Tổng hợp bài tập nền móng chương 1,2 | Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM

Đai học Bách Khoa Tp.HCM
Bộ môn Địa cơ Nền Móng
Bài tập Nền Móng Chương 1&2
Bài 1: Cho bảng thống kê trọng lượng riêng tự nhiên γ của lớp đất sét như bên dưới. Xác định giá t trị tiêu chuẩn tc
γ và giá trị tính toán theo TTGH I tt γ và TTGH II tc γ . t tI tII Số hiệu γ γ t t - γtb (γt - γtb)2 STT mẫu (kN/m3) (kN/m3) (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 = tc
Giá trị tiêu chuẩn γ = (kN/m3) t
Giá trị tính toán tt γ : t - Theo TTGH I: - Theo TTGH II:
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 tc
R (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) Bài tập Nền Móng
1 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Đai học Bách Khoa Tp.HCM
Bộ môn Địa cơ Nền Móng
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 tt N =500kN, tt M =15kNm, tt H =10kN, tt M = tt H
= 0 , chiều cao móng h=0.5m. Đất nền bên dưới đáy móng y x x y
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. ( tc 2 tc 2 tc 2 p
= 129 kN / m ; p
= 112 kN / m ; p
= 121 kN / m ; thỏa) max min tb
Bài 3: Cho một móng đơn có kích thước b× l tt
= 2.0m×3.0m chịu tải lệch tâm một phương N tt N =600kN, tt M =45kN.m, tt H =40kN, tt tt M y x H y x m 5 tt M = tt H
= 0 , chiều sâu đặt móng D 1. x y f h
=1.5m. Đất nền trên MNN có trọng lượng h 0 450 MNN riêng γ a
t=18kN/m3 và dưới MNN γsat= 1.0
19kN/m3; góc ma sát trong của đất ϕ′ = 200 1m
(A=0.515, B=3.059, D=5.657); lực dính c= 0.774 1m
10kN/m2. Mực nước ngầm (MNN) nằm tại đ 0.428
áy móng, cho trọng lượng riêng của nước 1m γ × 0.247
w=10kN/m3. Kích thước cột bc hc = 1m
20cm×30cm. Bê tông móng B20 có Rb= Hệ số phân bố 0.153 11.5MPa, R áp lực gây lún K
bt= 0.9MPa. Thép trong móng 0 1m
AII có Rs= 280MPa. Cho các hệ số m1=m2= 0.104
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 0 dưới đáy móng. bc +2h b cb (Rtc=148.4kN/m2; 2
ptc = 120 kN / m h tb c tc 2 tc 2 p
= 138.8 kN / m ; p = 101.1 kN / m max min thỏa) 10cm hc+2h0 l-hc-2h0 l-hc-2h0
2. Cho hệ số phân bố áp lực theo độ sâu tại 2 2 tâm đáy móng (K l
0 =σgl / pgl) như hình
vẽ. Đất nền cố kết thường có hệ số nén hình Bài 4
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 M
10cm như trên mặt bằng móng; diện tích cốt thép tính gần đúng theo công thức A = . s 9 . 0 R h s 0
(thép theo phương cạnh dài 14∅12@135; cạnh ngắn 15∅12@200 (thép cấu tạo)) Bài tập Nền Móng
2 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Đai học Bách Khoa Tp.HCM
Bộ môn Địa cơ Nền Móng
Bài 4: Cho một móng đơn có kích thước b× l chịu tải lệch tâm một phương tt N =600kN, tt M = 30kN.m, y tt H =40kN, tt M = tt H
= 0 , chiều sâu đặt móng x x y 0.5m MNN N tt
Df=1.5m. Đất nền trên MNN có trọng lượng riêng γ D tt tt
t=18kN/m3 và dưới MNN γsat=20kN/m3, góc ma sát f H M x y
trong của đất ϕ′=250 (A=0.78, B=4.12, D=6.68; h N h
c=20.72, Nq=10.66, Nγ=10.88 ), lực dính c′= a
5kN/m2. Mực nước ngầm (MNN) nằm cách mặt đất
0.5m, cho trọng lượng riêng của nước γ y w=10kN/m3.
