Đồ án tập trung làm rõ các chỉ tiêu cơ lý của đất nền được xác định bằng thực nghiệm, từ đó đưa ra các phương án thiết kế cho móng nông dưới chân cột số 5, móng cọc dưới chân cột số 10,... Mời các bạn cùng tham khảo!
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Đồ án Nền móng: Xây dựng dân dụng và công nghiệp (Trần Việt Dũng)
- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
KHOA CÔNG TRÌNH
ĐỒ ÁN NỀN MÓNG
CHUYỀN NGÀNH : XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
GIẢNG VIÊN HD : LÊ VĂN HIỆP
SINH VIÊN : TRẦN VIỆT DŨNG
LỚP : 71DLDD22
MSV :
- SỐ LIỆU CHUNG
1. Sơ đồ Công Trình
6m 6m 6m 6m
0.45
C1 C2 C3 C4 C5
7m
0.00
C6 C7 C8 C9 C10
7m
C11 C12 C13 C14 C15
0.45
Mặt bằng cột
2. Số tài liệu:
Số liệu đề cho
Họ Tên Móng 1 Móng 2 Địa chất
Trần Việt Dũng Cột 5 Cột 10 Số liệu 5
2
- 3. Số liệu địa chất:
c Chỉ số E0
Số liệu 5 Tên đất Dày (m) (độ)
(kN/m3) (kN/m2) SPT (N) (Kpa)
Lớp 1 Đất lấp 16.9 1.2
Á sét,
nâu gụ,
Lớp 2 nửa 18.8 6 12.5 20 19 7900
cứng
(IL=0.2)
Lớp 3 Cát trung 18.6 30 27 0 35 12400
4. Tải trọng công trình:
Tải trọng công trình
TT Ntc (T) Mtc (T.m)
Cột 5 39 5.9
Cột 10 280 9.6
* Cột vuông kích thước 0,3x0,3m, chiều mômen uốn trên mặt cắt
5. Giới thiệu công trìnhvà cơ sở tính toán
+ Công trình thuộc dạng nhà dân dụng kết cấu khung chịu lực bằng bê tông cốt thép
+ Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền được xác định bằng thực nghiệm
+ Hệ số điều kiện làm viêc của đất nền : m1= 1,2 và m2= 1,1
+ Hệ số an toàn giữa tảI trọng tiêu chuẩn và tảI trọng tính toán n=1,2.
+ Khi tính toán lấy: II = /1,1 ; II = /1,1; cII = c/1,1.
II= /1.1 cII = c/1.1
(kN/m3) (độ) (kN/m2)
Lớp 1 15.36 0.00 0.00
Lớp 2 17.09 11.36 18.18
Lớp 3 16.91 24.55 0.00
+ Ta có bảng quy đổi đơn vị tính tải trọng đầu cọc như sau:
Ntc Mtc
TT
(T) (kN) (T.m) (kN.m)
Cột 5 39 390 5.9 59
Cột 10 280 2800 9.6 96
Dựa vào số liệu trên, ta thấy tải trọng tác dụng lên cột 5 không lớn, nhưng ở cột 10
thì rất lớn. Để đảm bảo điều kiện làm việc, sự an toàn trong sử dụng, xét đến tính
kinh tế, ta chọn Phương án thiết kế như sau:
+ Móng nông dưới chân cột số 5
4
- + Móng cọc dưới chân cột số 10
PHẦN A: THIẾT KẾ MÓNG NÔNG
I.PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG:
+ Tải trọng công trình không lớn. Lớp đất lấp trên cùng khá yếu , lớp thứ: á sét,
nâu gụ, nửa cứng dày 6m có lực dính c=20(kN/m2) rất lớn, để móng đơn không
đảm bảo, vì vậy ta sử dụng móng đệm cát.
+ Móng BTCT: Móng đơn dưới cột.
+ Móng băng dưới tường.
