1. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 2 -
®å ¸n nÒn mãng
( phÇn mãng n«ng )
Họ và tên: MS : Lớp :
I . Sè liÖu :
1. Công trình số : 78 - Trường Đại Học Y ...
Tải trọng tính toán tác dụng dưới chân công trình tại cốt mặt đất:
Cét C1 : N0 = 82T ; M0 = 10,5 Tm ; Q0 = 3,2 T
C2 : N0 = 64 T ; M0 = 7,0 Tm ; Q0 = 2,7 T
Têng T3 : N0 = 33 T/m ; M0 = 1,5 Tm/m ; Q0 = 1,15 T/m
2. Nền đất:
Líp ®Êt sè hiÖu ®é dµy (m)
1 200 a
2 400 b
3 100
Chiều sâu mực nước ngầm : Hnn = 10 (m).
II. Yªu cÇu:
- Xử lý số liệu, đánh giá điều kiện địa chất công trình;
- Đề xuất các phương án móng nông trên nền tự nhiên hoặc gia cố;
- Thiết kế móng theo phương án đã nêu, thuyết minh tính toán khổ A4 (Viết bằng
tay);
- Bản vẽ khổ giấy 297x840 và đóng vào quyển thuyết minh:
+ Mặt bằng móng (TL1/100 - 1/200, trong đó thể hiện một cách ước lượng những
móng không yêu cầu tính toán).
+ Cột địa chất.
+ Các cao độ cơ bản.
+ Các chi tiết 2 móng M1 hoặc M2 và M3 ( TL 1/10 - 1/50) và các giải pháp gia
cố nếu có.
+ Các giải pháp cấu tạo móng (giằng, khe lún, chống thấm).
+ Thống kê vật liệu cho các móng .
+ Khung tên bản vẽ.
Ghi chó : §å ¸n nµy ph¶i ®îc gi¸o viªn híng dÉn th«ng qua Ýt nhÊt mét lÇn .
Gi¸o viªn híng dÉn
3. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 4 -
I. TµI liÖu thiÕt kÕ
I.1. Tµi liÖu c«ng tr×nh:
- Tên công trình : Trường Đại Học Y …
- Đặc điểm kết cấu : Kết cấu nhà khung ngang BTCT kết hợp tường chịu lực gồm 3
khối, 1 khối 5 tầng, 1 khối 3 tầng và 1 khối 2 tầng.
- Tải trọng tiêu chuẩn dưới chân các cột, tường (ghi trên mặt bằng):
Ntc
0 = Ntt
0 /n; Mtc
0 = Mtt
0 /n; Qtc
0 = Qtt
0 /n (n là hệ số vượt tải gần đúng có thể lấy
chung n = 1,1 – 1,2 ở đây chọn n = 1,15).
C2 : Ntc
0 = 71,3T ; Mtc
0 = 9,1 Tm ; Qtc
0 = 2,8 T
C2 : Ntc
0 = 55,6 T ; Mtc
0 = 6,1 Tm ; Qtc
0 = 2,34 T
T3 : Ntc
0 = 28,7 T/m ; Mtc
0 = 1,3 Tm/m ; Qtc
0 = 1,0 T/m
Chú ý: Nếu trong tài liệu thiết kế có các tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn thì sử dụng trực tiếp
các tổ hợp này để tính toán.
I.2. Tµi liÖu ®Þa chÊt c«ng tr×nh:
- Phương pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng, kết hợp xuyên tĩnh
(CPT) và xuyên tiêu chuẩn (SPT).
- Khu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp có chiều dày hầu như không đổi.
Lớp 1 : số hiệu 200 dày a = 1,4 m
Lớp 2 : số hiệu 400 dày b = 4 m
Lớp 3 : số hiệu 100 rất dày
Mực nước ngầm ở độ sâu 10 m.
Lớp 1: Số hiệu 200 có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
W
%
Wnh
%
Wd
%
T/m3
®é
c
Kg/cm2
KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi
P(Kpa)
qc
(MPa)
N
50 100 150 200
28,5 30 23,5 1.80 2.68 100
0,08 0,819 0,772 0,755 0,741 0,4 3
Từ đó có:
- Hệ số rỗng tự nhiên:
e0 =
)1(. Wn
- 1 =
8,1
)285,01.(1.68,2
- 1
= 0,913
- Kết quả nén không nở ngang - eodometer: hệ số
nén lún trong khoảng áp lực 100 - 200 Kpa:
4. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 5 -
a1-2 =
100200
200100
pp
ee
=
100200
741,0772,0
= 0,031 .10-2
KPa
1
- ChØ sè dÎo A = 30% – 23,5% = 6,5 % < 7% ®Êt thuéc lo¹i c¸t pha.
- §é sÖt B =
A
WW d
=
5,6
5,235,28
= 0,77 tr¹ng th¸i dÎo.
Cùng với các đặc trưng kháng xuyên tĩnh qc = 0,4 MPa = 40 T/m2
và đặc trưng
xuyên tiêu chuẩn N = 3 cho biết lớp đất thuộc loại mềm yếu.
Mô đun nén ép (môdun biến dạng trong thí nghiệm không nở ngang): E0s =
. qc = 5.40 = 200 T/m2
(ứng với cát pha = 3-5).
Líp 2: Sè hiÖu 400 cã c¸c chØ tiªu c¬ lý nh sau:
W
%
Wnh
%
Wd
%
T/m3
®é
c
kg/cm2
KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi
P(Kpa)
qc
(MPa)
N
100 200 300 400
28 41 25 1.88 2.71 160
0,26 0,813 0,792 0,778 0,768 2,9 14
Tõ ®ã ta cã:
- HÖ sè rçng tù nhiªn:
e0 =
)(. Wn 1
-1 =
881
28011712
,
),.(.,
- 1 = 0,845
- HÖ sè nÐn lón trong kho¶ng ¸p lùc 100 – 200 Kpa:
a1-2 =
100200
792,0813,0
= 0,021 .10-2
KPa
1
- ChØ sè dÎo A = 41 – 25 = 16 % đất thuộc loại sét pha.
- §é sÖt B =
A
WW d
=
16
2528-
0,19 < 0,25 trạng thái nửa cứng.
qc = 2,9 MPa = 290 T/m2
E0s = .qc = 4. 290 = 1160 T/m2
(lấy = 4-6 ứng với sét
pha).
Cùng với kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh và chỉ số SPT N = 14 đất có tính chất xây
dựng tương đối tốt.
Líp 3: Số hiệu 100 có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
Trong ®Êt c¸c cì h¹t d(mm) chiÕm (%)
W
%
qc
(MPa)
N
>10
10
5
5 2 2 1
1
0,5
0,5
0,25
0,25
0,1
0,1
0,05
0,05
0,02
<0,0
2
- 1 2 21 36 25 7 3 3 2 20 2,63 7,8 17
KÕt qu¶ nÐn eodometer.
5. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 6 -
- Lượng hạt có cỡ > 0,5 mm chiếm 1+ 2+ 21 + 36 = 60% >50% §Êt c¸t th« (c¸t to)
- Cã qc = 7,8 MPa = 780 T/m2
(tra bảng phụ lục trang 2- Bài giảng Nền và Móng - T.S
Nguyễn Đình Tiến) đất cát thô ở trạng thái chặt vừa ( 50 < qc < 150 kG/cm2
), gần phía
xốp e0 0,67.
e0 =
)1(. Wn
-1 =
0
)1(.
e
Wn
=
67,01
)2,01.(1.63,2
= 1,89 T/m3
- Độ bão hoà G =
0
.
e
W
=
67,0
2,0.63,2
= 0,785 có 0,5 < 0,785 < 0,8 Đất cát thô, chặt
vừa, ẩm gần bão hoà.
- Mô đun nén ép: Cát hạt thô = 2 E0 = . qc = 2,0. 780 = 1560 T/m2
- Tra b¶ng øng víi qc = 780 T/m2
= 300
– 330
(lấy giá trị nhỏ ứng với cát bụi và
trạng thái độ chặt nghiêng về phía xốp, giá trị lớn ứng với cát thô chặt vừa)
lÊy = 330
Lớp đất 3 là đất tốt.
