Bài giảng thi công nền móng

Bài giảng thi công nền móng xây dựng công trình, dành cho sinh viên các trường đại học ngoại ngữ chuyên ngành xây dựng, Bài giảng thi công nền móng Bài giảng thi công nền móng Bài giảng thi công nền móng Bài giảng thi công nền móng Bài giảng thi công nền móng Bài giảng thi công nền móng

BÀI GIẢNG NỀN MÓNG

BỘ MÔN CƠ HỌC ĐẤT – NỀN MÓNG

CHƯƠNG 1: MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN

§1 Khái niệm chung

Kết cấu bên trên Móng

- Khả năng tiếp nhận tải trọng của các vật liệu CT >>

hơn so với CT bên trên (để giảm tải lên nền).

- Sự mở rộng có thể theo bề ngang, theo chiều sâu hoặc

cả 2 hướng.

II Nền

h m

h

h b b

+ Nếu nền đất tự nhiên không tốt, muốn sử dụng làm

nhân tạo

III Phân loại móng

1 Móng nông và móng sâu.

a Móng nông

- Thi công trực tiếp từ đáy móng trong hố đào sẵn.

- Đặc điểm của móng nông:

Móng đơn

Móng băng

Móng bè

b Móng sâu

- Thi công: không đào hố móng hoặc chỉ đào 1 phần rồi bằng 1 phương pháp nào đó đưa móng xuống chiều sâu thiết kế.

- Đặc điểm của móng sâu:

III Phân loại móng (tiếp)

2 Phân loại theo tiêu chí khác

* Theo vật liệu: gạch, đá, bêtông, BTCT, thép…

* Theo biện pháp thi công: thi công toàn khối, lắp ghép.

* Theo đặc tính chịu tải: tải trọng tĩnh, tải trọng động…

* Theo hình dạng : móng đơn, móng băng, móng bè, móng hộp…

* Theo độ cứng: móng cứng, móng mềm.

Móng nông

h m

h

h b b

Gờ móng

Bậc móng

± 0.00

IV Các bộ phận cơ bản của móng (tiếp)

* Độ sâu đặt móng (chiều sâu chôn móng): độ sâu kể từ mặt đất tới mặt đáy móng.

* Gờ móng: khoảng cách từ mép bậc móng trên cùng đến mép đáy CT

* Bêtông lót móng: lớp đệm dưới đáy móng bằng bêtông

có cường độ thấp

* Bậc móng: cấu tạo để tiết kiệm vật liệu khi thiết kế móng mà vật liệu móng là các loại vật liệu chịu kéo kém (gạch, đá, BT).

V Khái niệm tính toán thiết kế nền móng

* Theo quan điểm tính toán thiết kế kết cấu công trình

có 2 phương pháp:

- Phương pháp tính toán kết cấu tổng thể (công trình + móng + nền).

- Phương pháp tính toán kết cấu rời rạc.

* Theo quan điểm hệ số an toàn:

- Hệ số an toàn tổng thể (hệ số an toàn duy nhất)

- Hệ số an toàn riêng phần (phương pháp TTGH)

V.1 Nội dung tính toán nền móng

a Tính toán theo điều kiện cường độ, ổn định

* Tính toán theo TTGH I phải thỏa mãn điều kiện sau:

Fs

N ≤ Φ

(I.1)

- N: tải trọng thiết kế hoặc tác động khác từ CT lên đất;

của lực N;

- Fs: hệ số an toàn.

a Tính toán theo điều kiện cường độ và ổn định (tiếp)

Fs

p

Rđ = gh

] [ tr

p tb : tải trọng tiếp xúc trung bình ở đáy móng;

p max : tải trọng tiếp xúc lớn nhất ở đáy móng;

p gh : sức chịu tải giới hạn của nền;

R đ ([p]): sức chịu tải tính toán của nền.

* Đối với móng: vật liệu móng phải thỏa mãn điều kiện cường độ:

σmax ≤ R

phản lực đất gây ra, σmax = {τmax , σkc , σk };

móng tương ứng với sự phá hoại của ứng suất:

a Tính toán theo điều kiện cường độ và ổn định (tiếp)

b Tính toán theo điều kiện biến dạng

* Tính toán theo điều kiện biến dạng:

và chuyển vị ngang của móng;

- S gh (hay [S]); ΔS gh (hay [ ΔS]), [θ], [u]: độ lún giới hạn (độ lún cho phép); độ lún lệch cho phép; góc nghiêng

§3 Phân tích lựa chọn phương án móng

Sơ đồ dạng a Sơ đồ dạng b Sơ đồ dạng c

Đất tốt

Đất tốt

Đất tốt

Đất tốt Đất yếu

2 1

yÕu

Các dạng cấu trúc địa tầng

tèt yÕu

t è t

f)

yÕu tèt

tèt

tèt

tèt

yÕu

II Phân tích lựa chọn phương án móng

Việc lựa chọn phương án móng liên quan đến việc chọn

độ sâu đặt móng.