+ Tường ngăn và bao che có thể dùng móng gạch hay giằng, dầm móng để đỡ.
II. VẬT LIỆU ĐÀI MÓNG DƯỚI CHÂN CỘT
+ Bê tông M250 có Rb = 11000( KN/m2), Rk = 900 (KN/m2).
+ Thép chịu lực: CII , Ra = 280000(KN/m2).
+ Lớp lót bê tông nghèo dày 10cm.
+ Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày 5cm.
+ Lớp đệm cát sử dụng cát san lấp
III. THIẾT KẾ MÓNG NÔNG CHO CỘT 5
1. Xác định sơ bộ kích thước đáy móng:
Chọn kích thước sơ bộ:
Chiều sâu đặt móng h= 2.0 (m)
Chiều rộng đài móng b= 1 (m)
2. Kiểm tra kích thước đáy móng theo điều kiện áp lực tại đáy móng:
Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng là:
Rtc= .(A.b.+B.h.+cII.D)
Trong đó:
- Ktc– Hệ số tin cậy, lấy K tc=1 vì các chỉ tiêu cơ lý của đất được xác định bằng thực
nghiệm
II dung trọng đất nằm trực tiếp dưới đáy móng
dung trọng trung bình các lớp đất tính từ đáy móng trở lên
*
II
cII lực dính tiêu chuẩn dưới đáy móng
A,B,D Các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát
m1, m2 lần lượt là các hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số điều kiện làm
việc của công trình tác động qua lại với nền.
Đáy đài đặt tại lớp đất thứ 2, có = 12.5o, tra bảng 2.2 trang 34 sách giáo trình Nền
và Móng – trường ĐH Công nghệ GTVT được các trị số A,B,D. Ta có bảng sau:
m1 m2 Ktc A b II B h II cII D
1.2 1,1 1 0,43 1 17,09 2,72 2 16,052 18,18 5,31
Ghi chú:
Diện tích đáy móng chịu tải trọng đúng tâm:
Trong đó:
tb Dung trọng riêng trung bình của đất và bê tông. Quy ước tb = 20~22 KN/m3
Ntc – tải trọng tiêu chuẩn tại đầu cột
h – Chiều sâu đặt móng (tính từ đáy đài móng đến cos nền)
Rtc Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng
Chọn kF= 1,2
Chọn tỷ số kN=l/b = 1.4
Từ đó, ta có
6
- Vậy l=b. kN= 1,3.1,4= 1,82 (m)
Vậy chọn kích thước đài móng lxb là (1.82x1.3)m
Kiểm tra kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn
.
Tính lại Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng là
Rtc= .(A.b.+B.h.+cII.D)
Rtc =.(0,43.1.17,09 +2,72.2.17,09+18,18.5,31) = 259,85 (KN/m2)
Độ lệch tâm:
Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng là:
= 347,568(KN/m2)
= 124,78(KN/m2)
= 288.89(KN/m2)
= = =206.835(KN/m2)
Điều kiện kiểm toán:
tc
+ p max = 288.89(KN/m2) 0
