Đồ án môn Nền móng - Nguyễn Ngọc Thanh

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: T.S TÔ VĂN LẬN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC NỀN MÓNG

PHẦN I: MÓNG CỌC

I.SỐ LIỆU THIẾT KẾ:

1.Cột (toàn khối)

- Tiết diện cột Bc x Lc (cm): 30x50

- Cao trình cầu trục (m) : 6,5m

- Cao trình đỉnh cột (m): 8,5m

2.Tải trọng tính toán:

Thành phần

Ký hiệu

Đơn vị

Tải trọng

Tải trọng đứng tại đỉnh cột

P

kN

308

a

Tải trọng cầu trục

P

285

2.5

C

Lực hãm ngang cầu trục

Lực hãm dọc cầu trục

Tải trọng ngang đỉnh cột và gió

3.Nền đất:

T_C1

T_C2

2.1

P

17.9

g

CÁC LỚP ĐẤT

Lớp 2

Số hiệu

52

Lớp 1

Số hiệu H(m)

Lớp 3

Số hiệu H(m) Số hiệu

64 1.5 16

Lớp 4

H(m)

4.0

H(m)

31

5.0

II.XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT; ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH:

1.Xử lý số liệu địa chất:

a.Lớp 1: Có số hiệu là 31 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W  38.1

-Giới hạn nhão ( hay còn gọi là giới hạn sệt): W_S 34.4(%)

-Giới hạn dẻo ( hay còn gọi là giới hạn lăn): W_d 20.6(%)

- Dung trọng tự nhiên:_W1.77(T / m³) 17.7(kN / m³)

-Tỉ trọng hạt:   2.68

-Sức kháng xuyên tĩnh q_C(Mpa) : q_C 0.21(MPa)  210(kN / m²)

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=1

Đánh giá loại đất trạng thái của đất ta căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá như sau:

Chỉ số dẻo: A W_sW_d 34.4  20.6 13.8 vì 7  A 13.8 17  Đất á sét

W W_d38.1 20.6

W_sW_d34.4  20.6

Độ đặc của đất dính: B 



1.268 vì B 1 Đất á sét ở trạng thái lỏng

-Từ các số liệu thu thập được ta xác định thêm các chỉ số sau:

_w

17.7

+Dung trọng khô: _k



12.8(kN / m³)

1 0.01W 1 0.0138.1

_n(1 0.01W )

2.6810(1 0.0138.1)

+Hệ số rỗng ban đầu cùa đất: e 

1

11.09

_w

1.09

17.7

e

+Độ rỗng của mẫu đất: n 

100 

100  52.15%

1 e

11.09

SVTH: NGUYỄN NGỌC THANH – TCDK 13B

1

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: T.S TÔ VĂN LẬN

0.01W. 0.0138.12.68

+Độ no nước của mẫu đất : G 



 0.936

e

1.09

+Môdul tổng biến dạng: E₀ q_c 4210  840(kN / m²)(Ứng với sét pha ở trạng thái lỏng

với q_c 7(kG / cm²)  3    6

)

b.Lớp 2: Có số hiệu là 52 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W  29.4

-Giới hạn nhão ( hay còn gọi là giới hạn sệt): W_S 31.7(%)

-Giới hạn dẻo ( hay còn gọi là giới hạn lăn): W_d 25.1(%)

- Dung trọng tự nhiên:_W1.81(T / m³) 18.1(kN / m³)

-Tỉ trọng hạt:   2.67

-Sức kháng xuyên tĩnh q_C(Mpa) : q_C1.37(MPa) 1370(kN / m²)

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=7

Đánh giá loại đất trạng thái của đất ta căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá như sau:

Chỉ số dẻo: A W_sW_d 31.7  25.1 6.6 vì A  6.6  7  Đất cát

W W_d29.4  25.1

W_sW_d31.7  25.1

Độ đặc của đất dính: B 



 0.65 vì 0  B 1 Đất cát ở trạng thái dẻo

-Từ các số liệu thu thập được ta xác định thêm các chỉ số sau:

