BÀI GIẢNG NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ NỀN MÓNG Tải trọng bé Sét mềm đ án cứng Tải trọng lớn Tải trọng rất lớn Cát chặt Sỏi sạn Kết cấu bên trên Ì Tuỳ theo loại tải trọng, đặc điểm của nền đất và quy

Trang 1

1 Nền, móng là gì?

2 Có bao nhiêu loại nền, móng?

3 Thiết kế nền móng có khó và có quan trọng hay không?

4 Các vấn đề cơ bản của nền móng là gì?

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ NỀN MÓNG

Tải trọng bé

Sét mềm

đ án cứng

Tải trọng lớn Tải trọng rất lớn

Cát chặt Sỏi sạn

Kết cấu bên trên

Ì Tuỳ theo loại tải trọng, đặc điểm của nền đất và quy mô của công trình mà móng được cấu tạo thành nhiều dạng khác nhau, sửdụng những loại vật liệu khác nhau

1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NỀN MÓNG

Trang 2

1.1.1 Khái niệm cơ bản về nền móng

b Nền

ÌLà bộ phận cuối cùng của công trình, chịu tác dụng trực tiếp

của tải trọng công trình truyền xuống qua móng

b Nền

ÌHình dạng và kích thước của nền phục thuộc vào loại đất làm

nền, phục thuộc vào loại móng và công trình bên trên

ÌTạm hiểu: nền là bộ phận hữu hạn của đất mà trong đó ứng

suất và biến dạng do tải trọng công trình gây ra là đáng kể.

Công trình bên trên, móng, nền đất có sự tương tác qua lại và làm việc đồng thời.

ÌTính toán công trình và nền móng theo phương pháp rời rạc hoá

ÌTính toán công trình, móng và nền đất làm việc đồng thời

Trang 3

1.1.2 Phân loại nền và móng

a Phân loại móng

ỴTheo vật liệu: gạch, đá, bêtông, BTCT

ỴTheo đặc tính làm việc: Móng nông, Móng sâu, Móng nửa sâu

ỴTheo cách thức chế tạo: Toàn khối, Lắp ghép

ỴTheo đặc điểm làm việc và cấu tạo móng: Móng cứng, móng

mềm

1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NỀN MÓNG 1.1 KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ NỀN MÓNG

Trang 4

b Phân loại nền

ỴNền tự nhiên

ỴNền nhân tạo

ÌCải tạo kết cấu của khung hạt nhằm gia tăng sức chịu tải vàgiảm độ lún của nền đất

ÌTăng cường các vật liệu chịu kéo cho nền đất hay còn gọi làđất có cốt

Thiết kế nền móng có khó và có quan trọng hay không? CÓ

ÌĐất là vật thể rời, phức tạp, số liệu địa chất khó đạt độ tin cậy

cao, lý thuyết tính toán còn sai khác nhiều so với thực tế

ÌMóng ở trong môi trường phức tạp và thường là những điều

kiện bất lợi cho vật liệu

ÌViệc thi công móng, đặc biệt khi sửa chữa rất khó khăn và đòi

hỏi giá thành cao

ÌPhần lớn công trình hư hỏng hoặc lãng phí là do sai sót phần

nền móng

Nền móng là một khoa học tổng hợp về đất đá, kết cấu và kỹ

thuật thi công

1.2.1 Biến dạng của đất nền.

ÌĐất nền có thể biến dạng bất kỳỴphân thành hai thành phần : thẳng đứng và nằm ngang

ÌCông trình dân dụng và công nghiệp: biến dạng theo phương thẳng đứng là chủ yếu Ỵ công trình bị lún

ÌĐộ lún của móng nếu quá lớn: ảnh hưởng đến tính năng làm việc của công trình Độ lún lệch giữa các móng làm gia tăng nội lực trong kết cấu bên trên của công trình Ỵ nghiêng, nứt nẻ

1.2 VẤN ĐỀ BIẾN DẠNG CỦA NỀN VÀ MÓNG

Trang 5

ỴĐộ lún của công trình:

ÌĐộ lún do hạ MNN để chuẩn bị thi công hố móng

ÌĐộ nở của đất do đào hố móng

ÌĐộ lún do thi công móng và công trình

ÌĐộ nở do dâng mực nước ngầm trở lại khi ngừng bơm hạ MNN

ÌĐộ lún do đàn hồi của nền đất

ÌĐộ lún do cố kết sơ cấp của nền đất

ÌĐộ lún do cố kết thứ cấp của nền đất

Thiết kế nền móng công trình: tính tổng độ lún và tốc độ lún

ỴĐất dính:

ÌĐộ lún tức thời

ÌĐộ lún do cố kết sơ cấp

ÌĐộ lún do cố kết thứ cấpỴĐất rời:

ÌTải tĩnh

ÌTải tuần hoàn (có chu kỳ)

1.2.2 Các phương pháp tính tổng độ lún của nền đất

a Phương pháp cộng lún từng lớp

ÌTheo đường quan hệ e – p

Ì Theo đường quan hệ e – logp

Lưu ý:

ÌChiều dày vùng nén lún Ha:

- đối với nền đất có E ≥ 5 Mpa

- đối với nền đất có E ≤ 5 Mpa

ÌHađược chia thành nhiều phân lớp có bề dày nhỏ hơn b/4

Nếu nền đất gồm nhiều lớp đất khác nhau, mặt phân chia các lớp

đất phải là mặt phân chia các phân tố

1.2.2 Các phương pháp tính tổng độ lún của nền đất

b Theo lý thuyết đàn hồi

ÌMóng băng có kích thước lớn và khi đất nền cố kết trước (OC) (E lấy từ kết quả của thí nghiệm nén cố kết hoặc nén 3 trục cóthoát nước)

ÌBiến dạng đứng tức thời của nền đất ngay khi đặt tải (E được lấy từ kết quả của thí nghiệm nén 3 trục không thoát nước)

Trang 6

1.2.3 Aûnh hưởng của độ lún của nền đất đối với công trình

ÌAûnh hưởng tới sự làm việc bình thường của công trình: không

gian sử dụng, các đường dây, ống kỹ thuật, …

ÌLàm phát sinh các thành phần ứng suất phụ thêm, gây nguy

hiểm cho công trình

Lưu ý:

ÌBiến dạng do nền đất phân bố không đều

Lưu ý:

ÌĐộ lún do hạ MNN (thi công, khai thác,…)

Lưu ý:

ÌĐộ lún do hạ MNN (thi công, khai thác,…)

Trang 7

ÌĐộ lún do ảnh hưởng của thi công công trình mới lân cận

Trang 8

Ỵ SCT của nền thường được đề cập đến là SCT của đất nền dưới

móng nông Ỵ phát triển lên xây dựng các công thức tính cho

móng sâu hoặc ổn định của nền đất trong nhiều tình huống khác

Ỵ Ứng xử chống cắt của đất phụ thuộc vào lịch sử chịu tải, vào

quá trình thoát nước Ỵ các phương pháp tính SCT của nền đất :

Ì SCT tức thời với các đặc trưng chống cắt không thoát nước cu,

ϕu- Phương pháp tính theo ƯS tổng

ÌSCT với các đặc trưng chống cắt có thoát nước c’ và ϕ’ tương

ứng với nền đất đã lún ổn định do cố kết thấm - Phương pháp

tính theo ƯS hữu hiệu

1.3 VẤN ĐỀ SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN

Trang 9

1.3.1 Tính toán SCT của nền đất dựa theo mức độ phát triển

của vùng biến dạng dẻo trong nền

ỴTCXD 45-70: Rtc= m.(A.b.γ2+ B.h.γ1+ D.c)

Ì Các đặc trưng đất nền là các đặc trưng tiêu chuẩn

Ì m – hệ số điều kiện làm việc

Các trường hợp khác m= 1

Cát mịn dưới MMNm= 0.8

Cát bột dưới MMNm= 0.6

1.3.1 Tính toán SCT của nền đất dựa theo mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo trong nền

ỴTCXD 45-78: Rtc= (m1.m2 / ktc).(A.b.γII+ B.h.γ’II+ D.c II)

ÌCác đặc trưng đất nền là các đặc trưng tính toán theo TTGH II

Ìm1và m2– hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của công trình tác dụng qua lại với nền đất

