Đồ án Nền móng - Nguyễn Xuân Thiện

 − 1 = 2.66 ∗ 1 ∗ (1 + 0.01 ∗ 30.1) 1.78 − 1 = 0.94 + Độ ẩm: 𝐺 = 0.01𝑊 △ 𝑒 = 0.01 ∗ 30.1 ∗ 2.66 0.94 = 0.85 G = 0.85 >0.8 => đất bão hòa nước. => Kết luận đất này là đất cát pha ở trạng thái dẽo và bão hòa nước. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 3 - Kết quả thí nghiệm nén ép e-p với áp lực nén lún trong khoảng 200 – 400 Kpa. 𝑎2−4 = 𝑒200 − 𝑒400 𝑝400 − 𝑝200 = 0.853 − 0.825 400 − 200 = 1.4 ∗ 10−4 1 𝐾𝑃𝑎 Ta có kết quả xuyên tĩnh q c = 1.40 MPa = 140 T/m 2 và kết quả xuyên tiêu chuẩn N là : 5 trạng thái của đất là xốp. Độ chặt của đất tương đối D = 0.2 ÷ 0.33. => Kết luận: đất thuộc loại mềm yếu. => Môđun nén ép. 𝐸𝑜 = 𝛼. 𝑞𝑐 = 5.0 ∗ 140 = 700 𝑇 𝑚2 ứng với đất cát pha ta có α = 3 ÷ 5. - Lớp đất 3: số hiệu 58, dày . - Xác định chỉ tiêu cơ lý của đất: + Chỉ số dẻo: 𝐴 = 𝑊𝑛𝑕 −𝑊𝑑 = 48.4 − 25.6 = 22.8% A = 22.8% > 17 => kết luận : đất sét. + Độ sệt : 𝐵 = 𝑊 −𝑊𝑑 𝐴 = 28.5 − 25.6 22.8 = 0.13 0 đất ở trạng thái nửa rắn. + Hệ số rỗng: 𝑒 = △  𝑜 (1 + 0.01𝑤)  − 1 = 2.71 ∗ 1 ∗ (1 + 0.01 ∗ 28.5) 1.92 − 1 = 0.81 + Độ ẩm: 𝐺 = 0.01𝑊 △ 𝑒 = 0.01 ∗ 2.71 ∗ 28.5 0.81 = 0.95 G = 0.95 >0.8 => đất bão hòa nước. => Kết luận: đất này là đất sét ở trạng thái nửa rắn và bão hòa nước. - Kết quả thí nghiệm nén ép e-p với áp lực nén lún trong khoảng 200 – 400 Kpa. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 4 𝑎2−4 = 𝑒200 − 𝑒400 𝑝400 − 𝑝200 = 0.761 − 0.749 400 − 200 = 0.06 ∗ 10−3 1 𝐾𝑃𝑎 Ta có kết quả xuyên tĩnh q c = 2.55 MPa = 255 T/m 2 và kết quả xuyên tiêu chuẩn N là : N= 19 > 10 => đất có tính chất xây dựng tốt. => Môđun nén ép. 𝐸𝑜 = 𝛼. 𝑞𝑐 = 6.0 ∗ 255 = 1530 𝑇 𝑚2 ứng với đất sét ta có α = 5÷ 8. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 5 b. Phương án nền móng. - Lớp đất thứ nhất cũng tương đối tốt và dày 3,6 m nên ta quyết định thiết kế móng đơn đặt trên nền đất thiên nhiên này. 2. Vật liệu làm móng. - Chọn bêtông mác 200 có : R n = 900 T/m 2 ; R k = 75 T/m 2 . - Thép chịu lực AII có : Ra = 2800 Kg/cm 2 . - Lớp lót bêtông nghèo mác thấp M100, dày 100 mm. - Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày 3cm (thường chọn 3 ÷ 5 cm). Chọn thi công 5 cm. 3. Chọn chiều sâu chôn móng. Chọn h m = 1.4 m.(có hình vẽ minh họa) h m : tính từ mặt đất tới đáy móng (không kể lớp bêtông lót). Thông thường móng nông nên chọn 1.4m  h m  2m và phải nằm trên mực nước ngầm, nếu mực nước ngầm nông thì cần có biện pháp xử lý nhưng trong trường hợp này mực nước ngầm nằm ở độ sâu 4.8m. II. Tính toán thiết kế móng. 1. Xác định tải trọng tính toán. 𝑁𝑡𝑐 = 𝑁𝑡𝑡 𝑛 = 117.5 1.15 = 102.17 𝑇 𝑄𝑡𝑐 = 𝑄𝑡𝑡 𝑛 = 1.27 1.15 = 1.10 𝑇 𝑀𝑡𝑐 = 𝑀𝑡𝑡 𝑛 = 1.38 1.15 = 1.20 𝑇 2. Tính Rtc. - Giả sử chiều rộng móng ban đầu B = 1m. - Tra bảng  = 33033’ = 33.5 ta có: A = 1.49 B = 6.99 C = 9.01 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 6 với m 1 , m 2 lần lượt bằng 1.2 ; 1 ; K tc = 1 (nếu trực tiếp thí nghiệm các mẫu đất lấy được tại nơi xây dựng). - Cường độ tính toán của lớp đất cát hạt trung: 𝑅𝑡𝑐 = 𝑚1𝑚2 𝐾𝑡𝑐 [𝐴𝑏 + 𝐵∗𝑕𝑚 + 𝐷𝑐] = 1.2 ∗ 1 1 1.49 ∗ 1.87 ∗ 1 + 6.99 ∗ 1.87 ∗ 1.4 + 9.01 ∗ 0 = 25.30 𝑇/𝑚2 3. Xác định sơ bộ diện tích đáy móng. 𝐹𝑚 𝑁𝑡𝑐 𝑅𝑡𝑐 − 𝑡𝑏𝑕𝑚 = 102.17 25.30 − 2.2 ∗ 1.4 = 4.598 𝑚2 Vì móng chịu tải lệch tâm nên móng thường có dạng hình chữ nhật. Chọn tỉ số L/B = 1.2. Mà F m = B*L => 4.598 1.96 1.2 B m  Chọn BxL = 1.9 x 2.3 m = 4.37 m 2 . 4. Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng. - Xác định cường độ tiêu chuẩn của đất nền với B = 1.9m. 𝑅𝑡𝑐 = 𝑚1𝑚2 𝐾𝑡𝑐 𝐴𝑏 + 𝐵∗𝑕𝑚 + 𝐷𝑐 = 1.2 ∗ 1 1 1.49 ∗ 1.87 ∗ 1.9 + 6.99 ∗ 1.87 ∗ 1.4 + 9.01 ∗ 0 = 28.31𝑇 𝑚2 𝑊𝑙 = 𝐵𝐿2 6 = 1.9 ∗ 2.32 6 = 1.68 𝑚3𝑁𝑡𝑐 = 𝑁𝑡𝑐 +  𝑡𝑏 𝑕𝑚 + 𝑛𝑛 𝑕𝑛𝑛 𝐹𝑚 == 102.17 + 2.2 ∗ 1.4 + 0 ∗ 1.9 ∗ 2.3 = 115.63 𝑇𝑀𝑡𝑐 = 𝑀𝑡𝑐 + 𝑄𝑡𝑐 .𝑕 = 1.20 + 1.10 ∗ 0.4 = 1.64 𝑇.𝑚𝑚𝑎𝑥 = 𝑁𝑡𝑐 𝐹𝑚 + 𝑀𝑡𝑐 𝑊𝑙 = 115.63 4.37 + 1.64 1.68 = 27.44 𝑇 𝑚2 𝑚𝑖𝑛 = 𝑁𝑡𝑐 𝐹𝑚 − 𝑀𝑡𝑐 𝑊𝑙 = 115.63 4.37 − 1.64 1.68 = 25.48 𝑇 𝑚2 𝑡𝑏 = 𝑁𝑡𝑐 𝐹𝑚 = 115.63 4.37 = 26.46 𝑇 𝑚 2 - Kiểm tra điều kiện với móng chịu tải lệch tâm:  tb = 26.46 T/m 2 < R tc = 28.31 T/m 2  max = 27.44 T/m 2 < 1.2R tc = 33.97 T/m 2  min = 25.48 T/m 2 > 0 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 7 => Thỏa điều kiện móng chịu tải lệch tâm và thiên về an toàn. 5. Tính lún S gh. Ta có: 𝑆 =  𝐸 𝑧𝑖 𝑔𝑙 𝑕𝑖 𝑛 𝑖=1 𝑔𝑙 = 𝑡𝑏 − 𝑕𝑚 = 26.46 − 1.87 ∗ 1.4 = 23.84 𝑇 𝑚2 𝑧 𝑏𝑡 =  𝑖 𝑕𝑖 𝑛 𝑖=1 BẢNG TÍNH LÚN Điểm Z 2z/b L/b Ko  gl bt Si Cát nhỏ 0 0 0 1.2 1.00 23.84 2.62 1 0.38 0.4 0.968 23.08 3.33 0.5022 2 0.76 0.8 0.830 19.78 4.04 0.4588 3 1.14 1.2 0.652 15.54 4.75 0.3782 4 1.52 1.6 0.496 11.82 5.46 0.2930 5 1.9 2.0 0.379 9.04 6.17 0.2233 6 2.2 2.32 0.337 8.02 6.73 0.1441 Cát pha 7 2.28 2.4 0.294 7.01 6.88 0.0687 8 2.66 2.8 0.232 5.53 7.55 0.2723 9 3.04 3.2 0.187 4.46 8.23 0.2169 10 3.40 3.58 0.094 2.25 8.51 0.1379 11 3.42 3.6 0.153 3.65 8.53 0.0067 12 3.8 4.0 0.127 3.03 8.82 0.1449 13 4.18 4.4 0.107 2.55 9.12 0.1211 14 4.50 4.74 0.094 2.24 9.37 0.0876  15 4.56 5.96 0.092 2.193 9.42 0.0070 16 4.94 6.34 0.079 1.883 9.77 0.0405 Vậy S i = 3.103cm <S gh = 8 cm (thỏa điều kiện lún). ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 8 6. Tính toán chiều cao móng. Chiều cao móng được tính từ điều kiện chống xuyên thủng. P xt  P cxt P xt =  xt tt . F xt F xt = b.L xt  xt tt = (3* 1 tt + 5* max tt )/8.  