SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 PHẦN 1 – MÓNG NÔNG I. THỐNG KÊ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH: Điều kiện địa chất công trình khu vực khảo sát được phân tích trình bày dựa trên cơ sở thông tin về địa chất kỹ thuật thu thập được từ các hố khoan thăm dò, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) và kết quả thí nghiệm mẫu trong phòng. Thông tin chung: Điều kiện địa chất công trình được mô tả chi tiết. Các thành phần tạo đất nền được chia làm 3 lớp đất cụ thể (đơn nguyên địa hình công trình) trên cơ sở đánh giá các số liệu địa kỹ thuật hiện có và thành phần cỡ hạt, tính chất cơ lý và đặc điểm địa chất công trình.
Kết quả phân loại, mô tả và phân bố các lớp đất được thực hiện theo các tiêu chuẩn kết quả được thực hiện trong hình trụ hố khoan. Đánh giá về điều kiện địa chất công trình: Lớp 1: Lớp đất này phân bố ở độ sâu 0m (mặt lớp) đến độ sâu 1m (đáy lớp). Bề dày lớp là 1.0m Chỉ tiêu cơ lý của lớp 1 như sau: Kết quả thí nghiệm Sức Kết Dung Góc Độ Giới Giới Lực nén ép e-p với áp kháng quả trọng Tỷ ma ẩm tự hạn hạn dính lực nén p (KPa) xuyên xuyên STT tự trọng sát nhiên nhão dẻo c tĩnh tiêu nhiên hạt trong 2 W(%) WL(%) WP(%) (kg/cm ) 50 100 150 200 q c chuẩn (T/m3) (độ) (MPa) N60 36 46.14 1 Xác định tên đất theo chỉ số dẻo: 𝐼𝑃 = 𝑊𝐿 − 𝑊𝑃 = 40.5(%) Theo bảng 6 TCVN 9362-2012; với IP = 0.17 Đất lớp 1 thuộc loại đất sét Xác định trạng thái của đất theo chỉ số sệt: 𝑊 − 𝑊𝑃 46.5 Theo bảng 7 TCVN 9362-2012; với IL = 1.298 > 1 Đất lớp 1 ở trạng thái nhão Vậy lớp đất 1 là lớp đất sét nhão Góc ma sát trong = 0 Lực dính c xác định theo TCVN 9362-2012 𝑞𝑐 − 𝜎0 0.095 (𝑘𝐺/𝑐𝑚2 ) 15 15 3|P a ge SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 Hệ số rỗng tự nhiên: ∆𝛾𝑛 (1 + 𝑊) 2.7 Xác định dung trọng đẩy nổi: (∆ − 1)𝛾𝑛 (2.34 Xác định mô đun biến dạng: 𝐸 = 𝛼𝑞𝑐 = 6 × 0. Bề dày lớp là 3.5m Chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 như sau: Kết quả thí nghiệm nén ép Sức Kết Dung Độ Giới Giới Tỷ Góc Lực e-p với áp lực nén p (KPa) kháng quả trọng ẩm tự hạn hạn trọng ma sát dính xuyên xuyên STT tự nhiên nhão dẻo hạt trong c tĩnh tiêu nhiên W(%) WL(%) WP(%) (độ) (kg/cm ) 2 50 100 150 200 qc chuẩn (T/m3) (MPa) N60 68 29.65 7 Xác định tên đất theo chỉ số dẻo: 𝐼𝑃 = 𝑊𝐿 − 𝑊𝑃 = 38.2(%) Theo bảng 6 TCVN 9362-2012; với 0.17 Đất lớp 2 thuộc loại đất á sét Xác định trạng thái của đất theo chỉ số sệt: 𝑊 − 𝑊𝑃 29.2 Theo bảng 7 TCVN 9362-2012; với 0.50 Đất lớp 2 ở trạng thái dẻo cứng Vậy lớp đất 2 là lớp đất á sét dẻo cứng Hệ số rỗng tự nhiên: ∆𝛾𝑛 (1 + 𝑊) 2.86 Xác định dung trọng đẩy nổi: (∆ − 1)𝛾𝑛 (2.88 Xác định mô đun biến dạng: 𝐸 = 𝛼𝑞𝑐 = 5 × 1.25(𝑀𝑝𝑎) Trong đó 𝛼 = 3 ÷ 6 do lớp 2 là lớp sét pha dẻo cứng lấy trung bình 𝛼 = 5 4|P a ge SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 Lớp 3: Lớp đất này phân bố ở độ sâu 4.5m (mặt lớp) đến vô cùng Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 như sau: Thành phần hạt (%) tương ứng với các cỡ hạt Sức Kết Độ kháng quả Tỷ Hạt cát ẩm xuyên xuyên STT trọng Hạt sỏi Hạt bụi Hạt sét tự tĩnh tiêu Thô