Giải pháp nền móng cho nhà cao tầng trần quang hộ, đại học quốc gia tp.hồ chí minh, 2009

Vì vậy người thiết kế cần phải có kiến thức chuyên môn sâu để hiểu rõ điều kiện làm việc của công trình và yêu cầu bộ phận khảo sát và thí nghiệm tiến hành công việc theo yêu cầu của mì

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG DAI HOC BACH KHOA

_Trần Quang Hộ

<

TỦ Shon iF KHONG Tp ¬ TOÀN

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC quốc GIA

TP HO CHi MINH - 2009 |

- TK.0LXD(V) ĐHQ€.HCM-® 959 -2008/ CXB/191 - 71 XD.TK.1447 -08(XD)

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

Chương 1 GIỚI THIỆU

1.4 Những yêu cầu chung

1.5 Những điều cân quan tâm khác

1.6 Chọn lựa loại móng

1⁄7 Móng cho công trình cao tầng

Chương 2 NHỮNG NGUYÊN TẮC CƠ BẢN

2.1 Khái niệm tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn

_9.2 Tải trọng và tổ hợp tải trọng

2.3 Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất

2.4 Chiều sâu và khoảng cách giữa các móng

2.5 Anh hưởng của phân đất do móng choán chỗ

_9.6 Các loại áp lực dưới đáy móng và trong nên

2.7 Kha năng chịu tải của móng

2.8 Ảnh hưởng của xói mòn

2.9 Chống ăn mòn

2.10 Dao động của mực nước ngầm

2.11 Móng trên nền cát

2.12 'Móng trên nền đất lớt và đất lún sập

2.13 Móng trên nên đất trương nở

2.14 Móng trên nên sét và silt

2.15 Bảo vệ môi trường ˆ

Chương 3 KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA MÓNG NÔNG

3.1 Khái niệm về các dạng nên bị phá hoại bên dưới móng nông

3.2 Những biểu thức xác định khả năng chịu tải trọng tới hạn

%% WHS ning nhị‡uaa aia +23 tm han aha nina

-3.4 Những điều cần lưu ý khi sử dụng các biểu thức tính

khả năng chịu tải cực hạn

8:6 Ảnh hưởngg,côa Trực nước ngẫm đến biểu thức tính

._ 3.6 sO an toan ve’ 4

3.7 Ap luc tinh toán cho phép!

3.8 Mong chiu tai trọng lệch tâm

3.9 Khả năng chịu tải tới hạn theo két qua SPT va CPT

Chương 4 ĐỘ LÚN CỦA CÔNG TRÌNH TRÊN NÊN SÉT

_ 4.1 Các loại độ lún

4.2 Độ lún tức thời

4.3 Độ lún tức thời của nền sét bão hòa

4.4 Độ lún tức thời của nên cát

4.5 Các thông số của nên dùng để tính độ lún tức thời

4.6 Trường hợp thực tế của độ lún tức thời

4.7 Độ lún cố kết sơ cấp

4.8 Chỉ số nén Co, Cr vic,

4.9 Hiéu chinh độ lún cố kết sơ cấp theo Skempton-Bjerrum

4.10 Độ lún cố kết thứ cấp

4.11 Tính độ lún theo phương pháp lộ trình ứng suất

4.12 Sự phân bố ứng suất trong đất

4.18 Tính lún bằng Excel

Chương õ MÓNG ĐƠN

5.1 Công dụng của móng đơn

5.2 Kha năng chịu tải cho phép s

5.3 Giả thiết dùng trong việc thiết kế

ð.4 Các dạng phá hoại của móng

5.5 Tính toán kết cấu móng dựa trên tiêu chuẩn Việt Nam

5.6 Tính toán kết cấu móng dựa trên tiêu chuẩn Ai -

Su phan bé tai trọng gió lên nền

Khả năng chống trượt bên đưới đáy móng bè

Kiểm soát mực nước ngầm

128

129 142-

Phương pháp thi công tường cừ bản

Việc chọn các chỉ tiêu của đất

Tường cừ bản không neo, phương pháp cổ điển

Tường cừ bản có neo, phương pháp cổ điển

Giảm moment đối với phương pháp chân tường tự do

Phương pháp phần tử hữu hạn

Tính toán các loại neo

Chương 11 TƯỜNG CHỐNG VÁCH HO DAO

Tường vây bằng bê tông

Áp lực ngang của đất lên tường vây

Biểu đồ áp lực theo Tschebotarioff

Tính toán các loại tường vây

Sự phình trồi của đáy hố móng trong nền sét

11.10 Ổn định đáy hố móng trong đất cát

11.11 Chuyển vị ngang của tường vây và à độ lún của nên đất

xung quanh

- 11.12 Áp lực dư lỗ rỗng xung quanh hố đào

11:13 Phân tích tường vây bằng phần tử hữu hạn

12.13 Tính toán độ lún của nhóm cọc theo bài toán Mindln 360

13.2 Khả năng chịu tải của nhóm cọc 402

15.2 Định nghĩa và những khái niệm của móng bè trên cọc 455

15.3 Các phương pháp tính toán móng bè trên cọc ' 456

15.4 Phuong pháp giải tích kết hợp phần tử biên - 457

- 16.8 Những phương pháp thi công hiện nay ` 489

16.4 Ưu điểm, khuyết điểm của cọc khoan nhéi _495 16.6 Những yếu tố khác cần quan tâm đối với cọc khoan nhôi 496 - 16.6 Kiểm tra chất lượng bê tông bằng sóng âm 499 16.7 Khả năng chịu tải của cọc khoan nhội | 502 16.8 Phương pháp tính kha năng chịu tải của cọc ` ¬

16.9 Khả năng chịu tải của cọc trong đá 519 16.10 Kha nang chiu nhé eda coc khoan nhéi B20

16.11 Khả năng chịu tải trọng ngang của cọc khoan nhỏi 522

_16.18 Các đặc trưng cơ bản của cọc vít _522 16.14 Tính toán khả năng chịu tải và độ lún của một cọc vít 526

16.16 Tính toán khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu | 529:

LOI NOI DAU

Thế nào là nhà cao tầng? Nhà cao tâng không được định nghĩa

dựa trên cơ sở chiều cao hoặc số tầng của nó Tiêu chuẩn quan trọng

để đánh gid cao tầng hay không là chiều cao của công trình có ảnh hưởng đến uiệc thiết kế hay không Theo định nghĩa của Hội kỹ sư công chánh Hoa Kỳ thì nhà cao tầng là loại nhà mà chiều cœo của

chúng ảnh hưởng đúng bể đến uiệc quy hoạch mặt bằng, uiệc thiết kế kết cấu, uiệc thi công uò uiệc sử dụng chúng; hoặc nhà cao tầng là

loại nhà mà chiều cao của chúng đã tạo nên những điều biện khác

biệt trong uiệc thiết kế, thi công uò sử dụng so uới công trình nhà thông thường Dựa trên định nghĩa đó uà dựa uào tòi liệu thống kê

các loại móng của các nhà cao tẳng trên toàn thế giới do Hội kỹ sư công chánh Hoa Kỳ thực hiện, chúng tôi đã chọn lựa những loại móng thường gặp trong các 'công trình cao tâng để giới thiệu uới các bạn đọc Nhìn chung các loại móng thường gặp trong các nha cao

tổng là móng bè (chương 7), móng bè nổi (chương 8), móng bè trên

nền cọc hoặc cọc khoan nhôi (chương 1ð), móng bè trên giếng chìm,

móng cọc khoan nhôi có mở rộng chân (chương 16) Trong trường hợp

nền đá loại móng được sử dụng khá phổ biến là các móng đơn cho

các cột uờ móng bè cho phân lõi của công trình (chương ð) hoặc móng cọc nhôi được khoan uào đá (chương 16) Móng cọc bê tông đúc sẵn cũng có khi được sử dụng cho một số công trình nhà cao tầng nhưng

rất ít (chương 12, 13, 14) Đối uới cúc nhà cao tông có nhiều tổng,

hâm, uiệc thi công các tầng hâm có hoặc không có hỳ mực nước ngâm

_gây anh hưởng đến các công trình lân cận rốt nhiều (chương 9)

