Bài tập Nền Móng Chương 1 & 2

Đai học Bách Khoa Tp.HCM Bộ môn Địa cơ Nền Móng Bài tập Nền Móng 1 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Bài tập Nền Móng Chương 1&2 Bài 1: Cho bảng thống kê trọng lượng riêng tự nhiên tγ của lớp đất sét như bên dưới. Xác định giá trị tiêu chuẩn tctγ và giá trị tính toán theo TTGH I tttIγ và TTGH II tctIIγ . Bài 2: Một móng đơn hình chữ nhật có kích thước 2.0m×2.5m, độ sâu chôn móng 2m, trên nền đất có các thông số sau: trọng lượng riêng trên mực nước ngầm (MNN) γt =18.0kN/m3, trọng lượng riêng dưới MNN γsat=19.0kN/m3; góc ma sát trong của đất ϕ =160 (A=0.3577, B=2.4307, D=4.9894); lực dính c=12kN/m2. Cho trọng lượng riêng của nước γw=10kN/m3 và m1=m2=Ktc=1. 1. Xác định sức chịu tải tcR (kN/m2) của đất nền dưới đáy móng trong các trường hợp sau: a. Mực nước ngầm (MNN) ở độ sâu 1m. (131.9 kN/m2) STT Số hiệu mẫu γt (kN/m3) γt - γtb (kN/m3) (γt - γtb)2 (kN/m3)2 Ghi chú 1 1-7 14.60 2 1-9 15.01 3 1-11 15.32 4 2-9 14.75 5 2-11 15.14 6 3-7 15.05 7 3-9 15.09 8 3-11 15.44 9 3-13 15.45 Tổng γtb = (kN/m3) σ = v = [v] = ν×σCM = Giá trị tiêu chuẩn tctγ = (kN/m3) Giá trị tính toán tttγ : - Theo TTGH I: - Theo TTGH II: Đai học Bách Khoa Tp.HCM Bộ môn Địa cơ Nền Móng Bài tập Nền Móng 2 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa b. MNN ở độ sâu 2m. (153.8 kN/m2) c. MNN ở độ sâu 3m. (156.2 kN/m2) 2. Trong trường hợp MNN ở độ sâu 1m, móng trên chịu tải trọng như sau ttN =500kN, tt yM =15kNm, tt xH =10kN, 0== tt y tt x HM , chiều cao móng h=0.5m. Đất nền bên dưới đáy móng có thỏa “điều kiện ổn định” không? Cho trọng lượng riêng trung bình của đất và móng trên đáy móng là γtb= 22 kN/m3 và hệ số giảm tải n=1.15. ( 22min 2 max /121=;/112=;/129= mkNpmkNpmkNp tc tb tctc ; thỏa) Bài 3: Cho một móng đơn có kích thước b× l = 2.0m×3.0m chịu tải lệch tâm một phương ttN =600kN, ttyM =45kN.m, tt xH =40kN, 0== tty tt x HM , chiều sâu đặt móng Df =1.5m. Đất nền trên MNN có trọng lượng riêng γt=18kN/m3 và dưới MNN γsat= 19kN/m3; góc ma sát trong của đất ϕ′ = 200 (A=0.515, B=3.059, D=5.657); lực dính c= 10kN/m2. Mực nước ngầm (MNN) nằm tại đáy móng, cho trọng lượng riêng của nước γw=10kN/m3. Kích thước cột bc× hc = 20cm×30cm. Bê tông móng B20 có Rb= 11.5MPa, Rbt= 0.9MPa. Thép trong móng AII có Rs= 280MPa. Cho các hệ số m1=m2= Ktc = 1 và hệ số giảm tải n=1.15. Chọn chiều cao móng h=0.5m và a=7cm; trọng lượng riêng trung bình của bêtông và đất trên đáy móng γtb =22kN/m3. 1. Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới đáy móng. (Rtc=148.4kN/m2; 2/120= mkNptctb 2 min 2 max /1.101=;/8.138= mkNpmkNp tctc thỏa) 2. Cho hệ số phân bố áp lực theo độ sâu tại tâm đáy móng (K0 =σgl / pgl) như hình vẽ. Đất nền cố kết thường có hệ số nén lún Cc=0.2; hệ số rỗng ban đầu e0=1.0. Xác định độ lún ổn định tại tâm đáy móng. (s1 = 5.5cm; s2 = 3.7cm; s3 = 2.1cm;) 3. Kiểm tra xuyên thủng cho móng ứng với mặt tháp xuyên bất lợi nhất (phần đáy móng được gạch chéo). (Pxt = 211.5 kN; Pcx = 182.9 kN; không thỏa ⇒ tăng h= 0.6m; Pxt = 191.3 kN; Pcx = 261.1 kN; thỏa ) 4. Tính toán và bố trí cốt thép (số thanh và khoảng cách) theo 2 phương móng. Cho thép chịu lực trong móng là ∅12 (as = 1.131cm2); khoảng cách từ thanh thép ngoài cùng đến mép móng là 10cm như trên mặt bằng móng; diện tích cốt thép tính gần đúng theo công thức 09.0 hR MA s s = . (thép theo phương cạnh dài 14∅12@135; cạnh ngắn 15∅12@200 (thép cấu tạo)) l b h a hc+2h0 l-hc-2h0 2 l-hc-2h0 2 b c +2 h 0 hc bc h0 tt xH tt yM N tt 450 MNN 1.0 0.774 0.428 0.247 0.153 0.104 Hệ số phân bố áp lực gây lún K0 1. 5m 1m 1m 1m 1m 1m 10cm hình Bài 4 Đai học Bách Khoa Tp.HCM Bộ môn Địa cơ Nền Móng Bài tập Nền Móng 3 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Bài 4: Cho một móng đơn có kích thước b× l chịu tải lệch tâm một phương ttN =600kN, ttyM = 30kN.m, tt xH =40kN, 0== tt y tt x HM , chiều sâu đặt móng Df=1.5m. Đất nền trên MNN có trọng lượng riêng γt=18kN/m3 và dưới MNN γsat=20kN/m3, góc ma sát trong của đất ϕ′=250 (A=0.78, B=4.12, D=6.68; Nc=20.72, Nq=10.66, Nγ=10.88 ), lực dính c′= 5kN/m2. Mực nước ngầm (MNN) nằm cách mặt đất 0.5m, cho trọng lượng riêng của nước γw=10kN/m3. Kích thước cột bc×hc=25cm×30cm. Bê tông móng B20 có Rb=11.5MPa, Rbt=0.9MPa. Thép trong móng AII có Rs= 280MPa. Hệ số vượt tải n=1,15. Cho tcKmm == 21 =1. Chọn chiều cao móng h=0.6m và a=7cm; trọng lượng riêng trung bình của bêtông và đất nền trên đáy móng γtb=22kN/m3. Giả thiết áp lực phân bố của móng lên nền đất là tuyến tính. 1. Xác định kích thước móng b×l để đất nền dưới đáy móng thỏa điều kiện ổn định. (2.2m × 2.4m hoặc 2.2m × 2.5m) Ứng với kích thước móng trong Câu 1, xác định: 2. Hệ số an toàn FS cho cường độ của đất nền dưới đáy móng. Cho ttult p qFS max = và giả thiết đất nền dưới đáy móng phá hoại tổng thể qult= cNc + γ∗×Dƒ×Nq + 0.5γbNγ 3. Hệ số an toàn trượt cho móng. Cho biết gaytruotchongtruot FFFS = và bỏ qua áp lực chủ động và bị động hai bên móng. 4. Áp lực gây lún tại tâm đáy móng. 5. Kiểm tra chiều cao móng h ứng với mặt tháp xuyên bất lợi nhất do phản lực tính toán ròng ttnetp của nền đất dưới đáy móng. 6. Xác định và bố trí cốt thép theo hai phương của móng. Diện tích cốt thép tính gần đúng theo công thức 09.0 hR MA s s = . Bài 5: Một móng có giằng kích thước và chịu tải trọng như hình Bài 5. Chiều sâu đặt móng 2m. Mực nước ngầm (MNN) nằm cách mặt đất -1m. Đất nền sét pha cát: trên MNN có trọng lượng riêng γt =18kN/m3, dưới MNN có trọng lượng riêng γsat =20kN/m3; góc ma sát trong ϕ ′ =250 và lực dính c′ =3kN/m2. Trọng lượng riêng trung bình của đất và bê tông trên đáy móng γtb =22kN/m3. Lực tác dụng lên các cột như sau: ttN1 = 300kN; ttM 1 = 15kN.m; ttH1 = 10kN ttN 2 = 400kN; ttM 2 = 20kN.m; ttH 2 = 20kN Kích thước móng M1: l1= 1.8m, b1= 1.6m, h1= 0.6m ; móng M2: l2= 1.6m, b2= 1.6m, h2= 0.5m Khoảng cách từ trọng tâm 2 cột L= 5m. Kích thước cột: hc×bc = 20cm×20cm. hình Bài 4 l b h a h tt xH tt yM N tt MNN0.5m fD x y hc bc Đai học Bách Khoa Tp.HCM Bộ môn Địa cơ Nền Móng Bài tập Nền Móng 4 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Trường hợp không có dầm giằng: 1. Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới đáy móng M1 và M2. Trường hợp có dầm giằng (60cm×30cm) tuyệt đối cứng và giả thiết áp lực của các móng lên nền đất phân bố đều: 2. Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới đáy móng M1 và M2. 3. Vẽ biểu đồ momen và lực cắt trong giằng móng. Trường hợp có dầm giằng (60cm×30cm) tuyệt đối cứng và áp lực của các móng lên nền đất phân bố tuyến tính: 4. Kiểm tra điều kiện ổn định của đất nền dưới đáy móng M1 và M2. 5. Xác định momen tại mặt cắt 1-1 của dầm giằng móng M1-1(kN.m). 6. Xác định lực cắt Q2-2(kN) tại mặt cắt 2-2 mép cột móng M1. Bài 6: Cho một móng kép có kích thước và chịu tải trọng như hình Bài 6. Chiều sâu đặt móng là 1.6m. Đất nền sét pha cát có trọng lượng riêng là γt =18kN/m3, góc ma sát trong ϕ =160 (A=0.358, B=2.431, D=4.989) và lực dính c =15kN/m2. Mực nước ngầm (MNN) nằm rất sâu. Hệ số vượt tải n=1,15. Cho các hệ số m1=m2=Ktc=1. Kích thước dầm móng h×bb =60cm ×30cm; trọng lượng riêng trung bình của bê tông và đất nền là γtb =22kN/m3. Giả thiết móng tuyệt đối cứng. Xác định: b1 L ttM1 ttM2 ttN2 Df bc b2 l1 l2 h2 h2 M1 M2 hc MNN Dầm giằng ttH1 ttN1 ttH2 1 1 2 2 hình Bài 5 Đai học Bách Khoa Tp.HCM Bộ môn Địa cơ Nền Móng Bài tập Nền Móng 5 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa 1. Giá trị tổng hợp lực ttN , ttM , ttH tại trọng tâm đáy móng. 2. Bề rộng móng b nhỏ nhất (m) để thỏa điều kiện ổn định của nền đất dưới đáy móng. 3. Biểu đồ momen và lực cắt cho dầm móng. Bài 7: Một móng kép có kích thước và chịu tải trọng như hình Bài 7. Chiều sâu đặt móng 1.5m. Đất nền sét pha cát có trọng lượng riêng γt =18kN/m3, góc ma sát trong ϕ =200 (A=0.515, B=3.059, D=5.657) và lực dính c =3kN/m2. Mực nước ngầm (MNN) nằm cách mặt đất 3m. Cho hệ số giảm tải n =1.15 và m1=m2=Ktc =1. Kích thước dầm móng h×bb = 80cm×40cm; trọng lượng riêng trung bình của khối bê tông và đất trên đáy móng γtb =22kN/m3. Giả thiết phản lực nền dưới đáy móng phân bố tuyến tính. Thép móng CI có Rs =225MPa và bê-tông B15 có Rbt = 0.75MPa. Xác định: 1. Giá trị tổng hợp lực ttN , ttM , ttH tại trọng tâm đáy móng. 2. Bề rộng móng b nhỏ nhất (m) để thỏa điều kiện ổn định của nền đất. Ứng với bề rộng móng b(m) từ Câu 2, xác định: b 5m bb=0.4m b h=0.8m hb ha ttM1 ttM2 kNNtt 8501 = mkNMtt .751 = Lực tác dụng tại các chân cột như sau: kNNtt 7302 = mkNMtt .602 = Kích thước các cột: hc=30cm; bc=25cm ttN1 hc 1m bc 1.5m ttN2 b L=5m bb b h hb ha ttN1 ttM1ttH1 ttN2 ttM2 ttH2 kNNtt 6001 = mkNMtt .401 = kNHtt 501 = Lực tác dụng tại các chân cột như sau: kNNtt 7502 = mkNMtt .652 = kNHtt 602 = bc hc Kích thước các cột: hc=30cm; bc=20cm hình Bài 6 hình Bài 7 MI-I Đai học Bách Khoa Tp.HCM Bộ môn Địa cơ Nền Móng Bài tập Nền Móng 6 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa 3. Hệ số an toàn cường độ ttult pqFS max= . 