NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNGa tải trọng truyền từ kết cấu phần trên xuống hệ móng, b yêu cầu của các quy tắc xây dựng địa phương, c Đặc tính ứng suất - biến
Trang 1NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
(a) tải trọng truyền từ kết cấu phần trên xuống hệ móng,
(b) yêu cầu của các quy tắc xây dựng địa phương,
(c) Đặc tính ứng suất - biến dạng của đất đỡ hệ móng,
(d) điều kiện địa chất đất nền
Đối với kỹ sư nền móng Hai yếu tố cuối là vô cùng quan trọng vì chúng thuộc lĩnh vực cơ học đất
- Để có được độ chính xác các thông số của đất cần phải hiểu thấu đáo những nguyên lý cơ bản của cơ học đất Đồng thời phải thấy rằng các trầm tích đất tựnhiên mà công trình được xây dựng trên đó, phần lớn trường hợp là không đồng chất Do vậy, người kỹ sư phải có một sự hiểu biết thấu đáo về địa chất của khu vực, đó là nguồn gốc và bản chất của địa tầng cũng như các điều kiện địa chất thuỷ văn
- Kỹ thuật nền móng là một sự phối hợp khéo léo của cơ học đất, địa chất công trình, và suy đoán riêng có được từ kinh nghiệm quá khứ Ở một mức độ
nào đó, kỹ thuật nền móng có thể được gọi là một nghệ thuật (Braja M Das).
Trang 2NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Môn Nền Móng gồm 5 Chương:
Chương I: Một số khái niệm cơ bản
Chương II: Móng Nông trên Nền Thiên nhiên
Chương III: Tính toán Móng Mềm
Chương IV: Xây dựng Công trình trên Nền Đất yếu
Chương V: Móng Cọc (Móng sâu)
3
1) Nền Móng - Bộ môn Địa Kỹ Thuật, ĐHTL, 1998
2) Bài giảng do giáo viên biên soạn, 2009, 2010
3) Các Tiêu chuẩn:
- Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình Thủy công: TCVN 4253 - 86
- Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình dân dụng và công nghiệp: QP45-70, QP45-78
- Tiêu chuẩn thiết kế Móng Cọc: TCXD 205 - 98
Chương 1:
Một số khái niệm cơ bản
Trang 3NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
- Đối với nền các công trình thuỷ lợi còn cần
kể thêm đến phạm vi đất chịu ảnh hưởng của
sự thay đổi về thấm nước do xây dựng và sử
dụng công trình (điều kiện ĐCTV thay đổi)
- Phân loại nền: 2 loại
* Nền thiên nhiên: không qua xử lý
* Nền nhân tạo: đã qua xử lý
Nền Móng Kết cấu phần trên
để có thể chọn được phương án tối ưu
1- Theo vật liệu làm móng: Để lựa chọn các vật liệu thích hợp cho móng cần xem xét: điều kiện cung cấp vật liệu (tại chỗ, hay từ xa đến), đặc điểm làm việc của công trình, tình hình ĐCCT, ĐCTV (mực nước ngầm…)
* Móng gạch:
* Móng đá hộc: dùng nơi sẵn đá
- Phân loại theo 4 cơ sở:
- Móng là bộ phận phía dưới của công trình và tiếp xúc với đất Có tác dụng đỡ KCPT, truyền và phân bố tải trọng từ công trình lên mặt nền Móng thường có kích thước lớn hơn mặt đáy kết cấu bên trên để giảm áp suất trên mặt nền
Trang 4NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
2- Theo phương pháp thi công đặt móng: Căn cứ vào có đào toàn bộ hốmóng trước hay không, chia làm hai loại:
* M thép, gỗ: dùng dưới dạng móng cọc, cần có biện pháp chống han
rỉ, hà mục Hạn chế dùng
* M bê tông, bê tông cốt thép: được dùng phổ biến hơn cả Móng btct
có cường độ cao, hình dạng bất kỳ tùy ý muốn, tốn ít vật liệu, dễ dàng cấu tạo các cấu kiện lắp ghép
-Tùy theo khả năng chịu uốn của vật liệu móng lại phân ra:
Chiều sâu chôn móng thường rất lớn, từ 10m đến vài chục mét
Khi tính toán phải kể đến sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên
Trang 5NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
§1.2 Khái niệm về tính toán Nền Móng theo trạng thái giới hạn (TTGH)
1- Định nghĩa về TTGH
- TTGH của công trình, là trạng thái mà công trình không còn đảm bảo
được điều kiện làm việc bình thường theo yêu cầu thiết kế trong quá trình thi công, sử dụng, sửa chữa Thể hiện ở các mặt sau đây:
* Từng bộ phân công trình bị hư hỏng hoặc toàn bộ công trình bị mất
ổn định do trượt (phẳng, sâu, hỗn hợp) hoặc do bị lật (đối với nền đá)
* Biến dạng (S), chênh lệch biến dạng (ΔS) hoặc chuyển dịch ngang (u) quá lớn
* Đối với các công trình thuỷ lợi còn có thể do ảnh hưởng của dòng thấm quá lớn ( j > [ j ])
9
- Như vậy, khái niệm về TTGH gắn liền với sự phá hoại đ/kiện làm việc bình thường của công trình: khi đó, công trình hoặc bị phá hoại về cường độ, hoặc không đảm bảo về đ/kiện biến dạng.
Xây dựng năm 1913, gồm 65 xilô bằng xi măng cốt thép, cao 27,4m; nặng 20.000 tấn; gia tải lần đầu với 22.000 tấn lúa mì, trạm bị nghiêng 270; một phía lún 8,8 m, phía kia 1,5 m Sau đó dược làm cân bằng nhờ kích thủy lực và làm
móng trụ mới sâu đến lớp đất đá.- Nguyên nhân: CT bị sự cố do đất nền mất ổn định và bị ép trồi nhiều về một phía.
Sự cố trạm chế biến ngũ cốc Transcona - Canada
Trang 6NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Sự cố độ lún không đều của các mố cầu giao thông Do một loạt Nguyên nhân, chủ yếu nhất là sự tồn tại của lớp than bùn ở dưới mố phải cầu
có tính nén lún rất lớn, khi khảo sát không phát hiện được.
11
Trang 72- Phân loại các TTGH của nền và công trình
Theo nguyên nhân làm công trình đạt TTGH, người
ta phân biệt 3 loại TTGH sau:
Trang 8NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
b) TTGH về ổn định & cường độ (TTGH 1)
- Định nghĩa: Là TTGH gây ra do không
đảm bảo về cường độ hoặc mất ổn định của
Trượt phẳng Trượt sâu Trượt hỗn hợp
II KN về tính toán Nền Móng theo TTGH
1- Yêu cầu chung tính toán theo TTGH
- Đảm bảo được 3 vấn đề:- Kinh tế - Kỹ thuật – Độ tin cậy (an toàn) 2- Tính Nền theo TTGH thứ hai
Nguyên tắc: Dùng đ/kiện biến dạng để khống chế sự làm việc bình
thường của công trình:
trong đó: Dgh- các yếu tố về biến dạng giới hạn của công trình (được
quy định riêng cho từng loại công trình, tùy thuộc đặc điểm, mục đích sử
dụng công trình, cấp công trình), bao gồm: Sgh, ∆Sgh, θgh, ugh (u-chuyển dịch ngang)
Dtt - các yếu tố về biến dạng tính toán, dựa vào lý thuyết
- Đối với công trình do đặc điểm làm việc của các thiết bị hoặc quá
trình công nghệ không cho lún hoặc chênh lệch lún nhiều
Trang 9NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
3- Tính Nền theo TTGH thứ nhất
Nguyên tắc: Dùng đ/kiện cường độ và ổn định để khống chế sự làm việc
bình thường của công trình:
Ntt< Rgh (1.2)hoặc theo B.M Das: qtt< qu
trong đó: N tt , q tt– tổng tải trọng gây trượt tính toán
R gh , q u– Sức chống trượt giới hạn (sức chịu tải giới hạn)
(Tải trọng lớn nhất nền còn chịu được)
Theo TCVN 4253-86, để xét đến mọi yếu tố bất lợi cho công trình, người ta
đưa vào (1.2) ba hệ số, mỗi hệ số kể đến một yếu tố ảnh hưởng:
trong đó: n c– hệ số tổ hợp tải trọng
k n– hệ số độ tin cậy, tùy thuộc cấp công trình (> 1)
m – hệ số điều kiện làm việc (tùy thuộc đặc điểm KCCTr và loại nền)
gh n tt
k
m N
17
all tt u
k
m N
R at– sức chịu tải an toàn
at gh n c
gh
FS R m k n
R
Biến đổi công thức (1.3) về dạng tương tự (1.4):
Như vậy, FS theo TCVN gồm nhiều hệ số.