_w

18.1

+Dung trọng khô: _k



12.98(kN / m³)

1 0.01W 1 0.0139.4

_n(1 0.01W )

2.6710(1 0.0129.4)

+Hệ số rỗng ban đầu cùa đất: e 

1

1 0.9

_w

0.9

18.1

e

+Độ rỗng của mẫu đất: n 

100 

100  47.36%

1 e

1 0.9

0.01W. 0.0129.42.67

+Độ no nước của mẫu đất : G 



 0.872

e

0.9

+Môdul tổng biến dạng: E₀ q_c 21370  2740(kN / m²) (Ứng với đất cát   2

)

c.Lớp 3: Có số hiệu là 64 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W  29.9%

-Giới hạn nhão ( hay còn gọi là giới hạn sệt): W_S 33(%)

-Giới hạn dẻo ( hay còn gọi là giới hạn lăn): W_d 26.8(%)

- Dung trọng tự nhiên:_W1.86(T / m³) 18.6(kN / m³)

-Tỉ trọng hạt:   2.68

-Góc ma sát trong:  18⁰20'

-Lực dính:C  0.15(kG / cm²) 15(kN / m²)

- Kết quả thí nghiệm nén ép :

Lực nén

P(kPa)

50

e

0.833

0.798

0.766

0.737

100

150

200

-Sức kháng xuyên tĩnh q_C(Mpa) : q_C 2.08(MPa)  2080(kN / m²)

SVTH: NGUYỄN NGỌC THANH – TCDK 13B

2

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: T.S TÔ VĂN LẬN

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=11

Đánh giá loại đất trạng thái của đất ta căn cứ vào các chỉ tiêu đánh giá như sau:

Chỉ số dẻo: A W_sW_d 33 26.8  6.2 vì A  6.2  7  Đất cát

W W_d29.9  26.8

Độ đặc của đất dính: B 



 0.5 vì 0  B 1 Đất cát ở trạng thái dẻo

W_sW_d

33 26.8

-Từ các số liệu thu thập được ta xác định thêm các chỉ số sau:

_w

18.6

+Dung trọng khô: _k



14.31(kN / m³)

1 0.01W 1 0.0129.9

_n(1 0.01W )

2.6810(1 0.0129.9)

+Hệ số rỗng ban đầu cùa đất: e 

1

1 0.87

_w

0.87

18.6

e

+Độ rỗng của mẫu đất: n 

100 

100  46.52%

1 e

1 0.87

0.01W. 0.0129.92.68

+Độ no nước của mẫu đất : G 



 0.92

e

0.87

e  e_2i

1i

+Hệ số nén a : a_i

p_2i p_1i

Lực nén

P(kPa)

50

e

a

(m²/kN)

0.833

0.798

0.766

0.737

100

150

200

4.6x10^-4

4x10^-4

3.6x10^-4

+Modul biến dạng: E₀ q_c 22080  4160(kN / m²) (Ứng với đất cát   2

)

d.Lớp 4: Có số hiệu là 16 căn cứ vào bảng tra số liệu tra ta có các giá trị địa chất như sau:

-Độ ẩm tự nhiên: W 15

-Tỉ trọng hạt:   2.64

-Sức kháng xuyên tĩnh q_C(Mpa) : q_C11(MPa) 11000(kN / m²)

-Kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=28

-Thành phần hạt:

Thành phần hạt (%) tương ứng với các cỡ hạt

Hạt sỏi

5-2

Hạt cát

Vừa

0.5-0.25

23

Thô

2-1

22

To

1-0.5

37

Nhỏ

0.25-0.1

8

Mịn

0.1-0.05

2

8

Hàm lượng các hạt có d>2mm: 8%

Hàm lượng các hạt có d>0.5mm: 8+22+37=67%>50%



Lớp 4 là đất cát thô

Từ kết quả xuyên tiêu chuẩn N60: N=28 ( 10<N<29)

Lớp 4 là đất cát thô ở trạng thái chặt

vừa.

