất tăng thêm trong nền tại mặt đất yếu do tải trọng gây ra:
do
→
Cường độ tính tốn của nền đất ở đáy đệm cát:
m1 =1,1 do móng đặt lên lớp đất sét (IL =0,632 > 0,5)
m2 =1 do nhà khung là kết cầu mềm
ktc =1 do các chỉ tiêu cơ lý xác định bằng thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
cII = 27 (Kpa)
tra bảng có A = 0,395; B = 2,575; D = 5,155
do mặt đất yếu nằm ở dưới mực nước ngầm.
hy = h + hđ = 4,3 + 0,5 =5,0 (m)
Diện tích đáy móng quy ước :
Ta có
Bề rộng móng quy ước :
SVTH: TỊNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
;
Page 24
GVHD: LÊ KHẮC HƯNG
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
→
Kiểm tra:
→Đảm bảo áp lực dưới đáy đệm cát.
0.00m
-0.45m
-3.00m
-4,30m
-5,00m
Kiểm tra biến dạng nền:
Tra bảng theo quy phạm với cát hạt trung ta có Ec = 30000(Kpa). Chia nền đất thành
các lớp phân tố đồng nhất về tính nén (E = const) có chiều dày mỗi lớp hi ≤ b/4
=2/4=0,5m. Chọn hi=0.5m
Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng thì ứng suất gây lún ở độ sâu z là:
Ứng suất nền tại đáy móng ở trạng thái tự nhiên:
Ứng suất bản thân tại các điểm z:
SVTH: TÒNG VĂN CHUNG-LỚP 13x5
Page 25