1 tt =  min tt + ( max tt − min tt ).(L + L c + 2h o )/2L. L xt = { L– (L c + 2h o )}/2 P cxt = 0.75.R k .h o .(b c + h o ). trong đó:  max tt =  max tc x 1.15 = 27.44 x 1.15 = 31.556 T/m 2 .  min tt =  min tt x 1.15 = 25.48 x 1.15 = 29.302 T/m 2 . ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 9 Lập bảng tính cho h o . Ho(cm) Lxt(m) 1 tt (T/m 2 ) xt tt (T/m 2 ) Fxt(m 2 ) Pxt Pcxt 60 0.375 31.19 31.42 0.713 22.39 28.69 55 0.425 31.14 31.40 0.808 25.36 24.75 50 0.475 31.09 31.38 0.903 28.32 21.09 Vậy chọn h o = 60 cm => h = h o + a = 60 + 5 = 65 cm. với lớp bảo vệ thép dày : a = 5 cm. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 10 b - bc 2 7. Tính cốt thép và bố trí cốt thép cho móng. Vì ta có móng chịu tải lệch tâm nên móng có dạng hình chữ nhật và F a dài  F a ngắn.  Tính thép theo phương cạnh dài Ta đi xét mặt ngàm I – I tại mép cột như hình vẽ. q max tt =  max tt .b. q I-I tt =  I-I tt .b.  I-I tt =  min tt + ( max tt− min tt ).(L + L c )/2L. = 29.302 + (31.556 – 29.302).(2.3 + 0.35)/(2*2.3) = 30.60 (T/m2). q tb tt = (3.q I-I tt + 5.q max tt )/8 = (3*30.60*1.9 + 5*31.556*1.9)/8= 59.28(T/m 2 ) M I-I = q tb tt . ((L – L c )/2) 2 /2 = 0.125.q tb tt .(L – L c ) 2 = 0.125*59.28*(2.3 – 0.35)2 = 28.18 (T.m). F a-I = M I-I /( 0.9*R a *h o ) = (28.18*10 5 )/(0.9*2800*65) = 17.20 cm 2 Chọn thép 1214 => F a-I = 18.473 cm 2 .  Tính thép theo phương cạnh ngắn. l - lc 2 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 11 Ta đi xét mặt ngàm II–II tại mép cột như hình vẽ. q tb tt = ( max tt +  min tt ).L/2 = (31.556 + 29.302)*2.3/2=69.99(T/m). M I-I = q tb tt . ((b – b c )/2) 2 /2 = 0.125.q tb tt .(b – b c ) 2 = 0.125*69.99*(1.9 – 0.25)2 = 23.82 (T.m). F a-I = M I-I /( 0.9*R a *h o ) = (23.82*10 5 )/(0.9*2800*65) = 14.54 cm 2 Chọn thép 1312 => F a-II = 14.703 cm 2 . Bản vẽ bố trí cốt thép cho móng: ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 12 PHẦN II MĨNG BĂNG A. TỔNG HỢP SỐ LIỆU. I. Phần thiết kế và tính toán. 1. Đánh giá về nền đất. a. Số liệu về địa chất. -Số liệu địa chất đã được tổng hợp giống phần móng đơn. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 13 b. Tải trọng tính toán. - Bảng tổ hợp tải trọng tính toán cho móng băng: Trục STT Tên cột Q (T) N (T) M (T.m) M 55 M – 1 3.5 87.47 1.25 56 M – 2 0.71 104.93 1.31 57 M – 4 1.55 115.29 1.30 58 M – 6 0 130.30 2.05 59 M – 8 0 83.57 1.70 Chiều sâu mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên : 4.8m. Kích thước cột móng: L c x B c = 35x25 cm. 2. Mặt bằng công trình. - Mặt bằng công trình móng băng như hình vẽ. 3. Vật liệu làm móng. - Chọn bêtông mác 250 có : R n = 1100 T/m 2 ; R k = 90 T/m 2 . - Thép chịu lực AII có : Ra = 2800 Kg/cm 2 . - Lớp lót bêtông nghèo mác thấp M100, dày 100 mm. - Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày  3cm (thường chọn 3 ÷ 5 cm). Chọn thi công 5 cm. 4. Chọn chiều sâu chôn móng. -Chọn h m = 1.2 m. h m : tính từ mặt đất tới đáy móng (không kể lớp bêtông lót). II. Tính toán thiết kế móng băng. 1. Xác định tải trọng tính toán. Trục STT Tên cột Q tc (T) N tc (T) M tc (T.m) M 55 M – 1 3.04 76.06 1.09 56 M – 2 0.62 91.24 1.14 57 M – 4 1.35 100.25 1.13 58 M – 6 0 113.30 1.78 59 M – 8 0 72.67 1.48 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 14 Trong đó: ; tt tc NN n  ; tt tc QQ n  ; tt tc MM n  với n = 1.15. 2. Tính sức chịu tải của đất nền. -Giả sử chiều rộng móng ban đầu là B m = 1m. -Tra bảng  = 33o30’ ta có A = 1.49 ; B = 6.99 ; C = 9.01 ; với m 1 , m 2 lần lượt lấy bằng 1.1 ; 1 ; K tc = 1 (thí nghiệm các mẫu đất lấy được tại nơi xây dựng). -Cường độ tính toán của lớp đất cát hạt trung. 𝑅𝑡𝑐 = 𝑚1𝑚2 𝐾𝑡𝑐 [𝐴𝑏 + 𝐵∗𝑕𝑚 + 𝐷𝑐] = 1.1 ∗ 1 1 1.49 ∗ 1.87 ∗ 1 + 6.99 ∗ 1.87 ∗ 1.2 + 9.01 ∗ 0 = 20.32 𝑇/𝑚2 3. Xác định kích thước móng sơ bộ. Ta có: 𝑀𝑖 𝑡𝑐 = 𝑀1 𝑡𝑐 + 𝑀2 𝑡𝑐 + 𝑀3 𝑡𝑐 + 𝑀4 𝑡𝑐 + 𝑀5 𝑡𝑐 = 1.09 + 1.14 + 1.13 + 1.78 + 1.48 = = 6.62 (𝑇.𝑚) 𝑄𝑖 𝑡𝑐 = 𝑄1 𝑡𝑐 + 𝑄2 𝑡𝑐 + 𝑄3 𝑡𝑐 + 𝑄4 𝑡𝑐 + 𝑄5 𝑡𝑐 = 3.04 + 0.62 + 1.35 + 0.00 + 0.00 = = 5.01 (𝑇.𝑚) 𝑁𝑖 𝑡𝑐 = 𝑁1 𝑡𝑐 + 𝑁2 𝑡𝑐 + 𝑁3 𝑡𝑐 + 𝑁4 𝑡𝑐 + 𝑁5 𝑡𝑐 = 76.06 + 91.24 + 100.25 + 113.30 + 72.67 = 453.52 (𝑇) ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 15 Tải trọng: Tải trọng (T) 76.06 91.24 100.25 113.30 72.67 Vị trí (m) 0 4.5 9.5 14.5 19.5 Vị trí của tải trọng X N : 𝑋𝑁 = 76.06 ∗ 0 + 91.24 ∗ 4.5 + 100.25 ∗ 9.5 + 113.30 ∗ 14.5 + 72.67 ∗ 19.5 453.52 = 9.75 𝑚 Chiều dài móng L m có 2 đầu thừa m = 1.0 m. (đầu thừa được chọn với điều kiện m = (1/4).L trong đó L là khoảng cách của đoạn liền kề). Khi đó tọa độ tải trọng của các điểm bây giờ là: Tải trọng (T) 76.06 91.24 100.25 113.30 72.67 Vị trí (m) 1.0 5.5 10.5 15.5 20.5 -Chiều dài móng là: L m = ( 1.0 + 9.75 ) x 2 = 21.5 m. -Chiều sâu chôn móng h m = 1.2 m. -Xác định sơ bộ diện tích móng như sau: 𝐹𝑚  𝑁𝑖 𝑡𝑐 𝑅𝑡𝑐 − 𝑡𝑏𝑕𝑚 = 453.52 20.32 − 2.2 ∗ 1.2 = 25.65 𝑚2 -Theo giả sử ta có B m = 1 m. => F m = B m x L m = 1 x 21.5 = 21.5 m 2 < 25.65 m 2 (không thỏa). => Cần chọn lại B m B m = (F m * / L m ) = 25.65 / 21.5 = 1.19 m ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 16 Chọn B m = 1.2 m. -Tính lại R tc với B m = 1.2 m. 