Đồ Án Nền Móng Công Trình: Thiết Kế Móng Nông và Móng Cọc

Đồ án nghiên cứu Thuyết minh đồ án nền móng công trình thiết kế móng nông và móng cọc, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

• Tác giả: Nguyễn Đức Chính
• Người hướng dẫn: PGS. Trương Quang Thành
• Trường học: Trường Đại Học Kiến Trúc TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây Dựng
• Đề tài: Thiết Kế Móng Nông và Móng Cọc
• Loại tài liệu: Đồ Án
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG
• 1.1. Tiêu chuẩn thiết kế và cơ sở tính toán
• 1.2. Trình tự chung thiết kế móng đơn nông
• 1.3. Số liệu tải trọng
• 1.4. Điều kiện địa chất và số liệu địa chất nền đất
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN M(E-2)
• 2.1. Xác định tải trọng truyền xuống móng đơn
• 2.2. Xác định kích thước sơ bộ đáy móng đơn
• 2.3. Kiểm tra lại ảnh hưởng mực nước ngầm trong tính toán
• 2.4. Kiểm tra lại kích thước đáy móng (móng chịu tải lệch tâm)
• 2.5. Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu
• 2.6. Tính toán nền theo TTGH 1
• 2.7. Tính toán nền theo TTGH 2
• 2.8. Tính toán độ bền của móng đơn
• 2.9. Tính toán và bố trí thép cho móng đơn
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN M(C-5)
• 3.1. Xác định tải trọng truyền xuống móng đơn đơn
• 3.2. Xác định kích thước sơ bộ đáy móng đơn
• 3.3. Kiểm tra lại ảnh hưởng mực nước ngầm trong tính toán
• 3.4. Kiểm tra lại kích thước đáy móng (móng chịu tải lệch tâm)
• 3.5. Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu
• 3.6. Tính toán nền theo TTGH 1
• 3.7. Tính toán nền theo TTGH 2
• 3.8. Tính toán độ bền của móng đơn
• 3.9. Tính toán và bố trí thép cho móng đơn
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG BỐ TRÍ MÓNG NÔNG
• 4.1. Trình tự sơ bộ mặt bằng bố trí móng nông
• 4.2. Sơ bộ các móng trục E, C, A
• 4.3. Sơ bộ các móng trục D, B, A’
• 4.4. Mặt bằng bố trí các móng nông
• 5. PHẦN B: MÓNG SÂU
• 6. CHƯƠNG 1: SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG CỌC
• 6.1. Tiêu chuẩn thiết kế và cơ sở tính toán
• 6.2. Trình tự chung thiết kế móng cọc
• 6.3. Số liệu tải trọng
• 6.4. Điều kiện địa chất và số liệu địa chất nền đất
• 7. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MÓNG CỌC M(A-2)
• 7.1. Xác định tải trọng truyền xuống móng
• 7.2. Xác định cao trình đặt mũi cọc
• 7.3. Xác định chiều dài, tiết diện cọc
• 7.4. Xác định sức chịu tải của cọc
• 7.5. Xác định số lượng cọc, bố trí cọc trong móng
• 7.6. Kiểm tra điều kiện áp lực xuống đỉnh cọc (nc = 6)
• 7.7. Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang
• 7.8. Kiểm tra điều kiện áp lực tại mặt phẳng mũi cọc
• 7.9. Kiểm tra độ lún của móng
• 7.10. Tính toán và cấu tạo đài cọc
• 7.11. Kiểm tra cọc khi vận chuyển và lắp dựng, tính móc cẩu
• 8. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG BỐ TRÍ MÓNG NÔNG
• 8.1. Trình tự sơ bộ mặt bằng bố trí móng nông
• 8.2. Sơ bộ các móng trục A
• 8.3. Sơ bộ các móng trục B, A’
• 8.4. Mặt bằng bố trí các móng sâu

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Móng Nông và Móng Cọc

Thiết kế móng nông và móng cọc là một phần quan trọng trong kỹ thuật xây dựng. Móng nông thường được sử dụng cho các công trình có tải trọng nhẹ và nền đất tốt. Ngược lại, móng cọc được áp dụng cho các công trình nặng hơn hoặc khi nền đất yếu. Việc hiểu rõ về các loại móng này giúp kỹ sư đưa ra quyết định thiết kế hợp lý, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.

