Đồ án Nhà thí nghiệm hóa học

hm+hd ≤ Rđ2 bt 2 + sz = hm+hd = g’ .hm + gđ.hđ = 1,7.1,6 + 1,88.1,2 = 4,976 T/m + sz = hn+hd = k0.( p - g’ . hm) Mặt khac: l/b = 2,6/2,2 = 1,18 ; z/b = hđ/b =1,2/2,2 = 0,545 Þ Tra bang, nội suy ta được k0 = 0,668 Þ sz=hm+hđ = 0,668.(44 - 1,7.1,6) = 27,58 T/m2. - Xác định cường độđất nền của lớp đất ởđáy của đệm cát (lớp 2): Sức chịu tải của lớp đất dưới đáy đệm cát được xác định theo công thức Terzaghi cho mong quy ươc: lqư x bqư x hqư = 4 x 3,6 x 2,8 m (hmqư = hm + hđ): Rđ2 = 0, 5.A.g .bqu + Bg '.hmqu + C.c Fs A = Ng . ng . mg . ig , B = Nq . nq . mq . iq , C = Nc . nc . mc . ic Với j = 330 Þ Ng= 34,8 ; Nq= 26,1 ; Nc= 38,7 b ng = 1- 0,2. qu = 1- 0,2. 3, 6 = 0,82; n = 1; n b = 1+ 0,2. qu = 1+ 0,2. 3, 6 = 1,18 lqu 4 q c lqu 4 Þ Rđ2 = 0,5.34,8.0,82.1,88.3,6 + 26,1.1,88(1,6 + 1,2) 3 bt  = 93,58 T/m2 2 Thây: sz = hqu + sz = hqu = 4,976 + 27,58 = 32,56 < Rđ2 = 93,58 T/m Þ Như vây nền đất ởlớp 2 đủchịu lực vàkích thước chọn như trên là hợp lý. VII.2 Kiểm tra độbiến dang của nền đât: - Chia nền đất dưới đáy mong thanh các lớp cóphân tốchiều dày hi£ b/4 chọn hi = 0,3 m. Lớp 1 ( lớp đệm cát ) không cókết quảthí nghiệm eodometer vậy ta tính lún sửdụng kết quảxuyên tĩnh ( môdun biến dang E0 = 1600 T/m2). Bang kết quảtính lún cho lớp đất 1: Lớp đất z (m) hi (m) g (T/m3) E0s (T/m2) K0 bt s z (T/m2) gl s z (T/m2) Si (cm) đệm cát 0,0 0,0 1,88 1600 1,00 3,00 31,20 0,000 0,3 0,3 1,88 1600 0,95 3,29 29,64 0,45 0,6 0,3 1,88 1600 0,71 3,57 22,15 0,33 0,9 0,3 1,88 1600 0,83 3,85 25,89 0,39 1,2 0,3 1,88 1600 0,42 4,14 13,10 0,20 Độlún của lớp đệm cat: Sđệm = 1,37 cm. - Đối với lớp 2 tính lún theo kết quảcủa thí nghiệm eodometer vậy ta tính lún sửdung kết quảxuyên tĩnh(môdun biến dạng E0 = 1040 T/m2). Lớp đất z (m) hi (m) g (T/m3) E0s (T/m2) K0 bt s z (T/m2) gl s z (cm) Si (cm) 2 1,6 0,4 1,9 1040 0,555 4,56 17,32 0,35 1,9 0,3 1,9 1040 0,473 4,85 14,76 0,22 2,2 0,3 1,9 1040 0,386 5,13 12,04 0,18 2,5 0,3 1,9 1040 0,334 5,42 10,42 0,17 2,8 0,3 1,9 1040 0,281 5,70 8,77 0,13 3,1 0,3 1,9 1040 0,228 5,99 7,11 0,11 3,4 0,3 1,9 1040 0,186 6,27 5,80 0,087 3,7 0,3 1,9 1040 0,165 6,56 5,15 0,077 4,0 0,3 1,9 1040 0,143 6,84 4,46 0,067 4,3 0,3 1,9 1040 0,121 7,13 3,78 0,057 4,6 0,3 1,9 1040 0,109 7,41 3,40 0,051 4,9 0,3 1,9 1040 0,101 7,70 3,15 0,047 5,2 0,3 1,9 1040 0,094 7,98 2,93 0,044 5,5 0,3 1,9 1040 0,086 8,27 2,68 0,040 5,8 0,3 1,9 1040 0,078 8,55 2,43 0,036 6,1 0,3 1,9 1040 0,071 8,84 2,22 0,033 6,4 0,3 1,9 1040 0,063 9,12 1,97 0,030 6,7 0,3 1,9 1040 0,059 9,41 1,84 0,028 7,0 0,3 1,9 1040 0,053 9,69 1,65 0,025 7,3 0,3 1,9 1040 0,050 9,98 1,56 0,023 7,5 0,2 1,9 1040 0.047 10,17 1,47 0,015 Độlún lớp 2: S2 = 1,82 cm Tông độlún S = S1+ S2 = 1,37 + 1,82 = 3,19 cm. Kết luận : Tổng độlún S = S1+S2 = 3,19 cm < Sgh= 8 cm Þ Vậy mong thoã mãn điều kiện lún tuyệt đôi. VIII. Kiểm tra chiều cao mong: - Với giảthiết mong cứng coi móng làm việc