Vận dụng:
- Công trình thường xuyên chịu tác dụng của lực ngang
- Công trình đặt trên mái đất
- Công trình đặt trên nền đá
Lưu ý: Trường hợp CT chịu lực ngang và đứng đều lớn, sau khi
tính theo TTGH-1 thỏa mãn, và nếu CT có yêu cầu khống chế về b/d thì cũng cần tính toán kiểm tra theo TTGH-2
Trang 10NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
III Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng
Phương pháp tính toán theo TTGH đã kể được đến các yếu tố bên ngoài và các yếu tố bên trong, phù hợp với trạng thái làm việc thực tế
của nền và công trình:
- Các yếu tố bên ngoài bao gồm tải trọng và các tác động
- Các yếu tố bên trong là các đặc trưng của đất nền và của các vật liệu khác (như bê tông )
Việc dùng nhiều hệ số tính toán ( mà không phải là 'một hệ số' như
trong phương pháp ƯS cho phép trước đây) đã cho phép xét một cách tách biệt đến:
- Các đặc điểm khác nhau của đất nền
- Các đặc thù của tải trọng tác dụng và các đặc tính của sơ đồ kết cấu nhà và công trình
19
a) Theo trị số:
thiết kế quy định để không gây hư hỏng trong quá trình làm việc
tải trọng tiêu chuẩn nhưng thiên về bất lợi cho công trình
trong đó: n là hệ số vượt tải: tùy theo loại và tính chất của tải trọng tác
dụng, và được lấy thiên về bất lợi
n = 1,1 đối với trọng lượng bản thân các loại vật liệu,
n = 1,2 đối với các lớp đất đắp và trọng lượng các thiết bị kỹ thuật
n = 1,3 đối với các thiết bị vận chuyển
Trang 11NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
b) Theo thời gian tác dụng:
* Tải trọng thường xuyên: là những tải trọng luôn tác dụng trong quá trình
thi công và sử dụng (như trọng lượng bản thân công trình, áp lực đất, áp lực nước )
* Tải trọng tạm thời: Là tải trọng có thể vắng mặt trong những giai đoạn
xây dựng và sử dụng riêng biệt Tùy theo thời gian tác dụng dài hay ngắn lại phân thành:
- Tải trọng tạm thời dài hạn: (như trọng lượng các thiết bị trọng lượng
các máy bơm, máy phát điện )
- Tải trọng tạm thời ngắn hạn: (cần cẩu, cầu trục vận chuyển, các
thiết bị sửa chữa )
- Tải trọng tạm thời đặc biệt: là các tải trọng có thể hoặc không có
thể xảy ra trong quá trình sử dụng công trình như tải trọng do động đất, do mực nước lũ kiểm tra, do khi có sự cố công trình gây ra
c) Theo phương thức tác dụng của tải trọng:
* Tải trọng tác dụng tĩnh (trọng lượng bản thân, áp lực đất, áp lực nước )
* Tải trọng tác dụng động (tải trọng của các động cơ, áp lực sóng, áp lực
CT và Nền Những nhóm này được gọi là các Tổ Hợp Tải Trọng
- Trong thiết kế, người ta luôn chọn những THTT gây ra ứng lực lớn nhất (gây nguy hiểm cho CT) để đưa vào tính toán
Trang 12NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
3- Ý nghĩa kinh tế kỹ thuật
- Khi thiết kế nếu đưa tất cả các tải trọng để tính toán sẽ rất tốn kém Việc