Ngoài ra, uiệc chống đỡ các uách tầng hâm, biểm tra phình trôi ở đáy

hố đào, kiểm tra cát chảy cũng như uiệc dự đoán chuyển: 0} ngang của tường uò độ lún của đết xung quanh cũng được đề cập đến (chương

10, 11) Trong khi biên soạn tài liệu này chúng tôi tham khảo nhiêu

tài liệu gồm sách, tạp chí, tiêu chuẩn cũng như sổ tay thiết bế của

nhiều nước Chúng tôi nghĩ rằng không tránh khỏi những sơi sot va xin được sửa, chữa Uào lần in tới.

CHUONG 1

Mọi thắc mắc xin gửi vé địa chỉ: Bộ môn Địa cơ nền móng, Khoa

Kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP

Hồ Chí Minh, số 268 Lý Thường Kiệt, Quận 10, TP Hồ Chí Minh Điện thoại: 08 8686622

Trân Quang Hộ

Chuong 1

GIGI THIEU

1.1 MUC DICH VA Ý NGHĨA

Mọi công trình đều tựa lên trên nền đất hoặc nên đá bên dưới

Móng là kết cấu trung gian truyền tải trọng công trình và trọng

lượng bản thân của nó xuống nên đất hoặc nên đá bên dưới và gây

thêm ứng suất trong nền ngoài ứng suất do trọng lượng của đất hoặc

do lịch sử thành tạo địa chất

Phần công trình nằm bên trên mặt đất được gọi là kết cấu bên

trên Phần móng nằm bên dưới được gọi là kết cấu bên dưới Đối với

một số công trình như nhà cửa, cầu cống chúng ta dễ hình dung sự

khác biệt giữa phần kết cấu bên trên và phần kết cấu bên dưới Tuy

nhiên móng còn có thể đỡ máy móc, các thiết bị kỹ thuật như đường

ống, bồn chứa Như vậy móng có thể xem là phần giao tiếp giữa các

bộ phận mang tải với nên ở bên dưới Rõ ràng móng là bộ phận giữ

._ vai trò rất quan trong trong toàn bộ hệ thống của công trình

1.2 KỸ THUẬT NỀN MÓNG `

Phần kết cấu bên trên có thể giếng nhau, tuy nhiên phần nên

móng bên dưới thật đa dạng, nó phụ thuộc vào mặt cắt địa chất bên

dưới Cho nên chọn phương án nền móng là quá trình sáng tạo trong

việc thiết kế nên móng Để có thể thiết kế nên móng, người thiết kế

phải trải qua những khóa học chính quy về địa kỹ thuật (cơ học đất,

địa chất, nền móng) và kết cấu công trình (kết cấu bê tông, kết cấu

thép) Ngoài ra người thiết kế phải tự nâng cao về chuyên môn bằng

cách dự các lớp học ngắn hạn, các hội thảo về chuyên môn và theo

dõi thường xuyên các tạp chí chuyên ngành.

12 _ CHUONG 1

Vì tính chất không đồng nhất của đất nền cho nên ít khi nào

hai công trình khác nhau nằm gần nhau lại có kết cấu móng hoàn toàn giống nhau trừ khi phần kết cấu bên trên cũng hoàn toàn giống

nhau Kinh nghiệm của chính bản thân cũng như nghiên cứu những

công trình đã xây cất trong điều kiện tương tự và thu thập đây đủ các thông tin về địa kỹ thuật của nơi xây dựng sẽ giúp cho người kỹ sư chọn được phương án móng kinh tế an toàn và khả thi Sau đây là những bước tối thiểu cần thiết trong quá trình thiết

kế nền móng

1- Xác định vị trí công trình được xây dựng, vị trí và điểm đặt của

tải trọng Tùy vào tính chất phức tạp của hệ thống tải trọng mà ˆ

người thiết kế cần phải tham khảo tài liệu để nghiên: cứu những

biện pháp đã được xử lý cho những trường hợp tương tự -

2- Khảo sát công trường, tìm những chứng cứ địa chất có thể được để bổ sung và số liệu địa chất đã có trong khu vực

3- Lên kế hoạch khảo sát địa chất bằng những thí nghiệm ở

hiện trường và những thí nghiệm trong phòng

4- Trên cơ sở phân tích các số liệu thí nghiệm và dựa vào những _ nguyên tắc khoa học cũng như những phán đoán kỹ thuật rút ra - những số liệu địa chất cân thiết cho việc thiết kế Ở giai đoạn

có thể nhờ đến sự trợ giúp của máy tínhH Đối với những công trình quan trong và phức tạp cần phải so sánh các số liệu này với các số liệu đã có từ sách vở hoặc có thể nhở sự hỗ trợ của một tư vấn địa kỹ thuật khác cho ý kiến về các số liệu này

5- Trên cơ sở số liệu ở bước 4, tiến hành thiết kế móng sao cho

_ phương án thiết kế kinh tế và khả thi Ở giai đoạn này cần

phải xét đến sai số trong quá trình thi công và khả năng thi

_ công trong thực tế Cần phải kết hợp chặt chẽ với chủ đầu tư, kiến trúc sư, kỹ sư và nhà thầu để phần nền móng bên dưới không phải thiết kế quá lãng phí và chấp nhận một mức độ

rủi ro hợp lý

Dĩ nhiên là quá trình thiết kế hải trải qua năm giai đoạn ở_

trên Tuy nhiên ở Việt Nam cũng như phần lớn các nước, các cơ quan _

hoặc bộ phận khảo sát tiến hành các bước 1 đến 4 một cách độc lập,

sau đó cơ quan hoặc bộ phận thiết kế mới tiến hành thiết kế Quá |

trình thực hiện như thế có nhược điểm là người thiết kế có thể máy

® móc xem các số liệu địa chất được cung cấp là hoàn toàn chính xác và

sử dụng để tính toán thiết kế, trong khi đó các số liệu này có thể

không phù hợp với điểu kiện làm việc của công trình Vì vậy người

thiết kế cần phải có kiến thức chuyên môn sâu để hiểu rõ điều kiện

làm việc của công trình và yêu cầu bộ phận khảo sát và thí nghiệm

tiến hành công việc theo yêu cầu của mình,

1.3 PHAN LOAI MONG

Nền móng có thể được phân loại đựa theo độ sâu mà tải trọng

Móng nông là loại móng có tỉ số giữa độ sâu chôn móng D và bề ˆ - rộng của móng B nhỏ hơn hoặc bằng 1, D/B < 1 nhưng đôi khi có thể