tương tựnhư một bản conson ngàm tại tiết diện mép côt. VIII.1 Kiểm tra cương độtrên tiết diện nghiêng: - Cột đâm thung móng theo hình tháp nghiêng vềcác phía góc 450, gần đúng coi cột đâm thủng mong theo một cột xiên góc 450 vềphía p0max . Điều kiện chống đâm thủng không kểanh hương của thép ngang vàkhông cócốt xiên, đai. Pđt £ Pcđt - Pcđt = 0,75 . Rk . h0 .btb = 0,75.88.0,62.1,02 = 41,74 T - Chọn chiều dày lớp bảo vệa = 3 cm. Vậy ta có: h0 = h - a = 0,65 - 0.03 = 0,62 m Ta có: bc + 2.h0 = 0,4 + 2.0,62 = 1,64 m < b = 2,2 m Vậy btb = bc + h0 = 0,4 + 0,62 = 1,02 m - Tính Pđt ( hợp lực phản lực của đất trong phạm vi gach cheo): max p pđt =  dt 0 .ldt . b » po + p0 t 2 l dt .b  , Trong đó: lđt = l - a c 2 - h 0 = 2,6 - 0,5 - 0,62 = 0,43 m 0 2  2200 450 p pot =  0 min o + (pmax - pmin ). l - l dt l  max P 0 P t 0 Pđt = 32,68 + (40,93 - 32,68) 2,6 - 0,43 2,6 lđt = 39,56 T/m2 đt Þ p = 40,93 + 39,57 2  0,43.2,2  = 38,08 T  2600 pđt = 38,08 T< Pcđt = 41,74 T Þ Đảm bảo điều kiện chống đâm thủng. VIII.2 Tính toán cương độtrên tiết diện thăng đưng - tính toán cốt thep. Tính toán cường độtrên tiết diện thăng góc tại vị trí cóMômen lơn. -Tính cốt thép theo phương cạnh dài l: Mômen tại mép cột Mng = Mmax M = l p0 ng ng + po max . 2 l 2 M ng .b hoă 2 l p0 ng = ng + 2.p 3  o max . l 2 ng .b 2 + p = pmin + (p max + pmin ). (l - l ng ) 0 ng 0 0 0 l = 32,68 + (40,93 - 32,68) 2,6 - 1,05 2200 2,6  P bng=0,9 2600 tb 0 = 37,6 T/m2. 2 Þ M l = 37,6 + 40,93 . 1,05 .2,2 ng 2 2 = 47,62 T.m + Cốt thép yêu câu: l ng  37,6  P 0 ng lng=1,1 2 max P 0 M Fa = 0,9.R a .h 0 = 0,9.28000.0,62 = 24cm Chọn 16f14 a = 170 -Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn b: + Mômen tại mép cột b 2  0,92 M b p = tb ng 0 ng l Þ 2 b = 36,71 2 2,6 = 38,7T.m M + Cốt thép yêu câu: M b ng  ng 38,7 2 Fa = 0,9.R a .h 0 = 0,9.28000.0,62 = 24,8cm Chọn 16f14 a = 140 B.Tính toán mong2: IV.Chọn chiều sâu chôn mong: hm : Tính từmặt đất tới đáy mong (không kểlớp bê tông lót ). Ơ đây ta chọn hm = 1,6 m V.Chọn kích thước đáy mong, chiều cao mong, đặc trưng đệm cat: - Kýhiệu mong đơn dưới cột C2, làM2. - Chọn kích thước mong: + M2= b x l x h = 1,8 x 2,2 x 0,6 (m) * Đặc trưng đệm cát : + Góc mởđệm a = 300-450 , chọn a = 300 vàgóc mởb = 450 + Chiều cao đệm cát hđ = 1,2 m ( bỏhết lớp 1- xem hình ve). + Tính chất cơ học của lớp đệm cat: qc= 800T/m2 (tra bang 2-phụlục bài tt giang Nền vàMong của T.s Nguyễn Đình Tiên) có: jtt ³ 300 (ởđây chọn j = 300.  1600 E0 = a.qc = 2.800 = 1600 T/m2 ( chọn a = 2 đối với cát vừa chặt vừa). Ôg n (1 + W ) e0 = 0,67 Þ g =  e0 + 1 = 1,88 T/m3 30 VI. Ap lực dưới đáy mong: a = 30  1200 b = 45 - Giảthiết móng cứng, bỏqua anh hưởng của mong bên canh (vì bước cột > 2b dựkiên) vàbỏqua Qo ( vì Q0 nhỏvàhm đủsâu). - Ap lực tính toán dưới mong: p » N0 + g F tb .hm = 140 + 2. 