Đồ án Nền móng - Phạm Thị Khánh Hà

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
PHẦN I: CÁC SỐ LIỆU DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ
Đề bài: 
Sơ đồ công trình:
-0.45
0.45
N
1tc
M
1tc
N
1tc
M
1tc
0.00
7m
MẶT CẮT
Mặt bằng chân cột:
Sơ đồ ĐCCT
Sơ đồ CT
 ( T )
(Tm )
Số liệu 2
Cột 2
53
4,5

 Thiết kế nền và móng công trình theo sơ đồ công trình có nội lực do tải trọng tính toán thuộc tổ hợp cơ bản cặp nội lực nguy hiểm nhất gây ra tại chân cột theo hai phương án:
 	+ Móng nông
 ; 
 	Nội lực do tải trọng tiêu chuẩn gây ra :
Cột
N0tc
(T)
M0tc
(T)
N0tt
(T)
M0tt
(T)
2
53
4,5
63,600
5,400

Cột
N0tc
(T)
M0tc
(T)
N0tt
(T)
M0tt
(T)
7
160
12,2
192,000
14,640
	Hệ số độ tin cậy chung của tải trọng n=1,2
 	 2) Nhiệm vụ được giao:
 - Thiết kế nền và móng công trình theo sơ đồ mặt bằng. Có nội lực do tải trọng tính toán thuộc tổ hợp cơ bản cặp nội lực nguy hiểm nhất gây ra tại chân cột.
3) Đặc điểm công trình:
- Độ lún tuyệt đối giới hạn Sgh= 0,08m . - Độ lún lệch tương đối giới hạn ΔSgh=0,001.
4) Tải trọng tác dụng lên công trình:
 Cột
N0tc
(T)
M0tc
(T)
N0tt
(T)
M0tt
(T)
2
53
4,5
63,600
5,400

Cột
N0tc
(T)
M0tc
(T)
N0tt
(T)
M0tt
(T)
7
160
12,2
192,000
14,640

5) Đánh giá điều kiện đia chất công trình, địa chất thủy văn.
	Số liệu địa chất 2 có thông số kĩ thuật:
STT
Lớp đất
Độ dày (m)
g (T/m3)
j0
c (T/m2)
Chỉ số SPT
Eo (T/m2)
1
Đất lấp
1,00
1,750
 
 
 
 
2
Cát pha
6,80
1,850
15,000
10,000
20
8500
3
Sét
25,00
1,900
13,000
26,000
33
15000

PHẦN II : CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
A. Phương án móng trên nền thiên nhiên: 
1. Xác định sơ bộ kích thước đáy móng:
Chọn độ sâu chôn móng h = 1,5m kể từ đáy móng đến cốt thiên nhiên.
Cường độ tính toán của nền đất sét:
+ m2 = 1 với nhà có sơ đồ kết cấu mềm.
+ Ktc = 1 vì chỉ tiêu cơ lý của đất lấy theo kết quả thí nghiệm trực tiếp đối với đất.
Đất sét xám ghi có φ=15(°), c = 10kPa. Tra bảng có:
 A = 0,32; B = 2,29; D = 4,85.
+ Trị tính toán thứ hai của đất:
	γII = γđn = 18,5 kN/m3
 Giả thiết b= 1,5m ta có: 
+ Diện tích sơ bộ đáy móng là : 
Fsb
 Do móng chịu tải lệch tâm khá lớn nên ta tăng diện tích đáy móng lên 1,2 lần:
F* = 1,2. Fsb = 1,2.1,98 = 2,38 m2
 Chọn 
 ® Lấy l x b = 1,7 x 1,9 m => Fchọn= 1,7.1,9 = 3,23m2> F* = 2,38 m2
2. Kiểm tra điều kiện áp lực ở đáy móng:
Giả thiết chiều cao móng hm= 0,7 m 
+ Độ lệch tâm:
el 
+ áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng là: 
 →50,52 
15,32 
Kiểm tra điều kiện áp lực :
50,52 < 1,2.R = 1,2. 43,15 = 51,78 
 32,92 < R = 43,15
 Thoả mãn điều kiện áp lực dưới đáy móng
Vậy ta chọn kích thước đáy móng l´b = 1,9´ 1,7m.
Khi đó ta có: Rđc = 51,78
3. Kiểm tra điều kiện biến dạng:
Kiểm tra kích thước sơ bộ đáy móng theo điều kiện biến dạng. Nền có chiều dày lớn nên ta tính theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố.
+ ứng suất bản thân của đất ở cốt đáy móng:
 = 1,72 x 1 + 1,85 x 0,5 = 2,79 /m2
+ ứng suất gây lún tại tâm diện tích đế móng:
= 32,92 – 2,79 = 30,13 T/m
Chia nền đất dưới đế móng thành các lớp phân tố có chiều dày hi £ b/4 = 1,7/4 = 0,425m và đảm bảo mỗi lớp chia ra là đồng nhất. Chọn hi = 0,34m
 Gọi z là độ sâu kể từ đáy móng thì ứng suất gây lún ở độ sâu zi là :
= Koi s= 30,13.Koi (T/m2)
 Với Koi là hệ số phụ thuộc vào tỉ số z/b và l/b = 1,9/1,7 = 1,118
Ta có bảng tính lún như sau : 
STT
Chiều sâu H0
z (m)
l/b
2z/b
Ko

