Lựa chọn phương án móng

I.GIỚI THIỆU VỀ MÓNG1.Định nghĩa • Móng là kết cấu trung gian truyền tải trọng công trình và trọng lượng bản thân của nó xuống nền đất hoặc nền đá bên dưới và gây thêm ứng suâ

Trang 1

NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO

NHÀ CAO TẦNG VÀ VÍ DỤ THỰC TẾ

Đề tài:

Trang 2

Giảng viên hướng dẫn:

TS TRẦN VĂN TIẾNG

Sinh viên thực hiện:

PHẠM NGỌC NAM NGUYỄN BỬU KHA TRẦN XUÂN TRƯỜNG TRẦN HOÀNG QUÂN PHAN QUỐC CƯỜNG NGUYỄN VĂN THÂN NGUYỄN NGỌC TÀI

Trang 3

II

Trang 4

I.GIỚI THIỆU VỀ MÓNG

1.Định nghĩa

• Móng là kết cấu trung gian truyền tải trọng công trình và trọng lượng bản thân của nó xuống nền đất hoặc nền đá bên dưới và gây thêm ứng suất trong nền ngoài ứng suất do trọng lượng của đất hoặc do lịch sử tạo thành địa chất

2.Nhiệm vụ,chức năng

• Móng là phần giao tiếp giữa các bộ phận mang tải với nền ở bên dưới

• Móng giữ vai trò rất quan trọng trong toàn bộ hệ kết cấu của công trình

Trang 5

1. Chọn lựa phương án móng

•. Xác định vị trí công trình được xậy dựng, vị trí và điểm đặt của tải trọng Tùy vào tính chất phức tạp của hệ thống tải trọng mà người thiết kế cần phải tham khảo tài liệu để nghiên cứu những biện pháp đã được xử lí cho những trường hợp tương tự

•. Khảo sát công trường, tìm ra những chứng cứ địa chất có thể được để bổ sung vào số liệu địa chất đã có trong khu vực

II.GIẢI PHÁP MÓNG CHO NHÀ CAO TẦNG

Trang 6

• Lên kế hoạch khảo sát địa chất bằng những thí nghiệm ở hiện trường và những thí nghiệm trong phòng.

• Trên cơ sở phân tích những số liệu thí nghiệm và dựa vào những nguyên tắc khoa học cũng như những phán đoán kỹ thuật rút ra những số liệu cần thiết cho việc thiết kế

• Trên cơ sở số liệu thu được, tiến hành thiết kế móng sao cho phương án thiết kế kinh tế và khả thi

Trang 7

2.Móng nông, móng sâu

Nền móng có thể được phân loại theo độ sâu mà tải trọng công trình truyền qua đất nền Gồm móng nông

và móng sâu:

• Móng nông: là loại móng có tỉ số giữa độ sâu chôn móng D và bề rộng của móng B nhỏ hơn hoặc bằng

1, nhưng đôi khi cũng có thể lớn hơn một ít

• Móng sâu: là loại móng có tỉ số giữa độ sâu chôn móng D và có bề rộng B lớn hơn hoặc bằng 4

Trang 8

3.Các loại móng

CÁC LOẠI MÓNG

Trang 9

III QUI TẮC CHỌN MÓNG CHO NHÀ CAO TẦNG

Trang 10

Định nghĩa:

• Móng bè là loại móng nông đỡ nhiều cột theo hai phương hoặc đỡ toàn bộ cột của công trình , hoặc đỡ một hệ thống gồm nhiều silo hoặc bunke , hoặc đỡ kết cấu các ống khói, các cấu trúc tháp, móng máy

1.MÓNG BÈ

Trang 12

Sở dĩ phải làm móng bè cọc vì trường hợp đất yếu rất dày, bố trí cọc theo đài đơn hay băng cọc không đủ Cần phải bố trí cọc trên toàn bộ diện tích xây dựng mới mang đủ tải trọng của công trình Hơn nữa bè cọc sẽ làm tăng tính cứng tổng thể của nền móng bù đắp lại sự yếu kém của nền đất Còn về việc chiều dày của bè móng, cơ bản vẫn theo nguyên tắc chống cắt và chọc thủng của bè BTCT.