+Modul biến dạng: E₀ q_c 211000  22000(kN / m²)(Ứng với cát thô ở trạng thái chặt

vừa cứng có q_C100(kG / cm²)    2 3

)

-Sức kháng xuyên tĩnh q_C(Mpa) : q_C11(MPa) 11000(kN / m²) ứng với cát thô ở trạng thái

chặt vừa gần về phí trạng thái chặt. e  0.6 ; =38⁰52'

SVTH: NGUYỄN NGỌC THANH – TCDK 13B

3

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: T.S TÔ VĂN LẬN

(Theo bảng tra của tài liệu địa chất khi 10<N<30 và 40<q_c<120  35⁰   40⁰)

+Dung trọng tự nhiên:

_n(1 0.01W )

_n(1 0.01W ) 2.6410(1 0.0115)

e 

1 _w



18.96(kN / m³)

_w

1 e

1 0.6

Kết quả trụ địa chất như sau:

Đất sét pha ở trạng thái lỏng _W17.7(kN / m³) ; 

C  ;q_C 210(kN / m²) ;N=1;

Đất cát ở trạng thái dẻo _W18.1(kN / m³)

;q_C1370(kN / m²) ;N=7;

;

Đất cát ở trạng thái dẻo _W18.6(kN / m³); 18⁰20'

C 15(kN / m²) q_C 2080(kN / m²) ;N=11;

;

Đất cát thô ở trạng thái chặt vừa_W18.96(kN / m³) ;  38⁰52'

C  (kN / m²) q_C11000(kN / m²) ;N=28;

;

Từ kết quả trên ta nhận thấy lớp 1là lớp đất yếu, lớp 2 đất khá tốt nhưng chiều dày không

đảm bảo. Vậy lớp 3 và lớp 4 là hai lớp đất khá tốt có thể đặt mũi cọc.

SVTH: NGUYỄN NGỌC THANH – TCDK 13B

4

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: T.S TÔ VĂN LẬN

8400

Pa

Pg

2.Xử lí số liệu tải trọng:

Pc

- Tiết diện cột Bc x Lc (cm): 30x50

- Cao trình cầu trục (m) : 6,5m

- Cao trình đỉnh cột (m): 8,5m

6300

Tc1

Tc2

Thành phần

Ký hiệu Đơn vị Tải trọng

Tải trọng đứng tại đỉnh cột

P

kN

308

285

2.5

a

Tải trọng cầu trục

P

C

250

Lực hãm ngang cầu trục

Lực hãm dọc cầu trục

Tải trọng ngang đỉnh cột và gió

T_C1

T_C2

2.1

P

17.9

g

Tải trọng tính toán tại chân cột:

Tải trọng do trọng lượng bản thân:

N0

P  B_c L_c H_c_bn  0.30.58.52.51.1 3.465(T)  34.65(kN)

v

Tổng lực dọc tính toán tại chân cột:

M0

±0.000

Q0

N₀^tt P  P  P  308 285 34.65  627.65(kN)

a

c

v

Mômen tính toán tại chân cột theo hai phương:

tt

0x

M

 P L_c 0.9(P H_cT_c1H_ct)

c

g

 2850.5 0.9(17.98.5 2.56.5)  338.425(kN.m)

 T_c2 H_ct 2.16.5 13.86(kN.m)

tt

0 y

M

500

Lực cắt tính toán tại chân cột theo hai phương:

Q  T_c2 2.1(kN)

tt

0x

tt

Q  T_c1 P 17.9  2.5  20.4(kN)

0 y

g

d

L

Tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột:

