Đồ án Nền móng - Nguyễn Văn Phương

PHƯƠNG ÁN MÓNG MÔNG TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG Ntc =700KN N= 1,2 . 700 =840KN M = 40KN.m M= 1,2 . 40 = 48KNm H = 40 KN H = 1,2 . 40 = 48KN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỊA CHẤT THỦY VÂN Đánh giá điều kiện địa chất công trình Nền đất công trình gồm nhiều lớp đất có bế dày thay đổi Thống kê số liệu địa chất công trình ( hệ số địa chất 1) LỚP ĐẤT CHIỀU DÀY LỚP ĐẤT (m) TÊN ĐẤT TRẠNG THÁI ĐẤT DUNG TRỌNG TỰ NHIÊN (KNm) DUNG TRỌNG ĐẨY NỔI (KNm) MÔDUM BIẾN DẠNG E(KNm) HỆ SỐ RỔNG 1 2,5 Cát mịn Xốp 18,48 - 2156 0,978 2 3,5 Cát thô Chặt 18,99 9,49 2698 0,533 3 8,2 Cát mịn Chặt vừa 19,58 10,13 4885 0,678 4 15,8 Cát bột Chặt vừa 19,31 9,89 5392 0,698 Để lựa chọn giải pháp nên móng và độ sâu chôn móng cần phải đánh giá tính chất xây dựng của các lớp đất ; Lớp 1: cát mịn dày 2,5 m trạng thái xốp có , C = 1,7 (KN/m ) môđum biến dạng E= 2698 KN/m đất có tính biến dạng tương đối lớn , tính chất xây dựng thấp . Muốn đặt móng thì cần tăng tiết diện móng ; Lớp 2: cát thô dày 3,5 m trạng thái chặt có , C = 147 (KN /m) môđum biến dạng E= 2698 (KN/m) đất có tính điến dạng tương đối lớn , tính chất xây dựng thấp , Muốn đặt móng ; Lớp 3: cát mịn dày 8,2 m trạng thái chặt vừa có , C = 3,3 (KN/m ) môđum biến dạng E= 4885 KN/m đất có tính biến dạng tương đối lớn , tính chất xây dựng thấp . Muốn đặt móng cần tăng tiết diện móng ; Lớp 4: cát mịn dày 15,8 m trạng thái chặt vừa có , C = 0 (KN/m ) môđum biến dạng E= 5392 KN/m đất có tính biến dạng tương đối lớn , tính chất xây trung bình ; Điều kiện thủy văn ; Mực nước ngầm xuất hiện cắt mặt đất thiên nhiên 2,5 (m) trong pham vi cát thô. Đặc điểm công trình ; Nhà khung bê tông cốt thép có tường chèn , tra bảng 3-5 ta có S= 0,08(m) =0,001(m) LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG : Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình , điếu kiện tải trọng ta chọn móng đơn bê tông cốt thép trên nền thiên nhiên , bê tông lót đá 4 6 mác 100 dày 10 m Chọn độ sâu chôn móng h = 1,5m , đế móng đặt trong lớp cát mịn , tiết diện cột 300 400. Giả thiết b= 1,7m THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN BÊ TÔNG CỐT THÉP Cường độ tiêu chuẩn của lớp cát mịn; R= Tra bảng 3-1 ; m=1,3 ; m=1,1 : K=1,0 vì chủ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất ; Do móng đặt trên lớp đắt thứ nhất có tra bảng 3-2 ta được A= 0,83 ; B=4,32 ; D= 6,85 R= Diện tích sơ bộ đáy móng Do móng chịu tải lệch tâm nên ta tăng diện tích đáy móng lên : Chọn ; => b = =>Chọn b= 1,8m => =1,8. 