Ìktc- hệ số độ tin cậy

Đặc trưng tính toàn lấy từ các bảng thống kê ktc= 1.1

Đặc trưng tính toàn lấy trực tiếp từ các thí nghiệm ktc= 1

1.3.2 PP tính SCT theo lý thuyết cân bằng giới hạn điểm

Trang 10

a Lời giải của Terzaghi: α= ϕ

qult= 0.5Nγγb + qNq+ cNc – móng băng

qult= 0.4Nγγb + qNq+ 1.3cNc – móng vuông

qult= 0.5Nγγb + qNq+ 1.3cNc – móng tròn

Kp– hệ số áp lực bị động của đất lên mặt nghiêng của nêm trượt

eN

2

tg 2 / 4 / 3

q Nc=cotgϕ(Nq−1)ϕ

c Lời giải của Meyerhoff: α= π/4 + ϕ/2

qult= 0.5Nγγb FγsFγdFγi+ qNq.FqsFqdFqi+ cNc .FcsFcdFci

Ì Nγ, Nq, Nc– hệ số SCT của Vesic

Ì Fγs, Fqs, Fcs– các hệ số ảnh hưởng của hình dạng móng

ϕ π

l

b1

b1F

c Lời giải của Meyerhoff

ÌFγd, Fqd, Fcd– các hệ số ảnh hưởng của độ sâu chôn móng

c Lời giải của Meyerhoff

ÌFγi, Fqi, Fci– các hệ số ảnh hưởng của độ nghiêng của tải trọng tác dụng lên móng

β- góc hợp bởi phương tác dụng của tải trọng với phương thẳng đứng

2

F ⎜⎜⎛ ⎟⎟⎞ϕ

β

−

=γ

2 o

o ci

qi

901F

F = =⎜⎛ − β ⎟⎞

Trang 11

Lưu ý:

ÌSức chịu tải tức thời (cu, ϕu), Sức chịu tải lâu dài (c’, ϕ’)

ÌAûnh hưởng của MNN tới sức chịu tải lâu dài của nền đất

1.3.3 Các dạng phá hoại của nền đất do mất sức chịu tải

ỴTrượt trồi

ỴTrượt sâu

1.3.3 Các dạng phá hoại của nền đất do mất sức chịu tải

ỴTrượt ngang: thường xảy ra với các công trình chịu tải trọng

ngang lớn như đập, tường chắn, cầu, cảng, công trình biển

ỴLật: thường xảy ra với các công trình cao, có độ lệch tâm lớn

như ống khói, cột điện cao áp, tháp ăngten truyền hình, tường

chắn đất

Trang 12

Lưu ý:

Khi phụ tải hai bên móng chênh nhau quá 25% thì phải kiểm

tra trượt Ỵ trường hợp xây chen

1.4 ỨNG SUẤT TIẾP XÚC

ỴPhần lớn các công trình đều truyền tải trọng xuống đất qua móng Aùp lực do tải trong công trình thông qua đáy móng truyền tới đất nền được gọi là ứng suất tiếp xúc

ỴSự phân bố áp lực tiếp xúc phụ thuộc vào các yếu tố sau:

ÌĐộ cứng của móng

ÌLoại đất nền: đá, đất dính hoặc đất rời và trạng thái của chúng

ÌThời gian cố kết (đối với đất hạn mịn)

ÌKích thước và tỷ lệ các cạnh của móng

Trang 13

ỴCách tính gần đúng

Ì Với móng tuyệt đối cứng: ƯS tiếp xúc được chấp nhận là

phân bố tuyến tính

Tải tập trung đặt đúng tâm:

Tải tập trung đặt lệch tâm:

Ì Với móng mềm: ƯS tiếp xúc thường được giả thiết là tỷ lệ với

chuyển vị thẳng đứng của đáy móng hay biến dạng đàn hồi của

F

N p

y y

x

I

M I

q min

q max q

1.4 ỨNG SUẤT TIẾP XÚC

Trang 14

1 Thiết kế nền móng phải thoả mãn các yêu cầu nào?

2 Các thông số cần thiết cho việc thiết kế nền móng?

3 Trình tự để thiết kế nền móng?

CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ THIẾT KẾ NỀN MÓNG

ỴThiết kế nền móng phải thoả mãn các yếu tố nào?