Quy tắc chọn móng bè cho nhà cao tầng

Trang 14

Nhược điểm:

-Rất dễ bị lún không đều, lún lệnh do các lớp địa chất bên dưới không phải là hằng số (chiều dầy lớp đất thay đổi tại các vị trí lỗ khoan)

-Không phải địa chất, địa hình nào cũng áp dụng được

-Ảnh hưởng đến nền móng, kết cấu của các công trình lân cận

Trang 15

Các phương án móng bè cho nhà cao tầng

• Móng bè trên nền cọc khoan nhồi

• Móng bè trên nền cọc cọc barrette

Cách bố trí

• Cách bố trí cọc trong đài thường theo nguyên tắc trọng tâm nhóm cọc trùng hoặc gần với trọng tâm tải trọng công trình Giải pháp này có ưu điểm là tải trọng xuống cọc được phân bố hợp lí hơn; tính làm việc tổng thể của nhóm cọc tốt hơn

Trang 16

• Đối với hiện nay móng bè trên nền cọc là giải pháp móng kinh tế cho nhà cao tầng với những tác dụng sau đây:

- Giảm chênh lún

- Đài cọc sẽ tham gia chịu tải

- Có sự phân bố lại taỉ trọng khi một cọc chịu tải quá khả năng của cọc đơn

• Đặc điểm nổi bật của móng bè - cọc là sự ảnh hưởng tương hỗ giữa đất và kết cấu móng theo bốn ảnh hưởng sau:

- Sự tương tác giữa cọc và đất;

- Sự tương tác giữa cọc và cọc;

- Sự tương tác giữa đất và móng bè;

- Sự tương tác giữa cọc và móng bè

Trang 18

2.MÓNG CỌC:

Tổng quan về móng cọc:

• Móng cọc là loại móng có nhiệm vụ truyền tải trọng từ công trình

xuống các lớp đất dưới và xung quanh nó

• Móng cọc là một trong những loại móng được sử dụng rộng rãi hiện

nay.Người ta có thể đóng,hạ những cây cọc lớn xuống các tầng đất

sâu,làm tăng khả năng chịu tải trọng cho móng

Trang 19

• Bộ phận chính của móng cọc có thể thấy 2 phần chính đó là:đài cọc và cọc.

• Cọc có nhiều loại để phục vụ cho những công trình khác nhau với nhiệm vụ để gia cố nền đất hoặc truyền tải cho móng

Trang 20

• Móng cọc sử dụng hợp lý đối với các công trình chịu tải trọng lớn mà lớp đất tốt nằm dưới sâu, giảm được biến dạng lún và lún không đều.

• Khi dùng móng cọc làm tăng tính ổn định cho các công trình có chiều cao lớn, tải trọng ngang lớn như các nhà cao tầng, nhà tháp,…

• Móng cọc với nhiều phương pháp thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi,… nên có thể sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiện địa chất, địa hình phức tạp mà các loại móng nông không đáp ứng được như vùng có nền đất yếu hoặc công trình trên sông…

Trang 21

• Việc chọn lựa móng cọc cần nên lưu ý về mặt bằng công trình và biện pháp thi công cũng như kĩ thuật của đơn vị thi công.

• Trước đây thường dùng “búa” công nghiệp để đóng cọc nhưng vì gây tiếng ồn và chấn động nên đã bị cấm dùng ở nội thành và các khu vực đông dân cư

• Cọc ép cũng là cọc bê tông cốt thép nhưng sử dụng máy ép để ép cọc xuống lòng đất nhờ đối trọng là những khối bê tông nặng nên tránh được nhược điểm nói trên

Trang 23

2.1 CỌC BÊ TÔNG LI TÂM ƯST:

Ưu điểm:

• Công nghệ quay ly tâm làm cho Bê tông trở nên đặc chắc , giảm tỉ số Nước/Xi măng, do đó làm tăng cường độ

bê tông

• Mác Bê tông cọc 60-80 MPa cho phép cọc xuyên qua lớp đất cứng

• Khả năng kháng uốn cao

• Chống ăn mòn trong môi trường xâm thực

• Tiết kiệm vật liệu, kết cấu nhẹ, giảm giá thành

•

Trang 24

Nhược điểm:

• Khả năng chịu cắt của cọc tương đối kém

• Khả năng chịu tải trọng do va đập kém

• Cọc chỉ nên được ứng dụng tại những địa điểm có điều kiện địa chất tương đối ổn định

Trang 25

2.2 CỌC KHOAN NHỒI:

Trang 26

a) Tổng quan về cọc khoan nhồi:

•) Cọc khoan nhồi là cọc bê tông hoặc BTCT được đổ tại chỗ trong các lỗ tạo bằng phương pháp khoan hoặc đóng ống thiết bị

•) Thông thường đường kính cọc khoan nhồi từ 750mm Tuy nhiên cũng có cọc đường kính nhỏ với

đk thay đổi từ D300, D350, D400, D450, D500, D600

•) Cọc đường kính lớn với đk thay đổi từ : D ≥ 1.5m, có thể đến 3m hoặc lớn hơn

Trang 27

2.2.CỌC KHOAN NHỒI:

Trang 28

b) Ưu điểm:

• Có thể không sử dụng đài cọc vì có thể đặt thép chờ cho cột trong bê tông còn ướt;

• Khi thiết kế đường kính lớn thì số lượng cọc ít đi (đường kính có thể từ 0,5 đến 3,5m);

• Có thể xuyên qua lớp cuội sỏi mà cọc đóng hoặc ép không qua được;

• Dễ dàng mở rộng phần trên của cọc để chịu moment uốn;

Trang 29

b) Ưu điểm:

• Đường kính cọc lớn nên có thể làm thí nghiệm bàn nén để xác định khả năng chịu tải của đất nền ở đáy hố khoan;

• Chịu được tải trọng ở chân cột lớn thích hợp cho nhà cao tầng trên nền đất yếu;

• Giảm được tiếng ồn và chấn động so với việc thi công cọc đóng, cọc ép

Trang 30

c) Nhược điểm:

• Không kinh tế nếu lớp đất tốt nằm quá sâu, giá thành cao;

• Khi thời tiết xấu ảnh hưởng công tác khoan và đổ bê tông;

• Thành hố khoan dễ bị sạt lở nếu thi công không tốt

• Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật cao, công tác kiểm tra chất lượng phức tạp Hình dạng cọc khó được đảm bảo,ma sát thành giảm;

Trang 31

c) Nhược điểm:

• Chất lượng bê tông thường thấp vì không được đầm, một số cọc bị khuyết tật gây hư hỏng cho công trình;

• Việc đảm bảo vệ sinh và bố trí mặt bằng cho thi công phức tạp vì phải xử lý một khối lượng lớn đất và dung dịch bùn đất và bentonite

Trang 32

d) Điều kiện áp dụng:

• Công nghệ khoan cọc nhồi bê tông cốt thép được ứng dụng rộng rãi để xử lí nền móng trên nền đất yếu cho các công trình dân dụng và công nghiệp,là một trong những giải pháp móng được áp dụng rộng rãi trong ngành xây dựng nhà cao tầng trên thế giới và ở Việt Nam

• Chúng thường được thiết kế để mang tải lớn nên chất lượng của cọc luôn là vấn đề được quan tâm

nhất.Khâu quan trọng nhất của cọc là thi công,nó bao gồm cả kĩ thuật,thiết bị,năng lực của đơn vị thi công,sư nghiêm túc thực hiện qui trình công nghệ chặt chẽ,kinh nghiệm xử lý các tình huống

Trang 33

• Đòi hỏi trình độ công nghệ và kĩ thuật của đơn vị thi công

• Phương án móng cọc nhồi thường được với nhà cao tầng (thường trên 10 tầng) Cọc khoan nhồi có chi phí tốn kém hơn so với cọc ép nên ít được sử dụng, trừ trường hợp cần thiết do yêu cầu hoặc các phương

án móng khác không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật

Trang 34

• Với nhà cao tầng, tải trọng truyền xuống 1 cột thường lớn hoặc rất lớn (còn tuỳ thuộc vào kết cấu như mạng lưới cột, khẩu độ, ), đặt trường hợp như sử dụng cọc ép thì số lượng cọc sẽ rất nhiều,diện tích sẽ lớn.Vì vậy,cần phải xem về điều kiện diện tích mặt bằng bố trí móng

