Bài giảng nền và móng chương 1 đào nguyên vũ

Vấn đề cơ bản về nền móng Cơng việc tính tốn nền móng là nhằm chọn được một loạinền móng công trình đảm bảo các điều kiện sau: Cơng trình phải tuyệt đối an tồn không bị sụp đổ do nềnmó

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP.HCM

KHOA XÂY DỰNG – BỘ MÔN NỀN MÓNG

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

NỀN VÀ MÓNG

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG

Chương 2 MÓNG NÔNG

Chương 3 NỀN NHÂN TẠO

Chương 4 MÓNG CỌC

Chương 5 MÓNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐỘNG

Trang 2

[1] Châu Ngọc Ẩn Nền móng NXB ĐHQG TP.HCM, 2002.

[2] Châu Ngọc Ẩn Hướng dẫn đồ án Nền móng NXB ĐHQG

TP.HCM, 2003.

[3] Nguyễn Hữu Đẩu và cộng sự Phương pháp OSTERBERG –

Đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi và cọc barrette NXB XD,

Trang 3

[7] Nguyễn Bá Kế và cộng sự Móng nhà cao tầng – Kinh nghiệm

nước ngoài NXB XD, Hà nội 2004;

[8] Nguyễn Bá Kế Sự cố nền móng công trình NXB XD , Hà nội

2000;

[9] Nguyễn Bá Kế Kỹ thuật nền móng công trình vùng đồi dốc.

NXB XD, Hà nội 2005;

[10] Lê Bá Lương và cộng sự Công trình trên đất yếu trong điều

kiện Việt Nam Chương trình hợp tác khoa học Việt - Pháp;

[11] Cung Nhất Minh và cộng sự Thí nghiệm và kiểm tra chất

lượng cọc NXB XD , Hà Nội 1999;

[12] Vũ Công Ngữ và cộng sự Móng cọc – Phân tích và thiết kế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Trang 4

[14] Nguyễn Văn Quảng Nền móng nhà cao tầng NXB KHKT , Hà

nội 2003;

[15] Nguyễn Văn Quảng và cộng sự Hướng dẫn đồ án nền và

móng NXB XD, Hà nội 2004;

[16] Nguyễn Văn Quảng Nền móng nhà cao tầng NXB KHKT , Hà

nội 2003;

[17] Nguyễn Văn Quảng Nền móng và tầng hầm nhà cao tầng.

NXB XD, Hà nội 2008;

[18] Nguyễn Văn Quảng và cộng sự Nền và móng các công trình

dân dụng và công nghiệp NXB XD, Hà nội 2005;

[19] Võ Phán và cộng sự Phân tích và tính toán móng cọc NXB

ĐHQG TP.HCM, 2010.

[20] Hoàng Văn Tân và cộng sự Những phương pháp xây dựng

Trang 5

[21] Hoàng Văn Tân và cộng sự Tính toán nền móng theo trạng

thái giới hạn NXB XD, Hà nội 1998;

[22] Hoàng Văn Tân Một số vấn đề tính toán thiết kế thi công

nền móng các công trình nhà cao tầng.

[23] Đoàn Thế Tường và cộng sự Thí nghiệm đất và nền móng

công trình NXB GTVT, Hà nội 2004;

[24] Lê Đức Thắng và cộng sự Nền và móng NXB ĐH-THCN , Hà

nội 1991;

[25] Lê Đức Thắng Tính toán móng cọc NXB GTVT, Hà nội 1998;

Trang 6

[28] Jean Pierre Giroud Các bảng tính toán nền móng NXB XD,

Hà nội 2004;

[29] Viện tiêu chuẩn Anh Hướng dẫn thực hành về nền móng.

Tiêu chuẩn Anh-BS 8004, 1986.

[30] Shamsher Prakash và cộng sự Móng cọc trong thực tế xây

dựng NXB XD , Hà nội 1999;

[31] Brinkgreve, R B J et al Plaxis Finite Element code for Soil

and Rock analyses Reference manual A.A Balkema, Rotterdam,

Netherlands, 1998.

[32] Das, B M Principles of Foundation Engineering PWS

Publishing Company, 1984.

[33] Das, B M Principles of Geotechnical Engineering PWS

Trang 7

[34] Das, B M Principles of Soil Dynamics PWS Publishing

Company, 1993.

[35] Mana, A I et al Prediction of Movement for Braced Cuts in

Clay ASCE, J Geotech Eng., 1981.

[36] Poulos, H G (1972) Difficulties in Prediction of Horizontal

Deformations of Foundations ASCE Journal of the Soil Mechanics

and Foundations Division, 1998.

[37] CGS (1992) Canadian Foundation Engineering Manual 3rd ed Canadian Geotechnical Society, Bitech, Vancouver.

