chuyên đề nền móng nâng cao kết cấu móng hộp

Là bài tập lớn về nền móng. Trình bày về móng hộp trong nhà cao tầng. Là tiểu luận về môn nền móng được học ở chương trình cao học do thầy Tiến làm giáo viên hướng dẫn.

CHUYÊN ĐỀ NỀN MÓNG NÂNG CAO KẾT CẤU MÓNG HỘP

GVHD : TS Nguyễn Đình Tiến

HVTH : Đặng Văn Toan

Đinh Duy Thịnh Khổng Trường Thành Phùng Quyết Thắng

Nội dung tiểu luận

PHẦN I: TỔNG QUAN

PHẦN II: KẾT CẤU MÓNG HỘP

PHẦN III: KẾT LUẬN

 Móng hộp là kiểu móng không gian có độ cứng, lớn được tạo bởi

hệ tường ngang, dọc và bản đáy bản đỉnh với độ dầy đủ lớn

PHẦN 1: TỔNG QUAN

 Sự làm việc của móng hộp dựa trên nguyên lý cơ bản:

 Nhược điểm:

PHẦN 1: TỔNG QUAN

+ Để đảm bảo độ cứng không gian cho móng hộp, phải hạn chế mở lỗ cửa trên tường, do đó khó áp dụng với công trình yêu cầu không gian lớn, công năng kiến trúc linh hoạt (tầng ngầm bố trí làm siêu thị, gara để xe,…)

+ Yêu cầu địa chất phải tương đối tốt (tuy nhiên có thể khắc phục bằng kết hợp với cọc tạo thành móng liên hợp)

+ Mực nước ngầm thay đổi dễ gây nguy hiểm, không kiểm soát được độ lún khi mực nước ngầm giảm.

 Thực tế áp dụng:

PHẦN 1: TỔNG QUAN

+ Một số công trình trên thế giới đã sử dụng móng hộp như Albion Mill, London (1780); Empress Hotel, Victoria, British Columbia (1912); toà nhà công ty điện thoại Ohio Bell, Cleveland (1925); toà nhà công ty điện thoại Albany, Albany, Newyork (1929), trung Tâm hoạt động Văn – Khoa – Kỹ Thẩm Dương, trung tâm mậu dịch Thành Hương Bắc Kinh, đại lầu Dục Ninh – Thẩm Dương, …

+ Tại việt nam đã có một số công trình sử dụng phương án móng hộp, như một số nhà trong khu vực phố cổ hà nội do pháp xây dựng, hộp móng được sử dụng làm kho hoặc cách ẩm Một số khu nhà biệt thự liền

kề trong dự án Bắc Hà, Hà Đông Hà Nội do công ty contrexim làm chủ đầu tư cũng sử dụng giải pháp móng này…

 Nội dung đề tài:

PHẦN 1: TỔNG QUAN

+ Móng hộp chưa nhận được sự ủng hộ thích đáng trong thiết kế

thực hành ở Việt Nam, cũng như trong các tài liệu nghiên cứu giảng dạy Với mong muốn quảng bá cho loại móng này, chúng tôi tiến

hành đề tài nghiên cứu về “kết cấu móng hộp”.

+ Kết quả đề tài nhằm giới thiệu tóm lược về móng hộp cũng như các phương pháp tính toán móng hộp áp dụng trong thiết kế và thực

hành

PHẦN 2: KẾT CẤU MÓNG HỘP

I CẤU TẠO KẾT CẤU MÓNG HỘP

II TÍNH TOÁN MÓNG HỘP

III VÍ DỤ CÔNG TRÌNH THỰC TẾ

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

'

; 18

1 16

1 '

; 2

1 8

1 '

m H

L H

H H

H – là chiều cao công trình tính từ mặt đất

L – là độ dài của móng hộp không kể phần công xôn nhô ra ngoài tường.

 Khi nhà có nhiều tầng hầm thì không nhất thiết toàn bộ các tầng phải có dạng móng hộp, có thể chỉ là tầng dưới cùng

2 Độ cao của móng hộp (H’):

 Độ cao của móng hộp phải thỏa mãn yêu cầu chịu lực, độ cứng, và độ chôn sâu Thông thường ta chọn độ cao móng hộp tối thiểu như sau:

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

4 Số lượng và bố trí tường ngang tường dọc:

 Tường móng ngoài cùng bố trí men theo chu vi, đồng thời cũng là tường chắn đất của tầng hầm;

 Tường trong thường bố trí theo lưới cột Mật độ của tường dọc và tường ngang cùng phải thỏa mãn một số chỉ tiêu:

- Bình quân độ dài của tường trên mỗi mét vuông móng không ít hơn 0.4m;