Kết quả trụ địa chất như sau:
Nhận xét: Lớp đất trên khá yếu, nhưng mỏng, chỉ dày 1,4 m. Lớp đất 2, 3 tốt dần,
có khả năng làm nền công trình.
C¸t pha, dÎo =1.8 T/m3
, =2.68, =100
, c= 0.8 T/m2
B=0.77 , a1-2 =31.10-4
m2
/N, qc = 40 T/m2
, N=3
SÐt pha, nöa cøng =1.88 T/m3
, =160
, c= 2.6 T/m2
=2.71 , B=0.19 , a1-2 =21.10-4
m2
/N
qc = 290 T/m2
, E0s = 1160 T/m2
, N=14
C¸t to, chÆt võa =1.89 T/m3
, =330
, qc = 780 T/m2
, N=17
e0 = 0.67 , =2.63 , E0s =1560 T/m2
8. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 9 -
VËy p R ( 22,6 T/m2
< 24,1 T/m2
)
pmax 1,2.R ( 28,9 T/m2
< 24,1.1,2 = 29,0 T/m2
)
Nền đủ sức chịu tải và khá hợp lý (l/b và kinh tế),
Lớp đất 3 rất tốt nên không cần kiểm tra.
(NÕu kh«ng tho¶ m·n tøc lµ p > R, pmax > 1,2 R hoÆc p << R, pmax << 1,2.R th×
quay l¹i bíc 2 chän l¹i ph¬ng ¸n hoÆc kÝch thíc mãng bxl).
VII.2. KiÓm tra biÕn d¹ng nÒn ®Êt :
- Dùng phương pháp cộng lún từng lớp để tính độ lún tuyệt đối của móng.
+ Với những lớp đất có kết quả của thí nghiệm eodometer: S =
n
i
iS
1
=
n
i
i
i
ii
h
e
ee
1 1
21
.
1
+ Với loại đất không có kết quả thí nghiệm nén ép eodometer: S =
n
i
gl
i
si
ii
E
h
1 0
.
.
- Chia nhỏ các lớp đất dưới đáy móng trong phạm vi chiều dày nén lún thành các lớp
phân tố có chiều dày hi b/4, ở đây chọn hi = 0,3 m. Áp lực gây lún trung bình tại đáy
móng: pgl = 20 T/m2
, tỷ lệ l/b = 2,4/1,5 = 1,6. Tra bảng và tính, vẽ σz
gl
, σz
bt
((Tra bảng
trang 10 phụ lục, bài giảng Nền Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến).
0
1,4
-5,4
21.50
21.20
19.59
16.90
14.02
11.44
9.31
7.63
6.32
5.29
4.47
3.81
3.29
2.732.73
2.41
2.13
1.83
1.63
1.48
1.29
1.18
0
0.3
0.6
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.4
2.7
3
3.3
3.6
3.9
4.2
4.5
4.8
5.1
5.4
5.7
6
6.3
14 12 10 8 6 4 2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Biểu đồ phân bố ứng suất trong nền.
9. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 10 -
Đối với lớp 2 (γ= 1,88T/m3)
, dựa vào đường cong nén lún để xác định các giá trị
e1i , e2i tương ứng với các giá trị p1i và p2i , ta có bảng sau:
Bảng tính lún
hi
m
zo
m
bt
T/m2
P1i
T/m2
zi
m
z/b
k0
gl
T/m2
gl
T/m2
P2i
T/m2
e1i e2i
si
cmNội suy trên
đường cong e –p
- 1.4 2.52 0 0 1 20 - - - -
0.3 1.7 3.08 2.80 0.3 0.2 0.920 18,40 19,20 22 0.830 0.794 0.590
0.3 2.0 3.64 3.36 0.6 0.4 0.815 16,30 17,35 20.71 0.826 0.785 0.674
0.3 2.3 4.21 3.92 0.9 0.6 0.721 14,42 15,36 19.28 0.823 0.789 0.560
0.3 2.6 4.77 4.49 1.2 0.8 0.528 10,56 12,54 17.03 0.821 0.794 0.445
0.3 2.9 5.33 5.05 1.5 1.0 0.467 9,34 9,95 15 0.819 0.798 0.346
0.3 3.2 5.90 5.61 1.8 1.2 0,438 8,76 9,05 14.66 0.817 0.800 0.281
0.3 3.5 6.46 6.13 2.1 1.4 0,403 8,06 8,41 14.54 0.816 0.804 0.198
0.3 3.8 7.03 6.74 2.4 1.6 0.313 6,26 7,16 13.9 0.814 0.806 0.132
0.3 4.1 7.59 7.31 2.7 1.8 0,256 5,12 5,69 13 0.812 0.807 0.083
0.3 4.4 8,15 7.87 3 2.0 0.198 3,86 4,49 12.36 0.811 0.808 0.050
0.3 4.7 8.72 8.43 3.3 2.2 0.158 3,16 3,51 11.94 0.810 0.809 0.017
0.3 5.0 9.28 9.00 3.6 2.4 0.140 2,80 2,98 11.98 0.809 0.809 0.000
0.4 5.4 10.03 9.56 4 2.7 0.106 2,12 2,46 12.02 0.809 0.809 0.000
( e1i;e2i tính với các giá trị P1i và P2i ở các điểm ở giữa lớp thứ i)
Tổng độ lún của lớp 1: S1 = 3,4 cm.
- Lớp 3: do không có kết quả thí nghiệm nén ép do đó ta có:
li
m
zo
m
bt
T/m2
bt
T/m2
zi
m
z/b k0
gl
T/m2
gl
T/m2
E0
T/m2
si
cm
- 5.4 9.56 - 4 2.7 0.106 2.12 - - -
0.3 5.7 10.13 9.84 4.3 2.9 0.08 1.60 1.86 1160 0.038
0.3 6.0 10.69 10.41 4.6 3.1 0.075 1.50 1.55 1160 0.032
0.3 6.3 11.26 10.98 5 3.3 0.07 1.40 1.45 1160 0.030
0.3 6.6 11.83 11.54 5.3 3.5 0.05 1.00 1.2 1160 0.025
0.3 6.9 12.40 12.11 5.6 3.7 0.04 0.8 0.9 1160 0.019
0.3 7.2 12.96 12.68 6 3.9 0.035 0.7 0.75 1160 0.016
0.3 7.5 13.53 13.25 6.3 4.2 0.03 0.6 0.65 1160 0.013
Độ lún lớp đất 3: S2 = 0,17 cm.
10. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 11 -
Kết luận: Tổng độ lún đất nền S = 3,4 + 0,17 3,60 cm, vậy móng M1 thoả mãn
điều kiện độ lún tuyệt đối.
Ghi chó: - Chỉ cần tính lún đến độ sâu tại đó z
bt
5.z
gl
- với đất tốt, z
bt
10.z
gl
-
với đất yếu.
- Sau khi tính lún của móng M2 và M3 cần xác định độ chênh lún tương
đối giữa các móng và kiểm tra điều kiện : gh
L
S
L
S
][
VIII. KiÓm tra chiÒu cao mãng
- Giả thiết bản móng là bản conson ngàm tại mép cột độc lập theo 2 phương, chịu
phản lực đất p0.
VIII.1. KiÓm tra cêng ®é trªn tiÕt diªn nghiªng
- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng về các phía góc 450
, gần đúng coi
cột đâm thủng móng theo một mặt xiên góc 450
về phía p0max. Điều kiện chống
đâm thủng không kể ảnh hưởng của thép ngang và không có cốt xiên, đai:
Q < Qb hay Pđt Rk . h0. btb
- Kích thước cột: 0,30 x 0,5 (m)
- Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3cm vậy ta có: h0 h - a = 0,50 – 0,03 = 0,47 m
Ta cã: bc + 2.h0 = 0,30 + 2.0,47 =1,24 m < b = 1,5 m
vËy btb = bc + h0 = 0,3 + 0,47 = 0,77 m
- TÝnh P®t - ( lực cắt = hîp lùc ph¶n lùc cña ®Êt trong ph¹m vi g¹ch chÐo):
Pđt = dtp .ldt.b = bl
pp
dt
t
..
2
0
max
0
Với:
lđt = 0
2
h
al c
=
2,4 0,5
0,47
2
= 0,48 m
pot = p0
min
+ (p0
max
- p0
min
).
l
ll dt
= 15,5 + (30,1 - 15,5).