To Vừa Nhỏ Mịn hạt nhiên qc chuẩn 10- 1- 0.5 42 Xác định tên đất: lượng hạt có đường kính > 0.5 = 55% > 50% Theo bảng 2 TCVN 9362-2012, đất thuộc loại cát thô Xác định trạng thái đất: Căn cứ vào kết quả xuyên tĩnh: qc = 20.5MPa > 15MPa, theo bảng 5 TCVN 9362- 2012, đất thuộc loại chặt Cũng theo bảng này đất chặt có e < 0.55 Giá trị tính hệ số rỗng e = 0.55 Vậy lớp đất 3 là lớp cát thô chặt Xác định dung trọng tự nhiên: ∆𝛾𝑛 (1 + 𝑊) 2.55 Xác định dung trọng đẩy nổi: (∆ − 1)𝛾𝑛 (2.55 Theo bảng 4 TCVN 9362-2012, 0.8 Đất ở trạng thái ẩm Góc ma sát trong và lực dính: sử dụng hệ số rỗng e = 0.55 với cát thô Theo bảng B1 TCVN 9362-2012, tìm được tc = 400 , ctc = 1.
Trong tính toán dùng: 𝜑 𝑡𝑐 40 𝜑 𝑡𝑡 = = = 36.1 Xác định mô đun biến dạng: 𝐸 = 𝛼𝑞𝑐 = 2 × 20.5 ÷ 3 do lớp 2 là lớp cát chặt lấy trung bình 𝛼 = 2 5|P a ge SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 Nếu E tính từ hệ số rỗng e; theo bảng B1 phụ lục B TCVN 9362-2012 sẽ có giá trị là E = 40Mpa So sánh E tính từ sức kháng xuyên tĩnh qc và theo hệ số rỗng e; lấy giá trị E = 40Mpa để đảm bảo an toàn. Trụ địa chất: HÌnh 1: Sơ đồ trụ địa chất công trình 6|P a ge SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 II. ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN MÓNG: Ta lựa chọn một số phương án nền móng để lựa chọn ra phương pháp khả thi nhất, tốt nhất về cả mặt kinh tế và kỹ thuật. Trước hết ta cần lưu ý đến tài liệt địa chất kỹ thuật và tải trọng tác dụng xuống món g: Dựa vào thông số địa chất ở đầu bài, ta thấy lớp 1 đất yếu khá mỏng chỉ 1m không đủ khả năng và bề dày để chịu tải nên ta có thểt đặt móng vào lớp đất 2.
Tải trọng tác dụng: Nội lực tính toán tại chân cột: Đề số Nội lực Đơn vị Móng M1 Móng M2 No kN 850 600 9 Mo kNm 190 120 Qo kN 32 54 Phương án khả thi có thể lựa chọn: Phương án 1: đặt móng đơn trong lớp thứ nhất, có dùng đệm cát Phương án 2: đặt móng đơn trên nền tự nhiên vào lớp đất 2. Xét điều kiện địa chất đã được xử lý thì có thể đặt móng. Xét đến điều kiện kinh tế, kỹ thuật, biện pháp thi công ta chọn phương án đặt móng thứ 2 III. THIẾT KẾ MÓNG C-1: 1.
Xác định tải trọng tác dụng xuống móng: Nội lực tính toán chân cột tại cao độ mặt đất của cột trục C, móng C-1 như sau: Nội lực Đơn vị Móng M1 No kN 850 Mo kNm 190 Qo kN 32 Bảng 1: Tải trọng tính toán của móng C-1 𝐴𝑡𝑡 Giá trị tiêu chuẩn xác định theo công thức: 𝐴𝑡𝑐 = 𝑘 (với ktc – hệ số vượt tải, có thể 𝑡𝑐 lấy trung bình cho các loại tải trọng do kết cấu bên trên là 1.15) 7|P a ge SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 Nội lực Đơn vị Móng M1 N0tc kN 739.83 Bảng 2: Tải trọng tiêu chuẩn của móng C-1 2. Xác định chiều sâu đặt móng và cường độ tính toán của đất nền: Giả thiết chọn chiều rộng móng b = bm Chọn chiều sâu đặt móng h = 2m Cường độ tính toán của đất nền được xác định theo công thức: 𝑚1 .9 – TCVN 9362–2012, trang 13 đối với nhà không có tầng hầm). Trong đó: m1 và m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền. Với lớp 2 đặt móng là lớp đất sét có độ sệt IL = 0.5 và giả thiết nhà có sơ đồ kết cấu cứng có tỷ số 𝐿 = 4.