1,6 = 38,56 T/m2 1,8.2,2 M pmax = p + W = 38,56 + 12.6 1,8.2,22 = 46,8 T/m2 pmin = p - M = 38,56 - W 12.6 1,8.2,22 = 30,3 T/m2 N0 M0 - Ap lực gây lún pgl:  Pmin  Pmax pgl ≈ p 1,15  - g '.hm = 38,56 1,15 - 1,7.1,6 = 30,8 T/m2 - Ap lực không kểbản thân móng vàlớp đất phủlâp: 0min p = 27,58 T/m2 0 p = 35,83 T/m2 Þ Đệm cát đủsức chịu tai. VII. Kiểm tra kích thước đáy mong: VII.1 Kiểm tra sức chịu tải của nên: * Tại đáy móng: Điều kiện kiểm tra: p ≤ Rđ pmax ≤ 1,2 Rđ Trong đóp đãtính trong bước VI vàsức chịu tải của nền tính gần đung 0, 5.A.g .b + Bg '.hm + C.c theo công thức Terzaghi: Rđ= F s A = Ng . ng . mg . ig , B = Nq . nq . mq . iq , C = Nc . nc . mc . ic - Với jđệm cát= 330 Þ Ng= 34,8 ; Nq= 26,1 ; Nc= 38,7 (tra bang phụlục trang 21, bài giang Nền vàMong-T.s Nguyễn Đình Tiên). b ng = 1- 0,2. l  = 1- 0,2. 1,8 2,2 b = 0,836 ; nq= 1+ 0,3. l  = 1+ 0,3. 1,8 2,2  =1,21. - Các hệsốmi, ii = 1. Thay vào ta có: 0,5.34,8.0,836.1,88.1,8 + 26,1.1,7.1,6 Rđ= 3  = 40,07 T/m2 Vây: p < Rđ ( 38,56 T/m2 < 40,07 T/m2 ). 2 2 pmax < Rđ ( 46,8 T/m · Tại đáy lớp đệm cát : < 40,07.1,2 = 48,1 T/m ). 1600 Nếu lớp đất dưới đáy đệm yếu hơn lớp đệm cát thì cần phải kiểm tra cường độđất nền tại đáy đệm ( bềmặt lớp đất yếu hơn). Khi đóta thay móng băng khối mong quy ươc. 1800 30  a = 30  1200 b = 45 3200 Cung cóthểxác định kích thước khối móng quy ước theo điều kiện cân băng áp lực: N = (p - g.hm).F = sz.Ftd , màsz= (p - g. hm). k Þ Ftd= F/k - Xác định kích thước khối mong quy ươc: bqu= b + 2.hđ.tgj = 1,8 + 2. 1,2.tg300 ≈ 3,2 m lqu= l + 2.hđ.tgj = 2,2 + 2.1,2.tg300 ≈ 3,6 m - Xác định ưng suất dưới đáy đệm cát vàkiểm tra áp lực lên lớp đất 2: bt sz = hm+hd + sz = hm+hd ≤ Rđ2 bt 2 + sz = hm+hd = g’ .hm + gđ.hđ = 1,7.1,6 + 1,88.1,2 = 4,976 T/m + sz = hn+hd = k0.( p - g’ . hm) Mặt khac: l/b = 2,2/1,8 = 1,22 ; z/b = hđ/b =1,2/1,8 = 0,67 Þ Tra bang, nội suy ta được k0 = 0,59 Þ sz=hm+hd = 0,59.(46,8 - 1,7.1,6) = 26 T/m2. - Xác định cường độđất nền của lớp đất ởđáy của đệm cát (lớp 2): Sức chịu tải của lớp đất dưới đáy đệm cát được xác định theo công thức Terzaghi cho mong quy ươc: lqư x bqư x hqư = 3,6 x 3,2 x 2,8 m (hmqư = hm + hđ): Rđ2 = 0, 5.A.g .bqu + Bg '.hmqu + C.c Fs A = Ng . ng . mg . ig , B = Nq . nq . mq . iq , C = Nc . nc . mc . ic Với j = 330 Þ Ng= 34,8 ; Nq= 26,1 ; Nc= 38,7 b ng = 1- 0,2. qu  = 1- 0,2. 3,2  q c = 0,82; n = 1; n b = 1+ 0,2. qu  = 1+ 0,2. 3,2 = 1,18 lqu 3,6 lqu 3,6 Þ Rđ2 = 0,5.34,8.0,82.1,88.3,2 + 26,1.1,88(1,6 + 1,2) 3 bt  = 74,4 T/m2 2 Thây: sz = hqu + sz = hqu = 4,976 + 26 = 31 < Rđ2 = 74,4 T/m lý. Þ Như vây nền đất ởlớp 2 đủchịu lực vàkích thước chọn như trên làhợp VII.2 Kiểm tra độbiến dang của nền đât: - Chia nền đất dưới đáy mong thanh các lớp cóphân tốchiều dày hi£ b/4 chọn hi = 0,3 m. Lớp 1 ( lớp đệm cát ) không cókết quảthí nghiệm eodometer vậy ta tính lún sửdụng kết quảxuyên tĩnh ( môdun biến dang E0 = 1600 T/m2). Bang kết quảtính lún cho lớp đất 1: Lớp đất z (m) hi (m) g (T/m3) E0s (T/m2) K0 bt s z (T/m2) gl s z (T/m2) Si (cm) đệm