ÌCác điều kiện kỹ thuật: yêu cầu về độ bền, an toàn và sử dụng bình thường

ÌKhả thi

ÌKinh tế Ỵ So sánh nhiều PA và chọn ra PA tối ưu

CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ THIẾT KẾ NỀN MÓNG

2.1.1 Đối với móng

ỴVật liệu phổ biến là BTCT Ỵ TT theo các nguyên tắc tính cấu

kiện chịu uốn, nén, kéo với các trạng thái giới hạn:

ÌTTGH I: TT cường độ trên tiết diện đứng và tiết diện nghiêng

với tải trọng tính toán

ÌTTGH II: TT biến dạng với tải trọng tiêu chuẩn

ÌTTGH III: Tính toán về phát triển khe nứt với tải trọng tiêu

chuẩn

2.1.1 Đối với móng

ỴĐối với móng hầu như không tính toán theo TTGH II và TTGH III trừ một số trường hợp như bản móng bè của bể chứa, móng trong môi trường xâm thực mạnh

ỴNgoài 3 TTGH này móng còn có thể phải tính toán theo trạng thái giới hạn về ổn định (lật đổ và trượt) trên nền ( với các móng chịu tải nằm ngang lớn , tải trọng đứng nhỏ)

ỴTải trọng tác dụng lên móng là tải trọng của công trình bên trên và phản lực đất tác dụng tại các mặt tiếp xúc của hệ móng –nền đất

Trang 15

2.1 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT

2.1.2 Đối với nền đất

Nền đất được tính toán theo hai TTGH I và TTGH II

ỴTTGH I: Tính toán kiểm tra khả năng chịu tải của nền đất với

tải trọng là tải trọng tính toán

Aùp dụng với các nền đất sét cứng, cát rất chặt hoặc đá; các nền

đất đặt móng chịu tải trọng ngang là chủ yếu, các nền đất nằm

trong phạm vi mái dốc hoặc phân bố rất dốc

a gh

trượtchốngmômentrượt

gâylực

trượtchốnglực

lậtchốngmômen

∑

ỴTTGH I:

ỴTTGH II: Tính toán kiểm tra về biến dạng của nền đất với tải

trọng là tải trọng tiêu chuẩn

ÌAùp dụng với các nền đất mềm

ÌĐiều kiện cần:

ptc ≤Rtc

Móng chịu tải lệch tâm cần thêm: ptc

min ≥0 và ptc

max≤1,2 Rtc

ÌĐiều kiện đủ:

S ≤ Sgh

i ≤ igh

∆S ≤ ∆ Sgh

Trang 16

2.2 CÁC TÀI LIỆU CẦN CÓ ĐỂ THIẾT KẾ NM

ỴCác thông số cần thiết cho việc thiết kế nền móng?

ÌTài liệu về khu vực xây dựng

ÌTài liệu về công trình được thiết kế

ÌKhả năng về vật liệu XD và thiết bị thi công

2.2.1 Tài liệu về khu vực xây dựng

Kênh mương, ao hồ, giếng, …

Cây cối Đường sá

Công trình lân cận (PA móng, sự cố, …)Bề mặt đất

Địa hình

Bãi rác

Khí đốt Điện thoại

Điện Cấp thoát nước

Hệ thống dịch vụ

Độ sâu MNN, tính chất của nước ngầm

Mặt cắt địa chất, các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất

Địa chất công trình, Địa chất thuỷ văn

Các sự cố công trình, sự cố nền móng đã từng xảy ra

Các công trình đã từng tồn tại

Lịch sử khu vực xây dựng

Mực nước sôngThuỷ triều

Xói lở đất Động đất

Hạn hánBão lụt

Điều kiện khí hậu

Trang 17

2.2.2 Tài liệu về công trình

ÌBản vẽ kiến trúc của công trình

ÌHồ sơ thiết kế kết cấu bên trên (phác thảo, phương án)

Sơ đồ và cao trình các công trình ngầm

Tiêu chuẩn thiết kế

Lưới cột

Nội lực chân cột

2.2.3 Vật liệu xây dựng và máy móc, thiết bị thi công

ÌVật liệu địa phương

ÌKhả năng cung cấp vật liệu xây dựng

ÌKhả năng đáp ứng về máy móc, thiết bị thi công của các nhàthầu tại địa phương và các nhà thầu hiện có

2.3.1 Phân loại tải trọng (TCVN 2737-1995)

ỴTải trọng thường xuyên

ỴTải trọng tạm thời

ÌTác dụng dài hạn

ÌTác dụng ngắn hạn: gió, …

ÌTải trọng đặc biệt: động đất, nổ, công trình sập cục bộ

2.3 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG.

2.3.2 Tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán

ỴTải trọng tiêu chuẩn: có thể kiểm soát được giá trị trong điều kiện làm việc bình thường

ỴĐộ sai lệch của tải trọng về phía bất lợi cho công trình so với tải tiêu chuẩn do biến động của tải hoặc thay đổi điều kiện sửdụng công trình được xét đến bằng hệ số vượt tải n

ỴTải trọng tính toán: được định nghĩa là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải n

Trang 18

2.3.3 Tổ hợp tải trọng

ỴTổ hợp cơ bản 1 (Tổ hợp chính):

ÌToàn bộ các tải trọng thường xuyên

ÌToàn bộ tải trọng tạm thời dài hạn

ÌMột trong những tải trọng tạm thời ngắn hạn

ỴTổ hợp cơ bản 2 (Tổ hợp phụ):

ÌToàn bộ tải trọng tạm thời ngắn hạn nhưng không ít hơn 2

ỴTổ hợp đặc biệt:

ÌTải trọng tạm thời ngắn hạn có thể có hoặc không

Ì Một trong những tải trọng đặc biệt

ỴTrong tính toán:

ÌKhi tính toán nền đất và móng theo TTGH II ta sử dụng cáctổ

hợp cơ bản với các tải trọng là tải trọng tiêu chuẩn

ÌKhi tính toán nền đất theo TTGH I ta sử dụng tất cả các tổ hợp

với các tải trọng là tải trọng tính toán.

ỴKhảo sát địa chất công trình để làm gì?

ÌLựa chọn phương án và chiều sâu chôn móng phù hợp

ÌXác định các chỉ tiêu Vật lý và cơ học của các lớp đất Ỵ tính Sức chịu tải và độ lún của nền

ÌDự báo các sự cố nền móng có thể xảy ra

ÌXác định độ sâu MNN

ÌTính toán áp lực ngang của đất lên tường chắn, tường trong đất, …

ÌĐưa ra các biện pháp gia cố nền đất

2.4 ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

Trang 19

2.4.1 Các phương pháp khảo sát địa chất

ỴĐào hố khảo sát (thủ công, máy), lấy mẫu thí nghiệm

ỴKhoan lấy mẫu nguyên dạng và không nguyên dạng (lấy mẫu thí nghiệm)

ỴCác thí nghiệm hiện trường

ỴCác phương pháp địa vật lý (sóng)

Đào hố khảo sát:

ÌĐơn giản, rẻ tiền

ÌChiều sâu khảo sát nhỏ

ÌThấy được các lớp địa chất

ÌMẫu thí nghiệm bị xáo trộn

ÌSập thành hố với đất hòn lớn và dưới MNN

2.4.1 Các phương pháp khảo sát địa chất Khoan khảo sát:

ỴKhoan tay:

ỴKhoan máy:

ÌChiều sâu khoan lớn

ÌCó nhiều dạng mũi khoan và thiết bị lấy mẫu

ÌMẫu đất ít bị xáo trộn

Trang 20

Khoan khảo sát:

ỴChiều sâu:

hk≥chiều sâu vùng nền

ỴKhoảng cách:

ÌCấu tạo địa chất

ÌPhương án móng dự kiến

ÌQuy mô và độ quan trọng của công trình

ỴLấy mẫu:

Ởû các vị trí có sự thay đổi địa tầng hoặc 2m lấy một mẫu

2.4.1 Các phương pháp khảo sát địa chất Thí nghiệm hiện trường:

ÌBổ sung các số liệu để tính toán so sánh

ÌTrong trường hợp lấy mẫu đất khó

ỴCác phương pháp :

Ì Thí nghiệm xuyên (SPT, CPT)