4. Momen trên 1m dài (kN.m/m) tại ngàm I-I của bản móng do phản lực tính toán ròng tt netp )max( 5. Momen và lực cắt bên trái chân cột 1 6. Momen cực đại giữa dầm móng 7. Vẽ biểu đồ momen và lực cắt cho dầm móng. Bài 8: Một móng băng có kích thước L×b và chịu tải trọng như hình Bài 8. Chiều sâu đặt móng 2m. Mực nước ngầm (MNN) nằm tại mặt đáy móng. Nền đất sét pha cát có trọng lượng riêng trên MNN γt=18kN/m3, trọng lượng riêng dưới MNN γsat = 20kN/m3, góc ma sát trong ϕ =180 (A=0.431, B=2.725, D=5.310) và lực dính c=3kN/m2. Cho các hệ số m1=m2=Ktc=1 và hệ số giảm tải n=1.15. Kích thước dầm móng h×bb=80cm×40cm; trọng lượng riêng trung bình của bê tông và đất trên đáy móng là γtb=22kN/m3; trọng lượng riêng của nước γw=10kN/m3. Giả thiết áp lực dưới đáy móng là tuyến tính. 1. Xác định bề rộng móng b(m) nhỏ nhất để nền đất dưới đáy móng thỏa điều kiện ổn định ( tctctb tctctc RppRp ≤≥≤ ,0,2.1 minmax ). ( 2max /3.118= mkNptc , 2min /5.112= mkNptc , 2/4.115= mkNptctb , 2/5.120= mkNRtc , b = 1.5m) Ứng với bề rộng móng b(m) từ Câu 1, xác định: 2. Hệ số an toàn cường độ ttult pqFS max= . (FS = 2, qult = 259.2 kN/m 2, 2max /5.129= mkNp tt ) 3. Áp lực gây lún pgl (kN/m2) tại tâm đáy móng. (pgl = 79.4 kN/m2) BÀI 9: Cho một móng bè có kích thước như hình Bài 9 và lực tác dụng lên các cột như bảng sau: Cột Ntt (kN) Cột Ntt (kN) Cột Ntt (kN) Cột Ntt (kN) 1 150 5 400 9 460 13 210 2 420 6 1000 10 1100 14 520 3 450 7 1050 11 1150 15 550 4 180 8 500 12 550 16 250 Chiều sâu đặt móng 3m. Mực nước ngầm (MNN) nằm cách mặt đất -5m. Đất nền cát pha sét: trên MNN có trọng lượng riêng γt =18kN/m3, dưới MNN có trọng lượng riêng γsat =19.5kN/m3; góc ma sát trong ϕ ′ =260 (A =0.84, B =4.37, D =6.90) và lực dính c′ =1kN/m2. Trọng lượng riêng trung ttM1 ttN1 ttH1 ttM2ttH2 ttN2 ttM3ttH3 ttN3 ttM4ttH4 ttN4 ttM5 ttH5 ttN5 1.5m 5m 4m 4m 6m 1.5m kNNtt 4601 = mkNM tt .451 = kNH tt 401 = kNNtt 5602 = mkNM tt .502 = kNH tt 502 = kNNtt 5203 = mkNM tt .403 = kNH tt 453 = kNNtt 6304 = mkNM tt .554 = kNH tt 404 = kNNtt 5405 = mkNM tt .605 = kNH tt 555 = MNN 2m hình Bài 8 Đai học Bách Khoa Tp.HCM Bộ môn Địa cơ Nền Móng Bài tập Nền Móng 7 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa bình của đất và bê tông trên đáy móng γtb =22kN/m3. Kích thước các cột: hc×bc = 30cm×30cm. Cho m1 = m2 = Ktc = 1 và hệ số giảm tải n =1.15. 1. Xác định tổng hợp lực và momen tcN , tcxM , tc yM tại trọng tâm đáy móng 2. Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất dưới đáy móng 4m 4m 5m 6m 4m O x y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 tt yM 6m tt xM hình Bài 2