Móng sâu là loại móng có tỉ số giữa độ sâu chôn móng D và bể

rộng của móng B lớn hơn hoặc bằng 4, D/B > 4

Công trình bên trên truyền tải trọng xuống móng thông qua cột

Cột có thể là vật liệu thép hoặc bê tông có cường đệ chịu nén cao

Trong khi đó khả năng chịu tải của đất nền thường nhỏ hơn vài trăm

lần Như vậy móng là vật liệu giao tiếp giữa hai loại vật liệu có sự

chênh lệch về cường độ vài trăm lân Kết quả là móng phải truyén

tải trọng xuống nên một cách sao cho ứng suất chúng gây ra không

được vượt qua khả năng chịu tải của đất nên và độ lún chúng gây ra

phải nằm trong giới hạn cho phép Móng nông có khuynh hướng

truyền tải trọng theo phương ngang ở chu vi móng trong khi đó móng

sâu có khuynh hướng truyền tải trọng theo phương đứng doc theo

diện tích xung quanh móng

Điều cần quan tâm đối với móng nông cũng như móng cọc là _

vùng ứng suất phân bố bên dưới đáy móng nông cũng như bên dưới

mũi cọc Từ bài toán phân bố ứng suất trong đất chúng ta có thể

nhận thấy ở độ sâu 5B với B là bể rộng của móng thì ứng suất phân

bố trong đất 'do tải trọng từ móng gây ra có thể bỏ qua

Trong những năm gần đây, nhiều nhà cao tầng đã được xây

dựng tại Thành phố Hồ Chí Minh Phần lớn các công trình này đều

sử dụng cọc hoặc cọc khoan nhỏi nhằm khống chế độ lún, một số ít

công trình sử dụng móng bè |

14 CHUONG 1

1.4 NHONG YEU CAU CHUNG

Trong vòng 30 năm gần đây, ở khu vực phía nam ít có công

trình nào bị sụp đổ do đất nên mất khả năng chịu tải, trĩ một công trình chung cư ở Cao Lãnh và một số bờ kè nên đường ở khu vực Thành phố Hỗ Chí Minh Cũng có rất ít công trình sụp đổ hoàn toàn

do lún quá nhiều Tuy nhiên phần lớn sự cố công trình là do lún, lún lệch gây ra nghiêng, nứt tường, cột, dâm, sàn Trong những năm gần

_ đây xu thế nhà cao tầng càng phát triển, đặc biệt có nhiều công trình

có số tầng hầm khá sâu và đã xảy ra những sự cố lún sập nghiêm

trọng do hiện tượng phình nở hoặc cát sôi Tính chất phức tạp và hay

thay đổi của đất nền cùng với sự thay đổi tải trọng sử dụng gây cho công trình lún mà người thiết kế không lường trước được Một yếu tố khác cũng gây phức tạp cho việc thiết kế là công tác khảo sát địa chất thường được chủ đầu tư tiến hành trong quá trình xin giấy phép xây dựng hoặc lập dự án và khi móng được thi công nó có thể đặt

trên lớp địa chất có các chỉ tiêu cơ lý cũng như chỉ tiêu cường độ khác

với khảo sát ban đâu Chính vì lẽ đó mà việc thiết kế nền móng | thường thiên về an toàn Tuy nhiên hai công ty cùng thiết kế một công trình với các điều kiện tương tự và thiên về an toàn vẫn có thể

cho kết quả thiết kế rất khác nhau Có thể công ty thiết kế này cho

khả năng chịu tải của đất nên là 200kPa, công ty khác cho khả năng

chịu tải của đất nền là 225kPa hoặc 250kPa và cả hai công ty đều sử

dụng móng đơn thì vẫn có thể chấp nhận được Tuy nhiên vấn để lương tri của người thiết kế được đặt ra nếu như cùng một công trình

mà công ty này cho khả năng chịu tải của đất nền là 200k?a và chọn phương án móng đơn, còn công ty kia lại cho khả năng chịu tải của

đất nền là 90kPa và sử dụng móng bè hoặc đề nghị móng cọc

Tóm lại để thiết kế móng một cách hợp lý, người thiết kế cần phải thực hiện ba điều sau đây:

1- Xác định mục đích của công trình, tải trọng sử dụng, loại kết

cấu khung, mặt cắt địa chất, phương pháp thi công và chỉ phí

9- Xác định nhu câu của chủ đầu tư `

3- Thiết kế móng phải bảo đảm điểu kiện môi sinh, và với một

độ an toàn trong mức độ rủi ro có thể chấp nhân duge cho tat

cả các bên: công chúng, chủ đầu tự và người thiết kế

GIỚI THIỆU 15

1.5 NHUNG DIEU CAN QUAN TAM KHAC

Trong phần trước đã để cập đến những yêu cầu chung liên quan

đến vấn để lún và khả năng chịu tải Trong phần này xét đến một số

vấn để cần quan tâm khác

" Độ sâu chôn móng cần phải thích hợp sao cho đất nền bên

dưới chu vi của móng đơn cũng như móng bè không bị ép ngang ra xung quanh Việc đào hố móng có thể gây ảnh hưởng đến nền móng của các công trình lân cận hiện hữu ở xung quanh và phải có biện pháp bảo vệ cho các công trình đó

Độ sâu chôn móng cần phải đặt sâu hơn vùng đất có khả năng thay đổi thể tích do sự phát triển của thực vạt

Can lưu ý đến điều kiện trương nở của nền đất bên đưới móng Phần nền ở giữa công trình thường có độ ẩm cao hơn

ở xung quanh do độ ẩm dễ bị bốc hơi hơn Có nhiều khu vực trên thế giới đất nên có khuynh hướng trương nở khi đất

nên có độ ẩm cao dẫn đến hậu quả là móng cũng bị đẩy ngược lên trên Tuy nhiên chưa có những ghi nhận đáng kể ở

khu vực Thành phố Hỗ Chí Minh, trừ một trường hợp sàn dầm bê tông của nhà thi đấu bowling được liên kết với các cọc đã bị vồng lên và các liên kết ở đầu cọc bị phá hoại Đáng tiếc là không tiến hành nghiên cứu để xác định chính

xác nguyên nhân gây ra sự cố

4- Móng phải bảo đảm điều kiện ổ ổn định về trượt, lật và đẩy nổi 5- Hệ thống nền móng tránh được sự ăn mòn cũng như sự phân

hủy do những chất có hại, chẳng hạn ở khu vực có nước thải

từ hố tiểu hầm phân Đối với công trình ven biển hoặc ở những chỗ có hóa chất có khả năng ăn mòn cọc thép hoặc

phá hỏng cừ gỗ cũng như cừ thép hoặc gây những tác động xấu cho thành phần xi măng porland trong móng thì phải có

những biện pháp | xử lý thích đáng '

6- Hệ thống móng nên được thiết kế thích hợp sao cho có thể

thay đổi được do điều kiện phức tạp ở công trường cũng như

- 8- Móng và công trường thi công: móng phải bảo dam điều kiện

1.6 CHON LỰA LOẠI MONG

móng Trong trường hợp mực nước ngắm được hạ lâu dài cần phải có "¬

sự chấp thuận của cơ quan môi trường Cũng cân lưu ý quá trình hạ mực nước ngắm rất có thể gây ra sự lún cho đất nền ở xung quanh công trường Vì lý do này ở những công trường cần phải hạ mực nước

ngắm, các hố móng thường được vây xung quanh bằng tường cừ thép -

hoặc bê tông và chỉ bơm nước ở bên trong hố móng

Loại móng 'Công dụng " Điều kiện sử dụng

Méng néng, D/B < 1

Móng đơn, móng | Đỡ cột , đỡ tường Trong mọi điều kiện, miễn là khả năng

tường _ chịu tải của đất nền phù hợi, với tải trọng

tác dụng Có thể đặt trên lớp đất cứng, hoặc trên lớp đất cứng còn bên dưới là

lớp đất sét yếu, hoặc trên lớp sét yếu

còn bên dưới là lớp sét cứng Phải kiểm |:

tra lún trong mọi trường hợp — ‹

Móng kép Đỡ từ hai đến bốn cột, khống | Tương tự như móng đơn ở trên

Móng bè Đỡ nhiều cột theo hai |Khả năng chịu tải của đất nền thường

phương có tải trọng lớn |nhỏ hơn so với móng đơn Nếu dùng

nhằm giấm độ lún lệch móng đơn thì diện tích toàn bộ.móng đơn

, |chiếm trên một nửa diện tích mặt bằng

Đö nhiều cột theo hai |Công trình có nhiều tầng hầm và có tải phương Trọng lượng đất | trong lớn có