+= 206.835 (KN/m2)
- =0,325m
Chọn chiều dày hi = 0,3 (m)
Tính ứng suất do trọng lượng bản thân:
+, Ứng suất gây lún tại đế móng :
Pgl= 206,835 – 16,9.1,2 – 18,8.0,8=171,515 KN/m2
Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng thì ứng suất gây lún ở độ sâu là :
= p.Koi = 171,515.Koi (KN/m2)
Với là hệ số phụ thuộc tỷ số:
KÕt qu¶ tÝnh lón cho mãng cã ®ưîc trong b¶ng sau:
Bảng tính ứng suất
Độ
hi z
Điểm sâu l/b 2z/b a0 (k0) z
bt
z
gl
(m) (m)
(m)
0,0 0,0 1,4 0,00 0,00 0,00 0,00
0,3 0,3 1,4 0,00 0,00 5,07 0,00 Lớp
0,3 0,6 1,4 0,00 0,00 10,14 0,00 1, 1 =
0,3 0,9 1,4 0,00 0,00 15,21 0,00 16,9
0,3 1,2 1,4 0,00 0,00 20,28 0,00
0,3 1,5 1,4 0,00 0,00 25,92 0,00
0,3 1,8 1,4 0,00 0,00 31,56 0,00
0 0,3 2,1 0,0 1,4 0,00 1,00 37,20 171,52
1 0,3 2,4 0,3 1,4 0,46 0,95 42,84 163,44
2 0,3 2,7 0,6 1,4 0,92 0,80 48,48 136,68
3 0,3 3,0 0,9 1,4 1,38 0,61 54,12 105,10
Lớp
4 0,3 3,3 1,2 1,4 1,85 0,46 59,76 78,79
2, 1
5 0,3 3,6 1,5 2,4 2,31 0,35 65,40 59,27
= 18,8
6 0,3 3,9 1,8 3,4 2,77 0,27 71,04 45,45
7 0,3 4,2 2,1 4,4 3,23 0,21 76,68 35,53
8 0,3 4,5 2,4 5,4 3,69 0,17 82,32 28,56
9 0,3 4,8 2,7 6,4 4,15 0,14 87,96 23,35
10 0,3 5,1 3,0 7,4 4,62 0,11 93,60 19,35
11 0,3 5,4 3,3 8,4 5,08 0,10 99,24 16,35
8
- Khi zbt 5. z đối với đất tốt thì dừng lại kiểm tra độ lún
gl
Nhận xét :
Theo bảng tính toán ta thấy tại độ sâu 3,3m kể từ đáy móng Hnc=3,3m
bt gl
z = 99,24 (KN/m2) 5. z = 16,35.5 = 81,78 (KN/m2)
Do vậy ta lấy giới hạn đến độ sâu 3,3m kể từ đáy móng
Công thức tính toán:
Với i = 0,8
Eoi – Mô đum biến dạng = 7900 (KN/m2)
Bảng tính lún
Ghi
hi Độ sâu z z
bt
z
gl gl
zitb Si
Điểm chú
m m m kN/m2 kN/m2 kN/m2 cm
0 0.3 2.1 0.0 37.2 171.52 0.00
1 0.3 2.4 0.3 42.8 163.44 167.48 0.51
2 0.3 2.7 0.6 48.5 136.68 150.06 0.46
3 0.3 3.0 0.9 54.1 105.10 120.89 0.37
4 0.3 3.3 1.2 59.8 78.79 91.95 0.28 Lớp 2,
5 0.3 3.6 1.5 65.4 59.27 69.03 0.21 1 =
6 0.3 3.9 1.8 71.0 45.45 52.36 0.16 18,8
7 0.3 4.2 2.1 76.7 35.53 40.49 0.12 kN/m3
8 0.3 4.5 2.4 82.3 28.56 32.05 0.10
9 0.3 4.8 2.7 88.0 23.35 25.96 0.08
10 0.3 5.1 3.0 93.6 19.35 21.35 0.06
11 0.3 5.4 3.3 99.2 16.35 17.85 0.05
Tổng độ lún (cm) 2.40
Tại độ sâu 3,3 mét tính từ đấy móng S= 2.4 (cm) [ S]= 8 (cm)
=>Độ lún móng thỏa mãn.