2,4 0,48
2,4
27,2 T/m2
Pđt =
30,1 27,2
.0,48.1,5
2
= 20,6 T
- Ta có: Rk.h0 .btb = 88.0,47.0,77
31,8 T > Pđt = 26 T
Đảm bảo điều kiện kh«ng đâm thủng.
500
350
11. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 12 -
VIII.2. TÝnh to¸n cêng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng ®øng - TÝnh to¸n cèt thÐp
Tính toán cường độ trên tiết diện thẳng góc tại vị trí có mômen lớn nhất- tại mép
cột víi s¬ ®å tÝnh lµ b¶n conson ngµm t¹i mÐp cét
- TÝnh cèt thÐp theo ph¬ng c¹nh dµi l
Mômen tại mép cột Mng = Mmax
Ml
ng = b.
2
l
.
3
p.2p 2
ngmax0ng0
hoặc Ml
ng b.
2
l
.
2
pp 2
ngmax0ng0
p0ng = p0
min
+ (p0
max
- p0
min
).
l
ll ng )(
= 15,5 + (30,1-15,5).
4,2
95,04,2
24,3 T/m2
Ml
ng =
2
30,1 24,3 0,95
. .1,5
2 2
= 18,4 T.m
Cèt thÐp yªu cÇu:
Fa =
0
18,4
0,9. . 0,9.28000.0,47
l
ng
a
M
R h
= 17,5 cm2
Chän 1214 a 133 (Fa = 18,3 cm2
)
- TÝnh cèt thÐp theo ph¬ng c¹nh ng¾n b
M«men t¹i mÐp cét:
bng = (1,5 - 0,30)/2 = 0,6 m
Mb
ng = l
b
p
ngtb
.
2
. 2
0 =
2
0,6
22,8 . .2,4
2
= 9,8 T.m
Cèt thÐp yªu cÇu: Fa = 2
0
9,8
8,2
0,9. . 0,9.28000.0,47
b
ng
a
M
cm
R h
Chän 13 12 a 200 (Fa = 14,7 cm2
). Bè trÝ cèt thÐp nh h×nh vÏ
( với khoảng cách cốt thép chọn như trên có thể coi là hợp lý).
Ghi chó: cã thÓ chän h = 0,45m, lóc ®ã lîng thÐp t¨ng lªn mét chót
14 14a150
12. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 13 -
IX. cÊu t¹o mãng
Hệ dầm giằng: tại những vị trí có tường bố trí hệ dầm tường để đỡ tường chèn.
Chiều cao của dầm tường chọn theo nhịp của dầm (cấu tạoxem bản vẽ):
Gi»ng DT : bgx hg = 0,25 x 0,4 m
Ghi chó
1. Giằng móng: Trong trường hợp nền đất tốt, độ lún lệch nhỏ và không có yêu
cầu để đỡ tường gạch thì có thể không cần giằng.
2. Khe lún: Khi các đơn nguyên nhà có số tầng khác nhau hoặc mỗi đơn nguyên
có kích thước lớn, cần cấu tạo khe lún để tách móng giữa các khối, khoảng
cách các khe lún a = 5 cm. Cấu tạo xem bản vẽ.
3. Các móng dưới nhiều cột: Khi khoảng cách móng quá gần nhau thì nên cấu tạo
bản móng chung dưới các cột. Việc tính toán loại móng này tham khảo trang
28, Bài giảng Nền Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến.
4. Móng bè dưới tường (lõi thang máy): Khi khoảng cách các móng băng dưới
tường dự tính khá gần nhau thì nên cấu tạo theo dạng móng bè dưới tường, có
sườn. Có thể tính toán theo phương pháp gần đúng như chỉ dẫn ở trang 34 -
Bài giảng Nền Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến.
5. Trường hợp mô men lệch tâm lớn, dẫn tới pmin < 0 th× tham kh¶o trang 24 - Bài
giảng Nền Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến.
6. Trong trường hợp có nước ngầm, khi tính lún cần chú ý dưới mực nước ngầm
ứng suất do trọng lượng bản thân của đất gây ra lấy theo giá trị ứng suất hữu
hiệu.
7. Cốt thép chờ ở chân cột có thể cấu tạo như sau:
13. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 14 -
Mãng n«ng trªn nÒn gia cè ®Öm c¸t
I. Tµi liÖu thiÕt kÕ (t¬ng tù phÇn mãng n«ng trªn nÒn tù nhiªn)
I.1. Tµi liÖu c«ng tr×nh
- Tên công trình: Trường Đại Học Y …
- Đặc điểm kết cấu: Kết cấu nhà khung ngang BTCT chịu lực gồm 2 khối, 1 khối 1 khối
3 tầng, 1 khối 2 tầng:
- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn dưới chân các cột, tường (ghi trên mặt bằng):
Ntc
0 = Ntt
0 /n; Mtc
0 = Mtt
0 /n; Qtc
0 = Qtt
0 /n (n là hệ số vượt tải gần đúng có thể lấy chung
n = 1,1 – 1,2 ở đây chọn n = 1,15).
C2 : Ntc
0 = 71,3T ; Mtc
0 = 9,1 Tm ; Qtc
0 = 2,8 T
C2 : Ntc
0 = 55,6 T ; Mtc
0 = 6,1 Tm ; Qtc
0 = 2,34 T
T3 : Ntc
0 = 28,7 T/m ; Mtc
0 = 1,3 Tm/m ; Qtc
0 = 1,0 T/m
I.2. Tµi liÖu ®Þa chÊt c«ng tr×nh
- Phương pháp khảo sát: Khoan lấy mẫu thí nghiệm trong phòng kết hợp với xuyên tĩnh
(CPT), xuyên tiêu chuẩn (SPT).
- Khu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp có chiều dày hầu như không đổi (số liệu xem
phần trên). Lớp 1 : số hiệu 200 dày 2,4 m.
Lớp 2 : số hiệu 400 dày 4,5 m.
Lớp 3 : số hiệu 100 dày vô cùng.
Mực nước ngầm ở độ sâu 12 m. Tương tự như ví dụ trên ta có trụ địa chất như sau:
Nhận xét : Lớp đất 1 yếu và dày 2.4 m, các lớp đất 2 và 3 tốt dần.
C¸t pha, dÎo =1.8 T/m3
, =100
, c = 0.8 T/m2
, = 2.68
B = 0.77 , a1-2 = 31.10-4
m2
/N, qc = 40 T/m2
, N = 3
C¸t to, chÆt võa = 1.89 T/m3
, e0 = 0.67 , = 2.63 , =330
qc = 780 T/m2
, N = 17;, E0s =1560 T/m2
SÐt pha, nöa cøng =1.88 T/m3
, =160
, c = 2.6 T/m2
= 2.71 , B = 0.19 , a1-2 = 21.10-4
m2
/N
qc = 290 T/m2
, E0s =1160 T/m2
, N = 12.
2,4m
15. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 16 -
§Æc trng ®Öm c¸t
+ Góc mở đệm = 300
- 450
, chọn = 300
và góc mở = 450
(góc tuỳ thuộc
vào lớp đất đào hố móng và biện pháp thi công).
+ Chiều dµy đệm cát hđ = 1,0 m (bỏ hết lớp 1 - xem hình ).
+ Tính chất cơ lý của đệm cát: chọn hệ số đầm chặt K= 0,9, = 1,88 T/m3
, wtn
=18%, e = 0,66 kmax =1,59T/m3
, qc = 800 T/m2
, tra bảng (trang 3 - phụ lục Bài
giảng Nền và Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến) có 300
(ở đây chọn = 320
-
330
), E0 =. qc = 2. 800 = 1600 T/m2
(chọn =2 đối với cát vừa chặt vừa).
VI. ¸p lùc díi ®¸y mãng (= - ph¶n lùc ®Êt díi mãng)
- Giả thiết móng cứng, bỏ qua ảnh hưởng của móng bên cạnh (vì bước cột > 2b dự
kiến) và bỏ qua Q0 (vì Q0 nhỏ và hm đủ sâu ).
- Áp lực tiếp xúc dưới móng:
p mtb
tc
0
h.