- Diện tích mặt cắt tường >10% diện tích đáy móng

- Lượng tường dọc >60% tổng lượng tường và phải có >= 3 tường

- Khoảng cách các tường nên <10m

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

* Bố trí lỗ cửa trong thân tường:

 Hạn chế lỗ mở trên tường

 Diện tích lỗ cửa phải thỏa mãn công thức sau:

4 0

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

Hình 5: Bố trí tường ngang không liên tục

Hình 4: Bố trí thiếu tường ngang

* Một số kiểu bố trí thiếu hợp lý:

Hình 6: Vị trí lỗ cửa giáp tường bên

là không thích hợp Hình 7: Lỗ cửa bố trí cạnh cột

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

5 Kích thước tiết diện và yêu cầu về đặt thép:

- Độ dầy của bản đỉnh tối thiểu phải là 150mm;

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

- Độ dày của bản đáy tối thiểu phải là 250mm, và phải thỏa mãn yêu cầu chống thấm và chịu được lực đẩy nổi khi ngập lụt Phổ biến là chiều dày từ 300mm – 800mm; thường làm từ 350 mm trở lên

5 Kích thước tiết diện và yêu cầu về đặt thép:

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

- Cốt thép bản đỉnh và bản đáy đặt theo tính toán, phải thỏa mãn điều kiện hàm lượng tối thiểu (µmin=0.15%) và khoảng cách không nhỏ hơn 200mm, nên dùng thép AII

5 Kích thước tiết diện và yêu cầu về đặt thép:

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

- Độ dầy thân tường ngoài tối thiểu là 250mm, thân tường trong tối thiểu là 200mm, tùy theo yêu cầu chịu lực có thể dày hơn;

5 Kích thước tiết diện và yêu cầu về đặt thép:

* Độ dày và đặt thép ở thân tường

- Cốt thép thân tường đặt thành 2 lớp theo 2 chiều, khoảng cách giữa các thanh thép tối thiểu là 200mm:

+ Tường ngoài: φdọc ≥ 12mm; φngang ≥ 10mm;

+ Tường trong: φdọc ≥ 10mm; φngang ≥ 10mm;

- Đỉnh và đáy tường đặt 2φ25 cấu tạo chạy suốt nhằm hình thành dầm cao có lợi cho việc chịu uốn tổng thể;

- Mép lỗ cửa cần gia cường lượng cốt thép ≥ 1/2 diện tích cốt thép bị cắt đứt, tối

thiểu ≥ 2φ16 Góc lỗ cửa gia cường tối thiểu 2 cốt chéo φ12 dài ≥ 1,3m

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

- Tăng độ dày thân tường chỗ liên kết để đỡ cột;

5 Kích thước tiết diện và yêu cầu về đặt thép:

* Liên kết cột khung với tường

- Liên cốt cốt chủ của cột với tường: các cột biên hoặc cột có 1 phía là tường thì cốt chủ chạy thẳng xuống bản đáy Nếu móng hộp gồm nhiều tầng hầm, thì cốt chủ chạy xuống 1 tầng hầm

Hình 8: Tường được tăng cường cục bộ

- Các cột khác, cốt chính ở bốn góc nên kéo vào bản đáy, các cốt dọc khác neo vào tường 45d

I Cấu tạo kết cấu móng hộp

5 Kích thước tiết diện và yêu cầu về đặt thép:

* Dải chèn sau:

Hình 10: Thi công dải chèn sau

- Để giảm co ngót của bê tông, cứ 30->40m lại làm dải đổ sau rộng 700~800mm Sử dụng loại bê tông không co ngót có cường độ cao hơn cường độ thiết kế 1 cấp để thi công dải chèn sau

III Tính toán móng hộp

1 Tải trọng tác động:

- Tải trọng công trình phía trên móng

- Phản lực đất ở bản đáy

- Áp lực ngang của đất ở tường ngoài móng hộp

- Áp lực đẩy nổi của nước và tác động địa chấn

III Tính toán móng hộp

2 Nội dung tính toán móng hộp (tiếp):

- Kiểm tra nền:

+ Cường độ đất nền và áp lực đáy móng + Ổn định nền: trượt ngang, trượt tổng thể + Tính biến dạng của nền: lún, lún lệch.

R p

+ Trong vùng đất yếu, tổ hợp tải trọng gồm tĩnh tải + hoạt tải (không

có tải gió):

22 1 /

; 1 1

min max

max

≤

≤

p p

R p

+ Trong vùng đất yếu, tổ hợp tải trọng gồm tĩnh tải + hoạt tải (có tải gió):

5 1 /

; 2 1

min max

max

≤

≤

p p

R p

Độ lệch tâm e ≤B/60

Độ lệch tâm e ≤B/30

tiêu chuẩn thiết kế chống động đất.