đào hố móng gần bằng với ~ tổng tải trọng của công trình

{D8 nhiều cột theo hai | Công trình có nhiều tầng hầm và có tải

phương Giảm được số |tf9ng lớn

lượng cọc và giảm được

Móng sâu, D/B >4

Móng cọc ma sát |Thiết kế theo nhóm có số | Đất ở gần bể mặt có khả năng chịu tải:

- cọc lớn hơn hai để đỡ đài |thấp, đất có khả năng chịu tải tốt nằm ở

Cọc và cột sâu bên dưới Khả năng ma sát hông

_ |chiu được tải trọng truyền qua cọc

Móng cọc chống _| Tưởng tự như cọc ma sát Khả năng mạ sát hông của lớp đất bên

|trên nhỏ Lớp đất tốt để mũi cọc nằm

sâu bên dưới

Móng cọc khoan [Tương tự như móng cọc |Tương tự như móng cọc Có thể cọc ma

nhồi hoặc giếng |nhưng số lượng cọc dùng | sát, cọc chống hoặc kết hợp cả hai Phụ

|chìm | ft hơn Tải trọng cột lớn thuộc vào độ sâu của lớp đất chịu tai,

1.7 MONG CHO CONG TRINH CAO TANG

Việc chọn lựa móng cho nhà cao tầng cần phải linh hoạt và

uyển chuyển theo mặt bằng kiến trúc của công trình vì phải xét đến

sự không đều về tải trọng cũng như sự khác nhau về khoảng cách -

giữa các cột sao cho không để xảy ra lún lệch gây những ảnh hưởng

nguy hiểm đến kết cấu Trên thế giới có nhiều đô thị nằm trên lớp đá

- không chịu nén ở độ sâu cạn nhưng cũng có nhiều đô thị trong đó có

Thành phố Hồ Chí Minh cũng như Cần Thơ nềm trên lớp địa chất có

tính nén lún lớn Tải trọng công trình cần phải khống chế để độ lún

cũng như độ lún lệch nằm trong giới hạn cho phép Tl.âng thường để

giảm độ lún này, người ta sử dụng loại móng bè nổi để đào bỏ đi một

thể tích đất có trọng lượng bằng một phần trọng lượng công trình : bên; loại móng này còn gọi là móng bù một phần trọng lượng Trong

18 CHUONG 1

trường hợp đất yếu, người ta đào bỏ đi một thể tích đất có trọng

lượng bằng với trọng lượng công trình bên trên; loại móng này còn được gọi là móng bù toàn trọng lượng (chương 8) Việc thi công móng các tầng hầm có thể gây nguy hiểm cho các công trình lân cận theo nhiều cách Khi hạ mực nước ngầm có thể gây lún cho các công trình lân cận Sự phình trồi đáy hố móng không những không thi công được móng mà còn gây lún cho các công trình lân cận Đặc biệt trong quá trình hạ mực nước ngâm mà có hiện tượng các chav thi đất ở xung quanh tầng hầm sẽ tạo những hàm ếch và lún sập bất cứ khi nào, cực kỳ nguy hiểm

Đối với những vùng động đất thì độ cứng của móng phải được xét đến vì trong lúc động đất xảy ra thì chuyển vị ngang của công

trình càng gia tăng theo góc xoay của móng

Tải trọng do gió và động đất truyền lên móng phải được xét đến khi kiểm tra khả năng chịu tải của đất nền Thành phần tải trọng đứng do ảnh hưởng từ moment lật truyền lên nền được xem như trọng lực Thành phần tải trọng ngang được cân bằng với lực cắt trong cọc hoặc cọc khoan nhôi; cân bằng với tải trọng dọc trục trong cọc xiên; cân bằng với lực chống cắt bên dưới đáy móng; với áp lực ngang của đất tác dụng lên tường, cọc, dầm giằng

Điều kiện địa chất cũng như nước ngầm ở từng nơi chỉ phối a đến việc thiết kế cũng như thi công móng cho nhà cao tâng Cho nên việc chọn lựa loại móng cũng như phương pháp thi công chịu ảnh hưởng bởi yếu tố kinh tế và điều kiện địa chất.

Chuong 2

NHUNG NGUYEN TAC CO BAN

2.1 KHAI NIEM TINH TOAN NEN MONG THEO TRANG.THAI Giới HẠN

Trạng thái giới hạn là trạng thái mà công trình xhông còn bảo

‘dam diéu kiện làm việc và sử dụng như lúc ban đầu đã đề ra Có ba nhóm trạng thái giới hạn đối với kết cấu bê tông cốt thép lần lượt được trình bày sau đây:

1- Nhóm trạng thái giới hạn về cường độ và ổn định (cũng có

thể gọi là nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất)

Nhóm trạng thái này bao gồm cả trường hợp công trình bị sụp

đổ một phần hoặc toàn phân Cần phải khống chế xác suất xây ra trạng thái này ở mức độ rất thấp vì nó dẫn đến tổn thất về sinh mạng cũng như tài sản một cách nghiêm trọng Các trạng thái tới

hạn thuộc nhóm trạng thái giới hạn này là:

a) Mất ổn định do bị trượt, lật

b) Sụp đổ do nền đất mất khả năng chịu tải

©) Sụp đổ toàn bộ hoặc một phần công trình do một cấu kiện

nào đó bị phá hoại

d) Sụp đổ từ từ do sự phá hoại cục bộ nào đó dẫn đến các cấu u kiện

lân cận bị quá tải và tiếp theo là công trình bị phá hoại toàn bộ e) Mất ổn định do thành hình các khớp đẻo

Ð Mất ổn định do bị uốn đọc

8) Mất ổn định do sự mỏi của vật liệu

2- Nhóm trạng thái về điều kiện sử dụng của công trình (nhóm :

trạng thái giới hạn thứ hai)

Nhóm trạng thái này bao gồm những trạng thái dẫn đến công trình không còn sử dụng được mặc dù nó không bị sụp đổ Những trạng thái này gồm có:

Nhóm trạng thái này bao gồm những trạng thái dẫn đến công

trình bị phá hoại do những điều kiện hoặc tải trọng rất đặc biệt Những trạng thái đó là:

a) Phá hoại hoặc sụp đổ do động đất

b) Phá hoại do cháy nổ hoặc do sự va chạm

c) Hư hồng do các chất ăn mòn hoặc phân hủy được bê tông cốt thép

Quá trình thiết kế nền móng theo trạng thái giới hạn cần tiến

— 1- Xác định tất cả khả năng công trình bị phá hoại do sự cố từ

móng gây ra Cụ thể là mất ổn định về trượt lật, nền mất khả năng chịu tải, móng bị phá hoại do không chịu được uốn, cắt, chọc thủng cũng như móng bị lún, lún lệch quá lớn

2- Xác định giới hạn cho phép hoặc mức độ an toàn có thể chấp

nhận được để không xảy ra những trạng thái giới hạn nguy

hiểm Cụ thể là xác định khả năng chịu tải cho phép cùng với

hệ số an toàn của nó, độ lún và độ lún lệch giới hạn

_8- Xác định trạng thái giới hạn thực sự có ý nghĩa đến công trình

2.2 TAI TRONG VA TO HOP TAI TRONG

Khi thiết kế nền móng công trình phải tính đến các tải trọng

sinh ra trong quá trình sử dụng, xây dựng cũng như trong quá trình chế tạo, bảo quản và vận chuyển các kết cấu Để xét đến tính hay thay đổi của tải trọng cũng như sự vi phạm về điều kiện sử dụng của công trình, trong tính toán thiết kế tùy vào trạng thái giới hạn người

— thiết kế phải sử dụng tải trọng tiêu chuẩn hoặc tải trọng tính toán Sau đây là khái niệm về tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán _

- Tải trọng tiêu chuẩn: là đặc trưng cơ bản của tải trọng được nêu

ra trong tiêu chuẩn thiết kế của từng quốc gia.