sử dụng các tổ hợp tải trọng kết hợp với hệ số tổ hợp tải trọng nckhác nhau
sẽ giảm được kinh phí mà vẫn đảm bảo công trình làm việc bình thường
- Việc phân chia tải trọng theo trị số Ntcvà Ntt cũng có ý nghĩa lớn:
Công trình mất ổn định (bị trượt hoặc bị lật) thường xảy ra gần như tức thời do các tải trọng có trị số lớn Vì thế, khi tính theo TTGH-1 phải kiểm tra với các tổ hợp phụ và tổ hợp đặc biệt và sử dụng tải trọng tính toán (Ntt) vìloại tải trọng này thường xảy ra trong thời gian ngắn và gây ra ứng lực nguy hiểm nhất
Ngược lại, biến dạng của nền đất thường kéo dài theo thời gian tùy thuộc khả năng cố kết, và những tải trọng tác dụng lâu dài Vì thế, nếu cần tính toán nền móng theo TTGH-2 (về biến dạng) thì cần kiểm tra với THTT chính và sử dụng tải trọng tiêu chuẩn (Ntc)
IV Các chỉ tiêu cơ lý của đất trong tính toán nền móng theo TTGH
- Tiêu chuẩn phân biệt các chỉ tiêu theo các giá trị sau đây:
1- Giá trị riêng (Ai):là trị số của một đặc trưng cơ học hoặc vật lý nào đócủa đất xác định theo riêng một mẫu thí nghiệm (tại một điểm nào đó của lớp đất)
23
riêng:
trong đó, n - số mẫu thí nghiệm của tập hợp thống kê (n ≥ 6)
Chú ý: TCVN 4253-86, mục 3.2 : quy định các giá trị A tcnói chung và
các chỉ tiêu lực dính c, góc ma sát trong ϕ
3- Giá trị tính toán (Att):là trị số của một đặc trưng cơ học, vật lý nào đócủa lớp đất, được dùng trong tính toán nền móng như một hằng số vật lý và được xác định như sau:
Trong đó:kđ- là hệ số an toàn đối với đất; được xác định theo những đặc trưng của tập hợp thống kê (được quy định trong tiêu chuẩn thiết kế các công trình riêng biệt, thí dụ: TCVN 4253-86)
Trang 13NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
§1.3 Các tài liệu cần thiết để tính toán Nền
Móng theo TTGH
1- Tài liệu địa chất thuỷ văn:
- Mực nước ngầm ổn định, dao động, tầng chứa nước có áp hoặc không áp
- Tính chất hoá lý của nước ngầm, nồng độ pH để xét mức độ xâm thực các công trình gạch đá xây hoặc bê tông cốt thép
- Mực nước dâng bình thường, lớn nhất, nhỏ nhất ở phía thượng
và hạ lưu công trình để tính áp lực nước, áp lực thấm, áp lực đẩy nổi vào bản đáy
2- Tài liệu địa chất công trình:
- Bản đồ địa hình địa mạo khu vực xây dựng công trình
- Các hình trụ hố khoan, các mặt cắt địa chất để biết được sự phân
bố các lớp đất
- Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của từng lớp đất và phương pháp chỉnh lý thống kê số liệu thí nghiệm để lựa chọn các giá trị tiêu chuẩn và giá trị tính toán đối với từng chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất
25
II Tài liệu về Công trình và Tải trọng
1- Tài liệu về công trình:
- Bản vẽ mặt bằng và các mặt cắt ngang, dọc công trình để tính toán trong lượng của từng bộ phận hoặc của toàn bộ công trình