[38] Joseph E Bowles Foundation analysis and design Mc

Trang 8

[40] W G K Fleming et al Piling engineering Surrey University

Press, 1985.

[41] Robert C Bachus et al Deep Foundation Improvements:

Design, Construction, and Testing American society for Testing and

Materials, 1991.

Trang 9

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG

[1] TCXD 195.1997 Nhà cao tầng – Thiết kế cọc khoan nhồi.

[2] TCXD 205.1998 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.

[3] TCXD 269.2002 Cọc – Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng

tĩnh ép dọc trục.

[4] TCXD 286.2003 Đóng và ép cọc – Tiêu chuẩn thi công và

Trang 10

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG

[8] TCXD 194.2006 Nhà cao tầng – Công tác khảo sát địa kỹ

thuật.

[9] TCXD 375.2006 Thiết kế công trình chịu động đất.

[10] TCXD 385.2006 Gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng [11] TCXD 7888.2008 Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước.

[12] QPXD 45.78 Nền nhà và công trình.

Trang 11

1.1.1 Vấn đề cơ bản về nền móng

 Nền là bộ phận nằm ngay dưới đáy

móng, trực tiếp chịu tải trọng của công

trình do móng truyền xuống

 Móng là một bộ phận của công trình

làm nhiệm vụ truyền tải trọng của công

trình xuống nền

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NỀN MÓNG

1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NỀN MÓNG

Sơ đồ nền và móng

f

Trang 12

 Công việc tính toán nền móng là nhằm chọn được một loạinền móng công trình đảm bảo các điều kiện sau:

 Công trình phải tuyệt đối an toàn không bị sụp đổ do nền móng, đảm bảo công năng sử dụng của công trình.

 Khả thi nhất cho công trình.

 Giá thành rẻ nhất.

 Điều kiện đảm bảo an toàn cho công trình là nhiệm vụ chính

trong tính toán kỹ thuật nền móng, bao gồm:

 Đánh giá được các tính năng của phần đất sẽ gánh đỡ công trình.

Trang 13

 Lựa chọn các tổ hợp tải trọng công trình truyền xuống.

 Phân tích tính toán các loại móng hoặc biện pháp gia cố đất nền thích hợp cho công trình.

GW = Ground Water

Cấu tạo nền đất

Trang 14

Công trình bên trên, móng, nền đất có sự tương tác (ứng xử)

qua lại và làm việc đồng thời Có 2 phương pháp tính toán:

 Tính toán công trình, móng và nền đất theo phương pháp rời

rạc hoá (tách riêng từng bộ phận để tính)  cách tính phổthông Sử dụng các phương pháp giải tích hoặc phần tử hữu hạn để tính

 Tính toán công trình, móng và nền đất làm việc đồng thời.Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để tính

Trang 15

1.1.2 Phân loại móng và nền

a.Phân loại móng

a.1.Móng nông

 Là phần mở rộng của chân cột hoặc đáy công trình nhằm cóđược một diện tích tiếp xúc thích hợp để đất nền có thể gánhchịu được áp lực đáy móng

Tác giả D f /B

K Terzaghi < 1

Trang 16

a.Phân loại móng

a.1.Móng nông

 Đặc điểm cơ bản của móng nông là khi xem xét sức chịu tảicủa nền không xét thành phần ma sát giữa đất và mặt bên củamóng

 Móng nông thường được chia thành:

 Móng đơn chịu tải đúng tâm, lệch tâm

 Móng băng (1 phương, 2 phương).

 Móng bè (dạng bản, có sườn (dầm), hộp)

Trang 17

a.1.Móng nông

Trang 18

a.2.Móng cọc

 Móng cọc là bộ phận của công

trình, gồm nhiều cọc riêng rẻ cắm sâu

trong nền đất, được liên kết với nhau

bằng đài cọc

 Cọc là một kết cấu có chiều dài lớn

hơn nhiều so với bề rộng tiết diện

ngang

 Đài cọc là phần kết cấu để liên kết

các cọc trong một nhóm cọc với công

trình bên trên

Sơ đồ móng cọc

Trang 19

a.2.Móng cọc

Trang 20

b Phân loại nền

 Nền tự nhiên

Là nền gồm các lớp đất có kết cấu tự nhiên, nằm ngay sát bêndưới móng, chịu đựng trực tiếp tải trọng công trình do móngtruyền xuống

 Nền nhân tạo

Cải tạo kết cấu của khung hạt đất nhằm gia tăng sức chịu tải và giảm độ biến dạng lún của nền đất:

Trang 21

 Đệm vật liệu rời như đệm cát, đệm đá thay thế phần đất

yếu ngay sát dưới đáy móng để nền có thể chịu được tải trọngcông trình

 Gia tải trước là biện pháp cải tạo khả năng chịu tải của

nền đất, nhằm làm giảm hệ số rỗng của khung hạt đất bằngcách tác động tải trọng ngoài trên mặt nền đất

 Gia tải trước phối hợp với biện pháp tăng tốc độ thoát

nước bằng các thiết bị thoát nước thẳng đứng như giếng cát

Trang 22

 Cọc vật liệu rời như cọc cát, cọc đá nhằm làm giảm hệ số

rỗng của khung hạt đất cát rời có độ thấm nước tốt hoặc thaythế đất yếu bằng các cọc vật liệu rời có đặc tính tốt hơn đấtnền tự nhiên, nhằm tăng khả năng chống cắt dọc các mặt cókhả năng bị trượt

 Cọc đất trộn vôi hoặc trộn xi măng.

 Phụt vữa xi măng hoặc vật liệu liên kết vào vùng nền chịu

lực để tăng lực dính giữa các hạt đất và giảm thể tích các lỗrỗng

Tăng cường các vật liệu chịu kéo cho nền đất còn được

Trang 23

Tăng cường các vật liệu chịu kéo cho nền đất còn được gọi là đất có cốt như:

 Sợi hoặc vải địa kỹ thuật, được trải một hoặc nhiều lớp

trong nền các công trình đất đắp hoặc trong các lớp đệm vậtliệu rời để tăng cường khả năng chịu kéo và giảm độ lún củađất nền

 Thanh hoặc vải địa kỹ thuật, được trải từ 3 đến 5 lớp dưới

các móng băng chịu tải trọng lớn hoặc trong các mái dốc đắp

Trang 24

Có nhiều phương pháp tính toán nền móng nhưng tựu trung cóhai nhóm cơ bản:

+ Nhóm 1: Tính toán ổn định đất nền nhằm chống trượt hoặclật công trình

+ Nhóm 2: Hạn chế độ lún và độ lún lệch của móng

Có thể chia các phương pháp tính hiện hành như sau:

1.2.1 Tính Toán Nền Theo Trạng Thái Ứng Suất Cho Phép

Trước thập niên 70, phương pháp này dựa trên việc tính toánsức chịu tải cực hạn của đất nền theo công thức của K Terzaghihoặc các hiệu chỉnh sau đó

1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH NỀN MÓNG

Trang 25

Trong đó:

q: áp lực đáy móng;

qa: sức chịu tải cho phép;

qult: sức chịu tải cực hạn

N, Nq, Nc: các hệ số sức chịu tải (Terzaghi)

Nếu q được tính với:

FS

cN qN

B N FS

q q



Trang 26

Sau đó, kể từ thập niên 70, sức chịu tải được tính toán rõ rànghơn Cụ thể là:

 Cho đất dính thoát nước chậm, tính sức chịu tải tức thời (short

term) với đặc trưng chống cắt không thoát nước cu và u

 Sức chịu tải trong giai đoạn sau lún ổn định được tính với đặctrưng chống cắt có thoát nước c’ và ’

 Cho nền cát thì tính sức chịu tải có thoát nước c’ và ’

1.2.2 Tính Toán Nền Theo Trạng Thái Giới Hạn Về Biến

Dạng (trạng thái II)

Trang 27

 Phương pháp này tính toán độ biến dạng (độ lún) của móng

theo lý thuyết đất là vật thể đàn hồi tuyến tính Cơ sở củaphương pháp dựa trên sự phát triển vùng biến dạng dẻo trongnền đủ nhỏ để nền đất còn tuân theo quy luật đàn hồi

 Sử dụng các kết quả lý thuyết của Boussinesq và đặc trưngnén lún của đất để tính độ lún của móng riêng lẻ hoặc độ lúncó xét đến ảnh hưởng của các móng lân cận, tìm được độ lún

Trang 28

 Vì vậy điều kiện cần của phương pháp là khống chế áp lựcđáy móng để nền đất còn làm việc trong giai đoạn đàn hồi theoquan điểm của phương pháp phát triển vùng biến dạng dẻo củaFlorich.

 Với móng chịu tải đứng đúng tâm:

Theo QPXD 45-78,

 Với móng chịu tải đứng lệch tâm: ngoài điều kiện trên còncần có pmin ≥ 0, khi các móng dễ lật điều kiện này trở thành

pmin/pmax  0.25 và pmax ≤ Rtc hoặc RII

)

2 1

b IIb II

II f II

q

Trang 29

 Điều kiện đủ là độ lún, góc xoay tính được, phải thỏa các điềukiện sau:

i

S S

S

Trang 30

1.2.3 Tính Toán Nền Theo Trạng Thái Giới Hạn Về Cường

Độ Chịu Tải (trạng thái I)