𝑅𝑡𝑐 = 𝑚1𝑚2 𝐾𝑡𝑐 [𝐴𝑏 + 𝐵∗𝑕𝑚 + 𝐷𝑐] = 1.1 ∗ 1 1 1.49 ∗ 1.87 ∗ 1.2 + 6.99 ∗ 1.87 ∗ 1.2 + 9.01 ∗ 0 = 20.93 𝑇/𝑚2 Tính lại F m : 𝐹𝑚 𝑁𝑖 𝑡𝑐 𝑅𝑡𝑐 − 𝑡𝑏𝑕𝑚 = 453.52 20.93 − 2.2 ∗ 1.2 = 24.80 𝑚2 Với B m = 1.2 m Ta có : F m = B m x L m = 1.2 x 21.5 = 25.80 m 2 > 24.80 m 2 (thỏa). 4. Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng. -Ta có: 𝑁𝑡𝑐 = 𝑁𝑖 𝑡𝑐 + 𝑡𝑏𝑕𝑚 + 𝑛𝑛𝑕𝑛𝑛 𝐹𝑚 = 453.52 + 2.2 ∗ 1.2 + 0 ∗ 1.2 ∗ 21.5 = 521.632 𝑇 𝑁𝑖 𝑡𝑐 .𝑥𝑖 = = 76.06 ∗ +9.75 + 91.24 ∗ +5.25 + 100.25 ∗ +0.25 + 113.30 ∗ ∗ −4.75 + 72.67 ∗ (−9.75) = − 1.05 𝑇 𝑀𝑡𝑐 = 𝑀𝑖 𝑡𝑐 + 𝑄𝑖 𝑡𝑐 ∗ 𝑕 + 𝑁𝑖 𝑡𝑐 ∗ 𝑥𝑖 = = 6.62 + 5.01 ∗ 0.4 − 1.05 = 7.574 𝑇.𝑚 W l = (bxl 2 )/6 = ( 1.2 x 21.5 2 )/6 = 92.45 m 3 . 𝑚𝑎𝑥 = 𝑁𝑡𝑐 𝐹𝑚 + 𝑀𝑡𝑐 𝑊𝑙 = 521.632 25.80 + 7.574 92.45 = 20.30 𝑇 𝑚2 𝑚𝑖𝑛 = 𝑁𝑡𝑐 𝐹𝑚 + 𝑀𝑡𝑐 𝑊𝑙 = 521.632 25.80 − 7.574 92.45 = 20.14 𝑇 𝑚2 2521.632 20.22( / ) 25.80 tc tb m N T m F      max = 20.30 T/m 2 < 1.2 R tc = 1.2x 20.93 = 25.116 T/m 2  min = 20.14 T/m 2 > 0 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 17  tb =20.22 T/m 2 < R tc = 20.93 T/m 2 . Vậy móng băng thỏa mãn điều kiện ổn định và thiên về an toàn đất nền. 5. Tính toán lún. -Ứng suất do trọng lượng bản thân đất gây ra trên đáy móng:  gl =  tb -*.h m = 20.22 – 1.87x1.2 = 17.976 T/m2. 1 n gl zi i i S h E     1 n bt z i i i h    2. 1.87 1.2 2.24 /bt o m h T m     Bảng tính lún tại tâm móng: Loại đất Điểm z 2z/b L/b Ko gl bt Si Cát nhỏ 0 0.00 0.0 17.92 1.00 17.976 2.240 1 0.24 0.4 0.977 17.563 2.689 0.240 2 0.48 0.8 0.881 15.837 3.138 0.226 3 0.72 1.2 0.755 13.572 3.586 0.199 4 0.96 1.6 0.642 11.541 4.035 0.170 5 1.20 2.0 0.550 9.887 4.484 0.145 6 1.44 2.4 0.477 8.575 4.933 0.125 7 1.68 2.8 0.420 7.550 5.382 0.109 8 1.92 3.2 0.374 6.723 5.830 0.096 9 2.16 3.6 0.337 6.058 6.279 0.086 10 2.40 4.0 0.306 5.501 6.728 0.078 Cát pha 11 2.64 4.4 0.280 5.033 7.155 0.144 12 2.88 4.8 0.258 4.638 7.582 0.133 13 3.12 5.2 0.239 4.296 8.010 0.123 14 3.36 5.6 0.223 4.009 8.437 0.114 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 18 15 3.60 6.0 0.208 3.739 8.624 0.106 16 3.84 6.4 0.196 3.523 8.811 0.100 17 4.08 6.8 0.184 3.308 8.998 0.094 18 4.32 7.2 0.175 3.146 9.186 0.089 19 4.56 7.6 0.166 2.984 9.373 0.084 20 4.70 7.83 0.161 2.901 9.482 0.047 Đất sét 22 4.80 8.0 0.158 2.840 9.560 0.033 23 5.04 8.4 0.150 2.696 9.781 0.035 24 5.28 8.8 0.144 2.589 10.002 0.033 25 5.52 9.2 0.137 2.463 10.222 0.032 26 5.76 9.6 0.132 2.373 10.443 0.030 27 6.00 10 0.126 2.265 10.664 0.029 28 6.60 11 0.114 2.049 11.216 0.068 Như vậy điều kiện :  z  0.2  z bt được thỏa mãn vì 2.049 T/m 2 < 0.2 x 11.216 = 2.2432 T/m 2 . S i = 2.767cm < [ S gh ] = 8cm. Vậy độ lún tính toán nằm trong giới hạn cho phép. Tính độ nghiêng ta có tiến hành nhập số liệu Sap tính lún cho móng băng ta được giá trị chuyển vị cho 2 điểm lớn nhất như sau : 3 2.232 3.192 1.28 10 [ ] 0.002 750 B A AB gh AB S S i i L          (thỏa mãn) 6. Tính toán nội lực cho dầm móng. a.Chọn h và h s . - Ta tiến hành chọn sơ bộ kích thước dầm móng băng như sau: ax ơts m c b b max 1 1 8 10 s h L        trong đó L max : là khoảng cách lớn nhất giữa 2 cột lớn nhất. Chọn h s = 700 mm ; h = (0.5 ÷ 0.7)h s = 450 mm. Ta được dầm móng băng có kích thước là b s xh s = 350x700 mm. Sử dụng phần mềm Sap 2000 để tiến hành tính toán móng băng. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 19 Tính toán theo phương pháp móng mềm và xem móng được đặt trên nền đàn hồi. Tải trọng tác dụng lên từng cột như hình vẽ sau: Trong đó: .tt i i i M M Q h  ( . . ). 2.2 1.2 1.2 3.17 / tb m nn nn q h h b T m       Ta có: . o gl z o C S  => 3 2 17.976 649.66 / 2.767 10 o gl z o C T m S       => 2. 649.66 1.2 779.591 / n z K C b T m    . Tiến hành nhập chạy tính toán trên Sáp ta được biểu đồ mô men và biểu đồ lực cắt của móng băng như trên hình sau: ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 20 Biểu đồ mômen Biểu đồ lực cắt 3 .9 6 1 5 .5 4 -5 .6 1 1 9 .2 4 -2 3 .4 7 -3 4 .7 0 -3 9 .5 8 -3 9 .5 8 -3 8 .3 6 -3 1 .2 2 0 .3 9-1 8 .2 8 2 4 .7 3 2 6 .5 4 -1 2 .8 9 4 .0 6 -2 4 .4 0 -3 0 .5 8 -3 1 .4 6 -3 1 .4 6 -2 7 .0 4 -1 7 .2 7 1 8 .6 8 -2 .0 7 4 5 .1 1 4 7 .4 9 2 2 .0 6 -1 1 .4 9 2 .4 0 -1 9 .6 4 -2 2 .0 7 -2 2 .0 7 -1 8 .7 3 5 .4 9 -9 .5 8 2 6 .5 9 5 3 .8 0 5 5 .8 5 2 6 .7 4 -1 6 .2 6 2 .7 2 -3 0 .2 7 -3 9 .3 3 -4 3 .4 5 -4 3 .4 5 -4 2 .5 9 -3 6 .6 7 -2 5 .5 5 1 2 .9 3 -9 .0 8 1 4 .6 3 3 .7 2 -8 .7 1 -2 3 .9 5 5 0 .4 7 3 6 .5 3 2 3 .2 5 1 0 .5 6- 3 .2 3 -1 5 .0 8 -2 6 .6 8 -3 8 .1 3 -4 9 .4 9 4 5 .7 5 3 4 .6 8 2 3 .8 3 1 3 .1 4 2 .5 5- 9 .6 3 -2 0 .3 2 -3 1 .1 9 -4 2 .3 0 -5 3 .6 6 5 1 .6 7 4 0 .1 0 2 8 .5 8 1 7 .1 1 5 .6 4 -7 .4 6 -1 9 .1 1 -3 0 .9 3 -4 2 .9 8 -5 5 .2 3 6 4 .7 6 5 3 .5 7 4 2 .4 9 3 1 .5 3 2 0 .6 5 9 .7 8 -2 .6 1 -1 3 .7 5 -2 5 .1 7 -3 6 .9 5 -4 9 .1 6 2 2 .6 3 8 .2 3 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 21 b. Tính toán cốt thép chịu lực dọc dầm. Căn cứ vào cấp độ bền của bê tông B20 và nhóm cốt thép AII tra bảng trong sách sổ tay kết cấu ta được các thông số: R b = 11.5 MPa ; R k = 0.9 MPa ; R s = 280 MPa. Xét nhịp 1 – 2. Từ biểu đồ momen ta có M = 38.975 T.m Ta có b s x h s = 350 x 700 mm Giả thiết a = 6 cm => h o = h – a = 70 – 6 = 64 cm. Tính: , 0.85 0.008 11.5 0.623 280 0.85 0.008 11.5 1 1 1 1 1.1 400 1.1 R s sc u R                          Tính : R  (1 0.5 ) 0.623(1 0.623 0.5) 0.429 R R R          7 2 2 38.975 10 0.236 . . 