- 6. Tính toán độ bền và cấu tạo móng:
6.1. Chọn vật liệu móng:
Dùng bê tông M250 có Rb = 115 Kg/cm2; Rk = 9 Kg/cm2
(Rb = 11500 KN/m2, Rk= 900 KN/m2)
Dùng cốt thép nhóm CII có Rs = 2800 Kg/cm2
10
- (Ra = 280000 KN/m2)
A/ xác định chiều cao móng theo điều kiện chống uốn
Áp lực tính toán dưới đáy móng
Chiều cao làm việc của móng:
ho L
Trong đó:
+ ho – Chiều cao làm việc của móng; ho = ha
+ a – lấy gần đúng bằng lớp bê tông bảo vệ cốt thép đáy móng; a = 4 10 cm
+ L – Khoảng cách từ đáy móng đến mặt ngàm cột L = = = 0,76 (m)
+ l – Cạnh đáy móng
+ lc – Bề dài cạnh cột
+Rn – Cường độ chịu nén của bê tông
+ ptt – Áp lực tính toán trung bình phía trên phần L; ptt=
+ – Áp lực tính toán tại mặt ngàm cột
=+()
= 106,79 +( 318,49 – 106,79)= 230,09 (KN/m2)
ptt= = 274,29 (KN/m2)
ho 0,76= 0,275 (m)
Chọn chiều cao làm việc của móng ho = 0,45 (m)
- hm = ho + a = 0,45 + 0,05 = 0,5 m
B/ xác định chiều cao móng theo điều kiện chọc thủng
Lực gây xuyên thủng :
Pxt = ptt.Sxt
ptt =
= + ( )
Trong đó:
ptt – Áp lực tính toán trung bình phía nguy hiểm nhất
Áp lực tính toán tại mép cạnh đáy tháp xuyên.
Sxt – diện tích xuyên thủng bên phía nguy hiểm nhất; Sxt = b.(llc2ho).0,5
Từ các kết quả đã có, ta tính được:
Pxt = 393,22.0,696 = 188.588 (KN)
Lực chống xuyên thủng cũng chỉ xét ứng với một mặt của tháp xuyên:
12
- Pcx = 0,75.Rk.Sxt = 0,75.Rk.(bc + ho).ho = 0,75.900.(0,3+0,45).0,45 = 227,81(KN)
Điều kiện kiểm tra: Pcx = Pxt
Vậy chiều cao móng chọn hm =0,5 m
7. Tính kết cấu món g
Coi bản móng là dầm conson, ngàm qua mép cột tải trọng là phản lực áp lực nền.
+ Mômen tương ứng với ngàm I – I
MII = b.L2.
Trong đó :L = = = 0,76 (m)
= 230,09 (KN/m2) (đã tính trong phần chống chọc thủng)
=>M1= 1,3.0,762= 108,51(KN.m)
Diện tích cốt thép chịu mô men MII
Fa = == 9,57 (cm2)
Chọn 12 (Fa = 1,131 cm2) Số thanh thép cần thiết n = = 8,46 (Thanh)
Chọn 9 thanh.
Chiều dài của 1 thanh cốt thép chịu mô men là :
l’ = l 2.0,05 = 1,82 – 0,1 = 1,72 m
Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài là :
b’ = b 2.0,05 = 1,3 – 0,1 = 1,2 m
Khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau là :
a = = = 150 mm
=> Chọn 9 thanh Φ 12a150 thép CII bố trí phía dưới
+ Mômen tương ứng với ngàm II – II
MIIII = l.B2.
Trong đó :
B = = = 0,5 (m)
=>MIIII= 1,82.0,52. = 48,376 (KN.m)
Diện tích cốt thép chịu mô men MIIII
=0,5 – 0,012 = 0,488 m
- Fa = = = 3,93 (cm2)
Chọn 10 (Fa = 0,785 cm2) Số thanh thép cần thiết n = = 5,01 (Thanh)
Chọn 8 Thanh
Chiều dài của 1 thanh cốt thép chịu mô men MIIIIlà :
b’ = b 2.0,05 = 1,3 – 0,1 = 1,2 m
Khoảng cách bố trí các cốt thép dài là :
l’= l 2.0,05 = 1,82 0,1 = 1,72 m
Khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau là :
a = = = 245 mm => chọn a = 245 mm
=>Chọn 9 thanh Φ 10a245 thép CII bố trí phía trên thép chịu mômen mặt ngàm
II– II
14
- Mã n g n « n g C5
MÆt b»ng mãng
- PHẦN II: MÓNG CỌC
I. TINH TOAN VA THIÊT KÊ MONG
́ ́ ̀ ́ ́ ́ C
ỌCCHO CỘT 10
1.Tải trọng tác dụng
Ntc = 2800 KN
Mtc = 96 KN.m
Các hệ số điều kiện làm việc của đất nền : m1 = 1,2 ; m2 = 1,1.