Tdi trong tinh todn: 1a tich của tải trọng tiêu chuẩn với hệ số độ tin cậy về tải trọng (hệ số vượt tải) Hệ số này tính đến khả năng sai lệch bất lợi có thể xảy ra của tải trọng so với giá trị tiêu chuẩn và: - được xác định phụ thuộc vào trạng thái giới hạn được tính đến

2.2.1 Phan loai tai trong

Tải trọng được chia thành tải trọng thường xuyên và tải trọng

tạm thời (dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) tùy theo thời gian tác dụng _

của chúng

1- Tải trọng thường xuyên (tiêu chuẩn hoặc tính toán) là các tải

trọng tác dụng không biến đổi trong quá trình xây dựng và sử dụng

công trình, chúng gồm có: khối lượng các phần nhà và công trình,

gồm khối lượng các kết cấu chịu lực và các kết cấu bao che; khối lượng và áp lực đất, áp lực tạo ra do việc khai thác mỏ

2- Tải trọng tạm thời (tiêu chuẩn hoặc tính toán) là các tải -

_ trong có thể không có trong một giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng của công trình Chúng được phân loại thành tải trọng tạm thời dài hạn, tạm thời ngắn hạn và tải trọng đặc biệt

Tải trọng tạm thời đài hạn gồm có: khối lượng vách ngăn, khối lượng các thiết bị cố định, áp lực chất hơi, chất lỏng, vật liệu rời lên thành bể chứa, tải trọng vật liệu trong kho, phần dài hạn của tải

trọng tác dụng lên sàn nhà ở, nhà công cộng, nhà sản xuất

Tải trọng tạm thời ngắn hạn gồm có: tải trọng do gió, phần tải trọng tạm thời của tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn nhà ở, nhà

công cộng, nhà sản xuất, tải trọng của thiết bị nâng chuyển di động -

Tải trọng đặc biệt gồm có: tải trọng động đất, tải trọng do nổ,

2.2.2 Tổ hợp tải trọng

Tùy thành phần các tải trọng tính đến, tổ hợp tải trọng gồm có :

tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp đặc biệt ¬

1- Tổ hợp tải trọng cơ bản gồm các tải trọng thường xuyên, tải - trọng tạm thời dài hạn và tạm thời ngắn hạn os

22 | CHƯƠN62

9- Tổ hợp tải trọng đặc biệt gồm các tải trọng thường xuyên, tai trong tam thdi dai han, tai trong tam thời ngắn han có thể xảy ra và một trong các tải trọng đặc biệt

Khi tính nền theo biến dạng (trạng thái giới hạn về điều kiện

sử dụng của công trình) cần tiến hành trên cơ sở tổ hợp cơ bản của

tải trọng tiêu chuẩn

Khi tính nền theo sức chịu tải phải dựa trên tổ hợp cơ bản của tải trọng tính toán và khi có tải trọng đặc biệt thì phải dựa trên tổ hợp cơ bán và tổ hợp đặc biệt của tải trọng tính toán

2.3 TRỊ TIÊU CHUẨN VÀ TRỊ TÍNH TOÁN CAC DAC TRƯNG CỦA ĐẤT

Các chỉ tiêu cơ lý, cường độ sau đây của đất nên tuân theo quy

luật phân bố ngẫu nhiên theo phương ngang cũng như phương đứng:

1- Kích thước hạt, loại đất

9- Các chỉ tiêu cơ lý và chỉ tiêu cường độ Chẳng hạn lực dính, góc ma sát trong hoặc mođun biến dạng có thể thay đổi từ mẫu này sang mẫu khác một cách ngẫu nhiên

Nếu đất thay đổi một cách tự nhiên, chẳng hạn khô, ẩm hoặc nặng nhẹ khác nhau thì cũng có thể xem sự thay đổi đó theo quy luật ngẫu nhiên Tuy nhiên cân chú ý rằng những sai số trong quá trình thí nghiệm là không ngẫu nhiên và sự phân bố ngẫu nhiên được xét đến cho từng loại đất một Có nghĩa là địa tầng có nhiều lớp đất khác nhau thì

áp dụng xác suất thống kê cho từng lớp riêng rẽ Nếu thống kê chung cho tất cả các lớp sẽ dẫn đến sự kết luận sai lầm Tóm lại trị tiêu chuẩn

và trị tính toán các đặc trưng của đất cần phải thiết lập cho mỗi một - đơn nguyên của công trình được phân chia trên khu vực xây dựng

Trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất (trừ lực đính đơn

vị và góc ma sát trong) là trị trung bình cộng của các kết quả riêng

rẽ của các thí nghiệm trong phòng hoặc ngoài hiện trường được xác

định theo công thức như sau: Hà 12 |

1=

trong đó: A; - trị số riêng lẻ của đặc trưng

-¬ _ cế lần thí nghiêm của các đặc trưng.

Trị tiêu chuẩn của lực đính đơn vị, c° và góc ma sát trong tiêu chuẩn ọ* được xác định bằng phương pháp thống kê tuyến tính đối với toàn bộ sức chống cắt t và áp lực pháp tuyến p của từng mẫu thí

nghiệm một Quan hệ quen thuộc giữa r và p theo Coulomb như sau:

Trị tiêu chuẩn c* và ọ* được xác định theo công thức sau: |

n là số lần thí nghiệm của đại lượng 1 |

Tri tinh toán của các đại lượng được tính toán như sau:

te

A là trị tính toán cần xác định, k là hệ số an toàn có thể lớn hơn

1 hoặc nhỏ hơn 1 sao cho trị tính toán A 6 trên thiên về phía bất lợi đối với sự làm việc của công trình Khi thiết kế đã kể đến sự bất lợi

mà vẫn bảo đảm công trình làm việc bình thường thì trong điều kiện bình thường công trình sẽ an toàn Hệ số k được xác định rhư sau:

ltp trong đó p là chỉ số độ chính xác đánh giá trị trung bình các đặc - trưng của đất được xác định theo công thức sau đây:

Đối với c và tgọ:

mM nhan ST 1 _ GHHNG 2

DOL với cường _ nén don qu va trọng Mợng đơn vị +

t„ - hệ số phụ thuộc vào xác 'suất tin cậy ava số bậc tự do Tinh theo trạng thái giới hạn thứ nhất lấy a = 0,95; tính theo trạng thái: _ giới hạn thứ hai lấy œ = 0,85 Khi tính toán cường độ nén đơn q, và _ trọng lượng đơn vị của đất y lấy số bậc tự do là (n—1); khi thiết lập trị tính toán e, @ thì số bậc tự do là (n—2)

_v~ hệ số biến đổi (coefficient of variation) cia dac trung:

| ơ là sai số toàn phương trung bình của các đặc trưng được tinh

- toán như sau:

hệ số biến đổi v cho các loại đất như sau:

26 | CHUONG 2

Bảng 9.2 Hệ số biến đổi u theo đề nghị

(b) Các chỉ tiêu (cho mọi loại đất)