Tra bảng 15 ta được: 𝐻 m1 = 1.0 vì các chỉ tiêu được xác định dựa vào các kết quả thí nghiệm trực tiếp các mẫu đất tại nơi xây dựng. A,B và D là các hệ số không thứ nguyên tra bảng 14 phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sát trong . Với = 130 tra bảng 9.1 và nội suy ta được: A = 0.17 kg/cm = 17 Kpa là trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm 2 trực tiếp dưới đáy móng II = 1.6 kN/m3 là trị tính toán trọng lượng tính toán của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng. 𝛾𝐼𝐼′ là trị tính toán trung bình trọng lượng thể tích từ đáy móng trở lên 17 × 1 + 18.8 (𝑘𝑁/𝑚3 ) 2 Xác định sơ bộ kích thước đáy móng: Do móng chịu tải trọng lệch tâm nên ta chọn 𝑙 đáy móng hình chữ nhật, có tỷ số giữa các cạnh 𝜂 = = 1.2 𝑏 8|P a ge SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 Nguyên tắc chọn kích thước hợp lý: =R 𝑁0𝑡𝑐 𝑚1 .13 = 0 Giải phương trình ta tìm được: 𝑏 = 2.41 (𝑚) Ta chọn kích thước đáy móng sơ bộ C-1: 𝑏 × 𝑙 = 2.5 (𝑚) Với kích thước móng đã chọn, thay vào công thức ta tìm được: 1.55 (𝐾𝑝𝑎) Ta kiểm tra điều kiện của kích thước móng sơ bộ ở phần tiếp theo 3.
Xác định sơ bộ kích thước đáy móng và kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng: Với kích thước móng sơ bộ 𝑏 × 𝑙 = 2.5 (𝑚) ta kiểm tra không thỏa điều kiện 𝑡𝑐 áp lực ( 𝑝𝑚𝑎𝑥 = 281.26 𝐾𝑝𝑎 ) Chọn lại kích thước móng C-1: 𝑏 × 𝑙 = 2.8 (𝑚) Cường độ tính toán của đất nền: 9|P a ge SVTH: Trần Hải Lợi GVHD: PGS.TS Tô Văn Lận MSSV:19520100164 1.78 (𝐾𝑝𝑎) Điều kiện kiểm tra: 𝑡𝑐 𝑝𝑚𝑎𝑥 ≤ 1.9 TCVN 9362-2012) Tính toán áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng do các tải trọng tiêu chuẩn gây ra: 𝑡𝑐 𝑁 𝑡𝑐 𝑀𝑡𝑐 𝑝𝑚𝑎𝑥 = ± 𝑚𝑖𝑛 𝐹 𝑊 Trong đó: 𝑁 𝑡𝑐 = 𝑁0𝑡𝑐 + 𝐺 = 739.01 (𝑚3 ) 6 6 Thế vào công thức ta tìm được: 𝑡𝑐 𝑝𝑚𝑎𝑥 = 228.78 (𝐾𝑝𝑎) Kích thước đáy móng đã chọn (𝑏 × 𝑙 = 2.8) thỏa mãn điều kiện áp lự tại đáy móng. Kiểm tra sự hợp lý của kích thước móng: 233.15 Kích thước đáy móng đã chọn (𝑏 × 𝑙 = 2.8) tận dụng được tối đa khả năng làm việc của nền trong giai đoạn biến dạng tuyến tính. Kiểm tra điều kiến áp lực tại đỉnh lớp đất yếu: Do lớp đất 3 là lớp cát thô chặt có E = 40 Mpa và = 36021’ lớn hơn của lớp đất 2 là á sét dẻo cứng có E = 8.25 Mpa và = 130 nên lớp 3 tốt hơn lớp 2. Vì vậy ta không cần kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu.