CHƯƠNG I : ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT VÀ VẤN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 1. Đánh giá trạng thái các lớp đất. Lớp 1: Á cát, h=4m Đánh giá trạng thái : W−Wd 21,7−19 Độ sệt : B = = = 0,39 Wnh − Wd 26−19 0,01.2,67 Độ bão hòa : G = = = 0,796 𝑒0 0,728 Theo TCVN 9362-2012 : 0 ≤ B = 0,39 ≤ 1: Lớp á cát trạng thái dẻo. 0,8 < G = 0,882 ≤ 1: Lớp á cát trạng thái bão hòa.
*Kết luận : Lớp 1: Lớp á cát trạng thái dẻo và bão hòa. Lớp 2 : Á sét , h = 4m Đánh giá trạng thái: W−Wd 25,4−23 Độ sệt : B = = = 0,3 Wnh − Wd 31−23 0,01.2,67 Độ bão hòa : G = = = 0,87 e0 0,777 Theo TCVN 9362-2012 : 0,25 ≤ B = 0,5 ≤ 0,5 : Lớp á sét trạng thái dẻo cứng. 0,8 < G = 0,87 ≤ 1 : Lớp á sét trạng thái bão hòa. *Kết luận : Lớp 2: Lớp á sét trạng thái dẻo cứng và bão hòa.
Lớp 3: Cát hạt vừa, h có chiều dày vô cùng. Hệ số rỗng tự nhiên : 𝑒0 = 0,645 Theo TCVN 9362 – 2012 : Cát hạt vừa : 0,55 ≤ 𝑒0 = 0,645 ≤ 0,7 : Lớp cát hạt vừa trạng thái chặt vừa. SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 6 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS.2,68 G= = = 0,749 e0 0,679 Theo TCVN 9362 – 2012 : 0,5 ≤ G =0,749 ≤ 0,8 : Lớp cát hạt vừa trạng thái ẩm. *Kết luận : Lớp 3: Lớp cát hạt vừa trạng thái chặt vừa và ẩm.
Hệ số nén lún 𝑒 − 𝑒𝑖 Hệ số nén lún : 𝑎𝑖 = 𝑖−1 𝑃𝑖 − 𝑃𝑖−1 Bảng 1.1: Hệ số nén lún Hệ số nén lún (kG/𝑐𝑚2 ) STT Lớp đất 𝑎0−1 𝑎1−2 𝑎2−3 𝑎3−4 12 Á cát, h=4 0,044 0,024 0,012 0,01 27 Á sét, h=4 0,051 0,024 0,022 0,012 5 Cát hạt vừa, h=∞ 0,034 0,014 0,013 0,007 1. Mặt cắt địa chất cho nền đất Lớp 1: Á cát ở trạng thái dẻo MNN 3000 =2,67,=1,88(g/𝑐𝑚3 ),W=21,7%, 𝑊𝑑 =19%, 𝑊𝑛ℎ = 26%, =21, C= 0,18(Kg/𝑐𝑚2 ) 1000 Lớp 2: Á sét ở trạng thái dẻo cứng =2,65,=1,87(g/𝑐𝑚3 ),W=25,4%, 4000 𝑊𝑑 =23%, 𝑊𝑛ℎ =31%, =19, C= 0,18(Kg/𝑐𝑚2 ) Dày vô cùng Lớp 3: Cát hạt vừa ở trạng thái chặt vừa =2,68,=1,90(g/𝑐𝑚3 ), W=19%, =30, C=0,03(Kg/𝑐𝑚2 ) Hình 1.1: Mặt cắt địa chất cho nền đất SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 7 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS. Biểu đồ đường cong nén lún của các lớp đất Đường cong nén lún 0.675 Hệ số rỗng e 0.5 0 1 2 3 4 Tải trọng P (KG/cm2) Á cát Á sét Cát hạt vừa Hình 1.2: Biểu đồ đường cong nén lún 1. Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất - Ta thấy nền đất không bao gồm những lớp đất yếu như sau: bùn, bùn than, đất bùn, đất sét yếu, ….
- Tính chất của nền đất hệ số rỗng 𝑒0 < 1, độ sệt B<1, Trị số SPT N30>5 và hệ số nén lún 0. * Vậy nên có tính năng xây dựng tốt, không phải xử lý trước khi xây dựng. Đề xuất phương án thiết kế móng cho dự án - Với các số liệu đã tổng hợp về tải trọng công trình, chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất, tình hình địa chất của đất nền, ta có thể giải quyết bài toán thiết kế móng của công trình theo 2 phương án sau: Phương án I: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên. Phương án II: Thiết kế móng cọc đài thấp.
SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 8 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS. Đỗ Hữu Đạo CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG 2. Thiết kế và tính toán móng nông cột giữa 2. Chọn vật liệu làm móng - Xác định tải trọng: 𝑁𝑜𝑡𝑡 99,4 𝑁0𝑡𝑐 = = = 82,833(𝑇) 𝑛 1,2 𝑡𝑐 𝑀𝑜𝑡𝑡 2,8 𝑀𝑜 = = = 2,333(𝑇𝑚) 𝑛 1,2 𝑡𝑐 𝑄𝑜𝑡𝑡 2,3 𝑄𝑜 = = = 1,917(𝑇) 𝑛 1,2 Trong đó: n là hệ số vượt tải, n = 1,2.
Chọn vật liệu làm móng: - Vật liệu được chọn là: Bê tông cốt thép. + Bê tông B20 có Mac 250 theo TTGH1: Cường độ chịu nén: Rb=11,5 (MPa). Cường độ chịu ứng suất kéo chính: Rbt= 0,9 (MPa), Mô đung đàn hồi ban đầu: Eb= 27,5. - Cốt thép CI: dùng làm thép đai, cường độ chịu kéo tính toán Rs= 225(KG/cm2).
- Cốt thép CII: dùng làm thép chịu lực, cường độ chịu kéo tính toán Rs= 280(KG/cm2). Chọn chiều sâu chôn móng (h= 1,5 -2m) - Dựa vào các tính toán và nhận xét về các lớp đất dưới nền ta có thể quyết định chọn vị trí của đáy móng là nằm trong lớp đất thứ 1 là lớp á cát. - Lớp 1 là lớp á cát ở trạng thái dẻo và bão hòa. - Mực nước ngầm nằm ở độ sâu 3 mét.
- Xung quanh công trình theo giả thiết không có móng công trình nào khác. - Tải trọng bổ sung lớn nhất Nmax =122,5 (T) - Từ các điều kiện trên ta chọn h=2 m. Xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn. Điều kiện áp lực tiêu chuẩn : 𝛔𝐝𝐓𝐁 ≤ 𝐑𝐭𝐜 - Vật liệu làm móng là BTCT.
- Độ sâu chôn móng là h= 2m. - Chọn bề rộng của móng là b= 1,8m. - Tính cường độ của nền theo TCVN 9362: 2012: m1. c) k tc -Trong đó +m1 = 1,2: Do đất có chỉ số độ sệt ≤ 0,5.
+m2 =1: Do h = 4m và chỉ số độ sệt ≤ 0,5. +k tc = 1: Do các chỉ tiêu cơ lý được xác định từ thí nghiệm trực tiếp với đất. SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 9 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS. Đỗ Hữu Đạo -Lực dính đơn vị C= 1,8 T/𝑚2 -Với h= 2m, đáy móng nằm trong lớp đất 1.
Nên: 𝛾 = 𝛾 ′ = 1,88(𝑇/𝑚3 ) -Với φ = 21o tra bảng 14 TCVN 9362:2012 A = 0. -Thay số vào công thức xác định 𝑅𝑡𝑐 ta được: 1,2. 1 -Kích thước đáy móng F được xác định như sau: Notc 82,833 F≥ = = 3,290(m2 ) R tc − γtb .2 -Trong đó : γtb = 2,2 (T/𝑚3) là dung trọng trung bình của vật liệu móng và đất đắp trên móng. - Do móng chịu tải trọng lệnh tâm, cho nên ta phải mở rộng kích thước đáy móng về phía tải trọng lệch tâm, tức là mở rộng cạnh dài của móng, cạnh dài của móng được mở rộng như sau: Flệch tâm = K.Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn: - Độ lệch tâm của tải trọng: +Theo phương cạnh ngắn b: 𝑒𝑏=0.
+Theo phương cạnh dài a: Motc + Qtc o .2 a 2,2 ea = tc = = = 0,062 < = Nd Notc + γtb. -Ứng suất tại đáy móng được xác định: Notc 82,833 σtb d = γ tb. eb Notc + γtb. eb Notc + γtb.
ea 6eb σmin = (1 + + )= (1 − − ) a.1,8 2,2 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 10 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS. Đỗ Hữu Đạo -Ta có: σtb 2 d = 25,317(T/m ) ≤ R tc = 29,574(T/m ) 2 { σdmax = 29,650(T/m2 ) ≤ 1,2. R tc = 35,489(T/m2 ) Vậy: Ta chọn đáy móng axb = 2,2x1,8(mxm) đảm bảo về điều kiện áp lực tiêu chuẩn. Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2: -Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất lấy tại Bảng 2.
-Các thông số về hệ số rỗng theo các cấp áp lực lấy tại Bảng 3. -Các thông số về hệ số nén lún theo các cấp áp lực lấy tại Bảng 1. 200 = 0,376(KG/cm ) 2 -Tương tự: Tại độ sâu lần lượt 50cm, 100cm kể từ đáy móng: σbt bt −3 z=50 = σz=0 + γ1. 50 = 0,564(KG/cm ) 2 -Mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 3m.
-Dưới mực nước ngầm dùng dung trọng đẩy nổi để tính toán.1 + Lớp đất 2: γdn2 = = = 0,929(T/m3 ) 1+e02 1+0,777 (∆3 −∆0 ).1 + Lớp đất 3: γdn3 = = = 1(T/m3 ) 1+e03 1+0,679 -Tại độ sâu đáy lớp 2 kể từ mặt đất thiên nhiên là: σbt −3 z=800 = 0,564 + 0,929. 400 = 1,123(KG/cm ) 2 -Áp lực gây lún: σgl = σtb 2 d + γ1 .2 = 29,077(T/m ) = 2,908(KG/cm ) 2 -Chia chiều sâu vùng chịu nén ở dưới đáy móng thành các phân tố hi. -Theo quy phạm hi = (0,2 − 0,4). 180 = (36 − 70)(cm) -Để thuận tiện cho việc tính toán ta chọn chiều dày của mỗi lớp đất phân tố là ℎ𝑖=50cm -Ứng suất phụ thêm: σzi = k oi.
σgl - Hệ số K oi phụ thuộc vào các tỷ số là a/b và 2z/b, tra bảng II.2 Cơ học đất: SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 11 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS. Đỗ Hữu Đạo Bảng 2.1: Tổng hợp kết quả tính ứng suất gây lún. Lớp đất Điểm tính zi (cm) a/b 2z/b Koi σzi σbt z (KG/cm2 ) (KG/cm2 ) 0 0 1,222 0 1 2,908 0,376 1 50 1,222 0,556 0,915 2,662 0,470 Á cát 2 100 1,222 1,111 0,696 2,024 0,564 3 150 1,222 1,667 0,483 1,405 0,658 4 200 1,222 2,222 0,343 0,996 0,752 5 250 1,222 2,778 0,222 0,644 0,798 6 300 1,222 3,333 0,178 0,518 0,845 7 350 1,222 3,889 0,136 0,396 0,891 Á sét 8 400 1,222 4,444 0,107 0,311 0,938 9 450 1,222 5 0,087 0,253 0,984 10 500 1,222 5,556 0,071 0,204 1,031 -Tại điểm tính thứ 11 có σbt z = 1.1,031 = 0,206(KG/cm ) -Vậy chiều sâu vùng chọn nén là Ha= 550cm kể từ đáy móng: n ei − ei+1 S=∑ .h 1 + ei+1 i i=1 -Trong đó: + S: Độ lún cuối cùng của trọng tâm đáy móng. + ei và ei+1: Hệ số rỗng của đất đối Pi và Pi+1 với được nội suy từ đường cong nén lún.
n σbt bt zi−1 + σzi Pi = ∑ 2 i=1 σzi−1 +σzi Pi+1 = Pi + σtb 𝑡𝑏 𝑛 zi Với: 𝜎𝑧𝑖 = ∑𝑖=1 2 -Các giá trị i, σz và σzi lấy ở Bảng 2.1 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 12 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS. Đỗ Hữu Đạo tc No tc tc Qo Mo 2m 2 p(kG/cm) b=1.8m Á cát 1m 0,376 0 2,908 0,470 1 2,661 MNN 0,564 2 2,023 0,658 1,403 3 0,752 0,995 4 0,798 Ha 0,643 5 Á sét 0,845 6 0,517 0,891 0,395 7 0,938 8 0,310 0,984 9 0,252 1,031 10 0,204 bt Hình 2.1: Biểu đồ phân bố ứng suất phụ thêm và ứng suất bản thân. Tổng hợp kết quả tính lún Lớp Lớp Hi pi pi+1 Si phân 2 2 ei ei+1 Si tổng đất (cm) (KG/cm ) (KG/cm ) (cm) bố 1 50 0,423 3,208 0,709 0,646 1.008 1,237 0,726 0,662 0,193 SVTH: Phan Trường-Trương Thất Tùng Page 13 PBL1: Nền & móng GVHD: PGS. Kiểm tra nền theo TTGH1: 2.
Kiểm tra sức chịu tải của nền.