cát 0,0 0,0 1,88 1600 1,00 3,00 30,80 0,000 0,3 0,3 1,88 1600 0,98 3,29 30,18 0,45 0,6 0,3 1,88 1600 0,89 3,57 27,41 0,41 0,9 0,3 1,88 1600 0,70 3,85 21,44 0,32 1,2 0,3 1,88 1600 0,49 4,14 15,09 0,23 Độlún của lớp đệm cat: Sđệm = 1,41 cm. - Đối với lớp 2 tính lún theo kết quảcủa thí nghiệm eodometer vậy ta tính lún sửdung kết quảxuyên tĩnh (môdun biến dạng Eo= 1040 T/m2). Lớp đất z (m) hi (m) g (T/m3) E0s (T/m2) K0 bt s z (T/m2) gl s z (cm) Si (cm) 2 1,6 0,4 1,9 1040 0,453 4,56 13,95 0,43 1,9 0,3 1,9 1040 0,386 4,85 11,89 0,27 2,2 0,3 1,9 1040 0,301 5,13 9,27 0,21 2,5 0,3 1,9 1040 0,236 5,42 7,27 0,17 2,8 0,3 1,9 1040 0,184 5,70 5,67 0,13 3,1 0,3 1,9 1040 0,159 5,99 4,90 0,11 3,4 0,3 1,9 1040 0,132 6,27 4,07 0,09 3,7 0,3 1,9 1040 0,111 6,56 3,42 0,079 4,0 0,3 1,9 1040 0,101 6,84 3,11 0,072 4,3 0,3 1,9 1040 0,092 7,13 2,83 0,065 4,6 0,3 1,9 1040 0,083 7,41 2,56 0,059 4,9 0,3 1,9 1040 0,074 7,70 2,28 0,053 5,2 0,3 1,9 1040 0,064 7,98 1,97 0,045 5,5 0,3 1,9 1040 0,057 8,27 1,76 0,041 5,8 0,3 1,9 1040 0,053 8,55 1,63 0,038 6,1 0,3 1,9 1040 0,048 8,84 1,48 0,034 6,4 0,3 1,9 1040 0,044 9,12 1,36 0,031 6,7 0,3 1,9 1040 0,040 9,41 1,23 0,028 7,0 0,3 1,9 1040 0,036 9,69 1,11 0,026 7,3 0,3 1,9 1040 0,032 9,98 0,99 0,023 7,5 0,2 1,9 1040 0.029 10,17 0,89 0,014 Độlún lớp 2: S2 = 2,083 cm Tông độlún S = S1+ S2 = 1,41 + 2,08 = 3,49 cm. Kết luận : Tổng độlún S = S1+S2 = 3,49 cm < Sgh= 8 cm Þ Vậy mong thoã mãn điều kiện lún tuyệt đôi. VIII. Kiểm tra chiều cao mong: - Với giảthiết mong cứng coi móng làm việc tương tựnhư một bản conson ngàm tại tiết diện mép côt. VIII.1 Kiểm tra cương độtrên tiết diện nghiêng: - Cột đâm thung móng theo hình tháp nghiêng vềcác phía góc 450, gần đúng coi cột đâm thủng mong theo một cột xiên góc 450 vềphía p0max . Điều kiện chống đâm thủng không kểanh hương của thép ngang vàkhông cócốt xiên, đai. Pđt £ Pcđt - Pcđt = 0,75 . Rk . h0 .btb = 0,75.88.0,57.0,9 = 32,73 T - Chọn chiều dày lớp bảo vệa = 3 cm. Vậy ta có: h0 = h - a = 0,6 - 0.03 = 0,57 m Ta có: bc + 2.h0 = 0,3 + 2.0,57 = 1,44 m < b = 1,8 m Vậy btb = bc + h0 = 0,3 + 0,57 = 0,87 m - Tính Pđt ( hợp lực phản lực của đất trong phạm vi gach cheo): max p pđt =  dt 0 .ldt . b » po + p0 t 2 l dt .b  , Trong đó: lđt = l - a c 2 - h 0 = 2,2 - 0,4 - 0,57 = 0,33 m 0 2  450 p pot =  0 min o + (pmax - pmin ). l - l dt l  t P 0 lđt max P 0 1800 Pđt = 27,58 + (44,08 - 27,58) 2,2 - 0,33 2,2 = 41,6 T/m2 đt Þ p = 41,23 + 46,8  0,33.1,8 = 26,14 T  2200 2 pđt = 26,14 T< Pcđt = 32,73 T Þ Đảm bảo điều kiện chống đâm thủng. VIII.2 Tính toán cương độtrên tiết diện thăng đưng - tính toán cốt thep. Tính toán cường độtrên tiết diện thăng góc tại vị trí cóMômen lơn. -Tính cốt thép theo phương cạnh dài l: Mômen tại mép cột Mng = Mmax M = l p0 ng ng + po max . 2 l 2 M ng .b hoă 2 l p0 ng = ng + 2.p 3  o max . l 2 ng .b 2 + p = pmin + (p max + pmin ). (l - l ng ) 0 ng 0 0 0 l = 27,58 + (44,08 - 27,58) 2,2 - 0,9 1800 2,2 Þ M l = 37,3 T/m2. 