Từ tải trọng tính toán ở trên ta có thể xác định tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột như sau:

tt

0 y

tt

0x

tt

N₀^tt

M

Q

0x

M

Q

0 y

tc

0x

tc

0 y

tc

0x

tc

0 y

N₀^tc

;M



;M



;Q 

n

Trong đó: n là hệ số vượt tải có thể lấy giá trị trung bình: n 1.15

N₀^tt627.65

N₀^tc

=

 545.78(kN)

n

1.15

tt

0x

M

338.425

1.15

tc

0x

M



=

 294.28(kN.m)

n

tt

0 y

M

13.86

tc

0 y



12.05(kN.m)

n

1.15

2.1

tt

0x

Q

tc

Q 



1.91(kN)

17.7(kN)

0x

n

1.15

20.4

1.15

tt

Q

0 y

tc

Q 

0 y

n

SVTH: NGUYỄN NGỌC THANH – TCDK 13B

5

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: T.S TÔ VĂN LẬN

II.THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH:

1.Phương án móng

- Phương án 1: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đài đặt vào lớp 1,mũi cọc hạ sâu xuống lớp 3

khoảng 2.4 m . Thi công bằng phương pháp ép

- Phương án 2: Dùng cọc BTCT 30x30 cm, đài đặt vào lớp 1,mũi cọc hạ sâu xuống lớp 3

khoảng 2.4 m . Thi công bằng phương pháp đóng.

Ờ đây ta chọn phương án 1

2.Vật liệu làm móng cọc:

Đài cọc:

- Chọn bêtông Mác 250:

 R_n110(kG / cm²) 11000(kN / m²); R_k 8,8(kG / cm²)  880(kN / m²)

- Thép chịu lực: chọn thép AII có  R_a 2800(kG / cm²)  280000(kN / m²)

- Lớp lót bêtông đá 4x6 mác 100 dày 100

-Lớp bê tông bảo vệ cốt thép đài ta chọn a=5cm

- Đài liên kết ngàm vào cột.Cọc neo vào đài 10cm , cốt thép cọc neo vào trong đài  30d

Cọc BTCT

.

- Chọn bêtông Mác 250:

 R_n110(kG / cm²) 11000(kN / m²); R_k 8,8(kG / cm²)  880(kN / m²)

- Thép chịu lực: chọn thép AII có  R_a 2800(kG / cm²)  280000(kN / m²)

- Thép đai: chọn thép AI R_a 2300(kG / cm²)  230000(kN / m²)

3.Thiết kế móng :

a.Chọn độ sâu đặt đài:

SVTH: NGUYỄN NGỌC THANH – TCDK 13B

6

ĐỒ ÁN NỀN MÓNG

GVHD: T.S TÔ VĂN LẬN

Vì tính theo móng cọc đài thấp nên độ sâu đặt đài cọc phải thỏa mãn điều kiện:



2

2.H

 B

218.52

17.02

h_d 0.7h_min 0.7tg(45⁰ )

 0.7tg45⁰

 0.73m

Trong đó: H  Q 18.52(kN) : Tổng lực ngang tiêu chuẩn

 17.0(kN / m³) : Dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài

  0 : Góc ma sát trong của lớp đất đặt đài

Chọn sơ bộ bề rộng đài B=2 m



Vậy chọn độ sâu chôn đài : H_m1.5m

b. Chọn các đặc trưng của cọc:

- Tiết diện cọc 30x30(cm) . Thép dọc AII chịu lực dùng 418 (F_a10,18cm²)

- Chiều dài cọc : cọc ngàm vào lớp đất 3 khoảng 2.4m: l_c 9.0 1.5 0.1 6.0  2.4 16m

-Cọc được chia thành 2 đoạn dài 8m. Nối bằng hàn bản mã.

c.Xác định sức chịu tải của cọc:

c.1:Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc:

Đối với cọc bê tông đúc sẵn : P  (R_aF_a R_bF )

VL

b

Trong đó :



: Hệ số uốn dọc phụ thuộc vào độ mảnh của cọc.

l_tt13.5

 



 45    0.59  0.375  0.215

b

0.3

R_a 280000(kN / m²) ; F_a10,18cm²

SVTH: NGUYỄN NGỌC THANH – TCDK 13B

7