(kPa)

(kPa)
Eo
S(m)
0
0
0
1.118
0
1
30,13
0.279
8500
0.004
1
0.34
0.34
1.118
0.40
0.965
31.489
0.343
8500
0.004
2
0.34
0.68
1.118
0.80
0.818
26.689
0.406
8500
0.003
3
0.34
1.02
1.118
1.20
0.634
20.702
0.469
8500
0.002
4
0.34
1.36
1.118
1.60
0.477
15.558
0.532
8500
-0.002
5
0.34
1.10
1.118
1.29
0.557
18.173
0.595
8500
0.004
6
0.94
1.70
1.118
2.00
0.372
12.139
0.768
8500
0.005
7
0.34
2.04
1.118
2.40
0.279
9.099
0.831
8500
0.004
8
0.34
2.38
1.118
2.80
0.219
7.156
0.894
8500
0.003
9
0.34
2.72
1.118
3.20
0.176
5.741
0.957
8500
0.002
10
0.34
3.06
1.118
3.60
0.144
4.685
1.020
8500
0.002
11
0.34
3.4
1.118
4.00
0.119
3.890
1.083
8500
0.002
12
0.34
3.74
1.118
4.40
0.100
3.278
1.146
8500
0.001
13
0.34
4.08
1.118
4.80
0.086
2.801
1.209
8500
0.001
14
0.34
4.42
1.118
5.20
0.074
2.404
1.272
8500
0.001
15
0.34
4.76
1.118
5.60
0.064
2.104
1.335
8500
0.001
16
0.34
5.1
1.118
6.00
0.056
1.838
1.397
8500
0.001
17
0.34
5.44
1.118
6.40
0.050
1.622
1.460
8500
0.001
18
0.34
5.78
1.118
6.80
0.045
1.459
1.523
8500
0.001
19
0.34
6.12
1.118
7.20
0.039
1.271
1.586
8500
0.001
20
0.34
6.46
1.118
7.60
0.036
1.160
1.649
8500
0.001
21
0.34
6.8
1.118
8.00
0.033
1.062
1.712
8500
0.000
22
0.34
7.14
1.118
8.40
0.030
0.964
1.775
8500
0.000

Theo bảng tính toán ở trên ,ta thấy tại độ sâu 7,14 m kể từ đáy móng, điểm 22 thuộc lớp đất 2
Do vậy ta lấy giới hạn nền tại độ sâu 6 m so với đáy móng
=> Tính lún theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố:
Ta thấy S= 3,4 cm thỏa mãn điều kiện lún tuyệt đối
® Thoả mãn điều kiện về lún tuyệt đối
Điều kiện về độ lún tuyệt đối thoả mãn, điều kiện về độ lún lệch tương đối S Sgh giữa các móng cùng dãy sẽ thoả mãn vì điều kiện địa chất dưới các móng dãy này thay đổi không đáng kể. Tải trọng tác dụng xuống móng cơ bản giống nhau. Độ lún lệch tương đối giữa các móng dãy trục này (B) và các móng dãy trục khác sẽ kiểm tra khi thiết kế móng các dãy đó.
 4. Tính toán độ bền và cấu tạo móng:
4.1 Chọn vật liệu móng:
	Chọn bê tông cấp bền : B20 Rb=1150T/m2 , Rbt=90 T/m2.
	Chọn thép CII Rs=28000 T/m2.
Chọn chiều cao đáy móng.
 Chọn h = 0,7m
 Chọn abv = 0,05m =5cm => ho=0,7 – 0,05 =0,65
Khi tính toán độ bền của móng ta dựng tải trọng tính toán của tổ hợp bất lợi nhất .Trọng lượng của móng và đất nền trên bậc không gây thủng móng.
Tải trọng tính toán ở đáy móng:	
N0tc
(T)
M0tc
(T)
N0tt
(T)
M0tt
(T)
53
4,5
63,600
5,400

> => Thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng 
P
2
tt
P
1
tt
45
o
700
2050
1600
-450
0.00
-2050
1900
1700
300
300
P
max
tt
P
min
tt
Tính toán thép đài móng
Tại mặt ngàm I-I
Trong đó : 
Diện tích cốt thép chịu mô men 
Chọn 1412có As = 15,83 cm2
Chiều dài của 1 thanh cốt thép chịu mô men là :
 l’ = l - 2.0,05 = 1,9-0,1 = 1,8m
Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài là :
 b’ = b - 2.0,05 = 1,7 - 0,1 =1,6m
Khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau là :
=> Chọn 1412có a12cm thép CII bố trí phía dưới
	Tại mặt ngàm II-II
 Chọn 1210 có As = 9,42 cm2
Chiều dài của 1 thanh cốt thép chịu mô men là :
 b’ = b - 2.0,05 = 1,7-0,1 = 1,6m
Khoảng cách cần bố trí các cốt thép dài là :
 l' = l - 2.0,05 = 1,9 - 0,1 =1,8m
Khoảng cách giữa các cốt thép cạnh nhau là :
=> Chọn 1210có a15cm thép CII bố trí phía trên
Lớp bê tông lót : Dày 10 cm, rộng ra mỗi bên so với đáy móng 10 cm. 
B: PHẦN MÓNG CỌC
Sơ đồ công trình:
Mặt bằng chân cột:
TẢI TRỌNG CÔNG TRÌNH:
Cột
Ntc (T)
Mtc ( Tm)
7
160
12,2

Kích thước cột: 
YÊU CẦU
Chọn trước kích thước cọc.
Kích thước cọc: a x b = 30 x 30 cm
Chiều dài cọc: = 12m
Bê tông cọc: B20; 
Thép nhóm CII có 416; 
Tính sức chịu tải của 1 cọc đơn.
Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu:
- : sức chịu tải vật liệu
-: hệ số uốn dọc
- Cường độ chịu kéo giới hạn cốt thép = 
- Diện tích cốt thép 
-Cường độ chịu nén bê tông
-Diện tích tiết diện cọc 

Xác định sức chịu tải cọc theo phương pháp SPT:
- cho cọc đóng, ép
- : diện tích tiết diện ngang của mũi cọc
- cọc đóng, ép
- : cọc lớp 3
-U: chu vi
- : chỉ số SPT trung bình dọc thân cọc
- chiều dài cọc

Sức chịu tải đấ nền cho phép của 1 cọc:
Sức chịu tải tính toán cho phép của 1 cọc:
 Xác định sơ bộ cọc và bố trí vào đài.
Số cọc:
 hệ số ảnh hưởng momen M
Chọn n = 4 cọc
Sơ đồ bố trí cọc
Chọn kích thước đài cọc, chiều sâu chôn dài
Chọn 
Chiều dài kích thước cọc: 
Kiểm tra khả năng chịu lực của đài:
- : Trọng lượng bản thân cọc
- : chiều dài cọc
- b : cạnh cọc
 trọng lượng riêng của bê tông