2 = 37,3 + 44,08 . 0,9  .1,8  P bng=0,7 2200 tb 0 ng 2 2 = 29,67 T.m + Cốt thép yêu câu: l ng  29,67 2 M Fa = 0,9.R a .h 0 = 0,9.28000.0,57 = 20,7cm max P ng 0 Chọn 13f14 a = 170 -Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn b: + Mômen tại mép cột b 2  0,752 P0 lng=0,9 M b p = tb ng 0 ng l Þ 2 b = 35,83 M 2 2,2 = 22,17T.m M ng + Cốt thép yêu câu: b ng  22,17 2 Fa = 0,9.R a .h 0 = 0,9.28000.0,57 = 15,43cm Chọn 14f12 a = 130 C.Tính toán mong3: IV.Chọn chiều sâu chôn mong: hm : Tính từmặt đất tới đáy mong (không kểlớp bê tông lót ). Ơ đây ta chọn hm = 1,6 m V.Chọn kích thước đáy mong, chiều cao mong, đặc trưng đệm cat: - Kýhiệu mong đơn dưới cột C3, làM3. - Chọn kích thước mong: + M3= b x h = 1,4 x 0,3 (m) * Đặc trưng đệm cát : + Góc mởđệm a = 300-450 , chọn a = 300 vàgóc mởb = 450 + Chiều cao đệm cát hđ = 1,2 m ( bỏhết lớp 1- xem hình ve). + Tính chất cơ học của lớp đệm cat: qc= 800T/m2 (tra bang 2-phụlục bài giang Nền vàMong của T.s Nguyễn Đình Tiên) có: jtt ³ 300 (ởđây chọn jtt= 300. 1600 E0 = a.qc = 2.800 = 1600 T/m2 ( chọn a = 2 đối với cát vừa chặt vừa). Ôg n (1 + W ) e0 = 0,67 Þ g =  e0 + 1 = 1,88 T/m3 30 VI. Ap lực dưới đáy mong: a = 30  1200 b = 45 - Giảthiết móng cứng, bỏqua anh hưởng của mong bên canh (vì bước cột > 2b dựkiên) vàbỏqua Qo ( vì Q0 nhỏvàhm đủsâu). - Ap lực tính toán dưới mong: p » N0 + g F tb .hm = 35 + 2. 1,6 = 28,2 T/m2 1,4 M pmax = p + W = 28,2 + 7,8.6 1,42 = 52 T/m2 pmin = p - M = 28,2 - W 7,8.6 1,42 = 4,3 T/m2 N0 M0 - Ap lực gây lún pgl:  Pmin  Pmax pgl ≈ p 1,15  - g '.hm = 28,2 1,15 - 1,7.1,6 = 21,8 T/m2 - Ap lực không kểbản thân móng vàlớp đất phủlâp: 0min p = 27,58 T/m2 0 p = 35,83 T/m2 VII. Kiểm tra kích thước đáy mong: VII.1 Kiểm tra sức chịu tải của nên: * Tại đáy móng: Điều kiện kiểm tra: p ≤ Rđ pmax ≤ 1,2 Rđ Trong đóp đãtính trong bước VI vàsức chịu tải của nền tính gần đung 0, 5.A.g .b + Bg '.hm + C.c theo công thức Terzaghi: Rđ= F s A = Ng . ng . mg . ig , B = Nq . nq . mq . iq , C = Nc . nc . mc . ic - Với jđệm cát= 330 Þ Ng= 34,8 ; Nq= 26,1 ; Nc= 38,7 (tra bang phụlục trang 21, bài giang Nền vàMong-T.s Nguyễn Đình Tiên). b ng = 1- 0,2. l  = 1- 0,2. 1,4 1 b = 0,72 ; nq= 1+ 0,3. l  = 1+ 0,3. 1,4 1  =1,42. - Các hệsốmi, ii = 1. Thay vào ta có: Rđ= 0,5.34,8.0,72.1,88.1,4 + 26,1.1,7.1,6 3  = 28,7 T/m2 đ Vây: p < R ( 28,2 T/m2 Þ Đệm cát đủsức chịu tai. Tại đáy lớp đệm cát : < 28,7 T/m2 ). 1600 Nếu lớp đất dưới đáy đệm yếu hơn lớp đệm cát thì cần phải kiểm tra cường độđất nền tại đáy đệm ( bềmặt lớp đất yếu hơn). Khi đóta thay móng băng khối mong quy ươc. 1800 30  a = 30  1200 b = 45 3200 ĐÔ AN NÊN MONG (PHÂN MONG COC ĐAI THÂP ) * * * I.Sốliệu công trình: (nhàcông nghiêp) * Cột (toàn khối hoặc lắp ghep) Tiết diện cột : lc x bc = 600 x 400 (mm x mm). Cao trình cầu truc: 6,5 m Cao trình đỉnh côt: 9,0 m * Tải trọng tính toan: Tải trong đứng tại đỉnh cột Pa= 270 KN Tải trong ngang đỉnh cột vàgióPg= 29,4 KN Lực hãm cầu trục ngang Tc1= 2,4 KN Lực hãm cầu trục dọc Tc1= 2,0 KN Tải trong cầu trục Pc= 310 KN * Nền đât: Cao trình mặt đất tựnhiên: +0,00 m Bềdày mặt đất phủmóng khoang: Lớp đất Sốhiệu Độdày (m) 1 36 3,6 2 47 4,0 3 6 1 4 14 ∞ II.Yêu câu: - Xác định tổhợp tải trong cơ bản tác dung lên mong: N0, M0, Q0. - Phân loại đât, trang thái đât. - Đềxuất hai phương án móng cọc đài thấp vàthiết kếmột phương an. - Bản vẽcókích thước 297x 840 (đóng cùng vào lýthuyêt), trên đóthể hiên: + Cao trình cơ bản của mong cọc đãthiết kếvàlát cắt địa chất (tỉ lệ từ1:50 đến 1:100) . + Các chi tiết cọc (tỷlê 1:20 đến 1:15) + Các chi tiết đài ( tỷlệ1:50 đến 1:30) . + Bang thông kê vật liệu cho đài vàcoc. + Các ghi chúcần thiêt. Ghi chú: Đồán này phải giáo viên thông qua ít nhất một lần I.Tài liệu thiết kế: I.1. Tài liệu công trình: - Nhàcông nghiệp một tâng, một nhịp cócầu truc. Tải trong tác dung theo phương dọc nhỏnên gần đúng coi sơ đồtính làkhung ngang phăng, cột làcột công xôn. + Tiết diện cột lc x bc = 600 x 400 (mm). + Cao trình đỉnh cột 9 m, cao trình cầu trục 6,5 m - Đặc điểm kết câu: Kết cấu nhàkhung ngang BTCT một tâng cócầu truc, thi công toàn khôi. - Sốhiệu tải trong: + Tải trong đứng tại đỉnh cột (Tải trong thương xuyên) Pa= 270 kN. + Tải trong ngang tại đỉnh cột vàgióPg= 29,4 kN. + Lực hãm tại cầu trục ngang Tc1= 2,4 kN. + Lực hãm cầu trục dọc Tc2=2,0 kN. + Tải trong cầu trục Pc=310 kN. - Tải trong tính toán dưới chân côt: N tt 0 = Pa + Pc + 1,1.G = 270 + 310 + 1,1.0,4.0,6.8,5.25 = 582,2KN = 58,2T M tt OY = (9.Pg + Tc1 .6,5 + Pc l c )0,9 = (9.29,4 + 2,4.6,5 + 310.0,6)0,9 = 377,622kN.m = 37,76Tm Q tt OX = Pg + Tc1 = 29,4 + 2,4 = 31,8kN = 3,18T y = M 0 N - Độlêch tâm e y tt 0 = 37,76 = 0,59m 63,94 I.2. Tài liệu địa chât: - Phương pháp khảo sát: Khoan, kết hợp xuyên tĩnh (CPT) vàxuyên tiêu chuẩn (SPT). - Khu vực xây dưng, nền đất gồm 4 lớp cóchiều dày hầu như không đôi. Lơp1: sốhiệu 36 dày a = 3,6 m Lơp2: sốhiệu 47 dày b = 4,0 m Lơp3: sốhiệu 6 dày c = 1,0 m Lơp4: sốhiệu 14 dày ¥ Lơp1: Sốhiệu 36, bềdày a = 3,6 m các chỉ tiêu cơ lýnhư sau: W % Wnh % Wd % g T/m 3 Ô j đô C Kg/cm2 Kết quảthí nghiệm nén ép e ứnh vớiP(kpa) qc (Mpa) N 50 100 150 200 46,6 40,5 20,0 1,70 2,71 0,14 1 Từđóta có: - Hệsốrỗng tựnhiên: e0 = Ô.g n (1 + W ) g - 1 = 2,71.1(1 + 0,466) 1,8 - 1 =1,337 - Chỉ sốdẻo A= 40,5%-20%= 20,5% > 17% Þ đất thuộc đất se Độsệt B= W - Wd = A 46,6 - 20 = 1,3 >1,00 Þ trang thái sệt( hay nhão) 20,5 Cung các đặc trưng kháng xuyên tĩnh qc= 0,14 Mpa = 14 T/ m2 vàđă trưng xuyên tiêu chuẩn N60= 1 Þ Mô đun nén ep: E0s= a . qc= 8 . 14 = 112 T/m3 ( cóýnghĩa làmôđun biến dang trong thí nghiệm không nởngang), sét rắn nhão a= 3 ¸ 8 Lơp2: Sốhiệu 47, bềdày b = 4,0 m cócác chỉ tiêu cơ lýnhư sau: W % Wnh % Wd % g T/m3 Ô j độ C Kg/cm2 Kết quảthí nghiệm nén ép e ưnh vơiP(kpa) qc (Mp a) N 50 100 150 200 42,5 46,1 28,2 1,74 2,68 5050 0,1 1,148 1,110 1,080 1,060 0,25 3 Từđóta có: - Hệsốrỗng tựnhiên: e0 = Ô.g n (1 + W ) g  - 1 = 2,68.1(1 + 0,425) 1,74  - 1= 0,606 - Chỉ sốdẻo A= 46,1%-28,2%= 17,9% > 17% Þ đất thuộc đất se Độsệt B= W - Wd = A 42,5 - 28,2 = 0,8 >0,75; B<1 Þ trang thái dẻo sê 17,9 Cung các đặc trưng kháng xuyên tĩnh qc= 0,25 Mpa = 25 T/ m2 vàđă trưng xuyên tiêu chuẩn N60= 3 Þ Mô đun nén ep: E0s= a . qc= 7 . 25 = 175 T/m3 ( cóýnghĩa làmôđun biến dang trong thí nghiệm không nởngang), sét rắn nhão a= 5-8 Lớp3: Sốhiệu 6, bềdày c = 1m cócác chỉ tiêu cơ lýnhư sau: Trong đất các cỡhạt d(mm) chiếm (%) W % Ô qe MPe 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 <0,02 7,5 7 30 35 15,5 5 0 19,5 2,64 3,8 9 - Lượng hạt cócỡ> 0,1 mm chiếm 7,5+7+30+35=79,5%>75% Þ Đất cát nhỏ. - Cóqc = 3,8 Mpa = 380 T/m2 ( tra bang trang 2- phụlục bài giang Nền vàMong T.S Nguyễn Đình Tiên) đất ởtrang thái chặt vừa ( 40 <qc< 120 kG/cm2 ), gần phía xốp Þ e0 » 0,64, a = 2. e0 = Ô.g n (1 + W ) g  - 1 Þ e0 = Ô.W 2,64.1.(1 + 0,195) 1,98 2,64.0,195  = 0,59 e - Độbão hoàG = e0 = = 0 gần bão hoà.  0,59 = 0,87>0,8 Þ Đất cát nhỏxôp, - Môđun nén ép E0 = a . qc= 2. 380= 760 T/m2 Lơp4: Sốhiệu 14, bềdày d = ¥ m cócác chỉ tiêu cơ lýnhư sau: Trong đất các cỡhạt d(mm) chiếm (%) W % Ô qe MP 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 17,5 28 25,5 12 8 9 16,8 2,64 9,0 25 e - Lượng hạt cócỡ> 0,25 mm chiếm 17,5+28+25,5=71%>50% Þ Đất cát vưa. - Cóqc = 9,0 Mpa = 900 T/m2 ( tra bang trang 2- phụlục bài giang Nền vàMong T.S Nguyễn Đình Tiên) đất ởtrang thái chặt vừa ( 40 <qc< 120 kG/cm2 ), gần phía xốp Þ e0 » 0,64, a = 2. e0 = Ô.g n (1 + W ) g - 1 Þ e0 = Ô.W 2, 64.1(1 + 0,18) 1, 9 2,64.0,168 - 1 = 0,64 e - Độbão hoàG = e0 = = 0  0,64 = 0,693 có0.5< 0,693 <0,8 Þ Đất cát vừa chặt vưa, gần bão hoà. - Môđun nén ép E0 = a . qc= 2. 900 = 1800 T/m2 I.3. Tiêu chuẩn xây dưng: - Độlún cho phép Sgh= 8 cm. - Chênh lún tương đối cho phe II. Đềxuất phương an: ÔS gh = 0,3% L - Công trình cótải khálơn, đặc biệt lênh tâm lơn. - Khu vực xây dưng biệt lâp, băng phăng. - Đất nền gồm 4 lớp trên. - Nước ngầm không xuất hiện trong phạm vi khảo sat. * Chọn giải pháp móng cọc đài thâp: Dung cột bê tông cốt thép đúc săn, đài đặt ởlớp 1. Mũi cọc hạsâu xuống lớp 4 khoảng 2,4m (tức cọc dài khoang 10 m) III. Phương án thi công vàvật liệu mong coc: - Phương pháp thi công: cọc dúc sẵn hạbăng phương pháp đóng buông, dùng búa thuỷlưc. Đài coc : T/m2. + Bê tông: 250# cóRn = 1100 T/m2 , Rk=88T/m2. + Cốt thep: Thép chịu lực trong đài làthép loại AII cóRa=28000 + Lớp lót đai: bê tông nghèo 100# dày 10cm. + Đài liên kết ngàm với cột vàcọc (xem bản ve). Thép của cọc neo trong đài³ 20d (ởđây chọn 40 cm) vàđầu cọc trong đài 10 cm. + Bê tông: 300# đ Rn = 1300 T/m2 + Cốt thep: thép chịu lực - AII, đai - AI + Các chi tiết cấu tạo xem bản vẽ. IV. Chiều sâu đáy đài Hmđ : Chọn hm= 1,5 m > hmin (Tuỳthuộc vào độlớn lực ngang Q0). Tính hmin chiều sâu chôn móng yêu cầu nhỏnhât: ⎛ j ⎞ h min = 0,7.tg⎜ 450 - ⎟. ⎝ 2 ⎠ SH g ' .b Q: Tông lực ngang Q = Pg+ Tc1 = 2,94 + 0,24 = 3,18 T g: dung trọng tựnhiên của lớp đất đặt đài g = 1,7 T/m3 b: bềrông đài chọn sơ bộb = 1,8 m j: góc ma sát trong j = 405 Thay số=> hmin= 0,93 m; do yêu cầu kiến trúc chọn hm= 1,5 > hmin=0,93 m => Với độsâu đáy đài lơn, lực Q nhỏ, trong tính toán gần đúng coi như bỏqua tải trọng ngang. V. Chọn các đặc trưng của mong coc: V.1.Coc: - Tiết diện cọc 30 x 30 (cm) . Thép dọc chịu lực 4f16 AII - Chiều dài coc: lc=11 - 1,5 + 0,4 + 0,1 = 10 m Cọc được chia thanh 2 đoạn dài 5m. Nối băng hàn bang mã(cóthểchếtạo 1 đoạn nếu cóđiều kiên). Từđóta có: V.1.1.Sức chịu tải của cọc theo vật liêu: 1-a.Sức chịu tải của cọc theo vật liêu: PVL= m.j.(RbFb+RaFa) Trong đó: m : hệsốđiều kiện làm việc phụthuộc loại cọc vàsốlượng cọc trong móng, j hệsốuốn doc. m = 1,j = 1. Fa : Diện tích cốt thep, 4f16 Fa= 8,04 cm2 Fb : Diện tích phần bê tông: Fb= Fc- Fa= 0,3.0,3 - 8,04 .10-4 = 889,96.10-4 m2. => PVL= 1.1.(1300.889,96.10-4 + 2,8.104.8,04.10-4) = 144 T. 1-b.Sức chịu tải của cọc theo đất nên: - Xác định theo kết quảcủa thí nghiệm trong phòng (phương pháp thông kê). Pgh= Qs+ Qc Pgh Pđ = Fs Qs : ma sát giữa cọc vàđất xung quanh cọc n Qs = uơ m fi .ti .h i i=1 Qc : Lực khang mũi coc. Qc= mR.R.F Trong đó: mR , mj - Hệsốđiều kiện làm việc của đất với cọc vuông, hạ băng búa diezen nên mR = mfi = 1 F = 0,3.0,3 = 0,09 m2 U = 0,3.4 = 1,2 m (Chu vi coc). R: Sức khang giới hạn của đất ởmũi coc. Với Hm= 11 m, mũi cọc đặt ởlớp cát chăt, vừa tra bang được R = 4080 kPa = 408 T/m2. ti : lực ma sát trung bình của lớp đất thứi quanh mặt cọc Chia đất thanh các lớp đất đồng nhât, chiều dày mỗi lớp £ 2 m như hình vẽ. Ta lập bang tra được ti (theo giátrị độsâu trung bình của mỗi lớp vàloại đât, trang thái đât). Lớp đất Loại đất hi m li m ti T/m2 ti.hi 36 Đất set, sệt B = 0,09 Bỏqua 47 Đất set, dẻo sệt B = 0,8 6 Đất cát nho,xốp 14 Cát hạt vưa, chặt vừa 1,2 8,8 6,0 7,2 14 Cát hạt vưa, chặt vừa 1,2 10 6,2 7,44 pgh = [1,2(7,2 + 7,44) + 408.0,3.0,3] = 54,29T => Pđ Pgh = Fs = 54,29 = 38,79T 1,4 - Theo kết quảthí nghiệm xuyên tĩnh CPT: Pgh Q Q Q + Q Pđ = = c + s hay Pđ = c s Fs Trong đó: 2 ¸ 3 1,5 ¸ 2 2 ¸ 3 + Qc= k. qcm.F : Sức cản pháhoại của đất ởmũi coc. k - hệsốphụthuộc loại đất vàloại cọc (Tra bang trang 23 - phụlục bài giang Nền vàMong - TS Nguyễn Đình Tiên). Cók = 0,5. => Qc = 0,5.900.0,3.0,3 = 40,5 T. q ci + Qc = US ai .h i : Sức kháng ma sát của đất ởthanh coc. => Q a3 = 100, h3 = 2,4 m ; qc3 = 900 T/m2 (bỏqua lớp 1,2) = 1,2⎜ 900 .2,4 ⎟ = 25,92T ⎛ ⎞ s ⎝ 100 ⎠ Vâ P = 40,5 + 25,92 = 33,2T đ 2 2 - Theo kết quảthí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT: P = Qc + Qs 2 ¸ 3 + Qc = m.Nm.Fc sức khang pháhoại của đất ởmũi cọc (Nm - SốSPT của lớp đất tại mũi coc). + Qc = n.N.U.lc : sức kháng ma sát của đất ởthanh cọc hoặc n Qs =