2 =3,6m => Chọn =3,6m Vậy kích thước đáy móng chọn là ; .b =3,6.2=3,6 5.Kiểm tra kích thướ đáy móng thoe TTGH2: Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng; Giả thiết chiều cao móng h=0,6m Tải trọng tiêu chuẩn ở đáy móng - Ntc =700KN M = 40KN.m H = 40 KN M= H = 30.0,6=18KN Áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng là; => - Cường độ cửa lớp cát mịn khi b=1,7m Điều kiện kiểm tra => Thỏa mãn điều kiện áp lực dưới dáy móng : kiểm tra điều kiện biến dạng ứng suất bản than tại đáy móng ứng suất gây lún ở đáy móng; Vẽ biểu đồ phân bố ứng suất gây lún và biểu đồ ứng suất bản than trên trục 0Z điểm Độ sâu z(m) Tỉ số l/b Tỉ số 2z/b Hệ số K0 Môđum biến dạng E0(KN/m2 ) Độ lún Si (cm) 0 0 1,53 0 1,000 118,43 27,72 2156 - 1 0,5 1,53 0,59 0,935 110,73 36,96 2156 2,12 2 1 1,53 1,18 0,702 83,14 45,20 2156 1,8 3 1,5 1,53 1,76 0,449 53,18 50,95 2698 1,0 4 2 1,53 2,35 0,351 41,57 55,70 2698 0,7 5 2,5 1,53 2,94 0,256 30,32 60,45 2698 0,53 6 3 1,53 3,53 0,195 23,09 64,20 2698 0,4 7 3,5 1,53 4,12 0,147 17,40 69,95 2689 0,3 8 4 1,53 4,71 0,116 13,73 79,44 2698 0,23 9 4,5 1,53 5,29 0,094 11,12 84,20 2698 0,18 10 5 1,53 5,88 0,078 9,23 89,27 4885 0,08 11 5,5 1,53 6,47 0,064 7,58 94,34 4885 0,07 Tại độ sâu z=5,5m ta có được ứng suất bản thân bằng 94,34KN/m2 lớn hơn 10 lần ứng suất gây lún , do đó phạm vi gây lún xác định đến độ sâu 5,5 m kể từ đáy móng Độ lún của móng ; =>thỏa điều kiện độ lún tuyệt đối giới hạn. 6. TÍNH TOÁN ĐỘ BỀN VÀ CẤU TẠO MÓNG - Dùng bê tông mác 200 có R=90 (KN/cm2), Rk=7,5(KN/cm2) Dùng cột thép nhóm A có Ra =2800(KN/cm2) Khi tinh độ bền ta phải dung tổ hợp bất lợi nhất Trọng lượng của móng và đất tren bậc móng không làm cho móng bi uốn và không đâm thủng nên ta không kể đến trong tính toán chọn a0 = 6 =>h0 =80-6=754cm Diện tích sơ bộ cột Fcột =1,3 Bcột = Chọn Vậy chọn tiết diện cột 300400 Xác định áp lưc tính toán tại đáy móng Xác định chiêu cao móng Theo điều kiện chọc thủng Lực chống xuyên của bê tông móng ; Theo điều kiện chiu uốn của cấu kiện bê tông cốt thép =>Chiều cao móng đã chon là phu hợp tính toán cốt thép cho móng Môn men ứng với mặt ngàm I-I Môn men ứng với mặt ngàm II-II Diện tích cốt thép chịu mômen MI : Chọn có Khoảng cách giữa các trụ cột thép canh nhau Để thuận tiện thi công ta chọn @=100 khi đó Vậy ta chọn 1616@100 Diện tích cốt thép chịu mômen MII Chọn 12 10 có Khoảng cách giữa các trục cột thép cạnh nhau; Để thuận tiện thi công ta chọn @=200 khi đó ; Vậy ta chọn 1510@200 Diện tích cốt thép chịu mômen MII Chọn 1210 có () Khoảng cách giữa các trục cột thép cạnh nhau Để thuận tiện thi công ta chọn @=200 khi đó Vậy ta chọn 1510@200; A PHƯƠNG ÁN MÓNG CỌC I Đánh giá điều kiện đia chất công trình , điều kiện thủy văn II Tải trọng tác dụng xuống móng : 1 Tải trọng tiêu chuẩn : Ntc =.N = 5. 