F
N
= 71,3
2.1,4
1,2.2,2
29,8 T/m2
pmax = p +
W
Mtc
0
= 29,8 + 2
9,1.6
1,2.2,2
39,2 T/m2
pmin = p -
W
Mtc
0
= 22,8 - 2
9,1.6
1,2.2,2
21,6 T/m2
- Áp lực gây lún pgl:
pgl mhp 'γ = 29,8 – 1,8.1,4 = 27,3 T/m2
- Ph¶n lực ®Êt díi ®¸y mãng (không kể bản thân móng và lớp đất phủ lấp)
0p
F
Ntt
0
=
82
1,2.2,2
= 31,0 T/m2
p0
max
= 0p +
W
Mtt
0
= 31,0 + 2
10,5.6
1,2.2,2
41,8 T/m2
p0
min
= 0p -
W
Mtt
0 = 31 - 2
10,5.6
1.2.2,2
20,2 T/m2
No
Mo
Pmin
Pmax
16. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 17 -
VII. KiÓm tra kÝch thíc ®¸y mãng
VII.1. KiÓm tra søc chÞu t¶i cña nÒn
T¹i ®¸y mãng
Điều kiện kiểm tra: p Rđ và pmax 1,2Rđ
Trong đó p đã tính trong bước VI và sức chịu tải của nền tính gần đúng theo công
thức Terzaghi: R® =
0,5. . . . ' .m
s
A b B h C c
F
A = N . n . i ; B = Nq . nq. iq ; C = Nc . nc. ic
- Víi ®Öm c¸t = 330
N =34,8 ; Nq = 26,1 ; Nc = 38,7 (tra bảng phụ lục trang 13, Bài
giảng Nền và Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến).
n = 1 – 0,2.
l
b
= 1 - 0,2.
1,2
2,2
= 0,89 ; nq =1; nc = 1 + 0,2.
l
b
=1 + 0,2.
1,2
2,2
= 1,11
Các hệ số mi, ii =1. Thay vào ta có:
Rđ =
0,5.34,8.0,89.1,88.1,2 26,1.1,8.1,4 0
3
= 33,6 T/m2
Vậy p < Rđ ( 29,8 T/m2
< 33,6 T/m2
)
pmax < 1,2.Rđ ( 39,2T/m2
< 33,6.1,2 = 40,3 T/m2
)
Đệm cát đủ sức chịu tải.
T¹i ®¸y líp ®Öm c¸t
Nếu lớp đất dưới đáy đệm yếu hơn lớp đệm cát thì cần phải kiểm tra cường độ đất nền tại đáy
đệm (bề mặt lớp đất yếu hơn). Khi đó ta thay móng bằng khối móng quy ước.
- Xác định kích thước khối móng quy ước:
bqu = b +2.hđ.tg = 1,2 + 2.1.tg300
2,22 m
17. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 18 -
lqu = l +2.hđ.tg = 2,2 + 2.1.tg300
3,22 m
Cũng có thể xác định kích thước khối móng quy ước theo điều kiện cân bằng áp
lực: N = (p - .hm).F = z.Ftd, z = (p - .hm).k Ftd =F/k
- Xác định ứng suất dưới đáy đệm cát và kiểm tra áp lực lên lớp đất 2 :
bt
hdhmz + hdhmz R®2
bt
hdhz = ’.hm + đhđ = 1,8.1,4 + 1,88. 1,0 = 4.4 T/m2
.
hdhmz = k0 .(p - ’. hm).
MÆt kh¸c: l/b = 2,2/1,2 = 1,83 ; z/b = h® / b = 1,0/1,2 = 0,83 Tra b¶ng 10, néi suy
ta ®îc k0 = 0,58 hdhmz = 0,58. (27,3) = 15,8 T/m2
.
- X¸c ®Þnh cêng ®é ®Êt nÒn cña líp ®Êt ë ®¸y ®Öm c¸t ( líp 2):
Sức chịu tải của lớp đất dưới đáy đệm cát được xác định theo công thức cho móng
quy ước: lq x bq x h mq = 2,22 x 3,22 x 2,4 m ( hmq = hm + h®):
R®2 =
0,5. .γ. . .qu
s
A b B q C c
F
Trong đó: A = N . n . i; B = Nq . nq . iq; C = Nc . nc . ic; các hệ số i = iq = ic = 1
Víi = 160
N =2,72 ; Nq = 4,33 ; Nc = 11,6 ; c = 2,6T/m2
;
q – là phụ tải tại mức đáy móng.
q = 1. h1 + đệm. hđệm = 1,8. 1,4 + 1,88. 1,0 = 4,4 T/m2
n = 1 – 0,2.
qu
qu
l
b
= 1 - 0,2.
2,22
3,22
= 0,86 ; nq =1; nc = 1 + 0,2.
qu
qu
l
b
=1 + 0,2.
2,22
3,22
= 1,14
R®2 =
0,5.2,72.0,86.1,88.2,22 4,33.4,4 11,6.1,14.2,6
2
= 29,1 T/m2
ThÊy: hqz + bt
hqz = 4,4 + 15,8 20,2 T/m2
< R®2 = 29,1 (T/m2
) đất ở lớp 2 đủ
chịu lực và kích thước chọn như trên hợp lý.
Chó ý:
- Mét trong 2 ®iÒu kiÖn trªn, 2 vÕ ph¶i xÊp xØ nhau ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ. (vÝ
dô trªn pmax 1,2 R®)
- NÕu kh«ng tho¶ m·n tøc lµ p > R, pmax > 1,2 R hoÆc p << R th× quay l¹i bíc
2 chän l¹i ph¬ng ¸n hoÆc chọn lại kÝch thíc mãng bxl.
- Trêng hîp ®Öm c¸t 1 phÇn, cÇn chó ý ®iÒu kiÖn p2 < R 2 ®Ó ®iÒu chØnh bÒ dµy
líp ®Öm cho hîplý
VII.2. KiÓm tra biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt
19. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 20 -
B¶ng kÕt qu¶ tÝnh lón cho líp ®Êt 2 (l/b=2,2/1,2= 1,83)
li
m
T/m3
zo
m
bt
T/m2
P1i
T/m2
zi
m
z/b
k0
gl
T/m2
gl
T/m2
P2i
T/m2
e1i e2i
si
cmTra trªn ®ưêng
cong e-p
0.4
1.88
(Sét
cố kết
chậm
xem
như
không
thÊm
nước)
2.4 4.4 - 1 0.83 0.58 15.83 - - - - -
0.4 2.8 5.15 4.78 1.4 1.17 0.45 12.29 14.06 18.83 0.831 0.797 0.743
0.4 3.2 5.9 5.53 1.8 1.50 0.33 9.01 10.65 16.17 0.828 0.802 0.569
0.4 3.6 6.65 6.28 2.2 1.83 0.26 7.10 8.05 14.33 0.826 0.805 0.46
0.4 4.0 7.4 7.03 2.6 2.17 0.14 3.82 5.46 12.49 0.824 0.807 0.373
0.4 4.4 8.16 7.78 3,0 2.50 0.11 3.00 3.41 11.19 0.821 0.808 0.286
0.4 4.8 8.91 8.54 3.4 2.83 0.09 2.46 2.73 11.27 0.819 0.808 0.242
0.4 5.2 9.66 9.29 3.8 3.17 0.08 2.18 2.32 11.61 0.816 0.808 0.176
0.4 5.6 10.41 10.04 4.2 3.50 0.07 1.91 2.05 12.08 0.814 0.808 0.132
0.4 6.0 11.17 10.79 4.6 3.83 0.06 1.64 1.77 12.56 0.812 0.807 0.11
0.4 6.4 11.92 11.55 5 4.17 0.04 1.09 1.37 12.91 0.811 0.806 0.11
0.4 6.8 12.64 12.28 5.4 4.50 0.03 0.82 0.96 13.24 0.809 0.805 0.088
0.4 7.2 13.39 13.02 5.8 4.83 0.03 0.82 0.82 13.83 0.807 0.804 0.066
0.4 7.6 14.15 13.77 6.2 5.17 0.02 0.55 0.68 14.45 0.806 0.803 0.066
(P1i;P2i ; e1i;e2i tính cho các điểm ở giữa lớp thứ i)
Độ lún lớp 2: S2 = 3.42 cm
Tổng độ lún S = S1+ S2 = 0,99 + 3.42 = 4,41 cm
Kết luận: Tổng độ lún S = 4,41cm < Sgh = 8 cm vậy móng thoả mãn điều
kiện độ lún tuyệt đối.