 : lực lớn nhất truyền lên cọc
Kết cấu đài móng
- Chọn chiều cao đài: 
- Chiều cao làm việc
2.5.1	Tính toán điều kiện chọc thủng.
 2.5.2	Tính toán cốt thép
Tại mặt cắt I-I
Chọn 1212 có As = 13,57cm2
Chiều dài của một thanh cốt thép chịu mômen MI là: 
 l’ = l,5-2 x 0,035 = 1,43m
Khoảng cách cần bố trí các cốt théplà: 
 b’ = 1,5-2 x 0,035 = 1,43m
Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: 
	 a = =
 n : số thanh cần bố trí vào đáy móng = 12
Vậy ta chọn 1212 a130, cốt thép nhóm CII. 
Tại mặt cắt II-II
Chọn 912 có As = 10,18cm2
Chiều dài của một thanh cốt thép chịu mômen MI là: 
 l’ = l,5-2 x 0,035 = 1,43m
Khoảng cách cần bố trí các cốt théplà: 
 b’ = 1,5-2 x 0,035 = 1,43m
Khoảng cách giữa trục các cốt thép cạnh nhau là: 
	 a = =
 n : số thanh cần bố trí vào đáy móng = 9
Vậy ta chọn 912 a170, cốt thép nhóm CII. 
Kiểm tra lún móng cọc
Để tính độ lún của nền móng cọc ta tính độ lún của khối móng quy ước. Nhờ ma sát giữa diện tích xung quanh cọc và đất bao quanh nên tải trọng móng được truyền lên diện tích lớn hơn xuất phát từ mép ngoài cọc biên tại đáy đài và nghiêng góc : 
Khi tính toán lấy II= /1,1 ; II = /1,1; cII = c/1,1.
Cột 6 có Ntc = 160 (T) = 1600 (KN)
Mtc = 12,2(T.m) = 122( KN.m)
II= /1,1 = 1.59(KN/m3) , = 1,682(KN/m3) , =1.955(KN/m3)
II = /1,1 = 10,909 , = 16,364 , = 20
cII = c/1,1 = 7,273(KN/m2) , = 10,909(KN/m2) , = 13.636(KN/m2)
 =>
Chiều dài của đáy móng quy ước:
Bề rộng của đáy móng quy ước:
Chia nền đất dưới đáy khối móng quy ước thành các lớp bằng nhau thỏa mãn điều kiện: 
Ứng suất bản thân tại đáy khối móng quy ước:
Ứng suất gây lún tại đáy móng:
+	Trong đó 
Kết quả tính toán các giá trị ứng suất gây lún và ứng suất bản thân:
STT
Chiều sâu H0
z (m)
l/b
2z/b
Ko

(KPa)

(KPa)
Eo
S(m)
0
0
0
1.118
0
1
137.316
104.624
768
0.018
1
0.24
0.24
1.118
0.28
0.965
132.470
104.668
768
0.016
2
0.24
0.48
1.118
0.56
0.818
112.276
104.713
768
0.019
3
0.34
0.82
1.118
0.96
0.634
87.091
104.776
768
0.014
4
0.34
1.16
1.118
1.36
0.477
65.451
104.839
768


Giới hạn nền được tính đến điểm 4 có độ sâu 1,16m kể từ đế móng :
sgl<sbt = 65,451 kPa < sbt = 104,839 x 5 = 524 kPa
®Do vậy, ta lấy giới hạn nền đến độ sâu 1,16m kể từ đế móng.
-Độ lún (S) của nền xác định theo công thức:
Ta thấy: S = 6,6cm < Sgh = 8cm.Do đó thỏa mãn về điều kiện độ lún tuyệt đối.
2.7. Tính toán và bố trí móc cẩu, móc treo.
2.7.1.Khi vận chuyển cọc
Khi vận chuyển cọc: Tải trọng phân bố 	 (1.2.51)
Trong đó: n là hệ số động, n=1,5
"q=25.0,25.0,25.1,5=2,34kN/m
Hình : Biểu đồ mômen cọc khi vận chuyển
Cốt thép móc cẩu đặt cách 2 đầu đoạn cọc một đoạn:
a=0,207lc=0,207.6=1,2m	 (1.2.52)
Trị số momen lớn nhất
	(1.2.53)
Trường hợp treo cọc lên giá búa: 	 (1.2.54)
Với 	(1.2.55)
Ta thấy mô men trường hợp a nhỏ hơn mô men trường hợp b nên ta dung mô men trường hợp b để tính toán.
Lấy lớp bảo vệ cốt thép cọc là a’=3cm
"chiều cao làm việc của cốt thép: ho=h-a=25-3=22cm
Diện tích cốt thép:
Cốt thép dọc chịu momen uốn của cọc là 2f16(Fa=4cm2)
"cọc đủ khả năng chịu tải khi cẩu lắp, vận chuyển.
2.7.2. Tính toán cốt thép làm móc cẩu:
Lực kéo móc cẩu trong trường hợp cẩu lắp cọc: 	 (1.2.56)
"lực kéo ở 1 nhánh, gần đúng:
	 (1.2.57)
Thép móc cẩu chọn loại A-I ( thép có độ dẻo cao, tránh gãy khi cẩu lắp)
Diện tích thép của móc cẩu:
	(1.2.58)
Chọn thép móc cẩu f12 có Fa=1,13cm2
2.7.3. Tính và bố trí cốt thép cho cọc:
Bố trí thép dọc : ta chọn thép 
Bố trí thép đai : do cọc chủ yếu chịu nén, chịu cắt nhỏ nên ta sẽ bố trí theo yêu cầu về cấu tạo.
Cốt thép cứng mũi cọc : chọn thép chiều dài 580mm ;đoạn nhô ra khỏi mũi cọc là 250mm.