11.5 350 640 m b o M R b h        => 0.236 0.429 m R     => Tính cốt đơn. => 1 1 2. 1 1 2 0.236 0.273 m          Tính cốt thép: 2 2. . . 0.273 11.5 350 640 2512 25.12 280 b s o S s R b h A mm cm R         Kiểm tra hàm lượng cốt thép min 2512 100 100% 1.12% 0.05% . 350 640 S o A b h           (thỏa mãn). Tra bảng: Chọn 422 + 418 ta có A s = 25.384 cm 2 . Chọn lớp bêtông bảo vệ cốt thép là: C 1 = 30 1 1 2 2 1 2 . . 15.205 (30 22/ 2) 10.179 (30 22 25 18/ 2) 59.05 15.205 10.179 s s tt s s A y A y a cm A A              => h o tt = 700 –59.05 = 640.95 mm > h o chọn = 640 mm. (thỏa) ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 22 => thiên về an toàn. Tính toán tương tự cho các nhịp còn lại ta được kết quả ghi trong bảng sau: Nhịp h o (mm) α m  M td (T.m)  (%) A s tt (mm 2 ) Số lượng và tiết diện cốt thép  A s (cm 2 ) Nhịp 1-2 (350x700) 640 0.236 0.273 38.975 1.12 2512 422+418 25.384 Nhịp 2-3 (350x700) 640 0.191 0.214 31.458 0.88 1969 422+218 20.294 Nhịp 3-4 (350x700) 640 0.134 0.144 22.069 0.59 1325 422 15.205 Nhịp 4-5 (350x700) 640 0.251 0.294 41.389 1.21 2705 422+420 27.77 Bố trí cốt thép cho các nhịp như các hình vẽ sau: c. Tính toán cốt thép chịu lực ở các gối. Xét gối 1. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 23 Từ biểu đồ mômen ta có M = 19.24 T.m Giả thiết a = 6 cm => h o = 70 – 6 = 64 cm , 0.85 0.008 11.5 0.623 280 0.85 0.008 11.5 1 1 1 1 1.1 400 1.1 R s sc u R                          Tính : R  (1 0.5 ) 0.623(1 0.623 0.5) 0.429 R R R          7 2 2 19.24 10 0.117 . . 11.5 350 640 m b o M R b h        => 0.117 0.429 m R     => Tính cốt đơn. => 1 1 2. 1 1 2 0.117 0.125 m          Tính cốt thép: 2 2. . . 0.125 11.5 350 640 1150 11.5 280 b s o S s R b h A mm cm R         Cốt thép gối được bố trí là 70%.A s tt = 0.7 x 1150 = 805 mm 2 . Cốt thép ở cánh được bố trí là 30%.A s tt = 0.3 x 1150 = 345 mm 2 . Kiểm tra hàm lượng cốt thép ở gối min 1150 100 100% 0.51% 0.05% . 350 640 S o A b h           Chọn thép 222 A s = 7.603 cm 2 . Chọn thép cánh 12 A s = 1.131 cm 2 . Chọn lớp bảo vệ a bv = 30 mm. => a tt = 30 + (22/2) = 41.0 mm => h o tt = 700 –41.0 = 659 mm > h o chọn = 640 mm. => thiên về an toàn.  Tính toán tương tự cho các vị trí gối khác ta được số liệu trong bảng sau: Gối M td (T.m) α m  A s (mm 2 ) 0.7xA s 0.3xA s  (%) Chọn thép gối Chọn thép ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 24 cánh Gối 1 19.24 0.117 0.125 1150 805 345 0.51 222 A s =7.603 612 Gối 2 26.54 0.161 0.177 1628 1140 488 0.73 222+122 A s =11.404 612 Gối 3 47.49 0.288 0.349 3211 2248 963 1.43 422+420 A s =27.772 612 Gối 4 55.85 0.339 0.433 3984 2789 1195 1.78 422+425 A s =34.84 612 Gối 5 14.63 0.089 0.093 856 599 257 0.38 222 A s =7.603 612 Bố trí cho các gối như hình vẽ sau: d. Tính toán cốt thép đai cho dầm móng. Để dầm móng không bị phá hoại do bê tông bị nén vỡ theo dải nén nghiêng. Thì lực cắt phải thỏa mãn 1 1 0.3 w b b o Q R b h       Nếu min 3b b bt o Q Q R b h     thì bê tông dầm đủ chịu lực cắt, không cần tính toán cốt thép chịu lực chỉ cần bố trí cốt đai theo cấu tạo. Trong dầm móng băng, lực cắt là hằng số.Từ biểu đồ lực cắt ta lấy giá trị lực cắt lớn nhất để tính cốt đai Q max = 64.76 T = 647.6 kN Bê tông cấp độ bền B20 có R b = 11.5 MPa, E b = 27000 MPa, R bt = 0.90 MPa, cốt đai nhóm CII có R sw = 225 MPa, E s = 210000 MPa. Dự kiến dùng cốt đai 10 hai nhánh 22 78.54 157.08 sw A mm   ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 25 Bê tông nặng có các hệ số sai 2 2; b   3 0.6; b   4 1.5; b   0.01  . Điều kiện tính toán cốt đai 4 0.5 (1 ) 0.5 1.5 0.9 350 640 151200 bo b n bt o Q R bh N         151.2 bo Q kN max 647.6 151.2 bo Q kN Q kN   => Cần tính toán cốt đai để chịu lực cắt. Kiểm tra về điều kiện ứng suất chính nén. Giả thiết 1 1.05 w   ; 1 1 . 1 0.01 11.5 0.885 b b R       1 1 0.3. . . . . 0.3 1.05 0.885 11.5 350 640 718124.4 bt w b b o Q R bh N         => 718.124 bt Q kN Thỏa điều kiện max bt Q Q Tính toán cốt thép đai   2 2 62. 1 . . 2 0.9 350 640 258.048 10b b f n bt oM R bh Nmm           258.048 b M kNm * max 2 2 258.048 0.797 797 647.6 b M C m mm Q      * 797 2. 2 640 1280 o C mm h mm     Lấy C = 2.h o = 1280mm = 1.28m 258.048 201.6 1.28 b b M Q kN C     min 3. 1 . . 0.6 0.9 350 640 120960 120.96b b f n bt oQ R b h N kN           Lấy min 201.6 120.96 b b Q kN Q kN   max 1 647.6 201.6 348.44 / 348.44 / 1.28 b sw o Q Q q kN m N mm C       min 2 120.96 94.5 / 94.5 / 2. 2 0.64 b sw o Q q kN m N mm h      Lấy q sw = 348.44 N/mm để tính toán. . 225 157.08 101 348.44 sw sw sw R A s mm q     Cốt đai cấu tạo. Khi h = 700 mm > 450 mm theo quy định ta có: ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 26 700 3 3 500 h mm s mm        2 24 max max 1 . . 1.5 0.9 350 640 299 647.6 1000 b n bt o R b h s mm Q          Chọn đặt cốt thép đai với S = 100 mm trong đoạn S g bằng một phần tư nhịp dầm gần gối tựa. Trên các phần còn lại của nhịp không cần tính toán mà đặt theo cấu tạo với quy định 3 525 4 500 h mm s mm      Chọn s = 150 mm. Kiểm tra lại giả thiết mà ta đã giả thiết từ đầu là 1 1.05 w   để xác định Q bt . Tính lại 1w  210000 7.78 27000 s s b E E     157.08 0.00449 . 