Ì Thí nghiệm cắt cánh

Ì Thí nghiệm bàn nén

Ì Thí nghiệm nén ngang, …

2.4.2 Các đặc trưng cơ , lý của đất cần thiết cho TT NM

ÌHệ số thấm, k

ÌĐặc trưng biến dạng: a, mv,

ÌHệ số rỗng

ÌĐộ bão hoà

Các đặc trưng cơ học Đặc trưng vật lý

2.4.3 Phân chia lớp đất

ÌTừ kết quả các thí nghiệm xác định các lớp địa chất (màu sắc, cỡ hạt, tập hợp các đặc trưng từ thí nghiệm)

ÌXác định chiều dày của các lớp đất

ỴCơ sở phân chia: Tập hợp các giá trị đặc trưng của nó phải cóhệ số biến động ν đủ nhỏ

A

σ

=ν

2

i AA1n1

Trang 21

0.3Cường độ nén một trục

0.3Chỉ tiêu sức chống cắt

0.15Độ ẩm tự nhiên

0.3Module biến dạng

0.05Trọng lượng riêng

0.15Giới hạn Atterberg

0.01Tỷ trọng hạt

νĐặc trưng của đất

Trang 22

ỴChiều dày tính toán:

ÌLấy theo chiều dày trung bình của lớp

ÌLấy theo chiều dày các lớp đất tại hố khoan gần nhất

2.4.4 Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính toán của các đặc trưng

a Chỉ tiêu riêng và chỉ tiêu tổng quát

ỴChỉ tiêu riêng:

Là trị số của các đặc trưng của đất xác định từ một mẫu thínghiệm

ỴChỉ tiêu tổng quát:

Là trị số của các đặc trưng chung cho toàn bộ lớp đất

b Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính toán

ỴGiá trị tiêu chuẩn:

ÌVới các đặc trưng của đất, trừ ϕ và c:

ÌVới ϕ và c: tính theo phương pháp bình phương cực tiểu

i i i

n 1

−σ

i i

n 1

i i

n 1 i

2 i

ỴGiá trị tính toán:

Ì Nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền đất, một số tính toán ổn định của nền được tính với các đặc trưng tính toán

Ì kd= 1 với các đặc trưng của đất ( trừ ϕ, c, γ)

d

tc ttkA

A =

Trang 23

ÌVới ϕ, c, γ:

Ìtα- hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy

Tính nền theo biến dạng thì α = 0.85

Tính nền theo cường độ thì α = 0.95

ρ

±

=1

ν

=

n1

Với γ Với ϕ, c

Trang 24

2.5.1 Lựa chọn nền và phương pháp xử lý nền

ỴCăn cứ:

ÌTài liệu địa chất

ÌTài liệu về công trình (loại công trình, quy mô công trình, tải

trọng tác dụng xuống móng ⇒ áp lực nền, độ lún của công trình)

ÌĐiều kiện thi công, …

ỴQuyết định:

ÌNền tự nhiên hay phải dùng nền nhân tạo

ÌLựa chọn giải pháp nào để gia cố nền

2.5 CHỌN LOẠI NỀN VÀ MÓNG.

2.5.2 Lựa chọn giải pháp móng

ỴMục tiêu:

ÌĐề xuất được PA móng tốt nhất cả về kỹ thuật và kinh tế

⇒Phải thiết kế sơ bộ nhiều PA móng để so sánh

ỴSo sánh:

ÌYêu cầu kỹ thuật

ÌĐạt yêu cầu về mặt kỹ thuật rồi mới dựa vào các chỉ tiêu vềkinh tế để quyết định

2.5.3 Chọn độ sâu móng

ỴĐiều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn: yếu tố có ảnh

hưởng nhiều nhất

ĐẤT TỐT

2.5.3 Chọn độ sâu móng

ỴTrị số và phương của tải trọng (Tải đứng,Tải ngang)

ỴĐặc điểm và yêu cầu sử dụng công trình

ÌCây cối xung quanh

ÌCác công trình ngầm (tầng hầm, đường ống, …)