* Lựa chọn độ sâu đặt móng phụ thuộc vào các yếu tố:

- Điều kiện ĐCCT và ĐCTV khu vực XD;

- Trị số (độ lớn) và đặc tính của tải trọng;

- Các điều kiện và khả năng thi công móng;

- Tình hình và đặc điểm của móng các CT lân cận.

* Nguyên tắc lựa chọn độ sâu đặt móng:

- Móng phải được đặt vào lớp đất tốt.

II Lựa chọn P.A móng theo điều kiện địa chất

a Địa tầng cơ bản dạng a: nền gồm toàn lớp đất tốt.

→ Độ sâu đặt móng = f(mức độ tải trọng).

* CT tải trọng nhỏ và trung bình: P.A móng nông.

* CT tải trọng lớn: P.A móng cọc Độ sâu mũi cọc được lựa chọn theo sức chịu tải của cọc và nhóm cọc.

b Địa tầng cơ bản dạng b: đất tốt nằm dưới một hoặc nhiều lớp đất yếu có chiều dày hữu hạn.

* CT tải trọng nhỏ và trung bình : P.A móng nông.

→ Độ sâu đặt móng = f(mức độ tải trọng, chiều dày h y …

- Lớp đất yếu không dày lắm: loại bỏ lớp đất yếu, đặt móng vào lớp đất tốt bên dưới với h m = h y + Δh

Δh = (0,2 ÷ 0,3)m

b Địa tầng cơ bản dạng b: đất tốt nằm dưới một hoặc nhiều lớp đất yếu có chiều dày hữu hạn.

+ Thay một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu bằng vật liệu tốt hơn: “Đệm cát”

hoặc một phần chiều dày lớp đất yếu.

* CT tải trọng lớn: P.A móng cọc.

- Độ sâu mũi cọc phải được nằm trong lớp đất tốt 1

của cọc tròn).

b Địa tầng cơ bản dạng b (tiếp)

cát”

hoặc một phần chiều dày lớp đất yếu.

* CT tải trọng lớn: P.A móng cọc.

- Độ sâu mũi cọc phải được nằm trong lớp đất tốt 1

của cọc tròn).

c Địa tầng cơ bản dạng c: dạng xen kẹp: đất yếu nằm giữa các lớp đất tốt

→ Độ sâu đặt móng = f(chiều dày các lớp đất, tải

trọng…).

* CT tải trọng nhỏ và trung bình : P.A móng nông.

- Lớp đất tốt bên trên h 1 “đủ dày” → phân tích tương tự

như địa tầng dạng a: đặt trực tiếp móng lên lớp này.

- Lớp đất tốt bên trên h 1 không “đủ dày” → phân tích

tương tự như địa tầng dạng b.

+ Xử lý KC bên trên: dùng KC vật liệu nhẹ…

+ Xử lý nền: xử lý đất yếu bên dưới nhưng cố gắng

c Địa tầng cơ bản dạng c (tiếp)

* CT tải trọng lớn : P.A móng cọc.

- Lớp đất tốt bên trên h 1 “đủ dày” → phân tích tương tự

như địa tầng dạng a: mũi cọc hạ vào lớp đất tốt bên trên.

- Lớp đất tốt bên trên h 1 không “đủ dày” → phân tích

tương tự như địa tầng dạng b: mũi cọc hạ vào lớp đất tốt bên dưới 1 khoảng ≥ 3D c.

§4 Tải trọng trong tính toán thiết kế nền móng

I Phân loại tải trọng

I.1 Phân loại tải trọng theo thời gian tác dụng

Theo thời gian tác dụng chia làm 2 loại: tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời.

a Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải – tải trọng nhóm A):

tải trọng tác dụng không thay đổi trong quá trình thi công và sử dụng CT (tồn tại cùng với CT).

* Tải trọng tạm thời: tải trọng tồn tại trong một thời gian nào đó khi thi công, khi sử dụng CT

- Tải trọng tạm thời có thể thay đổi về điểm đặt, giá trị,

+ Tải trọng tạm thời ngắn hạn (tải trọng nhóm B 2 ): chỉ xuất hiện trong những khoảng thời gian nào đó (có thể

dự đoán được)

+ Tải trọng cực ngắn (tải trọng đặc biệt – tải trọng nhóm D): xuất hiện một cách ngẫu nhiên liên quan đến các sự cố bất khả kháng ở một thời điểm nào đó trong quá trình tồn tại của CT

I.2 Phân loại theo giá trị của tải trọng

a Giá trị danh nghĩa hay giá trị tiêu chuẩn của tải trọng (tải trọng tiêu chuẩn N tc ): là giá trị của từng loại tải trọng thường gặp trong quá trình sử dụng CT mà chưa xét đến sự sai khác do thi công, do chế tạo gây ra.

b Giá trị thực hay giá trị tính toán của tải trọng (tải trọng tính toán N tt ): là giá trị của tải trọng kể đến sự sai khác do thi công, do chế tạo gây ra làm thay đổi giá trị của tải trọng thiên về phía nguy hiểm cho CT.