350 100 sw w A b s      1 1 5. . 1 5 7.78 0.00449 1.175 1.05 w s w           => Thỏa điều kiện giả thiết e. Bố trí cốt thép chịu lực cho cánh móng. PHẦN III ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 27 MĨNG CỌC I. Tổng hợp số liệu về địa chất. 1. Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện xây dựng công trình.  Lớp 1: Số hiệu 76 ; dày 4.5m. Tên : phân loại đất rời theo hàm lượng hạt (TCXD 45 - 78). Đường kính hạt >10 2-1 1-0.5 0.5- 0.25 0.25- 0.1 0.1- 0.05 0.05- 0.01 0.01- 0.002 <0.002 Thành phần (%) 0 6 5 19 12 20 18 14 6 -Từ kết quả đã cho ở bảng trên ta kết luận đây không phải là đất dính mà là đất rời. -Xác định tên đất. -Ta có: +Những hạt có đường kính trung bình > 1mm chiếm 6% khối lượng. +Những hạt có đường kính trung bình > 0.5mm chiếm 6+5=11% KL. +Những hạt có đường kính trung bình > 0.25mm chiếm 11+19=30% KL. +Những hạt có đường kính trung bình > 0.1mm chiếm 30+12=42% KL. +Những hạt có đường kính trung bình > 0.05mm chiếm 42+20=62% KL. -Do tỉ lệ hạt cát có đường kính d > 0.1mm chiếm tỉ lệ 42% ( ít hơn 75% ) nên => lớp thứ nhất là đất cát bụi. -Xác định đặc trưng vật lý của lớp đất. + Hệ số rỗng: 𝑒 = △  𝑜 (1 + 0.01𝑤)  − 1 = 2.65 ∗ 1 ∗ (1 + 0.01 ∗ 23.7) 1.77 − 1 = 0.85 vì e = 0.85 > 0.80 nên => Đất cát bụi ở trạng thái chặt xốp. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 28 + Độ ẩm: 𝐺 = 0.01𝑊 △ 𝑒 = 0.01 ∗ 23.7 ∗ 1.77 0.85 = 0.49 => G = 0.49 < 0.5 : thuộc đất hơi ẩm. -Có q c = 2.45 MPa = 245 T/m 2 . -Ta có góc ma sát trong  = 29o40’ = 29.66. -Môđun nén ép: 𝐸𝑜 = 𝛼. 𝑞𝑐 = 2.0 ∗ 245 = 490 𝑇 𝑚 2 trong đó ( α = 2 ứng với lớp đất cát bụi).  Lớp 2: Số hiệu 86 ; dày 4.2m. Tên : phân loại đất rời theo hàm lượng hạt (TCXD 45 - 78). Đường kính hạt >10 2-1 1-0.5 0.5- 0.25 0.25- 0.1 0.1- 0.05 0.05- 0.01 0.01- 0.002 <0.002 Thành phần (%) 0 2.5 17.5 28 29 7.5 8.5 5.5 1.5 -Từ kết quả đã cho ở bảng trên ta kết luận đây không phải là đất dính mà là đất rời. -Xác định tên đất bằng cách phân tích thành phần hạt. -Ta có: +Những hạt có đường kính trung bình > 1mm chiếm 2.5% khối lượng. +Những hạt có đường kính trung bình >0.5mm chiếm 2.5+17.5=20% KL. +Những hạt có đường kính trung bình > 0.25mm chiếm 20+28=48% KL. +Những hạt có đường kính trung bình > 0.1mm chiếm 48+29=77% KL. -Do tỉ lệ hạt cát có đường kính d > 0.1mm chiếm 77% (chiếm trên 75%nên => lớp thứ hai là lớp đất cát nhỏ. -Xác định đặc trưng vật lý của lớp đất. + Hệ số rỗng: ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 29 𝑒 = △  𝑜 (1 + 0.01𝑤)  − 1 = 2.63 ∗ 1 ∗ (1 + 0.01 ∗ 17.5) 1.87 − 1 = 0.65 vì 0.60 < e = 0.65 < 0.75 =>đất cát nhỏ ở trạng thái chặt vừa. + Độ ẩm: 𝐺 = 0.01𝑊 △ 𝑒 = 0.01 ∗ 17.5 ∗ 2.63 0.65 = 0.71 =>0.5< G = 0.71 < 0.8 : đất ở trạng thái ẩm. -Ta có q c = 7.10 MPa = 710 T/m 2 . góc ma sát trong  = 33o30’ = 33.5. -Môđun nén ép: 𝐸𝑜 = 𝛼. 𝑞𝑐 = 2.0 ∗ 710 = 1420 𝑇 𝑚 2 trong đó ( α = 1.5 ÷ 3 ứng với lớp đất cát).  Lớp 3: Số hiệu 48 ; dày 4.3m. - Xác định chỉ tiêu cơ lý của đất: + Chỉ số dẻo: 𝐴 = 𝑊𝑛𝑕 −𝑊𝑑 = 45.4 − 23.9 = 21.5% A = 21.5 % > 17 => Kết luận : đất sét. + Độ sệt : 𝐵 = 𝑊 −𝑊𝑑 𝐴 = 31.7 − 23.9 21.5 = 0.36 0.25 đất sét ở trạng thái dẻo cứng. + Hệ số rỗng: 𝑒 = △  𝑜 (1 + 0.01𝑤)  − 1 = 2.69 ∗ 1 ∗ (1 + 0.01 ∗ 31.7) 1.88 − 1 = 0.88 vì e = 0.88 đất sét không có tính bùn. + Độ ẩm: 𝐺 = 0.01𝑊 △ 𝑒 = 0.01 ∗ 31.7 ∗ 2.69 0.88 = 0.97 G = 0.97 >0.8 => đất bão hòa nước. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 30 => Kết luận chung: Đất này là đất sét ở trạng thái dẻo cứng và bão hòa nước, không có tính bùn. - Kết quả thí nghiệm nén ép e-p với áp lực nén lún trong khoảng 200 – 400 Kpa. 𝑎2−4 = 𝑒200 − 𝑒400 𝑝400 − 𝑝200 = 0.815 − 0.796 400 − 200 = 0.95 ∗ 10−4 1 𝐾𝑃𝑎 Ta có kết quả xuyên tĩnh q c = 1.77 MPa = 177 T/m 2 và kết quả xuyên tiêu chuẩn N là : N= 12 > 10 =>đất tốt. => Môđun nén ép. 𝐸𝑜 = 𝛼. 𝑞𝑐 = 6.0 ∗ 177 = 1062 𝑇 𝑚 2 ứng với đất sét dẻo cứng ta có α = 5÷ 8.  Lớp 4: Số hiệu 67 ;chiều dày lớp đất là m. - Xác định chỉ tiêu cơ lý của đất: + Chỉ số dẻo: 𝐴 = 𝑊𝑛𝑕 −𝑊𝑑 = 45.0 − 28.10 = 16.9% =>7 Kết luận : đất á sét. + Độ sệt : 𝐵 = 𝑊 −𝑊𝑑 𝐴 = 26.3 − 28.1 16.9 = − 0.11 B =− 0.11 đất á sét ở trạng thái rắn. + Hệ số rỗng: 𝑒 = △  𝑜 (1 + 0.01𝑤)  − 1 = 2.70 ∗ 1 ∗ (1 + 0.01 ∗ 26.3) 1.94 − 1 = 0.76 vì e = 0.76 đất á sét không có tính bùn. + Độ ẩm: 𝐺 = 0.01𝑊 △ 𝑒 = 0.01 ∗ 26.3 ∗ 2.70 0.76 = 0.93 G = 0.93>0.8 => đất bão hòa nước. => Kết luận chung: Đất này là đất á sét ở trạng thái rắn và bão hòa nước, không có tính bùn. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 31 - Kết quả thí nghiệm nén ép e-p với áp lực nén lún trong khoảng 200 – 400 Kpa. 𝑎2−4 = 𝑒200 − 𝑒400 𝑝400 − 𝑝200 = 0.697 − 0.677 400 − 200 = 1.0 ∗ 10−4 1 𝐾𝑃𝑎 Ta có kết quả xuyên tĩnh q c = 5.72 MPa = 572 T/m 2 và kết quả xuyên tiêu chuẩn N là : N= 27> 10 => đất có tính chất xây dựng rất tốt. => Môđun nén ép. 𝐸𝑜 = 𝛼. 𝑞𝑐 = 7.0 ∗ 572 = 3432 𝑇 𝑚 2 ứng với đất sét pha cứng ta có α = 5 ÷ 8. 2. Đánh giá điều kiện địa chất. -Đất tại nơi xây dựng gồm có 4 lớp đất như sau: + Lớp đất 1: đất cát bụi ở trạng thái chặt xốp , dày 4.5 m  = 1.77 T/m2 ,△ = 2.65  = 29o40’ = 29.66 q c = 245 T/m 2 , e = 0.85 E o = 490 T/m 2 . + Lớp đất 2: đất cát nhỏ ở trạng thái chặt vừa, ẩm và dày 4.2 m.  = 1.87 T/m2 ,△ = 2.63  = 33o30’ = 33.5 q c = 710 T/m 2 , e = 0.65 E o = 1420 T/m 2 . + Lớp đất 3: đất sét ở trạng thái dẻo cứng, bão hòa nước, dày 4.3m  = 1.88 T/m2 ,△ = 2.69  = 14o50’ = 14.83 q c = 177 T/m 2 , c = 0.23 (kg/cm 2 ) E o = 1062 T/m 2 . + Lớp đất 4: đất á sét ở trạng thái rắn, bão hòa nước và dày .  = 1.94 T/m2 ,△ = 2.70  = 20o20’ = 20.33 q c = 572 T/m 2 , c = 0.32 (kg/cm 2 ) E o = 3432 T/m 2 . ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 32 -Mực nước ngầm nằm cách mặt đất tự nhiên 4.8m. -Kích thước cột L c x B c = 70 x 50 (cm). -Vị trí cột 1−B. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 33 3. Tải trọng tính toán dưới cột. -Ta tiến hành thiết kế móng chịu tải trọng như sau: N tt = 355.4 T M tt = 44.4 T.m Q tt = 7.4 T 4. Tính toán thiết kế móng. a. Chọn chiều sâu đặt móng thỏa mãn điều kiện móng cọc đài thấp. -Chọn chiều sâu chôn móng thỏa mãn điều kiện cân bằng của tải trọng ngang và áp lực bị động theo công thức. 𝑕𝑚 > 0.7𝑡𝑔 45 𝑜 −  2 2𝐻𝑡𝑡 ′ .𝐵𝑚 Trong đó: H tt = Q tt = 7.4 T ’ = 1.87 T/m2  = 29o40’ Chọn B m = 2.4 m ta được: 𝑕𝑚 > 0.7𝑡𝑔 45 𝑜 − 29𝑜40′ 2 2 ∗ 7.4 (1.87 − 1). 2.4 = 1.08 𝑚 Vậy chọn h m = 2.0 m. b. Chọn kích thước cọc. - Kích thước cọc chọn là 30x30 cm, cốt thép 418. - Chiều dài cọc: chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp 3. => Chiều dài cọc là 13m, chôn vào đài 0.5m còn lại dài 12.5m. c. Chọn vật liệu làm cọc và làm đài. - Chọn vật liệu làm cọc: + Bêtông M250 có R n = 1100 T/m 2 ; R k = 88 T/m 2 . + Cốt thép chịu lực AII : R a = 28000 T/m 2 . + Lớp lót đài bê tông nghèo M100 dày 10 cm. + Đài liên kết ngàm với cột và cọc (xem bản vẽ móng). - Chọn vật liệu làm đài: + Bêtông M200 có R n = 900 T/m 2 ; R k = 75 T/m 2 . ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 34 + Cốt thép chịu lực AII : R a = 28000 T/m 2 . d. Xác định sức chịu tải của cọc.  Tính khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu. - Sức chịu tải của cọc theo vật liệu là: 𝑃𝑣𝑙 = 𝑘𝑚 𝑅𝑛 .𝐹𝑐 + 𝑚𝑐𝑡 .𝑅𝑐𝑡 .𝐹𝑐𝑡 Trong đó: R n = 1100 T/m 2 . F c : tiết diện cọc : F c = 0.3x0.3 = 0.09 m 2 . R ct = 28000 T/m 2 . m ct : hệ số điều kiện làm việc của thép thường được lấy = 1. km: hệ số điều kiện làm việc của vật liệu, được lấy = 0.7 F ct = 10.18 x 10 -4 m 2 : diệt tích của cốt thép bố trí trong cọc. =>  40.7 1100 0.09 1 28000 10.18 10 89.253vlP T        Tính khả năng chịu tải của cọc theo đất nền. Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền. 𝑄𝑎 = 𝑘𝑚(𝑚𝑅𝐴𝑃𝑞𝑃 + 𝑢𝑚𝑓𝑓𝑠𝑖 𝑙𝑖) Trong đó: - km: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất km = 1. - m R , m f : hệ số điều kiện của đất ở mũi cọc, thân cọc. chúng phụ thuộc vào phương pháp hạ cọc (tra bảng) Lấy m R = 0.7 cho đất sét, m f = 1 - A P : diện tích tiết diện cọc A P = d 2 = 0.3 x 0.3 = 0.09 m 2 . - u : chu vi tiết diện cọc u = 4d = 4 x 0.25 = 1.2 m. - l i : chiều dày lớp đất mà cọc đi qua. - q p : sức chịu tải của đất dưới mũi cọc. (Tra bảng sức chống của đất q m tại mũi cọc ta có: z mũi = 15m -> q p = 334 T/m 2 = 3340 KN/m 2 ). - f si : khả năng bám trượt xung quang cọc. f si =  i .h i (1−sin).tg + c. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 35 L 1 = 1.0m z 1 =2.5m cát bụi => f 1 = 23 Kpa = 23 KN/m 2 . L 2 = 1.5m z 2 =3.75m cát bụi => f 2 = 26.5 Kpa = 26.5 KN/m 2 . L 3 = 1.4m z 3 =5.2m cát nhỏ => f 3 = 40.4 Kpa = 40.4 KN/m 2 . L 4 = 1.4m z 4 =6.6m cát nhỏ => f 4 = 42.6 Kpa = 42.6 KN/m 2 . L 5 = 1.4m z 5 =8.0m cát nhỏ => f 5 = 44.0 Kpa = 44.0 KN/m 2 . L 6 = 1.5m z 6 =9.45m đất sét => f 6 = 38.415 Kpa = 38.415 KN/m 2 . L 7 = 1.5m z 7 =10.95m đất sét => f 7 = 39.636 Kpa = 39.636 KN/m 2 . L 8 = 1.3m z 8 =12.35m đất sét => f 8 = 40.868 Kpa = 40.868 KN/m 2 . L 9 = 2.0m z 9 =14.0 m á sét => f 9 = 89.14 Kpa = 89.14 KN/m 2 . . . . masat f si i Q u m f l  1 23 1.5 26.5 1.4 (40.4 42.6 44.0) 0.9 1.2 1 1.5 (38.415 39.636) 1.3 40.868 2 89.14                       = 636.16 kN − Q mũi = m R .A p .q p = 0.7 x 0.30 x 0.30 x 3340 = 210.42 KN. − Q a = km ( Q mũi + Q ma sát ) = = 1 x ( 210.42 + 636.16 ) = 846.58 KN = 84.658T. => Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc. 𝑄𝑡𝑐 = 𝑄𝑎 𝐾𝑡𝑐 = 84.658 1.55 = 54.62 𝑇 Trong đó: K tc : hệ số an toàn phụ thuộc vào số lượng cọc. K tc = 1.55 cho móngcó từ (11÷ 20) cọc . Theo cường độ đất nền. Q u = Q s + Q P . Q P = A P .q p . với = 20o20’ tra bảng (nội suy) ta được: N = 5.29 N q = 6.69 N c = 15.19 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 36  vp =  i .h i =  1 .h 1 +  2 .h 2 =      1.77 4.5+1.87 0.3+ 1.87 1 3.9 1.77 1 4.3 2 1.94 1           217.11 /T m =>𝑞𝑏 = 𝑁. .𝑑 + 𝑁𝑞 .𝑣𝑝 ′ + 𝑁𝑐 . 𝑐 = 5.29x(1.94−1)x0.3 + 6.69x17.11 + 15.19x3.2 = 164.57 T/m2. => Q P = A p x q p = 0.3 x 0.3 x 164.57 = 14.81 T Q s = A s x f s A s = u x L p trong đó u = 4 x 0.3 = 1.2 m Lớp 1: f s1 =  h1 .tg 1 + c 1 với z 1 = 2.5 m  h1 = ( 1− sin 1 ). v = ( 1− sin 1 ).( 1 .z 1 ) = { 1− sin (29o40’)}.(1.77x2.5) = 2.23 T/m2. => f s1 = 2.23 x tg (29 o40’) + 0 = 1.273 T/m2. f s2 =  h2 .tg 2 + c 2 với z 2 = 3.75 m  h2 = ( 1− sin 2 ). v = { 1− sin (29o40’)}.(1.77x3.75) = 3.35 T/m2. => f s2 = 3.35 x tg (29 o40’) + 0 = 1.908 T/m2. f s3 =  h3 .tg 3 + c 3 với z 3 = 5.2 m  h3 = ( 1− sin 3 ). v = { 1− sin (33o30’)}.