- Kiểm tra ổn định của nền:

a) Kiểm tra trượt phẳng

P F

F

kQ ≤ 1 + 2 +

dA f

A F

s A F

a h

1

2 1

Hình 11: sơ đồ kiểm tra trượt ngang của móng

- Tính toán biến dạng của nền:

a) Tính lún: việc tính toán lún không

khác so với móng thông thường Tuy

nhiên trong thực tế, qua tổng hợp

của nhiều kết quả quan trắc lún cho

thấy quan hệ giữa độ lún và bề rộng

móng, có sự sai khác lớn so với

móng có bề rộng thông thường

0,5m-3m

III Tính toán móng hộp

- Tính toán biến dạng của nền:

Vì vậy ở đây chỉ trình bày một phương pháp xác định độ sâu chịu nén lún

của nền Zn theo bề rộng B như sau:

+ Khi B thay đổi trong phạm vi 1-30m, không có ảnh hưởng của tải trọng liền kề thì

độ sâu tính toán lún tại tâm móng xác định theo công thức:

III Tính toán móng hộp

- Tính toán biến dạng của nền:

Với móng chữ nhật có B=10~30m có thể xác định chiều sâu chịu nén lún theo công thức kinh nghiệm sau: Zn = (Z0 + ξB)B

III Tính toán móng hộp

- Tính độ nghiêng:

Độ nghiêng tổng thể của công trình (đặc biệt là nhà cao tầng) là vấn đề rất

quan trọng trong thiết kế chúng Về chủ quan người thiết kế có thể khống chế

một số mặt chủ yếu để giảm khả năng công trình có độ nghiêng:

+ Nghiên cứu hình dáng của móng và kích thước móng làm sao cho tâm đáy móng và trọng tâm của tải trọng đứng tương hợp nhau Độ lệch tâm e không lớn hơn 0,1ρ với ρ =W/F ( W: mô men chống uốn đáy móng, F: diện tích đáy móng) Khi độ lệch tâm (B: bề rộng

móng) thì độ nghiêng tổng thể do lệch tâm gây ra không cần tính

toán

+ Ngoài ra còn phải đảm bảo yêu cầu về độ chôn sâu D =

(1/8-1/12)H và không nhỏ hơn 1/18 L (H: chiều cao nhà; L: chiều dài nhà)

- Nếu giả thiết rằng móng là cứng và phắng đấy thì có thể dùng

phương pháp gần đúng sau đây để tính độ nghiêng của nó (xem hình

vẽ dưới)

III Tính toán móng hộp

y

x

+ Độ nghiêng theo hai trục X,Y sẽ là:

i i y

i i x

y F Fi

x F Fi

θ θ

+ Độ lún tại bất kỳ điểm nào của đáy móng sẽ là:

i y i

x

S' = + θ + θ

III Tính toán móng hộp

Theo công thức thực nghiệm (dựa trên nhiều quan trắc) để tính độ nghiêng là:

5 , 7

III Tính toán móng hộp

4 Tính toán nội lực của móng hộp:

5 Tính toán cấu kiện:

Dựa vào nội lực được phân tích ở trên, tiến hành tính toán cấu kiện theo tiêu chuẩn bê tông cốt thép

- Tính toán và thiết kế cốt thép bản đáy;

- Tính toán và thiết kế cốt thép bản đỉnh ;

- Tính toán và thiết kế cốt thép tường ngăn;

- Tính toán thiết kế cốt thép tường biên;

 Mô hình hóa kết cấu để tính nội lực: dùng phần mềm Etabs

 Kiểm tra áp lực đáy móng

 Dự báo độ lún

 Tính toán và thiết kế móng hộp

 Các bản vẽ chi tiết móng hộp của công trình

VII Kết luận

 Móng hộp là một giải pháp rất kinh tế để thay thể giải pháp móng sâu

 Để sử dụng móng hộp cần một số điều kiện:

- Kiến trúc: có tầng hầm, đặc biệt phải kết hợp được với kiến trúc để

có thể bố trí được tường ngang, tường dọc Có số tầng hầm đủ để tạo thành một hệ móng đủ cứng

- Địa chất: tại đáy tầng hầm phải có lớp đất đủ tốt so với tải trọng công trình để có thể lựa chọn giải pháp móng hộp, móng nổi Tại Việt Nam, thích hợp nhất là vùng trung du hoặc bán trung du, cao

nguyên

- Mặt bằng thi công: đủ rộng để thi công móng hộp, thi công từ dưới lên

- Kỹ sư kết cấu cần mạnh dạn sử dụng móng nông cho nhà cao

tầng, và cần hoàn thiện thêm phương pháp tính toán thiết kế móng hộp