Trọng lượng đơn vị Mọi loại đất 5-10

Chỉ số nén Mọi loại đất ‘ 25-30

Lực dính không thoát nước (sét) Mọi loại đất _ 80-50

Tang của góc ma sát (cát) - Mọi loại đất , 5-18

Hệ số cố kết 25-50

- 2.4 CHIEU SAU VA KHOANG CACH GIA CAC MONG

Móng nên đặt sau hon:

Khi xây dựng một móng mới bên cạnh một móng cũ và ở cao

trình đáy móng cao hơn móng cũ như hình 2.1a để tránh ảnh hưởng

giữa các móng thì đường nối giữa hai mép móng gần nhau nên lập với

NHUNG NGUYEN TAC CO BAN 27

đường nằm ngang một góc bằng hoặc nhỏ hơn 45° Trong trường hợp móng mới nằm bên cạnh móng cũ và có cao trình đáy móng thấp hơn

như hình 2.1b thì vách hố móng có khuynh hướng bị phình ngang gây

2, ' \ TH ne | 0 Somonanettons Móng hiện hữu Móng mới

a) 1` b) Vách hố móng bị phình ngang

Chọn m > z, tránh được ảnh hưởng Móng hiện hữu bị lún do vách hố

từ móng mới lên móng hiện hữu móng phình ngang

Hình 2.1 qa) Khoảng cách cần thiết giữa hai móng

b) Chuyển uị ngang của uách hố móng

có khả năng ảnh hưởng của tải trọng hông sẽ không tổn tại trong

công thức tính khả năng chịu tải Rất khó tính toán khoảng cách giữa

móng mới và móng cũ là bao nhiêu sẽ gây cho công trình hiện hữu

phát sinh ứng suất Ngoài ra các hang đá vôi, đường hầm cũ, vật liệu

mềm, đường ống nước thải, đường cáp dây điện hoặc những lỗ rỗng

do quá trình bơm nước ngầm cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ sâu

chôn móng Dĩ nhiên tính bắc cầu có thể được xét đến, tuy nhiên cân

phải nghiên cứu cẩn thận, nếu không bảo đảm thì tìm giải pháp nên

móng khác hoặc phải từ bỏ công trường xây dựng.

28 ¬ c CHƯƠNG 2

2.5 ANH HƯỜNG CỦA PHẨN BAT DO MONG CHOAN CHO

Trong qua trình xây dựng móng, móng choán chỗ trong nên một: thể tích bằng với chính thể tích của nó Phần do cột choán chỗ bỏ qua _

Trong trường hợp có sàn tầng hầm thì sàn tầng hầm thường được đặt -

trực tiếp trên đỉnh móng Nếu sàn tầng hầm đặt ở cao trình gần mặt đất thì hố móng sẽ được lấp lại và đầm kỹ để tránh lún cho sàn

2.6 CAC LOAI AP LYC DUG! BAY MONG VA TRONG NEN

' Sau đây là các loại áp lực tác dụng ở đáy móng cũng như khả _

năng chịu tải của đất nên có ké và không kể đến phần đất từ đáy

móng trở lên Xem hình minh họa 2.3

2- Ap lực có hiệu do trọng lượng bản thôn của đất nên, p':

là áp lực tương tác giữa các hạt trong đất ở tại cao trình hoặc bên

đưới cao trình đáy móng trước khi thi công móng Thông thường áp

lực này bằng áp lực tổng trừ đi áp lực nước lỗ rỗng ở cùng cao trình

Ví dụ tại cao trình xét bên đưới mực nước ngắm là hạ và có áp lực tổng là p, áp lực lỗ rỗng sẽ là ywh; và áp lực có hiệu sẽ là:

_đ- Áp lực tổng tại đáy móng, q (gross pressure): là áp lực

tổng bên dưới đáy móng sau khi công trình xây dựng và chất tải

hoàn toàn; áp lực này gây ra do trọng lượng của bản thân móng, tải

trọng từ công trình bên trên, trọng lượng của đất đắp và nước trong

đất nằm trên móng

4=E—+Thị +Ypp (hạ =h„)+phm 7 ` G18)

4- Ap lực tỉnh tại đáy móng, Qn (net pressure): la áp lực bên

dưới đáy móng do tĩnh tải, hoạt tải từ kết cấu công trình bên trên và

trọng lượng chênh lệch của phần kết cấu bên đưới so với trọng lượng

của đất do móng choán chỗ Áp luc tinh tại đáy móng chính là áp lực

gây lún, gây trượt cho đất nền

Gn =yY-p -

(2.19)

hoặc: Qn =q'-p' Sc ¬ (2.20)

Dễ nhận thấy rằng áp lực tỉnh tại đáy móng không thay đổi dù

tính theo hiệu của ứng suất tổng hay hiệu của ứng,suất có hiệu vì:

-_-—đa=q`~P=(q~ywha)- (p—ywhz)=q—p =qạ 2.7 KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA MÓNG

Kỹ thuật nền móng có thể định nghĩa như một nghệ thuật áp

dụng một cách kinh tế nhất sự tác dụng của tải trọng công trình bên

trên lên nền đất sao cho tránh được độ lún quá mức chấp nhận Nên

nhớ rằng người ta luôn luôn quan trắc được độ lún của công trình dù

ít hay nhiều trừ khi móng đặt trên nền đá cứng

Khi thiết kế nền móng bai tiêu chuẩn sau đây phải luôn bảo đảm:

- Phải chọn hệ số an toàn thích hợp để xác định khả năng chịu

- Độ lún và lún lệch phải nằm trong giới hạn cho phép

Đối với móng trên nên đất sét có thể dùng khả năng chịu tải

hoặc độ lún để khống chế trong quá trình thiết kế Tuy nhiên đối với

_ móng trên nên đất rời việc chọn khả năng chịu tải của đất nền phải

dựa vào độ lún Cần lưu ý rằng lún của đất là một hàm số theo ứng

suất có hiệu chứ không phải là ứng suất tổng

30 CHUONG 2

Khả năng chịu tải của đất nền phụ thuộc vào sức chống cắt của đất Đối uới nên đết sét thì dùng các thông số của sức chống cắt trong điều kiện không thoát nước để tính toán khả năng chịu tải vì đất sét có hệ số thấm thấp và quá trình thi công công trình xảy ra

trong điểu kiện không thoát nước Cuối quá trình thi công luôn luôn

là thời điểm nguy hiểm Tuy nhiên đối với đất rời luôn có hệ số thấm lớn thì ở thời điểm cuối quá trình thi công hầu như áp lực dư lỗ rỗng

đã hoàn toàn tiêu tán cho nên tải trọng tác dụng từ công trình bên

trên không những làm gia tăng ứng suất cắt trong đất mà còn làm gia tăng ứng suất có hiệu trong đất và kết quả là cường độ của đất nền gia

tăng Đây là lý do tại sao khả năng chịu tải của đất cát cao hơn khả

năng chịu tải của đất sét Như vậy kh¿ tính khả năng chịu tải của đất rời thì dùng các thông số sức chống cắt trong điều biện thoút nước

Cần phân biệt sự khác biệt giữa áp lực tổng và áp lực tỉnh tại

cao trình đáy móng Áp lực tính tợi cao trình đáy móng chính là úp lực gây ra lún cố hết uù phá hoại trượi trong đất nền

2.7.1 Một vài định nghĩa

1- Khả năng chịu tải trọng thô cực han cua nén: q, (gross ultimate bearing capacity): \a gid tri ap luc tổng tại đáy móng làm

cho nên đất bị trượt tổng thể và phá hoại

9- Khả năng chịu tải trọng tỉnh cực hạn của nên, q„„ (net ultimate bearing capacity): la giá trị áp lực tỉnh tại đáy móng làm cho

nên đất bị trượt tổng thể và phá hoại

Gnu =qQụ T—Ð (2.21)