(1.77x4.5 + 1.87x0.3 +(1.87 - 1)x0.4) = 3.98 T/m 2 . => f s3 = 3.98 x tg (33 o30’) + 0 = 2.634 T/m2. f s4 =  h4 .tg 4 + c 4 với z 4 = 6.6 m  h4 = ( 1− sin 4 ). v = { 1− sin (33o30’)}.(1.77x4.5 + 1.87x0.3 + (1.87-1)x1.1 + + (1.87-1)x0.7) = 4.52 T/m 2 . ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 37 => f s4 = 4.52 x tg (33 o30’) + 0 = 2.99 T/m2. f s5 =  h5 .tg 5 + c 5 với z 5 = 8.0 m  h5 = ( 1− sin 5 ). v = { 1− sin (33o30’)}.(1.77x4.5 + 1.87x0.3 + (1.87-1)x1.1 + + (1.87-1)x1.4 + (1.87-1)x0.7) = 5.07 T/m 2 . => f s5 = 5.07 x tg (33 o30’) + 0 = 3.35 T/m2. f s6 =  h6 .tg 6 + c 6 với z 6 = 9.45 m  h6 = ( 1− sin 6 ). v = { 1− sin (14o50’)}.(1.77x4.5 + 1.87x0.3 + (1.87-1)x1.1 + + (1.87-1)x1.4 + (1.87-1)x1.4 + (1.88-1)x0.75) = 9.36 T/m 2 . => f s6 = 9.36 x tg (14 o50’) + 2.3 = 4.78 T/m2. f s7 =  h7 .tg 7 + c 7 với z 7 = 10.95 m  h7 = ( 1− sin 7 ). v = { 1− sin (14o50’)}.(1.77x4.5 + 1.87x0.3 + (1.87-1)x1.1 + + (1.87-1)x1.4 + (1.87-1)x1.4 + (1.88-1)x1.5 + (1.88-1)x0.75) = 10.34 T/m 2 . => f s7 = 10.34 x tg (14 o50’) + 2.3 = 5.04 T/m2. f s8 =  h8 .tg 8 + c 8 với z 8 = 12.35 m  h8 = ( 1− sin 8 ). v = { 1− sin (14o50’)}.(1.77x4.5 + 1.87x0.3 + (1.87-1)x1.1 + + (1.87-1)x1.4 + (1.87-1)x1.4 + (1.88-1)x1.5 + (1.88-1)x1.5 + + (1.88-1)x0.65) = 11.26 T/m 2 . => f s8 = 11.26 x tg (14 o50’) + 2.3 = 5.28 T/m2. f s9 =  h9 .tg 9 + c 9 với z 7 = 14.0 m  h9 = ( 1− sin 9 ). v = { 1− sin (20o20’)}.(1.77x4.5 + 1.87x0.3 + (1.87-1)x1.1 + ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 38 + (1.87-1)x1.4 + (1.87-1)x1.4 + (1.88-1)x1.5 + (1.88-1)x1.5 + + (1.88-1)x1.3) + (1.94-1)x1.0) = 10.86 T/m 2 . => f s9 = 10.86 x tg (20 o20’) + 3.2 = 7.22 T/m2. Q s = U.(l i .f si ) = 1 1.273 1.5 1.908 1.4 2.634 1.4 2.99 1.4 3.35 1.2 1.5 4.78 1.5 5.04 1.3 5.28 2 7.22                       = 63.28 T. => 63.28 14.81 78.09 a s p Q Q Q T     Sức chịu tải cho phép của 1 cọc là: 63.28 14.81 36.58 2 3 pS a ss sp QQ Q T F F      Trong đó: F ss là hệ số an toàn cho thành phần ma sát F ss = (1.5 ÷ 2) F sp là hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc F sp = (2 ÷ 3) Chọn sức chịu tải cọc để tính toán móng. min( , , ) (89.253,54.62,36.58) 36.58 VL CL CD Q Q Q T  e. Số lượng cọc và bố trí cọc. - Ước tính số lượng cọc: .tc C N n P    Trong đó:  = 1.0÷ 1.4 355.4 309.04 1.15 tt tc NN T n    44.4 38.61 1.15 tt tc MM T n    7.4 6.43 1.15 tt tc QQ T n    N: tổng các lực dọc tính đến đáy móng. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 39 Ntc= Ntc + (  tb .h m +  nn .h nn ).F m = 309.04 + ( 2.2 x 2 + 0 )x1 = 313.44 T => 313.44 1.2 10.28 36.58 n    Vậy ta tiến hành chọn 11 cọc, với hệ số nhóm là 0.775 và bố trí như mặt bằng sau: f. Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 40 Điều kiện kiểm tra tải trọng như sau: 𝑄𝑜 𝑚𝑎𝑥  𝑄𝑐ọ𝑐 𝑛é𝑛 𝑄𝑜 𝑚𝑖𝑛 𝑄𝑐ọ𝑐 𝑘é𝑜 Ta có : Ntc = N + (  tb .h m +  nn .h nn ).F m = 309.04 + ( 2.2 x 2.0 + 0 ) x 2.4 x 3.3 = 343.89 T M y tc = M + Q.h đ = 38.61 + 6.43 x 0.6 = 42.47 T.m 𝑄𝑜 𝑚𝑎𝑥 = 𝑁 𝑛 + 𝑀𝑦 .𝑥𝑛 𝑚𝑎𝑥 𝑥𝑖 2 Trong đó:       2 2 22 24. 1.35 2. 0.9 4. 0.45 9.72 i x m      . ax 343.89 42.47 1.35 37.16 78.09 0.775 60.52 11 9.72 m N o C Q T P T         ax 343.89 42.47 1.35 25.36 0 11 9.72 m o Q T      (thỏa điều kiện) với: x n max : khoảng cách tính từ tâm của đáy đài đến trục đi qua tim của hàng cọc chịu nén nhiều nhất. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 41 x k max : khoảng cách tính từ tâm của đáy đài đến trục đi qua tim của hàng cọc chịu nén ít nhất (chịu kéo). x i : khoảng cách tính từ cọc thứ i đến trục đi qua trọng tâm đài. g. Kiểm tra xuyên thủng của đài cọc.  Kiểm tra xuyên thủng cổ cột với đài - Với kích thước cột: L c x B c = 70 x 50 (cm). - Với chiều dày h o của đài, vẽ tháp xuyên thủng xiên 45 o để xác định các cọc ngoài phạm vi xuyên thủng. - Lực xuyên thủng là tổng các lực trung bình tác dụng lên đài cọc ngoài phạm vi xuyên thủng (tổng cộng ta có 4 cọc nằm ngoài phạm vi xuyên thủng). 343.89 7 7 218.84 11 xt coc N P T n       - Điều kiện xuyên thủng là: P xt  P cxt = 0.75.R k .[4.(b c + h o ).h o ] h o (m) b c (m) R k (T/m 2 ) P xt (T) P cxt (T) 0.85 0.5 75 218.84 258.19 0.90 0.5 75 218.84 283.50 0.95 0.5 75 218.84 309.94 trong đó đối với mác bêtông M200 ta có R k = 75 T/m 2 . 218.84 (T) < 0.75 x 75 x [ 4 x ( 0.5 + 0.85 ) x 0.85 ] = 258.19 (T). Vậy điều kiện chống xuyên thủng của cột vào đài được thỏa mãn. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 42 h. Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai. . Kiểm tra ổn định nền dưới đáy móng khối quy ước. - Xác định góc truyền lực . 1 1 2 2 3 3 4 4 1 2 3 4 . . . . . i i tb i h h h h h h h h h h                 1.77 2.5 1.87 0.3 (1.87 1) 3.9 (1.88 1) 4.3 (1.94 1) 2 1.1 2.5 4.2 4.3 2 o                => =  tb / 4 = 1.1 / 4 = 0.28. - Bề rộng móng khối quy ước: B mq = ( B + 2.L c .tg ) = ( 2.4 + 2 x 12.5 x tg0.28 ) = 2.5 m L mq = ( L + 2.L c .tg ) = ( 3.3 + 2 x 12.5 x tg0.28 ) = 3.4 m - Trọng lượng của khối móng quy ước: Q = Fmq .z . tb = (2.5 x 3.4) x 15.0 x 2.2 = 280.50 T Ntc = Ntc + Q = 309.04 + 280.50 = 589.54 T W mq = (B mq x L mq 2 )/6 = (2.5 x 3.4 2 )/6 = 4.82 m 3 . M y tc = M tc + H tc .