VIII. KiÓm tra chiÒu cao mãng
Giả thiết coi móng là bản conson ngàm tại mép cột, độc lập theo 2 phương,
chịu phản lực đất p0
20. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 21 -
VIII.1. KiÓm tra cêng ®é trªn tiÕt diªn nghiªng
- Cột đâm thủng móng (do lực cắt) theo hình tháp nghiêng về các phía góc 450
,
gần đúng coi cột đâm thủng móng theo một mặt xiên góc 450
về phía p0max. Điều
kiện chống đâm thủng không kể ảnh hưởng của thép ngang và không có cốt xiên,
đai: Q Qb hay Pđt Pcđt
- Chọn chiều dày lớp bảo vệ a = 3cm vậy ta có: h0 = h - a = 0,5 – 0,03 = 0,47 m
Ta có: bc + 2.h0 = 0,3 + 2.0,47 =1,24 m > b = 1,2 m
vậy btb = (bc + b)/2 =(0,3 + 1,2)/2 =0,75 m
- Tính lực cắt Q hay Pđt ( hợp lực phản lực của đất trong phạm vi gạch chéo):
P®t = dt
op .ldt.b = bl
pp
dt
t
..
2
0
max
0
Với:
lđt = 0
2
h
al c
=
2,2 0,4
0,47
2
= 0,43 m
pot = p0
min
+ (p0
max
- p0
min
).
l
ll dt
= 20,2 + (41,8 – 20,2).
2,2 0,43
2,2
= 37,6 T/m2
Pđt =
41,8 37,6
.0,43.1,2
2
= 20,5 T
- Pcđt = Rk.h0 .btb = 88.0,47.0,75 = 31,0 T
Pđt = 20,5 T < Pcđt = 31,0 T
Đảm bảo điều kiện kh«ng đâm thủng.
VIII.2. TÝnh to¸n cêng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng ®øng - TÝnh to¸n cèt thÐp
Tính toán cường độ trên tiết diện thẳng góc tại vị trí có Mômen lớn- t¹i mÐp cét víi
s¬ ®å tÝnh lµ b¶n conson ngµm t¹i mÐp cét
- Tính cốt thép theo phương cạnh dài
Ml
ng = b
lpp ngng
.
2
.
3
.2 2
max00
hoặc Ml
ng b
lpp ngng
.
2
.
2
2
max00
No
Mo
45
0
P0
min
P0
max
P0t
P0
®t
l®t
ho=0,52m
2200
1800
21. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 22 -
+ p0ng = p0
min
+ (p0
max
- p0
min
).
l
ll ng )(
= 20,2 + (41,8 -20,2).
2,2
9,02,2 = 33,0T/m2
Ml
ng =
2
33,0 41,8 0.9
. .1,2
2 2
= 18,17 T.m
+ Cốt thép yêu cầu:
Fa = 2
0
18,17
0,0015
0,9. . 0,9.28000.0,47
l
ng
a
M
m
R h
= 15 cm2
Chọn 1014 a 133 (Fa = 15,4 cm2
)
- Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn b
+ Mômen tại mép cột
Mb
ng = l
b
p
ngtb
.
2
. 2
0 Mb
ng =
2
0.45
31 . .2,2
2
= 6,9 T.m
+ Cốt thép yêu cầu:
Fa =
2
0
6,9
0,00058
0,9. . 0,9.28000.0,47
b
ng
a
M
m
R h
= 5,8 cm2
Chọn cÊu t¹o 12 12 a 200 (Fa = 13,56 cm2
). Bố trí cốt thép như hình vẽ.
( với khoảng cách cốt thép chọn như trên có thể coi là hợp lý vµ cã thÓ chän h =
0,45m, lóc ®ã lîng thÐp t¨ng lªn mét chót)
IX. GHI chó
1. Hệ dầm giằng: bố trí hệ giằng ngang, dọc để tăng độ cứng của móng và công
trình đồng thời kết hợp đỡ tường chèn, tường bao. Cấu tạo giằng xem bản vẽ.
Giằng GM: bgx hg =0,25 x 0,45 m
2. Trường hợp lớp 1 khá dày nhưng không quá yếu có thể dùng đệm cát thay thế
một phần. Chiều dày lớp đệm cát nên không quá 2-3 m, và hợp lý khi mức độ
chênh lệch giữa ứng suất tại đáy lớp đệm cát và sức chịu tại của nền dưới đệm
là không nhiều trong khi vẫn đảm bảo điều kiện biến dạng của nền.
3. Khi thi công đệm cát, chiều dày lớp cát đầm phụ thuộc vào máy thi công.
4. Các ghi chú khác xem trang 13.
23. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 24 -
mãng n«ng trªn nÒn gia cè cäc c¸t nÐn chÆt ®Êt
I. Tµi liÖu thiÕt kÕ
I.1. Tµi liÖu c«ng tr×nh (t¬ng tù phÇn mãng n«ng trªn nÒn tù nhiªn)
- Tên công trình: Trường Đại Học Y …
- Đặc điểm kết cấu: Kết cấu nhà khung ngang BTCT chịu lực gồm 2 khối, 1 khối 1 khối
3 tầng, 1 khối 2 tầng:
- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn dưới chân các cột, tường (ghi trên mặt bằng):
Ntc
0 = Ntt
0 /n; Mtc
0 = Mtt
0 /n; Qtc
0 = Qtt
0 /n (n là hệ số vượt tải gần đúng có thể lấy chung
n = 1,1 – 1,2 ở đây chọn n = 1,15).
C2 : Ntc
0 = 71,3T ; Mtc
0 = 9,1 Tm ; Qtc
0 = 2,8 T
C2 : Ntc
0 = 55,6 T ; Mtc
0 = 6,1 Tm ; Qtc
0 = 2,34 T
T3 : Ntc
0 = 28,7 T/m ; Mtc
0 = 1,3 Tm/m ; Qtc
0 = 1,0 T/m
I.2. Tµi liÖu ®Þa chÊt c«ng tr×nh
- Phương pháp khảo sát: Khoan, xuyên tĩnh (CPT), xuyên tiêu chuẩn (SPT).
- Khu vực xây dựng, nền đất gồm 3 lớp có chiều dày hầu như không đổi.
Lớp 1 : số hiệu 200 dày 5,4 m.
Lớp 2 : số hiệu 400 dày 4,5 m.
Lớp 3 : số hiệu 100 dày vô cùng.
Mực nước ngầm ở độ sâu 2 m. Tương tự như ví dụ trên ta có trụ địa chất như sau:
Nhận xét: Lớp đất 1 là loại cát pha, tÝnh tho¸t níc t¬ng ®èi lín, dẻo gần nhão (khá
yếu ) có chiều dày lớn 5,4 m, mực nước ngầm ở độ sâu 2 m. Lớp đất 2 và 3 tốt dần.
Cát pha, dẻo =1.8 T/m3
, =100
, c = 0.8 T/m2
,
= 2.68, B = 0.77 , a1-2 = 31.10-4
m2
/N, qc = 40 T/m2
, N = 3
Cát to, chặt vừa = 1.89 T/m3
, e0 = 0.67 , = 2.63 , =330
qc = 780 T/m2
, N = 17 , E0 =1560 T/m2
Sét pha, nửa cứng =1.88 T/m3
, =160
, c= 2.6 T/m2
= 2.71 , B = 0.19 , a1-2 = 21.10-4
m2
/N
qc = 290 T/m2
,E0 =1160 T/m2
, N = 12.
25. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 26 -
- §Æc trng cäc c¸t
Chọn cọc cát có đường kính d = 40 cm, mũi cọc cát hạ vào lớp đất 2 (có tính chất
xây dựng tốt hơn) chiều dài cọc cát hc = 4,0 m (cắm vào lớp 2 một đoạn 0,5 m),
chiều dày lớp đệm 50 cm.