3- Khả năng chịu tải trọng giả định: là giá trị áp lực tỉnh

được cho là thích hợp với loại đất đó dùng để thiết kế sơ bộ Giá trị

đó có thể dựa trên kinh nghiệm thiết kế lâu năm hoặc dựa trên tính

toán từ các thí nghiệm về cường độ hoặc thí nghiệm nén tĩnh ở hiện

trường với hệ số an toàn chống lại sự phá hoại trượt

4- Khả năng chịu tải trọng thô cho phép, da (gross allowable

bearing capacity): la giá trị áp lực tổng tối đa cho phép tác dụng lên nền

đã xét đến yếu tố chịu tải của đất nên, lún và tốc độ lún của công trình

qu

5- Kha nang chiu tdi trong tinh cho phép, qyq (net allowable bearing capacity): 1a gid tri Ap luc tinh tdi da cho phép tac dụng lên nền

đã xét đến yếu tố chịu tải của đất nền, lún và tốc độ lún của công trình

6- Ap luc tinh toan cho phép, R: là giá trị áp lực tổng tác

dụng lên nền lúc vùng biến dang déo phát triển ở mép móng và có độ sâu bằng 1⁄4 bề rộng của móng

mm

ki

R= 1"2 (aby, +Bhy,, +Dey)) (2.24)

trong đó: m¡,ma - các hệ số điều kiện làm việc lấy theo bảng

kạ - hệ số tin cậy

A, B, D - các hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng

b - bể rộng của móng

h - chiều sâu chôn móng

Yy ; trọng lượng đơn vị thể tích trung bình của các lớp đất nằm bên trên đáy móng

Yu - như trên nhưng nằm bên dưới đáy móng

cy - lực dính đơn vị tính toán của đất tiếp xúc với đáy móng

2.7.2 Khả năng chịu tải cực hạn

Khả năng chịu tải cực hạn của đất nền được xác định dựa trên

cơ chế phá hoại của nên từ thí nghiệm thực tế và áp lực tới hạn gây

cho nên bị phá hoại sẽ được mô tả theo các thông số sức chống cắt lúc bắt đầu trượt Trường phái trên được khởi xướng bỏ: Terzaghi, sau

đó được hiệu chỉnh bởi Meyerhof, Hansen Ngoài ra phải nói rằng Sololovski dựa vào lý thuyết cân bằng giới hạn từng điểm và phương

pháp sai phân hữu hạn cũng xác định khả năng chịu tải cực hạn Tuy nhiên đối với móng nông, công thức của Terzaghi (1942) vẫn dùng

phổ biến nhất Bằng cách khảo sát một móng băng, trình bày ở chương 3, bỏ qua sức chống cắt của đất ở bên trên đáy móng Terzaghi

đã rút ra công thức xác định khả năng chịu tải cực hạn của đất nên

32 | 7 GHƯƠNG 2

Theo dạng công thức được Terzaghi trình bày thi khả năng chịu

tải của đất nên chỉ áp dụng được cho trường hợp mực nước ngầm nằm

cách đáy móng thật xa có nghĩa là nó không ảnh hưởng đến công

thức tính và lúc đó ứng suất tổng trong đất bằng với ứng suất có hiệu

ở mọi độ sâu và các chỉ tiêủ vẻ cường độ là các chỉ tiêu có hiệu của sức chống cắt, cvà g Tuy nhiên công thức của Terzaghi cũng có thể

áp dụng cho điều kiện không thoát nước dùng ứng suất tổng với các

chỉ tiêu không thoát nước của sức chống cắt, cụ và Ou

Trong trường hợp mực nước ngâm cao, đối với loại đất thoát nước tốt ở cuối giai đoạn thi công áp lực dư lỗ rỗng hoàn toàn tiêu tán thì công thức xác định khả năng chịu tải được hiệu chỉnh như sau: ‘

y - trọng lượng đơn vị đẩy nổi của đất

Trong trường hợp mực nước ngắm nằm sâu bên dưới thì áp lực

có hiệu p' ở đáy móng cũng bằng với áp lực tổng p ở đáy móng, công

thức trở vê công thức ban đầu của Terzaghbi

Trong thiết kế thực tế khi tính toán khả năng chịu tải cân xem xét khả năng thoát nước của đất nên Khả năng thứ nhất là nên đất thoát nước đủ nhanh, áp lực dư lỗ rỗng sẽ tiêu tán trong quá trình chất tải và quá trình cố kết cũng như gia tăng cường độ của đất nền

sẽ kết thúc ở thời điểm cuối giai đoạn thi công Khả năng này áp dụng cho các loại đất cát, sỏi và tính toán theo điều kiện thoát nước với các chỉ tiêu có hiệu Khả năng thứ hai là nên đất thoát nước quá chậm, áp lực dư lỗ rỗng không thể tiêu tán trong quá trình thi công

và không có sự gia tăng về cường độ Khả năng này áp dụng cho đất

sét và phân tích khả năng chịu tải của đất nền theo điều kiện thoát

Dĩ nhiên theo thời gian thì quá trình cố kết sẽ xảy ra và cường

độ sẽ gia tăng và sau thời gian dài khá năng chịu tải của đất nền cao

hơn trong điều kiện không thoát nước lúc ban đầu Nếu cân thiết tính

toán khả năng chịu tải của đất nên ở giai đoạn này thì phân tích

theo điều kiện thoát nước với ứng suất có hiệu

| 2.8 ANH HUONG CUA X61 MON

Các móng trụ cầu, mố trụ cầu, tường chắn, bờ kè “hoặc móng

tiếp xúc với dòng chảy thì độ sâu chôn móng cần thích hợp sao cho

dòng chảy không xói lở đất làm sụp lở công trình Nếu độ sâu xói lở không sâu thì vẫn có thể dùng móng nông nếu ngược lại thì phải

dùng móng cọc, tuy nhiên cần phải nghiên cứu độ sâu xói mòn để có

thể dùng cọc ngắn Quá trình xét đến ảnh hưởng của xói mòn có thể

1- Tính ảnh hưởng của xói mòn, độ sâu xói mòn

Đối với khu vực có nước thải từ thành phố, nhà máy, khu vực

ven biển khi thiết kế móng cần chú ý đến khả năng ăn mòn của thép

hoặc bê tông móng Thường thì bê tông có khả năng chống ăn mòn,

tuy nhiên nếu có sự hiện diện của sulfate thì cần phải dùng loại bê

tông chịu sulfate Nên sử dụng cọc gỗ đã được xử lý thay cho cọc bản

thép ở chỗ đất có độ pH lớn hơn 9,B hoặc dưới 4,0

2.10 DA0 ĐỘNG CỦA MỰC NƯỚC NGẦM

Mực nước ngầm hạ thấp dẫn đến sự gia tăng ứng suất có hiệu

và gây thêm độ lún cho công trình, Mực nước ngầm dâng cao có thể

gây mất ổn định cho công trình

34 | | _ GHƯƠN8 2

2.11 MÓNG TRÊN NỀN CẮT -

Khi thiết kế móng trên nên cát, cân chú ý các vấn đề sau đây: 1- Khả năng chịu tải của đất nền mm

9- Nếu lớp cát xốp cân phải đâm lèn để giảm độ lún ©

3- Độ sâu chôn móng cần đủ sâu sao cho đất bên dưới hố móng không bị trổi ra ở xung quanh chu vi

