Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG I: THIẾT KẾ MÓNG 1.Đánh giá điều kiện địa chất công trình. Theo tài liệu ta đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất công trình. Lớp 1: Sét pha dẻo cứng, dày 5m. Lớp 2: Bùn sét, dày 12m. Lớp 3: cát hạt trung, dày vô tận. STT Tên lớp đất Chiều dầy phân bố Khối lượng thể tích (ϒw, gcm3) Φ (độ) SPT CPT Từ (m) Đến (m) N30 qc fs 1 Lớp 1: sét pha dẻo cứng 0 5 1.88 11 10 26 0.9 2 Lớp 2: bùn sét 5 17 1.57 5 0 0 0 3 Lớp 3: cát hạt trung 17 ꝏ 2.1 26 24 79 1.1 Hình 1: hình ảnh mô phỏng điều kiện địa chất công trình hình 2: cột địa tẩng dưới móng công trình 2. chọn loại móng. Ptc= 400 T Phương án chọn móng: Đây là công trình nhà cao tầng có tải trọng truyền xuống chân 1 cột là 400T, nên việc dùng móng cọc ma sát cắm vào lớp đất chịu lực là cát hạt trung là khả thi. Cọc làm việc nhờ vào ma sát của đất xung quanh thân cọc và cường độ của đất dưới mũi cọc. Với công trình nhà thì ta chọn lựa phương án cọc bê tông cốt thép đài thấp. Chọn thông số sơ bộ của cọc: Kích thước tiết diện cọc: 0.35x0.35 (m) Bê tông chế tạo cọc có (mác 300) có Rbt= 120 (kgcm2) Cốt dọc và đài cọc: CT3 có Rct= 3000 (kgcm2) Ta chọn 4 thanh Ф25 làm thép chịu lực Tổng chiều dài cọc 20 (m) Chiều sâu đặt đài h= 2 (m) Độ ngàm cọc vào đài hcs= 0,6 (m) Chiều dày đài hđ= 2 (m) Rct= 30000 Tm3 Fct= 4π(d2)2 = 0,00196 m2 Rbt= 1200 Tm3 Fbt= Fc¬ – Fct = 0,12054 m2
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH ĐỒ ÁN CƠ HỌC ĐẤT VÀ NỀN MĨNG Đề XI.2 SINH VIÊN THỰC HIỆN: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN CAO SỸ NHÂN Th.S NGUYỄN VĂN PHÓNG MSV: 1321020655 LỚP: ĐCCT A K58 HÀ NỘI, 5/2017 CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang PHẦN I : MỞ ĐẦU “ Nền móng cơng trình” mơn học khơng thể thiếu sinh viên khoa cơng trình trường Đại học khối kĩ thuật Hiểu biết sâu sắc đất để thiết kế giải pháp móng cơng trình hợp lí, có tính khả thi, đảm bảo u cầu kĩ thuật kinh tế yêu cầu bắt buộc kĩ sư xây dựng, kĩ sư Địa chất cơng trình – Địa kĩ thuật Cây muốn xanh tốt phải có gốc khỏe, với cơng trình xây dựng vậy, muốn trường tồn với thời gian trước tiên địi hỏi phải có giải pháp thiết kế móng hợp lí Hơn đất nước nghèo, kinh tế giai đoạn hội nhập phát triển, cơng trình xây dựng lên không tồn sớm, chiều Nắm bắt đòi hỏi thiết thực sống, công việc, chúng em sinh viên năm thứ tư chun ngành Địa chất cơng trình – Địa kĩ thuật, trao hội, tự tay thiết kế, tính tốn móng cơng trình xây dựng thơng qua Đồ án mơn học Nền Móng Trong trình làm đồ án ,với nhiệt tình giúp đỡ thầy Th.S : Nguyễn Văn Phóng giúp em hồn thành đồ án mơn học Đây lần em bước đầu làm quen công việc thiết kế kỹ sư, q trình làm khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót Rất mong thầy thầy mơn góp ý kiến để chúng em hoàn thiện Em chân thành cảm ơn! Sinh viên : CAO SỸ NHÂN Lớp : CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang ĐCCT-ĐKT A- K58 CHƯƠNG I: THIẾT KẾ MĨNG 1.Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình Theo tài liệu ta đánh giá sơ điều kiện địa chất cơng trình Lớp 1: Sét pha dẻo cứng, dày 5m Lớp 2: Bùn sét, dày 12m Lớp 3: cát hạt trung, dày vô tận ST T Tên lớp đất Lớp 1: sét pha dẻo cứng Lớp 2: bùn sét Lớp 3: cát hạt trung Chiều dầy phân bố Từ Đến (m) (m) 5 17 ꝏ 17 Khối lượng thể tích (ϒw, g/cm3) Φ (độ ) SPT CPT N30 qc fs 1.88 1.57 2.1 11 26 10 24 26 79 0.9 1.1 Hình 1: hình ảnh mơ điều kiện địa chất cơng trình CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang hình 2: cột địa tẩng móng cơng trình chọn loại móng Ptc= 400 T *Phương án chọn móng: Đây cơng trình nhà cao tầng có tải trọng truyền xuống chân cột 400T, nên việc dùng móng cọc ma sát cắm vào lớp đất chịu lực cát hạt trung khả thi Cọc làm việc nhờ vào ma sát đất xung quanh thân cọc cường độ đất mũi cọc Với cơng trình nhà ta chọn lựa phương án cọc bê tông cốt thép đài thấp *Chọn thông số sơ cọc: Kích thước tiết diện cọc: 0.35x0.35 (m) Bê tơng chế tạo cọc có (mác 300) có Rbt= 120 (kg/cm2) Cốt dọc đài cọc: CT3 có Rct= 3000 (kg/cm2) Ta chọn Ф25 làm thép chịu lực Tổng chiều dài cọc 20 (m) Chiều sâu đặt đài h= (m) Độ ngàm cọc vào đài hcs= 0,6 (m) CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang Chiều dày đài hđ= (m) Rct= 30000 T/m3 Fct= 4*π()2 = 0,00196 m2 Rbt= 1200 T/m3 Fbt= Fc – Fct = 0,12054 m2 xác định sức chịu tải cọc đất a, xác định sức chịu tải theo vật liệu Pvl= ϕm(Rbt.Fbt + Rct.Fct) Trong : ϕ hệ số chịu uốn dọc trục, chọn ϕ= 0.7 m hệ số làm việc cọc , chọn m = 0.9 Rct cường độ chịu kéo giới hạn cốt thép chủ Fct diện tích tiết diện ngang cốt thép chủ Rbt cường độ chịu nén giới hạn bê tông Fbt diện tích tiết diện ngang bê tơng => giá trị sức chịu tải cọc theo vật liệu : Pvl= 128.3 T (*) b Tính sức chịu tải theo đất * theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Ps= (m.N30.F + n.N30tb.Fs) Trong đó: m hệ số, lấy m=400 n hệ số, lấy n=2 N30 trị số SPT đất khoảng 1d mũi cọc 3d mũi cọc N30tb trị số SPT trung bình lớp đất dọc theo thân cọc (bỏ qua lớp bùn) CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang F diện tích mũi cọc Fs diện tích xung quanh cọc => giá trị sức chịu tải cọc ma sát tính xuyên tiêu chuẩn là: Ps= 70.9 T (**) *theo thí nghiệm xuyên tĩnh CPT Px = k m (F Rtc + Qms ) Trong đó: (kN) k hệ số động đất, lấy k= 0.7 m hệ số làm việc, lấy m= 0.85 Rtc sức chịu tải tiêu chuẩn đất mũi cọc Rtc= , qc sức kháng mũi xuyên đầu mũi đất Uc chu vi tiết diện ngang cọc Ux chi vi cần xuyên (áo ma sát), Ux= 0.113m Qms tổng ma sát xung quanh cần xuyên theo ma sát thành đơn vị Giá trị sức chịu tải cọc tính theo xuyên tĩnh là: Px= 81.6 T (***) Từ (*), (**), (***) ta thu kết quả: Ptt= 70.9 T c tính tốn sơ đài cọc - Áp lực tính toán phản lực đầu cọc tác dụng lên đáy đài σtt= = Trong đó: = 64.3 (T/m2) Ptt sức chịu tải tính tốn d kích thước cạnh cọc - Diện tích đáy đài cọc CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang Fd = Ptc σ − nγ tb h tt Trong đó: n hệ số vượt tải, n=1.3 ϒtb = 2.2 h chiều sâu đặt đài Kết tính tốn: Fd= 6.82 m2 - Trọng lượng đài đất đài G = n Fd h ytb= 1.3 x 6.82 x x 2.2 = 39 T d xác định số lượng cọc: số lượng cọc đài tính tốn qua cơng thức n = β Trong : tổng mức tải tác dụng