- Diện tích cần nén chặt rộng hơn đáy móng 0,2b về mỗi phía
Fnc 1,4b.(l + 0,4.b)
1,4. 1,5. ( 2,4 + 0,4. 1,5) = 6,3 m2
Chọn Fnc = 6,3 m2
- Số lượng cọc cát: n
4
. 2
d
Fnc
.
0
0
1 e
ee nc
= 2
6,3
3,14.0,4
4
.
913,01
613,0913,0
8 cọc
(nÕu chän d= 0,5m th× n= 6, khã bè trÝ hîp lý)
- Khoảng cách các cọc cát tính theo giả thiết bố trí tam giác đều:
L 0,952.d.
ncee
e
0
01
= 0,952.0,4.
613,0913,0
913,01
= 0,96 m
Chọn khoảng cách cọc cát là lc = 0,9 m
- Bề dày lớp đệm cát hđ = 30 cm
- Bố trí cọc cát: Bố trí dạng lưới tam giác gần đều như hình vẽ.
Ghi chú: Việc bố trí cọc cát một cách hợp lý còn phải căn cứ vào mặt bằng tổng
thể. Ví dụ trường hợp trên có thể thêm 2 cọc 9; 10.
VI. ¸p lùc (= - ph¶n lùc ®Êt) díi ®¸y mãng
- Giả thiết móng cứng, bỏ qua ảnh hưởng của móng bên cạnh (vì bước cột > 2b dự
kiến) và bỏ qua Q0 (vì Q0 nhỏ và hm đủ sâu ).
27. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 28 -
Nền đất dưới móng đủ sức chịu tải, kích thước mãng vµ cäc c¸t chọn như trên
coi là hợp lý.
Chó ý:
- Mét trong 2 ®iÒu kiÖn trªn, 2 vÕ ph¶i xÊp xØ nhau ®Ó ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn kinh tÕ.
- NÕu kh«ng tho¶ m·n tøc lµ P> R, pmax > 1,2 R hoÆc p << R th× quay l¹i bíc 2
chän l¹i ph¬ng ¸n d hoÆc chọn lại kÝch thíc mãng bx l.
KiÓm tra líp ®Êt díi mòi cäc c¸t
Tại độ sâu 5,6 m có:
+ Ứng suất do trọng lượng bản thân: bt = ’.hm + gc.hgc
gc – dung trọng riêng của nền đất sau khi gia cố, có thể tính gần đúng như sau:
gc =
F
)FF.(F cát1cát
Fcát – diện tích phần gia cố cọc cát
F – diện tích tính trên một ô tam giác vùng gia cố.
vì 1 = cát = 1,8 T/m3
bt = 1,8. 1,4 + 1,8 . 4,5 =10,08 T/m2
+ ứng suất do tải trọng ngoài gây ra 2 = k0. (p -’.hm)= k0. pgl
ta có z/b = 4,5/1,5 = 3; l/b = 2,4/1,5 =1,6 k0 = 0,079 2 = 0,079.20 = 1,6 T/m2
vậy bt > 5 2 không cần kiểm tra lớp đất dưới đáy cọc cát.
(Nếu dưới lớp đất dưới nền gia cố yếu thì cần phải kiểm tra cường độ đất nền tại bề
mặt lớp đất này. Cách tính tương tự như phần ví dụ tính đệm cát, thường thì ít kiểm tra
điều kiện này vì xem rằng cọc cát gia cố hết tầng chịu nén).
VII.2. KiÓm tra biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt
Phạm vi nén lún tới độ sâu 5,4 m gồm 2 lớp đất, coi cọc cát gia cố hết chiều dày
nén lún và nền sau khi gia cố là đồng nhất, vì vậy gần đúng ta có thể tính độ lún
của nền bằng phương pháp áp dụng trực tiếp kết quả lý thuyết đàn hồi:
S = gl
0
2
0
p..b.
E
1
.
Trong đó: - 0 = 0,25 - hÖ sè në h«ng
- Giả thiết các thí nghiệm kiểm tra lại cho kết quả môdul biến dạng của nền đất đã
gia cố: E0 = 3.E1 = 3.240 = 720 T/m2
- hệ số h×nh d¹ng const (Tra bảng trang 16 - phụ lục Bài giảng Nền và Móng -
T.S Nguyễn Đình Tiến.). Víi
2,4
1,5
l
b
1,6 tra bảng có =1,12;
- pgl = 20 T/m2
28. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 29 -
S =
2
1 0,25
.1,5.1,12.20
720
0,044 m = 4,4 cm
- Kết luận : Tổng độ lún đất nền S = 4,4 cm < Sgh = 8 cm. Vậy thỏa mãn điều kiện
độ lún tuyệt đối.
Chú ý: Sau khi tính lún của móng M2 và M3 cần xác định độ chênh lún tương
đối giữa các móng và kiểm tra điều kiện: gh
L
S
L
S
VIII. KiÓm tra chiÒu cao mãng.
VIII.1. KiÓm tra cêng ®é trªn tiÕt diện nghiªng
- Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng về các phía góc 450
, gần đúng coi
cột đâm thủng móng theo một mặt xiên góc 450
về phía p0max. Điều kiện kh«ng
đâm thủng không kể ảnh hưởng của thép ngang và không có cốt xiên, đai:
Q < Qb hay Pđt .Rk . h0. btb
- Kích thước cột: 0,3 x 0,5 (m)
Ta cã: bc + 2.h0 = 0,30 + 2.0,47 =1,24 m < b = 1,5 m
vËy btb = bc + h0 = 0,3 + 0,47 = 0,77 m
- TÝnh P®t - ( lực cắt = hîp lùc ph¶n lùc cña ®Êt trong ph¹m vi g¹ch chÐo):
Pđt = dtp .ldt.b = bl
pp
dt
t
..
2
0
max
0
Với:
lđt = 0
2
h
al c
=
2,4 0,5
0,47
2
= 0,48 m
pot = p0
min
+ (p0
max
- p0
min
).
l
ll dt
= 15,5 + (30,1 - 15,5).
2,4 0,48
2,4
27,2 T/m2
Pđt =
30,1 27,2
.0,48.1,5
2
= 20,6 T
- Ta có: Rk.h0 .btb = 88.0,47.0,77
31,8 T > Pđt = 26 T
Đảm bảo điều kiện kh«ng đâm thủng.
VIII.2. TÝnh to¸n cêng ®é trªn tiÕt diÖn th¼ng ®øng - TÝnh to¸n cèt thÐp
500
350
29. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 30 -
Tính toán cường độ trên tiết diện thẳng góc tại vị trí có mômen lớn nhất- tại mép
cột víi s¬ ®å tÝnh lµ b¶n conson ngµm t¹i mÐp cét
- TÝnh cèt thÐp theo ph¬ng c¹nh dµi l
Mômen tại mép cột Mng = Mmax
Ml
ng = b.
2
l
.
3
p.2p 2
ngmax0ng0
hoặc Ml
ng b.
2
l
.
2
pp 2
ngmax0ng0
p0ng = p0
min
+ (p0
max
- p0
min
).
l
ll ng )(
= 15,5 + (30,1-15,5).
4,2
95,04,2
24,3 T/m2
Ml
ng =
2
30,1 24,3 0,95
. .1,5
2 2
= 18,4 T.m
Cèt thÐp yªu cÇu:
Fa =
0
18,4
0,9. . 0,9.28000.0,47
l
ng
a
M
R h
= 17,5 cm2
Chän 1214 a 133 (Fa = 18,3 cm2
)
- TÝnh cèt thÐp theo ph¬ng c¹nh ng¾n b:
M«men t¹i mÐp cét:
bng = (1,5 - 0,30)/2 = 0,6 m
Mb
ng = l
b
p
ngtb
.
2
. 2
0 =
2
0,6
22,8 . .2,4
2
= 9,8 T.m
Cèt thÐp yªu cÇu: Fa = 2
0
9,8
8,2
0,9. . 0,9.28000.0,47
b
ng
a
M
cm
R h
Chän 13 12 a 200 (Fa = 14,7 cm2
). Bè trÝ cèt thÐp nh h×nh vÏ
( với khoảng cách cốt thép chọn như trên có thể coi là hợp lý vµ cã thÓ chän h =
0,45 m, lóc ®ã lîng thÐp t¨ng lªn mét chót).
14 14a150
14 12a180
30. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 31 -
IX. Ghi chó
1. Hệ dầm giằng: bố trí hệ giằng ngang, dọc để tăng độ cứng của móng và công
trình đồng thời kết hợp đỡ tường chèn, tường bao. Cấu tạo giằng xem bản
vẽ.
Giằng GM1 : bgx hg = 0,25 x 0,4 m
2. Khi bố trí cọc cát cố gắng theo hình tam giác đều và phải căn cứ vào mặt
bằng công trình để bố trí cho hợp lý.
3. Khi các lớp đất yếu cần gia cố có chiều dày khá lớn, cọc cát chỉ cần gia cố
hết chiều dày nén lún.
4. Các chú ý khác xem trang 13.
33. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 34 -
i. Tµi liÖu thiÕt kÕ
I.1. Tµi liÖu c«ng tr×nh
- Đặc điểm kết cấu: Kết cấu nhà khung ngang BTCT, thi công toàn khối. Tiết diện
cột lc x bc = 0,6 x 0,4 (m). Tải trọng tính toán tại chân cột:
N0 = 1519 KN; M0y = 443,5 KN.m; Q0x = 34,2 KN
- Tổ hợp tải trọng tiêu chuẩn: Không có tổ hợp tải tiêu chuẩn nên số liệu tải trọng tại
chân cột có thể được lấy như sau:
Ntc
0 = Ntt
0 /n; Mtc
0 = Mtt
0 /n; Qtc
0 = Qtt
0 /n
(n là hệ số vượt tải gần đúng có thể lấy chung n = 1,1 – 1,2 ở đây chọn n = 1,15).
N0
tc
= 1320,8 KN; M0y
tc
= 386 KN.m; Q0x
tc
= 29,7 KN
Nhận xét: t¶i träng ®øng, độ lệch tâm khá lớn.
I.2. Tµi liÖu ®Þa chÊt:
- Phương pháp khảo sát: Khoan lÊy mÉu thÝ nghiÖm trong phßng, kết hợp xuyên
tĩnh (CPT) và xuyên tiêu chuẩn(SPT).
- Khu vực xây dựng, nền đất gồm 4 lớp có chiều dày hầu như không đổi.
Lớp 1 : số hiệu 101 dày a = 3,2 m
Lớp 2 : số hiệu 301 dày b = 6,3 m
Lớp 3 : số hiệu 201 dày c = 6,8 m
Lớp 4 : số hiệu 401 rất dày
Lớp 1: Số hiệu 101, dày 3,2 m có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
W
%
Wnh
%
Wd
%
T/m3
®é
c
kg/cm2
KÕt qu¶ TN nÐn Ðp e øng víi
P(KPa)
qc
(MPa)
N
50 100 150 200
27,9 30,4 24,5 1,86 2,68 100
0,09 0,825 0,779 0,761 0,741 1,2 8
Từ đó có:
- Hệ số rỗng tự nhiên :
e0 =
)1(. Wn
- 1
=
86,1
)299,01.(1.68,2
- 1 = 0,872
- Kết quả nén eodometer:
hệ số nén lún trong khoảng áp lực 100 – 200 kPa:
BiÓu ®å thÝ nghiÖm nÐn Ðp
e-p
34. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 35 -
a1-2 =
100200
741,0779,0
= 3,8. 10-4
(1/kPa)
- Chỉ số dẻo: A = Wnh - Wd = 30,4 – 24,5 = 5,9 Lớp 1 là lớp đất cát pha.
- Độ sệt: B =
A
WW d
=
9.5
5.249.27
= 0,576 trạng thái dẻo mềm gần dẻo cứng.
- Mô đun biến dạng: qc = 2 MPa = 200 T/m2
E0 = .qc = 4.200 = 800 T/m2
(cát pha dẻo mềm chọn = 4).
Líp 2: Số hiệu 301, dày h2 = 6.3 m;
Chỉ tiêu cơ lý của đất:
W
%
Wnh
%
Wd
%
T/m3
®é
c
kg/cm2
qc
(MPa)
N
36,5 32,8 18,1 1,73 2,69 40
5 0,1 0,21 1
- Chỉ số dẻo: A= Wnh - Wd = 32,8 – 18,1 = 14,7% Lớp 2 là lớp đất sét pha.
- Độ sệt của đất là: B =
A
WW d
=
7.14
1.185.36
= 1,25 trạng thái nhão.
- Hệ số rỗng: e2 =
)01.01( Wn
- 1 = 1
73,1
)26,01.(1.69,2
= 1,77-1 = 0,96
- Môdun biến dạng E = .qc lớp 2 là sét nhão chọn = 5 E = 5. 21 = 105 T/m2
Lớp 3: Số hiệu 201, h3 = 6,8 m; Các chỉ tiêu cơ lý của đất:
Trong ®Êt c¸c cì h¹t d(mm) chiÕm (%)
W
%
qc
MPa
N1
2
0.5
1
0.25
0.5
0.1
0.25
0.05
0.1
0,01
0, 05
0,002
0,01
0.002
5 10.5 30.5 30 12 10 2 0 16,8 2,64 7,5 28
Cỡ hạt d 0.5mm chiếm 15.5; d > 0.25mm chiếm 46 ; d > 0.1mm chiếm 76
Ta thấy hàm lượng cỡ hạt lớn hơn 0,1mm trên 75% lớp 3 là lớp cát hạt nhỏ, lẫn
nhiều hạt thô.
- Sức kháng xuyên qc = 7,5 Mpa = 750 T/m2
lớp 3 là loại cát hạt vừa ở trạng
thái chặt vừa = 330
, e0 = 0,65.
- Dung trọng tự nhiên =
1
)01,01(
0
e
Wn
=
65,1
)168,01.(1.64,2
=1,86 T/m3
- Mô đun biến dạng: qc = 750 T/m2
E0 = .qc chän = 2 E0 = 2.750 = 1500 T/m2
.
Líp 4: Số hiệu 401, rất dày. Chỉ tiêu cơ lý của đất:
37. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 38 -
hmin = 0,7.tg(450
-
2
).
b
Q
'.
Q : Tổng các lực ngang: Qx = 2,97 T
’ : dung trọng tự nhiên của lớp đất đặt đài = 1,86 (T/m3
)
b : bề rộng đài chọn sơ bộ b =1,8 m
: góc ma sát trong = 150
hmin = 0,586 m ; ở đây chọn hm = 1,2 m > hmin = 0,586 m
Với độ sâu đáy đài đủ lớn, lực ngang Q nhỏ, trong tính toán gần đúng coi như
bỏ qua tải trọng ngang.
V. Chän c¸c ®Æc trng cña mãng cäc.
V.1. Cäc
- Tiết diện cọc 30 x 30 (cm); Thép dọc chịu lực 4 16 AII (Tiết diện cọc chọn theo
kinh nghiÖm sau: PVL 3P)
- Chiều dài cọc: chọn chiều sâu cọc hạ vào lớp 3 khoảng 4,2m (xem thêm Bài
giảng NM) chiều dài cọc (cha kÓ mòi cäc) Lc = (3,2 + 6,3 + 4,2) - 1,2 + 0,5 =
13 m, chiều dài cọc tÝnh to¸n (cha kÓ mòi cäc) lc = 12,5m
Cọc được chia thành 2 đoạn C1, C2 dài 6,5 m. Nối bằng hàn bản mã (xem b¶n vÏ)
V.1.1. Søc chÞu t¶i cña cäc
1-a .Sức chịu tải của cọc theo vật liệu
PVL = m. . (Rb Fb + Ra Fa) ;
Trong đó: m - hệ số điều kiện làm việc phụ thuộc loại cọc và số lượng cọc trong
móng (0,85-1), hệ số uốn dọc. Chọn m =0,9, =1.
Fa -Diện tích cốt thép, Fa = 8.04 cm2
. Fb- Diện tích phần bê tông
Fb = Fc - Fa = 0,3.0,3 – 8,04.10-4
= 8,92 .10-2
m2
.