- Đặc điểm của công trình (tầng hầm, công sự, lực tĩnh, lực động )
- Tầm quan trọng của công trình về mặt kinh tế và xã hội để lựa chọn cấp công trình
2- Tài liệu về tải trọng:
Các loại tải trọng có thể như sau:
- Trọng lượng bản thân công trình
- Trọng lượng người ở, sinh hoạt, hội họp và của các thiết bị vận chuyển hoặc cố định
- Áp lực đất, áp lực nước tĩnh ở phía thượng và hạ lưu công trình
- Áp lực sóng, áp lực gió, lực hãm của các động cơ và của các phương tiện vận chuyển
- Lực động đất, lực do sự cố hư hỏng gây ra
Trang 14NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
III Một số tài liệu cần thiết khác
- Trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình luôn luôn chịu sự tác động của môi trường xung quanh và chịu ảnh hưởng của các công trình lân cận, cho nên cần có tài liệu quy hoạch tổng thể của toàn vùng
- Cần phân tích những tài liệu của những công trình đã và đang xây dựng Tìm hiểu tài liệu những công trình sẽ xây dựng để dự đoán những khả năng ảnh hưởng Từ đó nêu phương án nền móng cho phù hợp
2- Loại móng và vật liệu làm móng:
- Người thiết kế có thể chọn các loại móng khác nhau như móng nông hoặc móng sâu Với móng nông lại có thể chọn loại móng đơn, móng băng, móng bè tuỳ thuộc lớp đất nền và kết cấu bên trên Vật liệu làm móng có loại móng gạch hoặc đá xây hoặc móng bê tông cốt thép
Trang 15NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
II So sánh và chọn phương án nền móng
- Để có được một phương án tối ưu cả về mặt kinh tế kỹ thuật,
người thiết kế cần nêu ra những phương án khác nhau.
- Các phương án nền móng khác nhau về cơ bản như: móng nông
trên nền thiên nhiên, móng nông trên nền nhân tạo, móng cọc Mỗi
phương án lớn như vậy lại có thể có nhiều phương án nhỏ do việc
chọn loại móng khác nhau hoặc vật liệu làm móng khác nhau
Ví dụ: loại móng cọc có thể chọn móng cọc tre, móng cọc gỗ, móng cọc bê tông cốt thép Ngay đối với móng cọc bê tông cốt thép có thể lại chọn khác nhau về hình dáng cọc (vuông, chữ nhật, tròn ) hoặc về kích thước cọc (diện tích tiết diện, chiều dài)
Tuy nhiên, sau khi phân tích dựa vào kinh nghiệm người thiết kế chỉ
để lại vài ba phương án đế tính toán, so sánh, chọn ra phương án nền
móng tối ưu Sơ bộ thường người ta chọn phương án nền móng có
tổng giá thành xây dựng nhỏ nhất (bao gồm chi phí vật liệu, chi phí
nhân công và các phương tiện thi công) Khi quyết định chính thức
phương án còn cần phải dựa vào công nghệ xây dựng và phải đảm bảo thờì gian xây dựng.
29
Trang 16NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Nền Móng
Chương 2:
Móng Nông trên nền thiên nhiên
§2.1 Khái niệm chung
1 - Đặc điểm của móng nông
- M.Nông được xây trong hố móng đào sẵn; độ sâu đặt móng nhỏ
- Thi công đơn giản.