1.1. Khái Niệm Về Móng Nông và Móng Cọc

Móng nông là loại móng được đặt ở độ sâu nhỏ, thường từ 0.5m đến 1.5m. Móng cọc, ngược lại, được đóng sâu vào lòng đất để truyền tải trọng xuống các lớp đất chắc hơn. Việc lựa chọn giữa hai loại móng này phụ thuộc vào điều kiện địa chất và tải trọng của công trình.

1.2. Tầm Quan Trọng Của Thiết Kế Móng

Thiết kế móng không chỉ đảm bảo tính ổn định cho công trình mà còn ảnh hưởng đến tuổi thọ và an toàn trong quá trình sử dụng. Một thiết kế hợp lý giúp giảm thiểu rủi ro lún, nghiêng và các vấn đề khác liên quan đến nền đất.

II. Vấn Đề và Thách Thức Trong Thiết Kế Móng

Thiết kế móng đối mặt với nhiều thách thức, đặc biệt là trong các khu vực có điều kiện địa chất phức tạp. Các vấn đề như độ lún không đồng đều, khả năng chịu tải của nền đất và ảnh hưởng của mực nước ngầm cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Địa Chất và Tải Trọng

Điều kiện địa chất ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu tải của móng. Các lớp đất yếu có thể dẫn đến lún không đều, gây ra các vấn đề nghiêm trọng cho công trình. Việc xác định chính xác tải trọng tác dụng lên móng là rất quan trọng.

2.2. Ảnh Hưởng Của Mực Nước Ngầm

Mực nước ngầm có thể làm giảm khả năng chịu tải của nền đất. Khi mực nước ngầm tăng cao, áp lực nước trong các lỗ rỗng của đất cũng tăng, dẫn đến giảm sức chịu tải. Do đó, việc kiểm tra và dự đoán mực nước ngầm là cần thiết trong thiết kế.

III. Phương Pháp Thiết Kế Móng Nông Hiệu Quả

Để thiết kế móng nông hiệu quả, cần tuân thủ các tiêu chuẩn và quy trình thiết kế cụ thể. Việc xác định tải trọng, điều kiện địa chất và kích thước móng là những bước quan trọng trong quá trình này.

3.1. Quy Trình Thiết Kế Móng Nông

Quy trình thiết kế bao gồm các bước như xác định tải trọng, đánh giá điều kiện địa chất, và lựa chọn kích thước móng. Mỗi bước cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo tính chính xác và an toàn cho công trình.

3.2. Tiêu Chuẩn Thiết Kế Móng

Các tiêu chuẩn thiết kế như TCVN 9362 – 2012 và TCVN 5574 – 2018 cung cấp hướng dẫn chi tiết về cách tính toán và thiết kế móng. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn này giúp đảm bảo chất lượng và an toàn cho công trình.

IV. Phương Pháp Thiết Kế Móng Cọc Đảm Bảo An Toàn

Thiết kế móng cọc yêu cầu sự chính xác cao hơn do tải trọng lớn và điều kiện địa chất phức tạp. Việc xác định chiều dài, tiết diện cọc và số lượng cọc là rất quan trọng.

4.1. Xác Định Chiều Dài và Tiết Diện Cọc

Chiều dài và tiết diện cọc cần được xác định dựa trên tải trọng và điều kiện địa chất. Việc tính toán chính xác giúp đảm bảo cọc có khả năng chịu tải tốt và ổn định trong quá trình sử dụng.

4.2. Kiểm Tra Sức Chịu Tải Của Cọc

Kiểm tra sức chịu tải của cọc là bước quan trọng để đảm bảo an toàn cho công trình. Các phương pháp kiểm tra như thí nghiệm nén tĩnh và nén động giúp đánh giá khả năng chịu tải của cọc.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Thiết Kế Móng Nông và Móng Cọc

Thiết kế móng nông và móng cọc có nhiều ứng dụng trong thực tiễn xây dựng. Các công trình như nhà ở, cầu đường và các công trình công nghiệp đều cần đến các loại móng này.

5.1. Ứng Dụng Trong Xây Dựng Nhà Ở

Móng nông thường được sử dụng cho các công trình nhà ở do chi phí thấp và dễ thi công. Tuy nhiên, trong các khu vực có nền đất yếu, móng cọc là lựa chọn an toàn hơn.

5.2. Ứng Dụng Trong Công Trình Công Nghiệp

Các công trình công nghiệp thường yêu cầu móng cọc do tải trọng lớn và điều kiện địa chất phức tạp. Việc sử dụng móng cọc giúp đảm bảo an toàn và ổn định cho các nhà máy và xí nghiệp.