( L c + H đ ) = = 38.61 + 6.43 x ( 12.5 + 0.85 ) = 124.45 (T.m) ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 43  max = (Ntc / F mq ) + (M y tc / W mq ) = [589.54 / (2.5x3.4)] + (124.45 / 4.82) = 95.18 T/m 2 .  min = (Ntc / F mq ) − (M y tc / W mq ) = 43.54 T/m 2 .  tb = (Ntc / F mq ) = 69.36 T/m 2 . - Tải trọng tiêu chuẩn dưới móng khối quy ước: 1 2 1 . ( . . . . . )tc m tb tc m m R Ab B h c D K     trong đó: m 1 = 1.2 ; m 2 = 1.0 ; K tc = 1.0 b = B mq = 2.5 m  1 = (1.94− 1) T/m2.  = 20o20’ tra bảng ta có: A = 0.523 ; B = 3.12 ; D = 5.72.  tb ’ : dung trọng đẩy nổi bình quân của các lớp đất trên mũi cọc.  tb =  i .h i = 1.77x4.5+1.87x0.3+(1.87−1)x3.9+(1.88−1)x4.3+(1.94−1)x2 =17.583 T/m 2 .   1.2 1 0.523 2.5 (1.94 1) 3.12 2 17.583 5.72 3.2 1 tcR           2155.10 /T m - Điều kiện kiểm tra ứng suất: tb = 69.36 T/m2< Rtc = 155.10 T/m2 max = 95.18 T/m2< 1.2Rtc = 1.2x155.10 = 186.12 T/m2 min = 43.54 T/m2> 0 => Vậy điều kiện kiểm tra thỏa mãn. k. Kiểm tra ứng suất lún. Ứng suất gây lún tại móng khối quy ước ở độ sâu z = 15 m.  gl o =  tb − i h i = 69.36–[1.77x4.5+1.87x0.3+(1.87−1)x3.9+(1.88−1)x4.3+(1.94−1)x2] = 51.777 T/m 2 ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 44  gl z = K o . gl o  bt z =  i .h i Ứng suất do trọng lượng bản thân ở độ sâu z = 15 m là:  bt z = (1.77x4.5+1.87x0.3+(1.87−1)x3.9+(1.88−1)x4.3+(1.94−1)x2) = 17.583 T/m 2 Bảng tính lún. Lớp Điểm z Chiều sâu (m) 2z/b L mq /B mq K o gl  z bt S i (cm) Á sét 0 0 15 0 3.4 1.4 2.5  1.000 51.777 17.583 1 0.5 15.5 0.4 0.972 50.327 18.053 0.60 2 1.0 16 0.8 0.848 43.907 18.523 0.55 3 1.5 16.5 1.2 0.682 35.312 18.993 0.46 4 2.0 17 1.6 0.532 27.545 19.463 0.37 5 2.5 17.5 2.0 0.414 21.436 19.933 0.29 6 3.0 18 2.4 0.325 16.828 20.403 0.22 7 3.5 18.5 2.8 0.260 13.462 20.873 0.18 8 4.0 19 3.2 0.210 10.873 21.343 0.14 9 4.5 19.5 3.6 0.173 8.957 21.813 0.12 10 5.0 20 4.0 0.145 7.508 22.283 0.10 11 5.5 20.5 4.4 0.122 6.317 22.753 0.08 12 6.0 21 4.8 0.105 5.437 23.223 0.07 13 6.5 21.5 5.2 0.091 4.712 23.693 0.06 S i = 3.24cm Như vậy điều kiện :  z  0.2  z bt được thỏa mãn vì 4.712 T/m 2 < 0.2 x 23.693 = 4.739 T/m 2 . S i = 3.24 cm < [ S gh ] = 8cm. Vậy độ lún tính toán thỏa mãn về điều kiện độ lún cho phép. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 45 l. Tính toán và cấu tạo đài cọc. Kiểm tra khi vận chuyển cọc: −Tải trọng phân bố: q = .F.n Trong đó: n = 1.5 là hệ số động.  = 2.5 T/m2 : trọng lượng riêng của bêtông. => Trọng lượng trên một mét chiều dài cọc là: . . 1.5 0.3 0.3 2.5 0.338( / )q n F T m      . − Chọn khoảng cách a sao cho M 1 + M 1 − . => a = 0.207.L c  0.207 x 6  1.242 m Biểu đồ mômen khi vận chuyển ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 46 => 2 2 1 .(0.207. ) 0.338 (0.207 6) 0.261( / ) 2 2 c q T mLM      => 5 21 1 0.261 10 0.38( ) 0.9 0.9 2800 27 a a o M cm R h F         . Kiểm tra trường hợp treo cọc lên giá búa: − Để M 2 + M 2 − thì b  0.297.L c  1.782 m. − Trị số mômen dương lớn nhất: 2 2 2 . 0.338 (1.782) 0.54( / ) 2 2 q b T mM     M1 = 0.261 T/m Cẩu ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 47 Ta thấy M 2 > M 1 nên ta dùng M 2 để tính toán và kiểm tra. Lấy lớp bảo vệ của cọc là a’ = 3 cm -> Chiều cao làm việc của cốt thép: h o = 30 – 3 = 27 cm. => 5 22 0.54 10 0.79 0.9 0.9 2800 27 a o a M cm h R F         Cốt thép dọc chịu momen uốn của cọc là 218 (F a = 5.09 cm 2 ). => Vậy cọc đủ khả năng chịu tải khi vận chuyển, cẩu lắp. Tính toán cốt thép làm móc cẩu: + Lực kéo ở móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc .k q lF  => Lực kéo ở một nhán, gần đúng: ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 48 0.338 6 1.014 2 2 2 k k F ql TF       Diện tích cốt thép của móc cẩu: 4 2 21.014 0.441 10 0.441 . 23000 k a a F m cm R F       Chọn thép móc cẩu 12 có F a = 1.131 cm 2 . Chọn búa thích hợp: Theo kinh nghiệm với L c  12 cm Ta chọn Q búa = 2.5 T. m. Kiểm tra xác định chiều cao đài cọc. Chiều cao đài cọc được tính từ điều kiện chống xuyên thủng. Vì cột là hình chữ nhật có kích thước 70 x 50 cm. ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 49 2.( ) tb c c U b x l y    2 (50 110 70 55) 570 5.7cm m       Công thức tính lực cho một cây cọc bất kì ax 343.89 42.47 1.35 37.16 11 9.72 m o Q T     Q : tổng các phản lực đầu cọc nằm ngoài diện tích tháp xuyên thủng là: Q = Q o max x 4 = 37.16 x 4 = 148.64 T 148.64 0.464 464 0.75 0.75 75 5.7 o k tb Q h m mm R U          Ta có: h o = 850 mm > 464 mm (thỏa). n. Tính toán và bố trí cốt thép cho đài. Tính thép theo phương cạnh dài: Xem đài cọc ngàm vào mép cột (mặt ngàm I – I như hình vẽ trên) Sơ đồ tính: l i : khoảng cách từ mặt ngàm đến tim cọc đang xét. 324.25 40.53 8 i N Q T n     1 650 200 2 40.53 40.53 60.795( . ) 1000 1000 M T m     5 21 1 60.795 10 24.125 0.9 0.9 2800 100 a a o M F cm R h         Vậy chọn 1216 ta có F a = ( 2.011 x 12 = 24.132 cm 2 ). Tính thép theo phương cạnh ngắn: Xem đài cọc ngàm vào mép cột ( mặt ngàm II – II như hình vẽ). Sơ đồ tính: l i : khoảng cách từ mặt ngàm đến tim cọc đang xét. 2 55 . 3 40.53 66.875( . ) 100 i i M Q l T m     ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Ths.PHẠM VĂN TRỰC 50 5 22 2 66.875 10 26.538 0.9 0.9 2800 100 a a o M F cm R h         Vậy chọn 1814 ta có F a = (1.539 x 18 = 27.702 cm 2 ).