- Khi tính toán có thể bỏ qua ảnh hưởng của đất từ đáy móng trở lên.
a) Phân loại theo kích thước: * M.đơn,
c) Phân loại theo tình hình tải trọng tác dụng
* M.chịu tải trọng đúng tâm
* M.chịu tải trọng lệch tâm
* M.thường xuyên chịu tác dụng của tải trọng ngang lớn
* M.chủ yếu chịu tải trọng đứng
Trang 17NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
§2.2 Cấu tạo Móng Nông và điều kiện ứng dụng
1) Kích thước và trường hợp áp dụng
- Kích thước: 2 chiều (l,b) nhỏ, chênh lệch
không lớn →Tính toán ư/s, b/d theo trạng thái
không gian
- Áp dụng trong trường hợp : tải trọng CT
không lớn, nền tương đối tốt
TD: Móng dưới cột nhà, cột điện, cột đỡ cầu
máng,…
2) Vật liệu và kết cấu móng
- Vật liệu liên quan đến thiết kế cấu tạo móng
• VL đá xây, bê tông… →cấu tạo móng không sinh
b/d uốn, gọi là Móng Cứng
• VL bê tông cốt thép… →cấu tạo móng có khả
năng chịu b/d uốn, gọi là Móng Mềm
3
• K.cấu móng cứng:
- Hình dạng móng: Mặt biên móng bao ngoài hệ đường truyền ư.s trong khối móng cứng → có dạng hình thang (đ/với M.bê tông), dạng bậc thang (đ/với M.gạch, đá xây)
-Tính toán KC để móng đủ cứng không bị cắt theo t/diện m-n, m'-n' (nơi chịu mômen lớn nhất):
Khống chế theo tỷ số H/L cho toàn móng
Khống chế theo tỷ sốh/ℓ cho mỗi bậc móng
l h
Trang 18NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Có thể dùng góc mở lớn nhất αmax để phân biệt móng cứng hay mềm:
•Kết cấu M.cứng: α ≤ αmax, có ý nghĩa như
H/L, h/ℓ≥ trị số cho phép cho trong bảng
Sơ đồ bố trí móng
5
•Kết cấu móng mềm: Khi α > α max:
Trường hợp tải trọng lớn hoặc lệch tâm lớn, tình hình địa chất không cho phép tăng thêm độ sâu chôn móng , phải cấu tạo M.mềm (TD: mực nước mgầm cao, tầng đất tốt không dầy) → dùng M.btct là hợp
lý và được tính theo M.mềm (chương 3)
Trang 191) Kích thước và trường hợp áp dụng
- Kích thước: chiều dài rất lớn so với chiều rộng (l/b rất lớn)
→Tính toán theo trạng thái phẳng (ứng suất phẳng, hoặc biến dạng phẳng)
- Trường hợp áp dụng:
Khi KCPTrên công trình có cấu tạo liên tục (móng dưới tường
nhà, M.tường chắn)
Móng dưới hàng cột, M.đỡ ống dẫn nước…thì cần so sánh
giữa m.đơn và m.băng để chọn phương án hợp lý
- Ưu điểm: giảm a.s và chênh lệch a.s đáy móng, do đó giảm chênh
lệch lún giữa các cột
Trang 20NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Khi tải trọng lớn, đất nền xấu thì
M.băng giao nhau và M.băng dưới
hàng cột nên bằng btct, và tính theo
dầm (dải) trên nền đàn hồi
Trang 21NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
III Móng bản
1) Kích thước và trường hợp áp dụng
- Kích thước: chiều dài và chiều rộng đều lớn
Nền có trạng thái ưs không gian,
Nếu chiều dầy nền nhỏ, nền b/d 1 hướng
- Cấu tạo m.b kiểu vòm ngược,
- Cấu tạo m.b kiểu hộp
Tính toán móng bản theo móng mềm
11
Móng tháp nước có dạng bản bê tông cốt thép liên tục
Trang 22NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
- Cấu tạo m.bản kiểu vòm ngược
- Cấu tạo m.bản kiểu hộp
13
∗ Tính với tải trọng tiêu chuẩn (Ntc), THTT
cơ bản, chỉ tiêu cơ lý đất nền lấy giá trị
tính toán, với kđ= 1
∗ Nội dung tính toán gồm 2 bước
- Sơ bộ xác định kích thước móng