- Để xét đến sự sai khác người ta đưa vào hệ số an toàn

về tải trọng (hệ số vượt tải – hệ số độ tin cậy):

II Tổ hợp tải trọng (THTT)

Tổ hợp tải trọng là tập hợp các tải trọng có thể cùng tồn tại, cùng đồng thời gây ảnh hưởng đến CT.

II.1 Tổ hợp tải trọng cơ bản – THCB (tổ hợp tải trọng gắn chặt với CT)

* Tổ hợp cơ bản = Các tải trọng loại A + Các tải trọng loại B 1 + một số tải trọng loại B 2

các THCB khác nhau Khả năng cùng đồng thời tồn tại của các tải trọng được xét đến bằng hệ số tổ hợp (hệ số đồng thời)

II.1 Tổ hợp cơ bản (tiếp)

- THCB có 1 tải trọng tạm thời

THCB = Các tải trọng A + 1B

- THCB có 2 tải trọng tạm thời trở lên thì giá trị tính toán của tải trọng tạm thời phải được nhân với hệ số tổ hợp:

+ Khi không phân tích được ảnh hưởng của từng tải trọng tạm thời:

THCB = Các A + Các B*0,9;

+ Khi có thể phân tích ảnh hưởng riêng biệt của từng tải trọng tạm thời ngắn hạn thì tải trọng tạm thời có ảnh hưởng lớn nhất không giảm; tải trọng ảnh hưởng thứ

II.2 Tổ hợp đặc biệt (THĐB)

* THĐB gồm các tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, một vài tải trọng tạm thời ngắn hạn và các tải trọng tạm thời đặc biệt (tải trọng cực ngắn)

- TTĐB với tải trọng do nổ hoặc do va chạm cho phép không xét đến các tải trọng loại B 2

- THĐB do tác động của động đất không tính đến tải trọng gió;

- THĐB có 2 tải trọng tạm thời trở lên, giá trị tải trọng đặc biệt lấy không giảm; giá trị tính toán của tải trọng tạm thời được nhân với hệ số tổ hợp như sau: tải trọng loại B 1 nhân 0,95; tải trọng loại B 2 nhân 0,8:

THĐB = Các A + B 1 *0,95 + B 2 *0,8 + 1D

§5 Nguyên tắc chung khi thiết kế nền móng CT

* Phương án thiết kế phải khả thi

* Phương án thiết kế phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

dụng bình thường.

* Phương án thiết kế phải đảm bảo hiệu quả kinh tế

- Kinh phí XD CT phụ thuộc nhiều vào việc lựa chọn giải pháp móng hợp lý theo yêu cầu kỹ thuật đề ra.

- Mục tiêu của việc thiết kế phải là một giải pháp thỏa hiệp giữa yêu cầu kỹ thuật và hạn mực kinh phi cho phép.

§6 Các tài liệu cần thiết cho thiết kế nền móng

1 Tài liệu về công trình

* Các tài về CT dự kiến XD phải bao gồm:

- Bản đồ địa hình khu vực XD và lân cận;

- Hồ sơ thiết kế kiến trúc, kết cấu CT và các yêu cầu riêng biệt và khai thác và sử dụng CT, các yêu cầu làm phát sinh các dạng tải trọng đặc biệt Trong số đó, các tài liệu không thể thiếu:

+ MB đáy CT: Hình dáng, kích thước đáy CT;

Đặc điểm của CT (tầng hầm, tầng 1, công sự…);

+ MB tải trọng đáy CT và các tài liệu liên quan đến việc xác định tải trọng (giá trị và tính chất) tương ứng.

2 Tài liệu về ĐCCT

* Tài liệu về ĐCCT bao gồm:

- Bản đồ địa hình, địa mạo nơi XD CT;

- MB bố trí các điểm thăm dò – vị trí khảo sát (nên được định vị theo MB bố trí các hạng mục CT);

- Kết quả khảo sát:

+ Phương pháp tiến hành khảo sát,

+ Các tài liệu về cột khoan địa chất và các mặt cắt địa chất: ghi rõ cao trình các lớp đất, mô tả sơ bộ các lớp đất, khoảng cách các hố khoan, vị trí lấy mẫu đất thí nghiệm, mực nước ngầm xuất hiện và ổn định;

+ Kết quả và những đánh giá sơ bộ ban đầu phẩm chất

3 Tài liệu về ĐCTV

* Thông tin về nước mặt, nước ngầm trong đất:

- Cao trình mực nước và sự thay đổi mực nước theo mùa: mực nước thường xuyên (mực nước trung bình); mực nước cao nhất; mực nước thấp nhất.

- Tính chất ăn mòn vật liệu XD của nước, các tính chất

lý – hóa của nước ngầm, độ pH, tính xâm thực…

4 Tài liệu về CT lân cận

- Tầm cỡ CT, mức tải trọng, phạm vi ảnh hưởng đến nền đất CT mới;

- Tuổi thọ CT, tình trạng kết cấu hiện thời, kết cấu móng CT cũ phải được khảo sát kỹ gồm vật liệu móng, hình dạng, kích thước, phạm vi chiếm đất và độ sâu đặt móng.