• Nhà cao tầng hiện nay có tầng hầm, bể nước ngầm, bể phốt, hệ thống cấp thoát nước, hạ tầng kỹ thuật khác, chiếm khoảng không gian đáng kể.Vì vậy chọn phương án móng cọc khoan nhồi sẽ khả thi hơn về mặt diện tích

Trang 35

Một số nguyên tắc lựa chọn cọc:

• Loại cọc được lựa chọn phải kinh tế, hữu hiệu nhất trong điều kiện địa chất cụ thể, phù hợp với yêu cầu của kết cấu bên trên (chịu lực và lún), tức là tính tiên tiến

• Loại cọc được lựa chọn có thể thi công được trong điều kiện địa chất và môi trường khác nhau, tức là tính khả thi

Trang 36

e) Ứng dụng:

Cọc khoan nhồi đường kính nhỏ:

• Các công trình cao tầng xây chen trong thành phố,việc thi công cọc khoan nhồi không gây lún nứt nhà liền kề;

• Tường chắn đất, tường tầng hầm, chống trượt;

• Các công trình cải tạo, sửa chữa nâng tầng;

• Tường vây đào một đến hai tầng hầm;

Trang 37

e) Ứng dụng:

• Cọc neo chịu nhổ cho các trụ cần trục tháp, vận thăng, cột anten, biển quảng cáo;

• Gia cố nền

• Xây dựng các cọc mố trụ cầu, cầu vượt;

Cọc khoan nhồi đường kính lớn:

• Những công trình có những yêu cầu sức chịu tải lớn hoặc những công trình đặc biệt;

Trang 38

2.3 CỌC BARRET

1.Tổng quan:

• Cọc barrette thực chất là một loại cọc nhồi bê tông, nhưng khác cọc khoan nhồi về hình dạng tiết diện,

và phương pháp tạo lỗ: tạo lỗ bằng máy đào (cũng có khi gọi là máy cạp) để đào đất hoặc các phương pháp khác chứ không chỉ dùng phương pháp khoan bằng máy khoan

• Cọc barrette có sức chịu tải lớn hơn nhiều so với cọc nhồi (có thể lên hơn 1000T) nên dùng cho những công trình có tải trọng dưới móng rất lớn

Trang 39

2.Ưu điểm

• Ưu điểm nổi bật của cọc barette so với các cọc khác là nó có tiết diện ngang rất đa dạng, mô men chống uốn lớn, sức chịu tải rất lớn (có thể tới 6000 tấn và độ ngập sâu của cọc có thể đến 150m song vẫn có độ thẳng đứng gần như tuyệt đối)

• Chúng rất thích hợp với những nhà cao tầng với các tầng hầm, có tải trọng truyền xuống móng rất lớn, đồng thời chịu tải trọng ngang như tải trọng do gió và tải trọng do động đất gây ra

Trang 40

• Có diện tích xung quanh tiếp xúc với đất lớn nên đối với những công trình có tầng hầm nhưng tải trọng truyền xuống móng không lớn, khi dùng cọc barette thì chỉ cần lực ma sát giữa thành cọc và đất đã đủ khả năng chịu tải của cọc, do đó không cần phải đưa mũi cọc xuống sâu như các loại cọc nhồi thông thường khác.

Trang 41

3.Nhược điểm.

• Thi công khó để đảm bảo chất lượng, đặc biệt là làm sạch rãnh trước khi đổ bê tông

• Thiết bị máy thi công cồng kềnh ( sử dụng nhiều loại máy)

• Chi phí thi công cọc lớn

• Thời tiết xấu ảnh hưởng đến công tác khoan và đổ bê tông

Trang 42

4 Ứng dụng cọc barrette

• Làm cọc cho móng của nhà cao tầng;

• Móng – tường vây cho tầng hầm nhà cao tầng

• Móng cho các tháp cao, cầu dẫn , cầu vượt

• Có thể sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiện địa chất, địa hình phức tạp mà các loại móng nông không đáp ứng được như vùng có nền đất yếu hoặc công trình trên sông…

• Móng cọc barrette được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp, cầu đường, thủy lợi – thủy điện.