700= 3500(KN) III Thiết kế độ sâu đặt đé đài : -Đựa vào điều kiện địa chất công trình lớp đất số 1là lớp cát mịn xốp có bề dày 2,5( m ) và mực nước ngầm ở độ sâu 2,5 (m) . Để thuận tiện thi công ta chọn độ sâu để đặt đế đài là 2(m). Giả thiết chiêu cao đài là 0.8(m) . IV chọn loại cọc , chiều dài cọc , kích thước tiết diên , phương pháp thi công . Chọn cọc BTCT có tiết diện vuông 30*30 (cm) ,diện tích tiết diện cộ Ab =0,32 =0,09(m2 ) . Chiều dài cọc 16 (m) gồm 2 cọc dài 8(m) nối lại bằng phương pháp hàn có bản sắt . Chọn cột thép dọc chịu lực trong cọc là 418 có diện tích tiết diện As =10,18.10-4 (m2 ) , thép AII có Rs =280000(KN/m2 ) Bê tông dùng cho cọc bố trí đai dày hơn khoảng cách 50 để chiu lực phản lực của đất . Cọc được ngàm vào đài một đoạn 15(m) và lớp bê tông lót bảo vệ max 75 dày 10 (cm). Nếu chiều dài thực của cọc là ; Lcọc =12-0,25 =11,75(m) Mũi cộc BTCT được cắm vào lớp cát bột chặt vùa bằng phương pháp rung và ép rung vào đất V .Tính toán sức chịu tải của cọc Pvl = Rb =11500(KN/m2 ) Rs =280000 (KN/m2 ) As =0,32 =0.09( m2 ) As =10,18.10-3 (m2 ) Lcọc =12(m) ; =>1.12(m). (Thiên về an toàn ta tính PVL cho đoạn cọc xuyên qua lớp đất yếu và chọn giá trị =1 giống như đài cọc) sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền. Lập bảng SST Zi (m) Li (m) mf Fsi(KN/m2) Mffili(KN/m) 1 2,3 0,4 1,0 31 12,4 2 3,25 1,5 1,0 35,6 53,4 3 5 2,0 1,0 56 112 4 7 2,0 1,0 43 86 5 9 2,0 1,0 45 90 6 11 2,0 1,0 47 94 7 13,1 2,2 1,0 49,1 90,5 8 15,2 2,0 1,0 51,2 102,4 9 17 1,65 1,0 53 87,4 Tổng cộng 698 m=1 ; hệ số điều kiện làm việc mR=1,1(hạ cọc bằng cách rung và ép rung cọc vào đất ) mf =1 (hạ cọc bằng cách rung và ép rung cọc vào đất ) ab – cường độ tính toán của đất dưới chân cọc tra bảng( 5-2/ 269 ) qb= 3008(KN/m2) Ab= 0,32 = 0,9(m2) 4.0,3= 1,2(m) => =1(1.3008.0,09+ 1,2.698)=1108,3(KN) => Sức chụi tải của cọc p= min( pVL ; Qtc) = Qtc1108,3(KN) sức chụi tải cho phép của cọc ; (Ktc =1,65 khi móng có 6 10 ) VI . xác định số lượng cọc sơ bộ ; bố trí cọc trong móng và kiểm tra lực tác dụng ở đầu cọc 1.xác định số lượng cọc sơ bộ : 3d – khoảng cách giửa các cọc Diện tích sơ bộ của đế đài cọc Trọng lượng tính toán sơ bộ của đài và đất trên nền đài Tổng lực dọc sơ bộ tác dụng lên đai Số lượng cọc sơ bộ Vậy ta chon số cọc lá 8 cọc . Bố tri các cọc trên mặt bằng như hình vẽ . - Diện tích thực của đáy Fđ=2,4.2,4= 5,76(m) 3. Tính và kiểm tra lực tác dụng lên cọc : chọn tiết diện cột theo điều kiện bền của be tông; Vậy chọn cột có tiết diện : Lực dọc tính toán xác định tại đế đài; - Mômen tính toán tại tâm đế đài; Phản lực đầu cọc tại các đáy cọc biến; Trọng lượng tính toán của cọc ; Gcọc = 0,32.16 .25 .1,1 = 39,6(KN) Ở đây Như vậy thỏa điều kiên chịu tải cưa cọc Cọc chịu nén nên không cần kiểm tra theo điều kiện chiu nhổ . VII . kiểm tra ổn định của đất nền dưới đáy khối móng quy ước . kích thước khối móng qui ước ; Góc ma sát trung bình theo chiều dài cọc: Góc truyền lực: Chiều rộng khối móng quy ước : Chiều rộng khối móng quy ước: Chiều cao khối móng quy ước: Kiểm tra ổn