Hệ số an toàn giữa tải tiêu chuẩn và tải tính toán : n = 1,2.
+ Chọn độ sâu đặt đế đài:
Đế đài cao 1.5m so với cốt thiên nhiên
Chọn chiều cao đài là hđ = 0,9m.
Lớp bêtông lót vữa xi măng cát vàng Mác 75 dày 10cm, ăn ra 2 phía đế đài là 10cm.
2. Chọn loại cọc:
Dùng loại cọc tiết diện 0,25 0,25m (4 14).
Thép dọc chịu lực gồm 4 16 nhóm CII.
Bê tông cọc B20, đầu cọc có mặt bích bằng thép.
Phần trên của cọc ngàm vào đài 0,15m
Phần râu thép đập đầu cọc lớn hơn 30. = 30.14 = 420 mm, lấy là 0,55 m
Đầu dưới của cọc cắm vào lớp cát trung 2,1m.
Vậy ta có chiều dài của cọc là:
Lcọc = 0,55 + 0,15 + 1,2 + 6 + 2,1 = 10 m.
Vậy ta chọn cọc dài 10m.
3.Tính sức chịu tải của cọc;
+ Sức chịu tải của cọc theo vật liệu:
Pvl =.(Rb.Fb + Ra.Fa)
= 1
16
- Bê tông B20 : có Rb = 11500 KN/m2
Thép AII : có Ra = 280000 KN/m2
Pvl= 1.(11500.0,252 + 280000.1,539.104)=623,78 KN
+ Sức chịu tải của cọc theo đất nền :
Trong đó :
: HÖ làm việc của cọc trong đất ( = 1 )
,: HÖ làm việc cña ®Êt díi mòi cäc và ở mặt bên của cọc; ( = 1, = 1 )
: DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang của mũi cäc, (m2) ,=0,0625 m2
u : Chu vi cäc (m)(u=4d=1)
i : Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất trên thân cọc đóng hoặc cọc ép, lấy
theo bảng 3 trong TCVN 10304 – 2014.
li: chiÒu dày lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc (m);
qb Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (m) tra bảng 2 trong tcvn 10304 năm
2014
qb = 4000 kPa
Bảng cường độ sức kháng của lớp đất trên thân cọc
Lớp
Loại đất Z li Độ sệt fi fi.li
đất
(Kpa.m
(m) (m) (kPa)
)
1 Đất đắp 1.2 1.2
Á sét, nâu gụ, nửa
2 7.2 6 0.2 48 288
cứng (IL=0.2)
3 Cát trung 10 2.1 35.35 74.235
Pđn = 1.[1.4000.0,0625 + 1.1.(288+74,235)]
Pđn =612,235(KN)
Sức chịu tải cọc đơn cho phép:
Ta đó =1,4
- Pc = min = =437,311( KN)
4. Xác định số lượng cọc và cách bố trí :
+ Số lượng cọc sơ bộ là : cọc
Vì móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta tăng số lượng cọc và lấy bằng nc’ = 9
Mặt bằng bố trí cọc
5. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc
+ Diện tích đế đài thực tế :
Fdtt = 1,6.1,6 = 2,56 (m2)
+ Trọng lượng tính toán của đài và đất trên đài thực tế :
Nđ,đtt = n.tb .h.Fd = 1,2.17,66.(1,5+0,45/2).2,56 = 93,569 (KN)
+ Lực dọc tính toán thực tế xác định đến cốt đài :
Ntt = + = 2800.1,2 + 93,569 = 3453,569 ( KN)