lên cọc β= 1.3 = Ptc + G = 400 +39 = 439 T Từ cơng thức ta tính tốn: n= 1.3 x 439/70.9 = 8.1 cọc Ta lấy n= cọc d bố trí cọc vào đài CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang Hình 3: mạng lưới bố trí cọc đài cọc CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang Hình 4: mơ hình cấu tạo móng cọc đài thấp Diện tích thực tế đài: Fđ= 2.7 x 2.7 = 7.29 m2 Trọng lượng tính tốn đài đất đài G= nFhϒtb= 1.3 x 7.29 x x 2.2 = 41.7 T *Cấu tạo đài: a = b = 2700mm ac = bc = 1000 mm CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang Hình 5: hình ảnh minh họa đài học *Bố trí cốt thép đài: tính tốn cốt thép đài: CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 10 Ma = (a - ac)2.(2b + bc) () Mb =(b – bc)2.(2a + ac).() σmax ứng suất tiêu chuẩn mép cột có σmax tính số lượng cốt thép theo chiều: Fa = => na = Fb = => nb = na, nb số lượng cốt thép bố trí theo chiều a,b đáy đài Fa , Fb tổng diện tích ngang cốt thép tính theo chiều a, b đáy đài fa, fb tiết diện ngang thép bố trí theo chiều a, b đáy đài (sử dụng cốt thép có Ф10) Ra cường độ chịu kéo cốt thép ( Ra = 30000 ứng với thép CT-5) Qua tính tốn ta có: Số chiều na = nb = 17 khoảng cách cốt thép theo chiều a, b đài là: 160mm CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 11 Hình 6: hình ảnh bố trí cốt thép đài cọc e kiễm tra cường độ đài cọc áp lực tác dụng lên đầu cọc *kiểm tra cường độ đài cọc tức kiểm tra điều kiện chọc thủng đài cọc h0 = hđ - hcs ( hđ= m, hcs= 0.6 m) h2 = 1.4 m điều kiện để đài cọc làm việc bình thường khơng bị chọc thủng : h2 đó: τ ứng suất cho phép vật liệu làm cọc U chu vi tiết diện ngang cọc h2 chiều dày bê tông bị chọc thủng CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 12 n số lượng cọc Tính tốn giá trị: U = 0,35 = 1.4 (m) P0 = Ptc + Gđ = (400 + 2,5 7,22)/9= 48,5 (T) Với vật liệu làm đài bê tông cốt thép, mác bê tông 300, Rcp= 210 T/m2 h2 ≥ = = 0,17 (m) - mà h2 ban đầu thiết kế =1,4m Vậy cọc làm việc điều kiện đài không bị *kiễm tra áp lực đầu cọc: P0 = (Ptc + Gđ)/n = (400 + 2,5 7,22)/9= 48,5 (T/m2) Với P0 áp lực tác dụng lên đầu cọc n số cọc có đài CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 13 Với vật liệu làm cọc bê tông cốt thép, mác bê tông 300, Rcp= 210 T/m2 Vậy cọc làm việc bình thường với áp lực tính tốn toán g kiểm tra cường độ đất mũi cọc để kiểm tra ta coi đài cọc, cọc đất xung quanh mội khối móng quy ước: - góc truyền lực α= = = 2.84 độ ϕtb= = 11.35 độ CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 14 Diện tích đáy móng quy ước, xác định công thức sau: Fqư = (A + 2ltg α)(B + 2ltg α) Trong đó: A, B khoảng cách hai mép hai hàng cọc, A = B = 2,45m nhóm cọc bố trí hình vng; l chiều dài cọc, l = 17m; Fqư = (2,45 + 17,5 tg 2,790)^2 = 17,27 (m2) Khi áp lực đáy móng quy ước là: σ= Trong đó: Nd tổng tải trọng tác dụng lên đáy khối móng quy ước, gồm P tc, trọng lượng đài cọc, cọc đất cọc Thể tích đài là: Vđ = 7,29 2,5 = 18.23 (m3) Thể tích cọc là: Vcọc = 0,352 17,5 = 19.29 (m3) Khối lượng cọc là: Gcọc = 19,29 2,5 = 48,23 T Nd = Ptc + Gđ + Gcọc + 1,88 (2,5 8,41 - Vđ) + 1,88 (2,5 8,41 – 0,352 2,5) + 1,57 (12 8,41 – 0,352 12) + 2,1 (3 8,41 – 0,352 3) = 814,4 T Áp lực đáy móng quy ước là: σ = = = 47.2 T/m2 Cường độ tính tốn đất đáy móng khối quy ước xác định theo cơng thức: R = m(Aγb + Bγ’h + Dc) Trong đó: A, B, D hệ số tra bảng phụ thuộc vào góc ma sát φ đất đáy móng, Với φ = 260, hệ số A = 0,84; B = 4,37; D = 6,9; m hệ số điều kiện làm việc, lấy m = 1; CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 15 b, h chiều rộng chiều sâu móng khối quy ước, với b = 4,14m; h = 20m; γ khối lượng thể tích tự nhiên lớp đất nằm khối móng, với γ = 2,1 g/cm3; γ’ khối lượng thể tích đất tự nhiên trung bình lớp đất phía đáy móng, với γ’ = 0; c lực dính kết, với đất rời c = R = (0,84 4,2 2,1 + 4,37 20 1,8 + 6,9) = 164,73 (T/m 2) Để đất làm việc bình thường áp lực tiêu chuẩn lên đáy móng khối quy ước phải nhỏ cường độ tính tốn khối móng khối Như vậy, điều kiện thỏa mãn: Σσmax= ≤ 1.2*Rtc σ = 47,2 T/m2 < R = 164,73 (T/m2) Vậy đất ổn định cường độ CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 16 CHƯƠNG 2: TÍNH LÚN CHO MĨNG CỌC Chia đất móng khối quy ước thành thành lớp phân tố có chiều dày h i = 1m Gọi zi độ sâu lớp phân tố kể từ đáy móng khối quy ước Áp lực gây lún: pgl = σ – (γ1.h1 + γ2.h2 + γ3.h3) = 47.2 – (1,88.5+1,57.12+2,1.3) = 12,66 T/m2 Giá trị ứng suất gây lún điểm nằm trục qua tâm móng tính theo cơng thức: σgl = k0 pgl Với k0 hệ số tra bảng Ứng suất thân: σbt = γ h Với γ h tính từ đáy móng khối quy ước trở xuống Độ lún lớp phân tố điều kiện không nở hông: Si = hi chiều dày lớp phân tố thứ i; i ứng suất phụ thêm lớp thứ i, tính trung bình cộng ứng suất phụ thêm đỉnh đáy lớp phân tố thứ i; β hệ số tra bảng, lấy 0,8; Ei tổng mô đun biến dạng đất lớp phân tố thứ i Kết tính tốn ghi bảng sau: Z= H – L (trong L=20m) Ứng suất gây Ứng suất lún thân 12.66 12.66 Độ sâu H z/b l/b K0 20 0.00 21 0.23 0.935 11.84 14.387 0.0114 22 0.46 0.75 9.50 16.114 0.0071 23 0.68 0.506 6.41 17.841 0.0070 24 0.91 0.392 4.96 19.568 0.0053 CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 17 Si (m) 0.0150 25 1.14 0.276 3.49 21.295 0.0037 26 1.37 0.215 2.72 23.022 0.0034 Bảng Lớp phân tố thứ có σgl < 0,2 σbt Vậy chiều sâu ảnh hưởng đến 6m kể từ đáy móng quy ước 26 m từ mặt đất Độ lún tổng cộng là: Si = 0,0546 m = 5,46 cm đạt tiêu chuẩn cho độ lún tiêu chuẩn xây nhà CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 18 Biểu đồ thể ứng suất móng quy ước CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang 19 ... Địa chất cơng trình – Địa kĩ thuật, trao hội, tự tay thiết kế, tính tốn móng cơng trình xây dựng thơng qua Đồ án mơn học Nền Móng Trong q trình làm đồ án ,với nhiệt tình giúp đỡ thầy Th.S : Nguyễn...PHẦN I : MỞ ĐẦU “ Nền móng cơng trình? ?? mơn học khơng thể thiếu sinh viên khoa cơng trình trường Đại học khối kĩ thuật Hiểu biết sâu sắc đất để thiết kế giải pháp móng cơng trình hợp lí, có tính. .. 0.9 1.1 Hình 1: hình ảnh mơ điều kiện địa chất cơng trình CAO SỸ NHÂN – ĐCCT-A-K58 Trang hình 2: cột địa tẩng móng cơng trình chọn loại móng Ptc= 400 T *Phương án chọn móng: Đây cơng trình nhà cao