định của đất nền dưới đáy khối móng qui ước Trọng lượng tiêu chuẩn của các lớp đất từ đế đài trở lên; Trọng lượng tiêu chuẩn của các lớp đất từ đế đài đến đáy khối móng quy ước Trọng lượng tiêu chuẩn của 10 cọc trong khối móng quy ước Trọng lượng tiêu chuẩn của khối móng quy ước ; Giá trị tiêu chuẩn của lực dọc ở đáy khối móng quy ước Áp lực tiêu chuẩn tại khối móng quy ước ; Cường độ tiêu chuẩn đất nền tại đáy khối móng ước; + Do khối đáy móng quy ước đặt lên lớp đất thứ 3 có . Tra bảng 2-1 ta có A= 1,2 ; B = 5,78 ; D = 8,16. Tra bảng 2-2 ; m1 = 1,2 ; m2 = 1,1 ; Ktc = 1,0 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất. Điều kiện kiểm tra: Như vậy đất nền dưới đáy khối móng qui uocs thỏa điều ổn định . 3 .kiểm tra lún của khối móng quy ước thoe trạng thái giới hạn thứ hai; ứng suất bản thân tai đáy khối móng quy ước ‘ ứng suất gây lún tại khối đáy móng quy ước ; chia đất nền đưới đáy khối móng quy ước thành các lớp phân tố đát co chiều dày Lớp đất Chiều dày zi(m) Tỉ số 1z/Bqu Tí số Lqu/Bqu Hệ số K0 (KN/m2) (KN/m2) Môdun bd E0(KN/m2) Độ lún Si(cm) 0 0 0 1,2 1,000 110,5 159 1 0,35 0,15 1,2 0,978 108 162,5 4885 0,6 2 0,94 0,4 1,2 0,968 106,9 171,8 5392 0,9 3 1,88 0,8 1,2 0,830 91,7 181,2 5392 1,3 4 2,82 1,2 1,2 0,652 71 190,5 5392 1,1 5 3,76 1,6 1,2 0,496 54,8 199,8 5392 0,9 6 4,70 2,0 1,2 0,379 41,8 209,1 5392 0,6 Tổng độ lún 5,4 Tại độ sâu 4,7 (m) kể từ đáy khối móng qui ước có nền dựng độ lún tại đây =>lấy giới hạn tầng chịu nén là 4,7(m) kể từ khối đáy móng quy ước ; Tổng độ lún của đất nền dưới đáy khối móng quy ước là : Như vậy ddoooj lún của đất nền dưới khối đáy móng quy ước là đủ nhỏ , đảm bảo được điều kiện biến dạng của đất. VIII . Tính độ bền và cấu tạo đài cọc ; 1 . kiểm tra điều kiện xuyên thủng của đài cọc Thiết kế đài với bê tông Mac 200 có , Rs =9000(KN/m2) , Rk =750 (KN/m2). Thép dùng cho đài AII , Rs =280000 (KN/m2) Chiều cao móng ; h0 = hm – abv = 0,8 – 0,06 = 0,74 (m) Điều kiện kiểm tra ; Nxt Ncx Diện tích xuyên thủng; Ncx > Nxt =>chiều cao đài 0,8 (m) thỏa Như vậy chiêu cao chọn ban đầu hợp lý. Tính cốt thép cho đài : Sơ đồ tính theo phương (I-I) Mômen đối với mặt ngàm ( I – I ) MI = 1910,1 . 0,55 = 1050,6 ( KNm) Sơ đồ tính theo phương ( II – II ) Mô men ứng với mặt ngàm ( II – II ) MII 556,7 . 0,1 + 1113,4 . 0,55 = 668(KNm) Diện tích cốt théo chịu mô men MI ; ASI = 5633 (mm2) Chọn có AS = 254,5 ( mm2) Khoảng cách giửa các trục cốt thép cạnh nhau @ = 100 (mm) =>Số thanh thép cần ; Chọn 23 thanh =>23 18 có AS = 3854 (mm2) Chiều dài mỗi thanh L = 2400 – 2.60 = 2280(mm) Vậy chon 23 18 @100. Diện tích cốt thép chịu lực mô men MII . Chọn 18 Khoảng cách giửa các cốt thép cạnh nhau ; @ = 150 =>Số thanh thép cần ; Chọn 15 thanh théo có AS= 3818 (mm2 ) Chiều dài một thanh ; L = 2400 – 2.60 =2280 (mm) Vậy chọn