Nội dung phương pháp gồm khống chế khả năng trượt, lật củamóng và không cho nền bị phá hoại cắt

hoặc

Trong đó:

+ kt: kệ số an toàn chống trượt;

+ k : kệ số an toàn chống lật;

cl l

t gt

ct t

k M

M

k

k M

M

k

FS

q k

p

p tt  gh  ult

Trang 31

1.2.3 Tính Toán Nền Theo Trạng Thái Giới Hạn Về Cường Độ Chịu Tải (trạng thái I)

+ [kt], [kl]: hệ số an toàn cho phép về trượt và lật;

+ k, FS: kệ số an toàn;

+ qult và pgh: sức chịu tải cực hạn của nền đất

Trang 32

1.3.1 Các Loại Tải Trọng

Tải trọng tác dụng lên móng và truyền lên nền đất thường đượcphân chia thành:

 Tải trọng thường xuyên: là các tải trọng tác dụng không biếnđổi trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình như trọnglượng bản thân, áp lực đất, áp lực nước, …v.v

 Tải trọng tạm thời: là các tải trọng có thể không có trongmột giai đoạn nào đó của quá trình xây dựng và sử dụng côngtrình

Tải trọng tạm thời dài hạn: tác động trong một thời gian tương đối dài khi thi công hoặc trong quá trình sử dụng công

1.3 CÁC DỮ LIỆU ĐỂ TÍNH NỀN MÓNG

Trang 33

1.3.1 Các Loại Tải Trọng

Tải trọng tạm thời ngắn hạn: chỉ xuất hiện trong từng giaiđoạn khi thi công hoặc trong quá trình sử dụng như: tải trọnggió, tải trọng sóng, …v.v

Tải trọng đặc biệt: xuất hiện trong những trường hợp nhưđộng đất, sập đổ một bộ phận công trình, …v.v

1.3.2 Tổ Hợp Tải Trọng

Khi tính toán nền móng phải tiến hành với các tổ hợp bất lợinhất cho biến dạng của công trình và ổn định của toàn nền, có

Trang 34

 Tổ hợp chính: gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời

dài hạn và một tải trọng tạm thời ngắn hạn (tải này có ảnh

hưởng nhiều đến trường ứng suất trong nền nên thường được

chọn là tải trọng gió).

 Tổ hợp phụ: gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thờidài hạn và ít nhất là hai tải trọng tạm thời ngắn hạn

 Tổ hợp đặc biệt: gồm tải trọng thường xuyên, tải trọng tạmthời dài hạn, một số tải trọng tạm thời ngắn hạn và một tảitrọng đặc biệt

Trang 35

Ngoài ra, tải trọng còn được phân thành tải trọng tiêu chuẩn vàtải trọng tính toán

 Tải trọng tiêu chuẩn: là tải trọng mà có thể kiểm soát đượcgiá trị của nó trong điều kiện thi công hoặc sử dụng công trìnhbình thường

 Tải trọng tính toán: được định nghĩa là tải trọng tiêu chuẩn

nhân với hệ số vượt tải n (n = 1.1 ÷ 1.4).

Chú ý:

Trang 36

 Khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn cường độ được tiếnhành với tổ hợp phụ, tổ hợp đặc biệt các tải trọng tính toán

 Khi tính toán nền theo ứng suất cho phép được tiến hành vớitổ hợp phụ, tổ hợp đặc biệt các tải trọng tính toán và các hệ số

an toàn thích hợp

Trang 37

1.4 CÁC ĐẶC TRƯNG TIÊU CHUẨN VÀ TÍNH TOÁN CỦA ĐẤT 1.4.1 Phân Chia Các Lớp Đất

 Theo QPXD 45-78, được gọi là một lớp địa chất công trình khi

tập hợp các giá trị có đặc trưng cơ lý của nó phải có hệ số

biến động đủ nhỏ.

 Hệ số biến động,  có dạng như sau:

: độ lệch toàn phương trung bình A

Trang 38

1.4 CÁC ĐẶC TRƯNG TIÊU CHUẨN VÀ TÍNH TOÁN CỦA ĐẤT 1.4.2 Quy Tắc Loại Trừ Các Sai Số

 Nếu trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động,

  []  đạt Ngược lại thì phải loại trừ các số liệu có sai số

lớn

[]: hệ số biến động cho phép

 Loại trừ những giá trị Ai (lớn nhất và nhỏ nhất) nếu không

thoả mãn điều kiện:

: ước lượng độ chệch Khi n  25, lấy  = 

Tiêu đề	Bài giảng nền và móng chương 1: Tổng quan về nền móng
Tác giả	Đào Nguyên Vũ
Trường học	Trường Đại học Kiến trúc TP.HCM
Chuyên ngành	Xây dựng
Thể loại	Bài giảng
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	46
Dung lượng	343,87 KB