VI. Kết Luận và Tương Lai Của Thiết Kế Móng

Thiết kế móng nông và móng cọc đóng vai trò quan trọng trong ngành xây dựng. Với sự phát triển của công nghệ và vật liệu mới, các phương pháp thiết kế sẽ ngày càng được cải tiến.

6.1. Xu Hướng Phát Triển Trong Thiết Kế Móng

Xu hướng hiện nay là sử dụng các vật liệu nhẹ và bền hơn trong thiết kế móng. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng.

6.2. Tương Lai Của Ngành Xây Dựng

Ngành xây dựng sẽ tiếp tục phát triển với các công nghệ mới, giúp cải thiện quy trình thiết kế và thi công móng. Sự kết hợp giữa công nghệ và kiến thức chuyên môn sẽ tạo ra những công trình an toàn và bền vững.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT VÀ TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG 1. Tiêu chuẩn thiết kế và cơ sở tính toán 1. Các mã số và tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9362 – 2012: Nền nhà và công trình – Tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 5574 – 2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế; TCVN 2737 – 2023: Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế. Tài liệu tham khảo Nền và Móng đơn – PGS.TS Tô Văn Lận; Giáo trình cơ học đất – PGS.TS Trương Quang Thành; Tính toán tiết diện cột BTCT – GS.

Nguyễn Đình Cống; Hướng dẫn đồ án Nền và Móng đơn – GS.TS Nguyễn Văn Quảng; Hướng dẫn đồ án Nền và Móng đơn – PGS.TS Châu Ngọc Ẩn. Trình tự chung thiết kế móng đơn nông Quá trình thiết kế móng đơn bao gồm các bước sau  Xác định tải trọng tác dụng xuống móng đơn;  Đánh giá điều kiện địa chất, thủy văn của khu vực xây dựng;  Lựa chọn chiều sâu đặt móng đơn;  Xác định cường độ tính toán của nền đất;  Xác định kích thước sơ bộ đáy móng đơn;  Kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng đơn;  Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu (nếu có);  Tính toán nền móng đơn theo trạng thái giới hạn thứ nhất;  Tính toán nền móng đơn theo trạng thái giới hạn thứ hai;  Tính toán độ bền và cấu tạo móng đơn;  Tính toán và bố trí thép cho móng đơn. Nhóm thực hiện: Nguyễn Đức Chính – Hà Minh Thành – Tạ Huy Hoàng 4 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TRƯƠNG QUANG THÀNH 1. Số liệu tải trọng Bảng 1.

Số liệu tải trọng thiết kế Móng đơn N 0tt (kN) M 0tt (kNm) Q0tt (kN) M(E-2) 800 50 10 M(C-5) 600 75 15 1. Điều kiện địa chất và số liệu địa chất nền đất 1. Điều kiện địa chất Địa chất tại nơi đặt móng đơn gồm các lớp đất như sau  Lớp đất 1: Bùn sét, màu xám đen, trạng thái chảy; dày 0,8m.  Lớp đất 2: Sét, màu vàng nâu - xám xanh, trạng thái nữa cứng; dày 2,5m.

 Lớp đất 3: Sét pha, màu xám xanh - vàng nâu, trạng thái dẻo cứng; dày 3,0m.  Lớp đất 4: Cát pha, màu xám nâu - xám vàng - nâu vàng, trạng thái dẻo; rất dày chưa xác định.  Mực nước ngầm (MNN) cách mặt đất tự nhiên (MĐTN) 3,5m. Tổng kết số liệu địa chất Lớp đất 1: Bùn sét, màu xám đen, trạng thái chảy; dày 0,8m.

Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 1 được thống kê vào bảng 1. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 1 Chỉ tiêu Ký hiệu Lớp đất 1 Đơn vị Độ ẩm tự nhiên w 76,90 % Dung trọng tự nhiên  15,20 kN/m 3 Dung trọng khô d 8,60 kN/m 3 Dung trọng đẩy nổi ' 5,30 kN/m 3 Tỷ trọng hạt GS 2,77 - Độ bão hòa Sr 98,20 % Độ rỗng n 69,00 % Hệ số rỗng e0 2,225 - Giới hạn chảy wL 73,30 % Giới hạn dẻo wP 43,10 % Nhóm thực hiện: Nguyễn Đức Chính – Hà Minh Thành – Tạ Huy Hoàng 5 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TRƯƠNG QUANG THÀNH Chỉ số dẻo IP 30,30 % Độ sệt IL 1,31 - Góc ma sát trong  0417 ' Độ Lực dính c 5,70 kPa Module biến dạng E1 2 543,30 kPa Hệ số nén lún a1 2 2,12  103 kPa -1 Lớp đất 2: Sét, màu vàng nâu – xám xanh, trạng thái nửa cứng; dày 2,5m. Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 2 được thống kê vào bảng 1. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 2 Chỉ tiêu Ký hiệu Lớp đất 2 Đơn vị Độ ẩm tự nhiên w 26,36 % Dung trọng tự nhiên  19,50 kN/m 3 Dung trọng khô d 15,40 kN/m 3 Dung trọng đẩy nổi ' 9,80 kN/m 3 Tỷ trọng hạt GS 2,91 - Độ bão hòa Sr 93,10 % Độ rỗng n 47,00 % Hệ số rỗng e0 0,777 - Giới hạn chảy wL 50,40 % Giới hạn dẻo wP 26,70 % Chỉ số dẻo IP 23,70 % Độ sệt B (I L ) 0,13 - Góc ma sát trong  1406 ' Độ Lực dính c 35,3 kPa Nhóm thực hiện: Nguyễn Đức Chính – Hà Minh Thành – Tạ Huy Hoàng 6 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TRƯƠNG QUANG THÀNH Module biến dạng E12 6150,50 kPa Hệ số nén lún a1 2 2, 4  104 kPa -1 Lớp đất 3: Sét pha, màu xám xanh – vàng nâu, trạng thái dẻo cứng; dày 3m.

Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 3 được thống kê vào bảng 1. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 3 Chỉ tiêu Ký hiệu Lớp đất 3 Đơn vị Độ ẩm tự nhiên w 25,28 % Dung trọng tự nhiên  19,50 kN/m 3 Dung trọng khô d 15,60 kN/m 3 Dung trọng đẩy nổi ' 9,80 kN/m 3 Tỷ trọng hạt GS 2,71 - Độ bão hòa Sr 93,00 % Độ rỗng n 42,40 % Hệ số rỗng e0 0,736 - Giới hạn chảy wL 34,32 % Giới hạn dẻo wP 20,28 % Chỉ số dẻo IP 14,04 % Độ sệt IL 0,36 - Góc ma sát trong  1612 ' Độ Lực dính c 24,40 kPa Module biến dạng E12 6352,30 kPa Hệ số nén lún a1 2 2,6  104 kPa -1 Lớp đất 4: Cát pha, màu xám nâu – xám vàng – nâu vàng, trạng thái dẻo; rất dày. Giá trị các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 4 được thống kê vào bảng 1.4 Nhóm thực hiện: Nguyễn Đức Chính – Hà Minh Thành – Tạ Huy Hoàng 7 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TRƯƠNG QUANG THÀNH Bảng 1. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 4 Chỉ tiêu Ký hiệu Lớp đất 4 Đơn vị Độ ẩm tự nhiên w 19,38 % Dung trọng tự nhiên  20,00 kN/m 3 Dung trọng khô d 16,70 kN/m 3 Dung trọng đẩy nổi ' 10,50 kN/m 3 Tỷ trọng hạt GS 2,67 - Độ bão hòa Sr 86,20 % Độ rỗng n 37,50 % Hệ số rỗng e0 0,581 - Giới hạn chảy wL 22,52 % Giới hạn dẻo wP 16,71 % Chỉ số dẻo IP 5,81 % Độ sệt IL 0,46 - Góc ma sát trong  2421' Độ Lực dính c 10,60 kPa Module biến dạng E12 9763,00 kPa Hệ số nén lún a1 2 1, 4  104 kPa -1 Tổng hợp các thí nghiệm khác Bảng 1.

