Thiết kế môn học Nền & Móng Bộ Môn Địa Kỹ Thuật Báo cáo Thiết kế môn học Nền Móng cao độ âm 45m 4 lớp đất SV Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Tuấn Anh Lớp CTGT Thủy-K49 1 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut Mục lục Phn I Báo cáo khảo sát địa chất công trình I. Cấu trúc địa chất và đặc điểm các lớp đất 3 II. Nhận xét và kiến nghị . 4 Phn II Thiết kế kĩ thuật I. Lựa chọn kích thớc công trình và bố trí cọc trong móng 1.1. Lựa chọn kích thớc và cao độ bệ móng, mũi cọc6 1.1.1. Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT) 6 1.1.2. Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB) 6 1.1.3. Cao độ đáy bệ .6 1.1.4. Chọn kích thớc và cao độ mũi cọc 7 1.2. Lập tổ hợp tải trọng tác tại đỉnh bệ với MNTN 7 1.2.1. Tính toán thể tích trụ.7 1.2.1.1. Tính chiều cao thân trụ 7 1.2.1.2. Thể tích toàn phần (không kể bệ cọc)7 1.2.2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN.8 1.2.2.1. Tổ hợp tải trọng theo phơng dọc ở TTSD.9 Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 2 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut 1.2.2.2. Tổ hợp tải trọng theo phơng dọc cầu ở TTGHC . .9 1.3. Xác định sức kháng nén dọc trục của cọc đơn10 1.3.1. Sức kháng nén dọc trục theo vật liệu 10 1.3.2. Sức kháng nén dọc trục theo đát nền:QR11 1.3.2.1. Sức kháng thân cọc Q s .11 1.3.2.2. Sức kháng danh định tại mũi cọc Qp13 1.4. Xác định số lợng cọc và bố trí cọc.15 1.5. Lập tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ16 1.5.1. Tính thể tích bệ 16 1.5.2. Tổ hợp tải trọng tác dụng lên đáy bệ.16 1.5.2.1. Trạng thái giới hạn sử dụng16 1.5.2.2. Trạng thái giới hạn cờng độ 17 II. kiểm toán theo trạng tháI giới hạn cờng đ 2.1. Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn 18 2.1.1. Tính nội lực tác dụng lên đầu cọc 18 2.1.2. Kiểm toán sức kháng dọc trục cọc đơn20 2.2. Kiểm toán sức kháng dọc trục của nhóm cọc 20 III. kiểm toán theo trạng tháI giới hạn sử dụng 3.1. Xác định độ lún ổn định 23 3.2. Kiểm toán chuyển vị ngang của đỉnh cọc 25 IV. CNG CT THẫP CHO CC V B 4.1. Tớnh v b trớ ct thộp dc cho cc26 4.1.1. Tớnh mụ men theo s cu cc v treo cc 26 4.1.2. Tớnh v b trớ ct thộp dc cho cc 29 4.2. B trớ ct thộp ai cho cc 32 4.3. Chi tit ct thộp cng mi cc.32 4.4. Li ct thộp u cc 32 4.5. Vnh ai thộp u cc 32 Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 3 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut 4.6. Ct thộp múc cu 32 V. TNH MI NI THI CễNG Ph n III Bản vẽ Phn I Báo cáo khảo sát địa chất công trình I. Cấu trúc địa chất và đặc điểm các lớp đất. Các ký hiệu sử dụng trong tính toán: : Trọng lợng riêng của đất tự nhiên (kN/m 3 ) s : Trọng lợng riêng của hạt đất (kN/m 3 n : Trọng lợng riêng của nớc ( n =9.81kN/m 3 ) W : Độ ẩm (%) W L : Giới hạn chảy (%) W p : Giới hạn dẻo (%) a : Hệ số nén (m 2 /kN) k : Hệ số thấm (m/s) n : Độ rỗng e : Hệ số rỗng S r : Độ bão c : Lực dính đơn vị (kN/m 2 ) : Tỷ trọng của đất (độ) : Tỷ trọng của đất Tại lỗ khoan BH3, khoan xuống cao độ là - 45m, gặp 4 lớp đất nh sau: Lớp 1: Lớp 1 là lớp cát bụi, có màu xám, xám đen, kết cấu rời rạc. Chiều dày của lớp xác định đợc ở BH3 là 4.30m, cao độ mặt lớp là 0.00m, cao độ đáy là -4.30. Lớp 2: Lớp 2 là lớp sét màu xám nâu, xám đen, phân bố dới lớp 1. Chiều dày của lớp là 3.90m, cao độ mặt lớp là -4.30m, cao độ đáy là -8.20m. Lớp đất có độ ẩm W = 52.2%, độ bão hòa S r = 99.2. Lớp đất ở trạng thái chảy, có độ sệt I L = 1.46 Lớp 3: Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 4 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut Lớp thứ 3 gặp ở BH3 là lớp cát hạt nhỏ, màu xám, kết cấu chặt vừa, phân bố d- ới lớp 2. Chiều dày của lớp xác định ở BH3 là 28.8 m, cao độ mặt lớp là -8.20 m, cao độ đáy lớp là -37.00. Lớp 4: Lớp thứ 4 là lớp cát hạt trung, màu xám, kết cấu rất chặt, phân bố dới lớp 3. Chiều dày của lớp là 3.00 m, cao độ mặt lớp là -37.00, cao độ đáy lớp là -40.00m. II. Nhận xét và kiến nghị Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình, phạm vi nghiên cứu và qui mô công trình dự kiến xây dựng, em xin có một số nhận xét và kiến nghị sau: Nhận xét: + Điều kiện địa chất công trình trong phạm vi khảo sát nhìn chug là khá phức tạp, có nhiều lớp đất phân bố và thay đổi khá phức tạp. + Lớp đất số 1, 2 là lớp đất yếu do chỉ số xuyên tiêu chuẩn và sức chịu tải nhỏ, lớp 3 có trị số SPT trung bình, lớp 4 có trị số SPT và sức chịu tải khá cao. + Lớp đất số 1, 2 dễ bị lún sụt khi xây dựng trụ cầu tại đây. Kiến nghị + Với các đặc điểm địa chất công trình tại đây, nên sử dụng giải pháp móng cọc ma sát bằng BTCT cho công trình cầu và lấy lớp đất số 4 làm tầng tựa cọc. + Nên để cho cọc ngập sâu vào lớp đất số 3 hoặc 4 để tận dụng khả năng chịu ma sát của cọc. Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 5 Thiết kế môn học Nền & Móng Bộ Môn Địa Kỹ Thuật PhÇn II Thiết kế kĩ thuật Nguyễn Tuấn Anh Lớp CTGT Thủy-K49 6 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut 0.00(CĐMĐ) -4.30 Lớp 2 : Sét - chảy +2.70(MNTN) +7.10(MNCN) Ngang cầu Dọc cầu 28 cọc BTCT 400 X 400 L = 27.00 m -27.00 450 1 P P 8 P 15 P 22 P 2 P 9 P 16 P 23 P 3 P 10 P 17 P 24 P 4 P 11 P 18 P 25 P 5 P 12 P 19 P 26 P 6 P 13 P 20 P 27 120 mặt bằng cọc mặt bằng trụ 450 800 150 +7.80(CĐĐT) 6x120=720 185 3x120=360 170170 50 50 460 6x120=720 50 3x120=360 50 460 150 185 50 50 820 50 720 50 0.00(CĐĐaB) 2525 P 7 P 14 P 21 P 28 bố trí chung công trình 800 150 25 150 25 820 -1.90(CĐMĐSX) 2.00(CĐĐB) 170 -27.00 8060440200 780 8060440200 25 25 780 Lớp 1 : cát bui Lớp 3 : Sét - Cứng 460 170 -8.20 +4.40(MNTT) 30 +8.10(CĐĐD) Htt=350 I. Lựa chọn kích thớc công trình và bố trí cọc trong móng 1.1. Lựa chọn kích thớc và cao độ bệ móng, mũi cọc 1.1.1. Cao độ đỉnh trụ (CĐĐT). Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 7 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut Vị trí xây dựng trụ cầu ở xa bờ và phải đảm bảo thông thuyền và sự thay đổi mực nớc giữa MNCN và MNTN là tơng đối cao. Xét cả điều kiện mỹ quan trên sông, ta chọn các giá trị cao độ nh sau: Cao độ đỉnh trụ chọn nh sau: .m3.0 HMNTT m1MNCN max tt + + Trong đó: + MNCN: Mực nớc cao nhất, MNCN = 7.1m + MNTT: Mực nớc thông thyền, MNTT = 4.4m + tt H : Chiều cao thông thuyền, tt H = 3.5m. Ta có : max(7.1+1; 4.4+3.5) - 0.3 = max(8.1; 7.9) - 0.3 =7.8m => Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = +7.8m. 1.1.2. Cao độ đỉnh bệ (CĐĐB). Cao độ đỉnh bệ MNTN - 0.5m = 2.7 - 0.5 = 2.2 m => Chọn cao độ đỉnh bệ là: + 2m. 1.1.3. Cao độ đáy bệ. Cao độ đáy bệ = CĐĐB - H b Trong đó: H b : Chiều dày bệ móng (H b = mm 5.25.1 ữ ). Chọn H b = 2 m. => Cao độ đáy bệ = 2.0- 2.0 = 0.0 m. Vậy chọn các thông số thiết kế nh sau: 80 60 170 25120 25 200 80 60 440 200 -1,9 (cao độ mặt đất sau xói lở) -1,9 (cao độ mặt đất sau xói lở) +4,40 (MNTT) +2,70 (MNTN) +7,80 (CĐĐT) +7,10 (MNCN) 150 25 150 25 cao độ đáy dầm 30 450 b=?b=? 800 a=?a=? Httr = 440 hình chiếu dọc trụ cầu hình chiếu ngang trụ cầu 330 Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = + 7.8m Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = + 2.0m Cao độ đáy bệ là: 0.0 m Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 8 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut Bề dầy bệ móng: H b = 2 m. Chiều dày mũ trụ: CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m. 1.1.4. Chọn kích thớc và cao độ mũi cọc. Chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, cọc có kích thớc là 0.40x0.40m; đợc đóng vào lớp số 3 là lớp cát hạt nhỏ, kết cấu chặt vừa. Cao độ mũi cọc là -27.0m. Nh vậy cọc đợc đóng vào trong lớp đất số 3 có chiều dày là 18.8m. Chiều dài của cọc (L c ) đợc xác định nh sau: L c = CĐĐB- H b - CĐMC L c = 2-2 - (- 27.0) = 27.0 m Trong đó: CĐĐB = 2.0 m : Cao độ nh b. CĐMC = -27.0m : Cao độ mũi cọc. Kiểm tra: 27.0 67.50 70 0.40 c L d = = => thoả mãn yêu cầu về độ mảnh. Tổng chiều dài đúc cọc sẽ là: L cd = L c + phn u cc trong b = 27+1m = 28 m. Cọc đợc tổ hợp từ 3 đốt cọc với tổng chiều dài đúc cọc là: 28m = 9m + 9m + 10 m. Nh vậy hai đốt thân cọc chiều dài là 9m v t mi cc cú chiu di l 10 m. Các đốt cọc sẽ đợc nối với nhau bằng hàn trong qúa trình thi công đóng cọc. 1.2. Lập tổ hợp tải trọng tác tại đỉnh bệ với MNTN 1.2.1. Tính toán thể tích trụ 1.2.1.1. Tính chiều cao thân trụ Chiều cao thân trụ H tr : H tr = CĐĐT - CĐĐB - CDMT. H tr =7.8-2 - 1.4 = 4.4 m. Trong đó: Cao độ đỉnh trụ: CĐĐT = + 7.8m Cao độ đỉnh bệ: CĐĐB = + 2m Chiều dày mũ trụ: CDMT = 0.8+0.6 = 1.4m. 1.2.1.2. Thể tích toànphần (không kể bệ cọc). Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 9 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut 170 25120 25 80 60 +4,40 (MNTT) +2,70 (MNTN) +7,80 (CĐĐT) +7,10 (MNCN) 330 80 60 440 v1 v2 v3 v1 v2 v3 440 150 25 150 25 800 Thể tích trụ toàn phần V tr : V tr = V 1 + V 2 + V 3 = = 2 (8 4.5 0.25 2) 1.2 8 1.7 0.8 1.7 0.6 ( 3.3 1.2) 4.4 2 4 + + ì ì ì ì + ì ì + + ì ì = 10.88 + 6.63 + 23.40 = 40.91 m 3 . 1.2.1.2. Thể tích phần trụ ngập nớc(không kể bệ cọc). Thể tích trụ toàn phần V tn : V tn = S tr x (MNTN - CĐĐB) = 2 3 1.2 ( 3.3 1.2) (2.7 2.0) 3.56 4 m ì + ì ì = Trong đó: MNTN = +2.7 m : Mực nớc thấp nhất. CĐĐB = +2.0 m : Cao độ đỉnh bệ. S tr : Diện tích mặt cắt ngang thân trụ, m 2 . 1.2.2. Lập các tổ hợp tải trọng thiết kế với MNTN. Tải trọng Đơn vị TTSD o t N - Tĩnh tải thẳng đứng kN 6200 o h N - Hoạt tải thẳng đứng kN 4500 o h H - Hoạt tải nằm ngang kN 130 o M - Hoạt tải mômen KN.m 800 Hệ số tải trọng: Hoạt tải: n = 1.75 Nguyn Tun Anh Lp CTGT Thy-K49 10 [...]... 1600 1600 N 4. 85 8 11 11 14 20 12 22 Chỉ số SPT trung bình (búa/30cm) qS (N/mm2) QS (N) 4. 85 6 .42 5 9.5 11 12.5 17 16 17 0.00922 0.01221 0.01805 0.0209 0.02375 0.0323 0.03 04 0.0323 0 351 64. 8 86 640 100320 1 140 00 155 040 97280 155 040 743 4 84. 8 => Qs = 743 4 84. 8 (N) = 743 .48 5 (KN) Mà qs = 0 .45 v trong đất cát với v = 0.8 ta có: qs = 0.36 Do đó: qs Q s = 0.36 x 743 .48 5 = 267.66 (KN) o Đối với đất sét: Theo... Anh 24 Lp CTGT Thy-K49 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut Độ lún ổn định của kết cấu móng đợc xác định theo móng tơng đơng Ta có trờng hợp này lớp đất tốt là lớp đất rời (lớp 3) Vì vậy móng tơng đơng nằm trong lớp đất rời Với móng tơng đơng nằm trong lớp đất rời ta có công thức xác định độ lún của móng nh sau: Sử dụng SPT: = 30q.I B N corr D' 0.5 B q: áp lực tĩnh tác dụng tại 2Db/3 cho tại móng. .. 0.03 0.01 0.00 557.15 14 0.60 0.00 1.00 27.00 0.16 0.03 0.01 0.00 557.15 15 -0.60 0.00 1.00 27.00 0.16 0.03 0.01 0.00 48 8 .44 16 -0.60 0.00 1.00 27.00 0.16 0.03 0.01 0.00 48 8 .44 17 -0.60 0.00 1.00 27.00 0.16 0.03 0.01 0.00 48 8 .44 18 -0.60 0.00 1.00 27.00 0.16 0.03 0.01 0.00 48 8 .44 19 -0.60 0.00 1.00 27.00 0.16 0.03 0.01 0.00 48 8 .44 20 -0.60 0.00 1.00 27.00 0.16 0.03 0.01 0.00 48 8 .44 21 -0.60 0.00 1.00... từ đáy móng tơng đơng tới độ B =40 00mm phía dới đáy móng tơng đơng (tính từ đáy móng tơng đơng) Ta có: Cao độ đỉnh lớp là -8.2 - (2Db/3) = - 8.2 - (2*18.8/3) = - 20.73 (m) Cao độ đáy lớp là - 20.73 - B = - 20.73 - 4 = - 24. 73 (m) Bằng cách nội suy tuyến tính ta đợc N = 14 (Búa/300mm) +) v = ứng suất thẳng đứng hữu hiệu (MPa) Do chiều dày của lớp đất giới hạn từ đáy móng tơng đơng tới độ sâu B = 4m phía... cọc (búa/300mm) 1 .Lớp 1: Vì lớp đất này là lớp đất yếu và có chiều dày bé nên trong tính toán sức kháng ta có thể bỏ qua sức kháng của lớp này 2 Lớp 3: Để tính số búa SPT trung bình (cha hiệu chỉnh) ta chia lớp đất này ra thành nhiều lớp nhỏ và tính nh sau Nguyn Tun Anh 13 Lp CTGT Thy-K49 Thit k mụn hc Nn & Múng Tên lớp Qs Độ sâu (m) Chiều dày (mm) Chu vi (mm) 8.20 10 13 16 19 22 24 27 0 1800 3000... 