Kích thước cột b ×
c 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 tc m
=1. Chọn chiều cao móng h=0.6m và b x 1 = m2 = K b
a=7cm; trọng lượng riêng trung bình của bêtông và đất c nền trên đáy móng γ hc
tb=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 l
móng thỏa điều kiện ổn định. (2.2m × 2.4m hoặc 2.2m × 2.5m) hình Bài 4
ng với kích thước móng trong Câu 1, xác định: q
2. Hệ số an toàn FS cho cường độ của đất nền dưới đáy móng. Cho ult FS = và giả thiết đất tt pmax
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 FS = F F
và bỏ qua áp lực chủ động và chongtruot gaytruot 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 tt p net
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 M công thức A = . s 9 . 0 R h s 0
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: tt N = 300kN; tt M = 15kN.m; tt H = 10kN tt N = 400kN; tt M = 20kN.m; tt H = 20kN 1 1 1 2 2 2
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: h × c bc = 20cm×20cm. Bài tập Nền Móng
3 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Đai học Bách Khoa Tp.HCM
Bộ môn Địa cơ Nền Móng tt tt N N 1 2 MNN tt 2 1 M tt M 1 tt 2 H tt D 1 H f 2 h2 Dầm giằng h2 2 1 l1 l2 hc b1 bc b2 M1 M2 L hình Bài 5
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 c ng và giả thiết áp lực c a 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 c ng và áp lực c a 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: Bài tập Nền Móng
4 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Đai học Bách Khoa Tp.HCM
Bộ môn Địa cơ Nền Móng tt tt N N 1 2 tt tt M bb tt M H 1 2 tt H 1 2 h hb ha b L h
ực tác dụng tại các chân cột như sau: c Ntt = 600kN Ntt = 750kN 1 2 b bc M tt = 40kN m . M tt = 65kN m . 1 2 H tt = 50kN H tt = 60kN 1 2
Kích thước các cột: hc=30cm; bc=20cm L=5m hình Bài 6
1. Giá trị tổng hợp lực tt N , tt M , tt
H 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. tt N tt N 1 2 bb=0.4m tt M tt 1 M2 1.5m h=0.8m M h I-I b ha b hc
Lực tác dụng tại các chân cột như sau: bc b Ntt = 850kN Ntt = 730kN 1 2 M tt = 75kN m . M tt = 60kN m . 1 2
Kích thước các cột: hc=30cm; bc=25cm 1m 5m hình Bài 7
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 tt N , tt M , tt
H tại trọng tâm đáy móng.
2. Bề rộng móng b nhỏ nhất (m) để thỏa điều kiện ổn định của nền đất.
ng với bề rộng móng b(m) từ Câu 2, xác định: Bài tập Nền Móng
5 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Đai học Bách Khoa Tp.HCM
Bộ môn Địa cơ Nền Móng
3. Hệ số an toàn cường độ tt FS = q p . ult max
4. Momen trên 1m dài (kN.m/m) tại ngàm I-I của bản móng do phản lực tính toán ròng tt p max(net )
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. 1.5m 5m 4m 4m 6m 1.5m tt N tt N tt N tt N tt N 1 2 3 4 5 tt tt tt tt tt tt M tt M tt M tt M M 1 H 2 H 3 H 4 H 5 tt H 1 2 3 4 5 2m MNN N tt = 460kN N tt = 560kN N tt = 520kN N tt = 630kN N tt = 540kN 1 2 3 4 5 M tt = 45kN m . M tt = 50kN m . M tt = 40kN m . M tt = 55kN m . M tt = 60kN m . 1 2 3 4 5 H tt = 40kN H tt = 50kN H tt = 45kN H tt = 40kN H tt = 55kN 1 2 3 4 5 hình Bài 8
1. Xác định bề rộng móng b(m) nhỏ nhất để nền đất dưới đáy móng thỏa điều kiện ổn định ( tc tc tc tc tc p ). ( 2 ptc = 3 . 118 kN / m , 2 ptc = 5 . 112 kN / m , 2 ptc = . 115 4 kN / m , max ≤ 2 . 1 R , pmin ≥ , 0 p ≤ R tb max min tb 2 Rtc = 5 . 120
kN / m , b = 1.5m)
ng với bề rộng móng b(m) từ Câu 1, xác định:
2. Hệ số an toàn cường độ tt FS = q p . (FS = 2, q ptt = 129 5 . kN / m ) ult max ult = 259.2 kN/m2, 2 max
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 Bài tập Nền Móng
6 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa Đai học Bách Khoa Tp.HCM
Bộ môn Địa cơ Nền Móng
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 2 3 4 4m 5 6 7 8 y tt M tt x My O x 9 10 11 12 5m 6m 13 14 15 16 4m 4 6m m hình Bài 2
1. Xác định tổng hợp lực và momen tc N , tc M , tc
M tại trọng tâm đáy móng x y
2. Kiểm tra điều kiện ổn định của nền đất dưới đáy móng Bài tập Nền Móng
7 CBGD: TS. Lê Trọng Nghĩa