2.12 MONG TREN NEN DAT LOT VA DAT LUN SAP

Đất lớt và đất lún sập có đặc điểm không chứa cudi, sdi va thành phần hạt lọt qua rây 200 chiếm phần lớn Tỉ trọng hạt thay đối từ 2,60 đến 2,80 nhưng thường nằm trọng khoảng 2,65 và 2,72 Trọng lượng

riêng đơn vị thay đổi từ 10 đến 16,5 kN/m Giới hạn lông wụ thay đổi từ

25 đến 55 và giới hạn đẻo wp thay đổi từ 15 đến 30% Độ ẩm tối thuận thay đổi từ 12 đến 20% Trọng lượng khô đâm chặt thay đổi từ 15,B đến

17,5 kN/mẺ Hệ số lỗ rỗng eo thay đổi từ 0,67 đến 1,50 :

Khi xây đựng công trình trên đất lún sập cần có những biện ˆ

pháp xử lý như sau:

1- Đầm chặt đất hoặc thay thế loại đất khác sao cho trọng lượng

đơn vị khô lớn hơn 15,5 kN/mẺ

2- Dùng thêm các phụ gia trong quá trình đầm chặt như vôi, xi măng 3- Dùng các biện pháp ngăn không cho nên đất lớt và lún sập

không bị ngập nước, nhưng thường biện pháp này khó thực hiện

4- Dùng cọc đóng xuyên qua lớp đất lún sập

2.13 MONG TREN NEN BAT TRUONG NG

Đất chịu sự thay đổi thể tích một cách đáng kể khi gặp ẩm hoặc khi khô được gọi là đất trương nở Khi gặp phải đất trương nở cần xử

lý như sau:

1- Thay đổi tính chất cơ lý của đất bằng cách dùng thêm các

phụ gia như vôi xi măng có khả năng làm giảm sự thay đổi thể tích của đất

2- Khống chế phương dãn nở bằng cách cho đất dãn nở về phía

lỗ trống đã chờ sẵn bên dưới móng Di nhiên lè chuyển vị

nhần kết cấu móng phải khống chế tối đa.

NHŨNG NGUYEN TAC co BAN 3B

3 Khống chế nước xâm nhập vào lớp đất trương nở bằng cách _'

_ đào lớp đất trương nở đến độ sâu mà trọng lượng của nó _

khống chế được sự phình trồi của đáy hố móng rồi đặt lớp vải kỹ thuật lên đáy cũng như ở xung quanh hố đào và lấp đất trở lại

4- Đặt móng ở độ sâu thích hợp và tạo một khoảng trống từ móng đến sàn tầng trệt để đất trương nở tự do mà không gây những chuyển vị nguy hiểm cho móng công trình

(2.14 MONG TREN NEN SET VA SILT

Nền sét và silt có thể là lớp trâm tích rất mềm cố kết thường hoặc lớp trầm tích rất cứng quá cố kết Tuy nhiên lớp trầm tích sét

từ yếu đến rất yếu được quan tâm nhiều hơn, từ khả năng chịu tải của

Silt có chỉ số dẻo và giới hạn lỏng cao có thể gọi là silt:dẻo

Loại silt này có tính chất giống như sét yếu Tính dẻo của loại silt

này do nó có chứa khoáng vật sét hoặc chất hữu cơ Loại silt vô cơ hoặc silt có chứa ít khoáng vật sét có thể ở trạng thái xốp nhưng tính

chất của nó lại giống với tính chất của cát Trong thiên nhiên ít.khi

lớp trầm tích thuần nhất Ia silt

Đối với nền sét cũng như silt vẫn phải tính khá năng chịu tải của

nền với hệ số an toàn thích hợp và phải tính toán và kiểm tra độ lún

cố kết Thường thì khả năng chịu tải của sét và silt được tính toán với

các chỉ tiêu sức chống cắt trong điều kiện không thoát nước Trong

trường sét hoặc silt có độ nhạy cao thì các chỉ tiêu sức chống cắt nên

xác định từ thí nghiệm cắt quay hoặc thí nghiệm xuyên tỉnh Để có thể

tính được độ lún cố kết cần phải tiến hành thí nghiệm cố kết

Đối với đất sét quá cố kết thường có những vết nứt do co ngót

hoặc có những mặt đứt Những khuyết tật này của cấu trúc đất làm

cho việc xác định cường độ chịu nén có nở hông gặp khó khăn Trong

nhiều trường hợp đặc biệt, trường hợp trên mực nước ngầm cường độ

của loại đất này có thể xác định từ mẫu SPT hoặc xác định bằng loại

xuyên bỏ túi cũng cho kết quả hợp lý Nếu yêu cầu độ chính xác cao

hơn thì cân phải tiến hành thí nghiệm bàn nén hiện trường vì việc

lấy mẫu bằng ống thành mỏng đạt yêu câu cho thí nghiệm ba trục là

36 CHƯƠNG 2

rất khó khăn Độ lún đàn hồi được xác định dựa vào mođun đàn hồi

_- thực nghiệm đã cho ở các bảng biểu Nếu phải xác định chính xác thì: phải xác định mođun đàn hổi từ thí nghiệm Độ lún cố kết của đất

sét quá cố kết được tính toán theo lý thuyết cố kết, tuy nhiên đối với cấp tải nhỏ hơn áp lực tiển cố kết thì phải dùng chỉ số nở C, hoặc chỉ

số nén lại C, để tính lún

2.15 BAO VE MOI TRƯỜNG

Khi thiết kế cần phải bảo đảm phân nền móng không gây ảnh hưởng có hại cho môi trường xung quanh Trách nhiệm của người thiết kế về vấn dé này sẽ được ràng buộc trong hợp đông giữa người thiết kế và chủ đầu tư Trong trường hợp không có những ràng buộc

` rõ ràng thì người kỹ sư cũng cân lưu ý các vấn đề sau:

1- Các hố khoan thăm dò trong khu vực có lớp phế thải có thể_ làm ô nhiễm tầng nước ngầm vì chất bẩn có thể thấm xuống:

4- Quá trình đóng cọc sẽ gây tiếng ồn và rung động

5- Cân phải cân nhắc trong việc đốn chặt cây ở xung quanh

6- Hố khoan thăm dò có thể làm ảnh hưởng mực nước ngầm ổn định 7- Những hố khoan gần sông có thể dẫn nước vào hố móng khi mực nước sông dâng cao

8- Tránh việc sạt lở các mái đất trong quá trình khai thác đất

9- Các công trình trên sông, ven bờ có thể làm ảnh hưởng đến

hệ sinh thái dưới nước

10- Các công trình trên sông hoặc ven bờ có thể gây cho tầng

nước ngầm bị nhiễm bẩn hoặc nhiễm mặn

XA = 12.14 — (12)? = 24

n

% II

i=l i=l i=l i=l

Dị Ÿ bao = c6 41b44- 12x5,883) = 0,215

n n n `

tgo” = ay, Đị1i — 3 BịỒ tị) = a (12x5,883 — 5,411x12) = 0,236

i=l i=l i=l

en = cŸ (1 + p,) = 0,215 (1 + 0,2354) = 0,215 + 0,051 t8ẹn = tg” (1 + Pige) = 0,236 (1 + 0,198) = 0,236 + 0,047

= "(1 +p,) = 1,886(1 + 0,0054) = 1,886 + 0,01

‘Dang Excel để tính toán thống kê:

Tính toán thống kê theo phân phối chuẩn hoặc theo thống kê tuyến tính đều có thể tính bằng Excel nhưng không phải dùng hàm © Linest như sau:

40 | — GHƯƠN8 2

Ghi chú: Nếu trong Tool không có Data Analysis thi vào Add-ins -,

chon Analysis ToolPak dé kich hoat phan Data Analysis