+ Mômen tính toán xác định tương ứng với trọng tâm diện tích tiết diện các cọc tại
đế đài :
Mtt == 1,2.96=115.2 (KN.m)
+ Lực tính toán truyền xuống cọc dãy biên :
18
- tt
Pmax 415,73(kN)
tt
Pmin 351,73 (kN)
Tải trọng tác dụng lên cọc được tính theo công thức sau :
Pi =
Ta lập được bảng sau :
Cọc Xi (m) Pi (kN)
1 0.6 415,73
2 0.6 415,73
3 0.6 415,73
4 0 383,73
5 0 383,73
6 0 383,73
7 0.6 415,73
8 0.6 415,73
9 0.6 415,73
+ Trọng lượng tính toán của cọc :
Pcọc = n.fcọc. .Lc
cọc
Trong đó:
cọc = 25 kN/m3
Lc = 10 0,15 0,55 = 9,3m
Pc = 1,1.(0,25.0,25).25.9,3 = 15,98 ( KN )
Pđ=n.fđ.Lđ. đ =1,1.(0,25.0,25).9,3.(1,2.16,9+6.18,8+2,1.18,6)= 110,062 KN
+ Kiểm tra điều kiện chịu tảI của cọc:
Pttmax + Pc Pđ= 415,73 + 15,98 – 110,062 = 321,648 kN 0 nên không phải kiểm tra theo điều kiện chống nhổ.
6. Kiểm tra nền móng cọc theo TTGH 2:
6.1. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng quy ước:
+ Độ lún của nền móng cọc được tính theo độ lún của nền khối móng qui ước có
mặt cắt là abcd (hình vẽ). Do ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh, tải
- trọng của móng được truyền trên diện tích rộng hơn, xuất phát từ mép ngoài cọc tại
đáy đài và nghiêng 1 góc
h
i i
tb
hi
Trong đó :
+ Chiều dài của đáy khối quy ước :
LM = L’+ 2.LC.tgα = (1,22.0,25) + 2.9,3. tg(4,410) = 2,13 ( m )
+ Bề rộng của đáy khối quy ước :
BM = B’ + 2.LC.tg = (1,22.0,25) + 2.9,3. tg(4,410) = 2,13 ( m )
+ Chiều cao khối móng quy ước: ( tính đến cốt tự nhiên)
HM = Lc + h = 9,3 + 1,5+ = 11,03 (m).
+ Trọng lượng tiêu chuẩn của đất trong phạm vi từ đế đài đến mặt cốt tự nhiên:
N1tc = LM.BM.h. tb = 2,13.2,13. (1,2.16,9+ 0,3.18,8+)=199,08 KN
+ Trọng lượng tiêu chuẩn của đất từ đáy đài đến mũi cọc có trừ đi trọng lượng của
đất bị cọc chiếm chỗ:
.hi
N2tc = ( LM.BM ncọc.fcọc ). i
= ( 2,13. 2,13 9.0,25.0,25).(6.16,9+0,3.18,8)= 425,42 KN
+ Trọng lượng tiêu chuẩn của cọc trong phạm vi khối móng quy ước:
N3tc = ncọc.fcọc. cọc .LC
= 9.(0,25.0,25).25.9,3 =130,78 (KN)
+ Trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng quy ước :
Nqưtc = N1tc + N2tc + N3tc = 199,08+425,42+130,78 = 755,28 KN
+ Tải trọng tiêu chuẩn tại đáy khối quy ước :
Ntc = N0tc + Nqưtc = 2800+755,28 =3555,28 KN
+ Mômen tiêu chuẩn tương ứng tại trọng tâm đáy khối quy ước :
Mtc = Mtco+ Qtco.( LC+hđ ) = 96 (KN.m).
+ Độ lệch tâm:
20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