- Kiểm tra các điều kiện về biến dạng
§2.3 Tính nền móng công trình không chịu lực ngang
thường xuyên theo TTGH về biến dạng
đ
tc ttk
Trang 23NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Cũng cần lưu ý: Theo TL ‘Nguyên lý ĐKT’ của B.M Das:
trong đó, q o – áp lực trung bình lên mặt nền
q all– tải trọng cho phép
• Nếu chọn kích thước đáy móng quá nhỏ thì áp suất đáy móng tăng,
nền đất có thể phát sinh những vùng biến dạng dẻo quá lớn, làm tăng biến dạng của đất nền và nền đất không còn là môi trường biến dạng tuyến tính nữa
- vì thế, để đảm bảo cả điều kiện kinh tế và kỹ thuật cần chọn kích thước móng sao cho:
* biến dạng của đất nền không quá lớn và có thể áp dụng lý thuyết
đàn hồi tính các đặc trưng biến dạng
* tận dụng hết khả năng làm việc của đất nền trong giai đoạn biến
• Nếu chọn kích thước quá lớn thì sẽ tốn kém nhiều, và không tận
dụng được khả năng làm việc của nền
Trang 24NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
2 Xác định kích thước móng
khi tải trọng đúng tâm:
a) Đối với móng đơn:
G
Ntc
+
trong đó, L1, L2 được tính theo công thức tương tự K1, K2
(Lưu ý: theo công thức (2-8) tính cho L2không cóα)
2-Xác định kích thước móng khi tải trọng đúng tâm (tiếp)
Trang 25NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
3-Xác định kích thước móng khi tải trọng lệch tâm:
II Kiểm tra điều kiện biến dạng của móng
-Để công trình làm việc bình thường về mặt biến dạng cần phải thoảmãn các điều kiện sau: D tt ≤ D gh (1.1)
-Tùy yêu cầu cụ thể của mỗi công trình để quyết định các loại biến dạng nào cần kiểm tra Ở đây ta kiểm tra về độ lún, chênh lệch lún
- Coi như tải trọng đúng tâm, với ptb, tìm được b1,
- với b1, x/đ pmax, kiểm tra theo điều kiện (2.2),
p max < 1,2 R tc
- Nếu thỏa mãn, bsb= b1
- Nếu không thỏa mãn: Xê dịch móng sang phía
lệch tâm để giảm p max cho đến khi thỏa mãn Tuy
nhiên trong những trường hợp độ lệch tâm quá
lớn, thì cần kết hợp tăng thêm chiều rộng móng
mới đảm bảo điều kiện (2.2)
i i zi i n
i i
h E S
σ
β βi: hệ số phụ thuộc hệ số nở hông μoicủa
đất Theo TCXD 45-70 cho phép lấy
βi= βo=0,8 cho mọi loại đất
Trang 26NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Tính độ lún theo các bước sau:
- Bước 1: Tính và vẽ biểu đồ phân bố ứng suất do trọng lượng bản thân
đất gây ra trên trục qua tâm móng (σzđ ∼ z):
Với giả thiết: sau khi đào bỏ lớp đất hố móng (giảm tải q =γ.hm), coi mặt nền không phình nở, cho nên xét về biến dạng (không đổi) thì ứng suất tại đáy hố móng cũng coi như không đổi (và bằng với trước khi đào
hố móng) Như vậy, tại độ sâu đặt móng, σzđ= γ.hm(= q)
- Bước 2: Tính và vẽ biểu đồ ứng suất gây lún (ứng suất tăng thêm) cùng
trục với ứng suất bản thân (σz ∼ z):
σz= Ko p gl, hoặc σz= 4.K1 p gl
trong đó, pgl– cường độ áp suất gây lún, pgl = ptb-γ.hm
ptb– áp suất trung bình tại đáy móng (do tải trọng tiêu chuẩn gây ra)
hm– chiều sâu lớp đất đào hố móng
hmo
i i zi n
i i
h E S
- sẽ giới thiệu trong chương IV)
γ.hm
Trang 27NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
công thức lý thuyết sau đây:
-Theo trục dài của móng chữ nhật:
2
).
1 (
2
).
1 (
d tb E
Mtc d tb