Trang 43

• Tháp đôi ở Malaysia

• Vincom Center

Trang 44

IV VÍ DỤ NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG.

1. Đánh giá đặc điểm công trình :

•. Công trình “ chung cư cao tầng 105 Nguyễn Sắc Phong” có 13 tầng nổi và một tầng hầm

•. Tầng hầm nằm ở cốt -3.3m Chiều cao từ cốt +0.00 đến đỉnh công trình là 47m

Trang 46

• Công trình chịu tải trọng đứng , moment lật do tải trọng gió và tải trọng động đất gây ra rất lớn , vì vậy đỏi hỏi nền và móng phải có khả năng chịu lực tốt , đồng thời phải đảm bảo cho độ lún và nghiêng của công trình được khống chế trong phạm vi cho phép , đảm bảo cho công trình có đủ tính ổn định dưới tải trọng gió và tải trọng động đất Điều đó đặt ra cho công tác thiết kế và thi công móng những yêu cầu rất cao và khá nghiêm ngặt.

Trang 47

•Thiết kế móng phải đảm bảo những yêu cầu sau đây:

 Áp lực thêm ở đáy móng không được vượt quá khả năng chịu lực của nền đất hoặc khả năng chịu lực của cọc

Tổng lượng lún và chêng lệch lún của móng cũng như độ nghiêng của công trình phải nhỏ hơn trị số cho phép :

Stb ≤ Sgh = 8 cm

∆S ≤ Sgh = 0.001 cm

Đáp ứng các yêu cầu chống thấm đối với các phần ngầm của công trình

Trang 48

2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình :

Theo kết quả khảo sát địa chất công trình , địa chất dưới lỗ khoan sâu 56m gồm các lớp đất như sau:

•Lớp 1 : lớp phủ bề mặt : sét pha lẫn rễ cây, tạp chất

•Lớp 2 : sét pha kẹp cát, cát pha màu xám nâu, xám đen, trạng thái dẻo mềm đôi chỗ dẻo chảy

•Lớp 3 : sét pha màu xám nâu, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đôi chỗ dẻo mềm

•Lớp 4 : cát hạt mịn, màu xám mềm, trạng thái xốp

•Lớp 5 : sét, xen kẹp sét pha, màu xám xanh, xám nâu, trạng thái dẻo cứng, đôi chỗ dẻo mềm

•Lớp 6 : sét pha, màu xám nâu, xám vàng,trạng thái dẻo cứng

•Lớp 7 : sét, màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng

•Lớp 8 : cát sạn, màu vàng xám, trạng thái rất chặt

Trang 50

3.1 Đặc điểm của một số loại cọc:

Trang 51

 KẾT LUẬN :

• Dựa trên cơ sở :

o Tải trọng tác dụng lên công trình

o Tình hình địa chất của công trình

o Ưu nhược điểm của các phương án

Ta chọn phương án móng cho công trình là móng cọc khoan nhồi.

Trang 52

3.2 Giải pháp mặt bằng móng :

Dựa vào đặc điểm từng loại cọc móng, nội lực tại chân cột,ta đưa ra giải pháp mặt bằng móng như sau :

• Dưới chân cột sử dụng đài cọc đơn, dùng 4 cọc nhồi

• Tiết diện cọc đường kính 1m, sâu 60m cắm vào lớp đất cứng

• Các móng được liên kết bởi các giằng móng nhằm giảm ảnh hưởng bất lợi do lún lệch giữa các móng, liên kết các móng lại để làm tăng độ cứng và sử dụng để đỡ tường

Tiêu đề	Lựa chọn phương án móng
Tác giả	Phạm Ngọc Nam, Nguyễn Bửu Kha, Trần Xuân Trường, Trần Hoàng Quân, Phan Quốc Cường, Nguyễn Văn Thân, Nguyễn Ngọc Tài
Người hướng dẫn	TS. Trần Văn Tiếng
Trường học	Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
Chuyên ngành	Xây Dựng & Cơ Học Ứng Dụng
Thể loại	Đề tài
Thành phố	TPHCM

Định dạng
Số trang	54
Dung lượng	3,63 MB