Quan hệ giữa áp lực nén p và hệ số rỗng e trong thí nghiệm nén cố kết e e e e e e (25kPa) (50kPa) (100kPa) (200kPa) (400kPa) (800kPa) Lớp 1 2,142 2,012 1,812 1,504 Lớp 2 0,742 0,714 0,676 0,629 Lớp 3 0,694 0,669 0,637 0,595 Lớp 4 0,543 0,529 0,517 0,502 Nhóm thực hiện: Nguyễn Đức Chính – Hà Minh Thành – Tạ Huy Hoàng 8 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TRƯƠNG QUANG THÀNH 1. Kết quả trụ địa chất ±0.000 BUØN SEÙT, MAØU XAÙM ÑEN   15, 2 kN m3    5,3 kN m3 1 TRAÏNG THAÙI CHAÛY -0.800 c  5, 7 kPa   0417   19,5 kN m 3    9,8 kN m3 SEÙT 2 MAØU VAØNG NAÂU, XAÙM XANH c  35,3 kPa   1406 TRAÏNG THAÙI NÖÛA CÖÙNG I L  0,13 E1 2  6150,5 kPa -3.500   19,5 kN m3    9,8 kN m3 SEÙT PHA 3 MAØU XAÙM XANH, VAØNG NAÂU c  24, 4 kPa   1612 TRAÏNG THAÙI DEÛO CÖÙNG I L  0,36 E1 2  6352,3 kPa -6.300   20, 0 kN m3    10,5 kN m3 c  10,6 kPa   2421 I L  0, 46 E1 2  9763,0 kPa CAÙT PHA 4 MAØU XAÙM NAÂU, XAÙM VAØNG, NAÂU VAØNG TRAÏNG THAÙI DEÛO Hình 1. Sơ đồ trụ địa chất công trình Nhóm thực hiện: Nguyễn Đức Chính – Hà Minh Thành – Tạ Huy Hoàng 9 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TRƯƠNG QUANG THÀNH 1. Nhận xét điều kiện địa chất để đề ra phương án thiết kế Lớp đất 1 là lớp đất bùn sét, chiều dày 0,8 m, ở trạng thái chảy: Các chỉ tiêu cơ lý của đất cho thấy đây là một lớp đất yếu có khả năng chịu tải tương đối nhỏ và biến dạng tương đối lớn, không thích hợp để đặt đế móng.

Lớp đất 2 và lớp đất 3 là những lớp đất sét, trạng thái lần lượt là nửa cứng và dẻo cứng: Các chỉ tiêu cơ lý của hai lớp đất này cho thấy đây là hai lớp đất trung bình có tính nén lún thấp, khả năng chịu tải tương đối trung bình và biến dạng tương đối nhỏ, thích hợp để đặt đế móng. Lớp đất 4 là lớp đất cát pha, trạng thái dẻo: Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất này cho thấy đây là một lớp đất tốt, tính nén lún thấp, khả năng chịu tải cao và biến dạng tương đối nhỏ, thích hợp để đặt đế móng. Tuy nhiên, do lớp đất nằm sâu dưới mặt đất, nếu cố tình đặt móng vào lớp đất này thường sẽ không kinh tế cũng như đòi hỏi kỹ thuật thi công phức tạp, vì vậy không nên đặt móng vào lớp đất này mà chuyển sang sử dụng phương án móng khác. Qua các nhận xét trên, ta thấy lớp đất 2 và lớp đất 3 là những lớp đất có chỉ tiêu cơ lý phù hợp để đặt móng nông.

Vậy sơ bộ dùng móng bê tông cốt thép đặt vào lớp đất 2 (Sét, màu vàng nâu – xám xanh, trạng thái nửa cứng)  Chọn chiều sâu chôn móng tính từ mặt đất tự nhiên: h = 1,5m (không kể lớp bê tông lót đáy móng).  Dùng lớp bê tông lót đáy móng, đá 4×6, M100, dày 100mm để làm phẳng mặt bằng dễ dàng thi công và bảo vệ lớp bê tông cấu tạo đáy móng. Nhóm thực hiện: Nguyễn Đức Chính – Hà Minh Thành – Tạ Huy Hoàng 10 ĐỒ ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH GVHD: PGS.TRƯƠNG QUANG THÀNH CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN M(E-2) 2. Xác định tải trọng truyền xuống móng đơn Nội lực tính toán móng đơn tại cao độ mặt đất Bảng 2.

Giá trị nội lực tính toán tại cao độ mặt đất N tt 0  kN  M 0tt  kNm  Q0tt  kN  800 50 10 Xác định hệ số quy đổi từ tải tiêu chuẩn về tải tính toán  Hệ số độ tin cậy về tải trọng của bê tông và cốt thép lấy bằng 1,1  Hệ số độ tin cậy về tải trọng của hoạt tải lấy bằng 1,2 Hệ số quy đổi từ tải tiêu chuẩn về tải tính toán lấy trị trung bình của các giá trị trên, lấy bằng n  1,15 Giá trị tiêu chuẩn được xác định theo công thức Att Atc  n Bảng 2.