28. 24 N / mm 2 40 0 Do đó: q p = 28. 24 (N/mm2) 0.4Ncorr = 0 .4 x 18.05 = 7.22(N/mm2) nên lấy qp = q p = 7.22(N/mm2) Mà qp = 0 .45 v trong đất cát với v = 0.8 ta có: qp =0.36 => qp Q p = qp qp.Ap = 0.36 x 7.22 x160 000 = 41 5 872 N = 41 5.87 (KN) Vậy: Sức kháng nén dọc trục theo đất nền: QR =327.76 + 41 5.87 = 743 .63 kN Sức kháng dọc trục của cọc đơn : Ptt = min( PR, Q R ) =min(3020.78; 743 .63) = 743 .63... 25 150 45 0 +4, 40 (MNTT) 44 0 44 0 +2,70 (MNTN) N My N My N? My? b=185 b=185 a=170 a=170 Hx 200 N? My? Hx? 200 Hx? 46 0 820 1.5.2.1 Trạng thái giới hạn sử dụng Tải trọng thẳng đứng: SD N SD = N 1 + ( bt n )xVb 2 = 11667.37 + ( 24. 5 - 9.81)x75 .44 = 12775.6 kN Tải trọng ngang: SD H SD = H1 = 130.00 KN 2 Mômen SD SD M SD = M1 + H1 xH b = 15 54 + 130x2 = 18 14 kN.m 2 Nguyn Tun Anh 18 Lp CTGT Thy-K49 Thit... Es 's = 0.003 s1 = 0.003 s2 = 0.003 = 42 0 = 2.1x10 3 5 2x10 40 .18 50 40 .18 = 0.7x10 3 (350 40 .18) = 0.023 40 .18 (225 40 .18) = 0.0 14 40.18 Vy tt c cỏc ct thộp u chy Gi thit l ỳng + Mụ men khỏng un danh nh l : a M n = 0.85a.d.fc' d s1 A s2 fy ( d s1 d s 2 ) + A 's fy d s1 d 's 2 34. 15 M n = 0.85x 34. 15x 40 0x 28 350 7 74 x 42 0(350 225)+ 1161x 42 0(350 50 ) 2 = 213.89x106 N.mm = 213.89... = 743 4 84. 8 (N) = 743 .48 (KN) Sức kháng đỡ dọc trục danh định của nhóm cọc do lớp 3 gây ra: Qg2 =Qmũi + Qthân = 28x(1155.2 + 743 .48 ) = 53163. 04 (KN) c) Tính sức kháng đỡ dọc trục của nhóm cọc Do đó: QR = g1*Qg1 + g2*Qg2 = 0.65 x 1556.27 + 0.36*53163. 04 = 20150.27(KN) => QR = 20150.27(KN) > VC = 1 841 3.2 (KN) => Đạt III kiểm toán theo trạng tháI giới hạn sử dụng 3.1 Xác định độ lún ổn định: Nguyn Tun Anh. .. sau : 2. 94 7.06 21 .44 20.18 Tớnh toỏn cc theo s treo cc Ta cú mt ct cú giỏ tr mụ men ln nht l : Mmax(2)= 21 .44 KN.m Vy mụ men ln nht dựng b trớ ct thộp l : Mtt = max(Mmax(1) ; Mmax(2) ) = max(12 .4; 21 .44 ) = 21 .44 kN.m Nguyn Tun Anh 30 Lp CTGT Thy-K49 Thit k mụn hc Nn & Múng B Mụn a K Thut 4. 1.2 Tớnh v b trớ ct thộp dc cho cc Ta chn ct thộp dc ch chu lc l thộp ASTM A615M Gm 8 22 cú fy = 42 0 MPa c . Thiết kế môn học Nền & Móng Bộ Môn Địa Kỹ Thuật Báo cáo Thiết kế môn học Nền Móng cao độ âm 45 m 4 lớp đất SV Nguyễn Tuấn Anh Nguyễn Tuấn Anh Lớp CTGT Thủy-K49 1 Thit k mụn. dới lớp 1. Chiều dày của lớp là 3.90m, cao độ mặt lớp là -4. 30m, cao độ đáy là -8.20m. Lớp đất có độ ẩm W = 52.2%, độ bão hòa S r = 99.2. Lớp đất ở trạng thái chảy, có độ sệt I L = 1 .46 Lớp. 28.8 m, cao độ mặt lớp là -8.20 m, cao độ đáy lớp là -37.00. Lớp 4: Lớp thứ 4 là lớp cát hạt trung, màu xám, kết cấu rất chặt, phân bố dới lớp 3. Chiều dày của lớp là 3.00 m, cao độ mặt lớp là