PVL = 0,9.1.(1300.8,92.10-2
+ 2,8.104
. 8,04.10-4
) = 125 T
1-b. Sức chịu tải của cọc theo đất nền:
- Xác đinh theo kết quả của thí nghiệm trong phòng (phương pháp tra bảng phô
lôc trang 22,23). Sức chịu tải của cọc theo nền đất xác định theo công thức:
Pgh = Qc + Qs sức chịu tải tính toán Pđ =
Fs
Pgh
39. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 40 -
Pgh = [1,2(14. 2 + 50.4,2 ) + 3000.0,3.0,3 ] = 555,6 KN
Pđ =
555,6
1,4
gh
s
P
F
397 KN 40T
- Theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPT
P® =
s
gh
F
P
=
32
Qc
+
251 ,
sQ
hay P ® =
32
sc QQ
Trong đó:
+ Qc = k.qcm.F : sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc.
k - hệ số phụ thuộc loại đất và loại cọc (tra bảng trang 24 - phụ lục bài giảng
Nền và Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến) có k = 0,5.
Qc = 0,5.7500.0,09= 337,5 KN.
+ Qs = u.
i
ciq
.hi : sức kháng ma sát của đất ở thành cọc.
i - hệ số phụ thuộc loại đất và loại cọc, biện pháp thi công, tra bảng trang 24.
Lớp 1- cát pha dẻo 1 = 40, h1 = 2 m ; qc1 = 2000 KN/m2
,(bỏ qua lớp 2)
Lớp 3- cát nhỏ chặt vừa 3 =100, h3 = 4,2 m ; qc3 = 7,5 Mpa = 7500 KN/m2
Qs =1,2.(
40
2000
.2 +
100
7500
.4,2 ) 498 KN.
Vậy Pđ =
337,5 498
2
41,7 T
- Theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT: theo công thức Meyerhof
P =
35,2
Qc
sQ
+ Qc = m.Nm .Fc sức kháng phá hoại của đất ở mũi cọc (Nm - số SPT của lớp đất
tại mũi cọc). Qc = 400. 28. 0,09 = 1008 KN.
+ Qs = i i
1
. u. N .l
n
i
n
: sức kháng ma sát của đất ở thành cọc.
(Với cọc ép: m = 400, n = 2)
Ni chỉ số SPT của lớp đất thứ i ma cọc đi qua (bỏ qua lớp 2)
Qs = 2. 1,2.(8.2 + 28.4,2) = 320,6 KN
[P] =
1008 320,8
2,5
= 1328,8/2,5 531 KN 53 T
Søc chÞu t¶i cña cäc lÊy theo kÕt qu¶ tra b¶ng = 40 T ( 1/3PVL chän td 0,3x0,3m lµ
®îc)
Chó ý: X¸c ®Þnh SCT khi kÐo [P]kÐo
ta bá phÇn Qc vµ lÊy hÖ sè an toµn cao h¬n so víi khi
nÐn.
45. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 46 -
Chọn 15 18 a 100, Fa = 38 cm2
tháa m·n yªu cÇu cÊu t¹o vÒ kho¶ng c¸ch
- Mômen tại mép cột theo mặt cắt II-II :
MII = r2.( P01 + P02). Trong đó r2 = 0,3 m.
MII = 0,3.( 203 +401,6 ) = 181,4 KNm = 18,14 Tm
FaII =
a
II
Rh
M
..9,0 0
=
18,14
0,9.0,7.280000
= 0,00103 m2
= 10,3 cm2
Chọn 15 12 a200 : Fa = 15,8 cm2
(hàm lượng = Fa/ (lđ *h0)= 0,08 % >
min=0,05 %)
Bố trí cốt thép với khoảng cách vµ chªnh lÖch
®êng kÝnh cèt (6mm)như trên có thể coi là hợp lý
Ghi chó: cã thÓ chän h = 0,9m (h0 0,8m), lóc ®ã thÐp
Ýt h¬n
IX. KiÓm tra tæng thÓ mãng cäc.
Giả thiết coi hệ móng cọc là móng khối quy ước như
hình vẽ:
I.X.1. KiÓm tra sức chịu tải của đất díi ®¸y
mãng khèi
- Điều kiện kiểm tra:
pqư Rđ và pmaxqư 1,2.Rđ
- Xác định khối móng quy ước:
Chiều cao khối móng quy ước tính từ mặt đất lên mũi cọc HM = 13,7 m.
Góc mở: Theo TCVN mở từ mép hàng cọc biên góc tb/4 =
i
ii
h
h
4
.
. Do lớp
đất 1 và 2 là những lớp yếu, khi tính bỏ qua ảnh hưởng của các lớp đất này,
h3 = 4,2 m lc/3, vậy có thể lấy góc mở mãng qui íc = 300
tõ líp 3 (theo
Terzaghi)
Chiều dài của đáy móng quy ước: Lm= (2,2 +0,3) + 2. 4,2. tg 300
= 6,78 m.
Bề rộng móng quy ước: Bm= (1,0 +0,3) + 2. 4,2. tg300
= 5,58 m.
- Xác định tải trọng tiêu chuẩn dưới đáy khối móng quy ước (mũi cọc):
Trọng lượng của đất và đài từ đáy đài trở lên:
N1 = Fm. tb. hm = 6,78. 5,58. 20.1,2 = 908 KN
Trọng lượng khối đất từ mũi cọc tới đáy đài: N2 = (LM. BM. - Fc) li.i
N2 = (6,78. 5,58 - 0,09.5). [2.18,6 + 6,3.17,3 +4,2.18,6] 8384 KN
Nq
No
3/4
Mo
Mq
46. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 47 -
Trọng lượng các cọc: Qc = 5. 0,09. 12,5. 25 = 140,6 KN.
Tải trọng tiªu chuÈn tại mức đáy móng qui íc
Nqư = N0 + N1 +N2 + Qc = 1320,8 + 908 + 8384 + 140,6 = 10753,4 KN.
Myqư = M0y = 386 Tm.
- Áp lực tại đáy khối móng quy ước: pqưmax,min =
qu
N
F
x
xM
W
yW
yM
Với Wy =
6
LB 2
MM
=
2
5,58.6,78
6
= 42,75 m3
.
Fqư = 6,78. 5,58 = 37,8 m2
. pqưmax,min=
10753,4
37,8
386
42,75
,
pqưmax = 293,5KN/m2
; p qư = 284,5KN/m2
; pqưmin = 275,4KN/m2
.
- Cường độ tính toán của đất ở đáy khối quy ước
Rđ =
Fs
Pgh
= M
cMqM
H'.
Fs
c.NH'.1).-N(B..N0,5.
Lớp 3 có =310
ta có: N =25,5 ; Nq = 20,6 ; Nc = 32,7 (bỏ qua các hệ số hiệu
chỉnh). Rđ =
0,5. 25,5. 18,6. 5,58 20,6. 18,0. 13,7
3
2134 KN/m2
Ta có: pqưmax = 293,5 KN/m2
< 1.2 Rđ = 2561 KN/m2
qup = 284,5 KN/m2
< Rđ = 2134 KN/m2
Như vậy nền đất dưới mũi cọc đủ khả năng chịu lực.
Chú ý: Nếu dưới mũi cọc có lớp đất yếu thì phải kiểm tra khả năng chịu lực của
lớp đất này.
IX.2. KiÓm tra lón mãng cäc:
- Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước:
bt
= 18,6. 3,2 + 6,3.17,3 + 3,2. 18,6 = 228 KN/m2
;
- Ứng suất gây lún tại đáy khối móng quy ước:
gl
zqu = tc
- bt
= 284,5- 228 56,5KN/m2
;
- Độ lún của móng cọc có thể được tính gần đúng theo lý thuyết đàn hồi như sau:
S = gl
0
2
0
p..b.
E
1
với Lm/Bm = 6,78/5,58 = 1,2 1,0
S =
2
1 0,25
.558.1,0.56,5
15000
2 cm < [S] tháa m·n.
47. Híng dÉn ®å ¸n nÒn mãng TS. Nguyễn Đình Tiến
http://geo.nuce.edu.vn - 48 -
X. CÊu t¹o vµ b¶n vÏ
Cấu tạo móng xem bản vẽ.
Tµi liÖu tham kh¶o
1. Bài giảng Nền và Móng - T.S Nguyễn Đình Tiến. Đại Học Xây Dựng
2. Kết cấu BTCT I và II - G.S -T.S Ngô Thế Phong và cộng sự….
Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 2000.
3. Nền và Móng - PGS – T.S Lê Đức Thắng ….