ÌCác công trình lân cận

ỴBiện pháp thi công móng

Trang 25

2.6.1 Bước 1: Thu thập và xử lý tài liệu

ỴTài liệu về công trình

ỴTài liệu về khu vực xây dựng

ÌĐịa hình khu vực

ÌMạng lưới và phương pháp khảo sát

ÌLát cắt địa chất

ÌCác kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ, lý của đất

ÌĐịa chất thuỷ văn: cao độ nước ngầm, tính chất nước ngầm

ỴTài liệu về công trình lân cận, môi trương xây dựng ⇒ Đánh

giá điều kiên xây dựng

ỴXác định các tiêu chuẩn xây dựng

2.6 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MÓNG

2.6.2 Bước 2: Đề xuất các phương án nền móng khả thi

ỴLoại móng theo dạng kết cấu cơ bản, độ cứng, hình dạng móng, …

ỴVật liệuỴPhương pháp thi côngỴĐộ sâu đặt móngỴGiải pháp gia cố nền

2.6 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MÓNG

2.6.3 Bước 3: Thiết kế sơ bộ các phương án khả thi

ỴThoả mãn các điều kiện kỹ thuật

ỴThoả mãn các điều kiện về thi công:

ỴThoả mãn điều kiện về kinh tế

2.6.4 Bước 4: So sánh các phương án

ỴSo sánh các chỉ tiêu kinh tế, độ tin cậy của các PA

ỴChọn phương án tối ưu đề thiết kế kỹ thuật

TL Địa chất

TL Công trình Các tiêu chuẩn

quy phạm Đề xuất các PA

TK Kỹ thuật

PA chọn Bản vẽ

Trang 26

CHƯƠNG 3: MÓNG NÔNG

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ NỀN MÓNG

CHƯƠNG 2: NGUYÊN TẮC CƠ BẢN THIẾT KẾ NỀN MÓNG

CHƯƠNG 3: MÓNG NÔNG

CHƯƠNG 4: GIA CỐ NỀN

CHƯƠNG 5: MÓNG CỌC

CHƯƠNG 6: CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG

CHƯƠNG 3: MÓNG NÔNG

1 Móng nông là gì? Có bao nhiêu loại móng nông?

2 Các yếu tố nào phải xác định khi thiết kế móng nông? Cách tính toán các yếu tố đó?

3.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Móng nông là gì? Có bao nhiêu loại móng nông?

3.1.1 Định nghĩa

ÌMóng nông là phần mở rộng của đáy công trình, tiếp nhận tải trọng

của công trình và truyền vào đất nền sao cho nền còn ứng xử an toàn và

biến dạng đủ bé

ÌMóng nông: toàn bộ tải trọng của công trình truyền qua móng được

gánh đỡ bởi đất nền ở đáy móng, bỏ qua ma sát phần lực ma sát và

dính của đất xung quanh móng

3.1.2 Phân loại móng nông

a Theo hình dạng

Ì Móng đơn lệch tâm nhỏ

Ì Móng đơn lệch tâm lớn (móng chân vịt)

Ì Móng phối hợp đặt dưới hai cột

Ì Móng băng (1 phương, 2 phương) dưới tường chịu lực, dưới cột

Ì Móng bè (dạng bản, có sườn, dạng hộp)

Trang 27

Trang 28

b Theo cách thi công

Ì Móng lắp ghép (chế tạo sẵn)

Ì Móng toàn khối (thi công tại chỗ)

c Theo vật liệu

Ì Móng gạch, đá, bê tông (chịu ứng suất nén)

Ì Móng bê tông cốt thép

d Theo độ cứng

Ì Móng cứng

Ì Móng mềm

3.2 MÓNG ĐƠN CHỊU TẢI ĐỨNG ĐÚNG TÂM

Các yếu tố nào phải xác định khi thiết kế móng nông?

Ì Chiều sâu chôn móng

Ì Kích thước đáy móng

Ì Bề dày móng

Ì Cốt thép bố trí trong móng

Ì Cấu tạo móng

Ì Thi công móng

3.2.1 Các phương pháp tính toán

ÌNhóm 1: Tính toán dựa theo ứng suất cho phép suy từ Sức chịu

tải cực hạn

ÌNhóm 2: Tính toán dựa theo độ lún cho phép, góc xoay cho

phép của một móng riêâng lẻ và độ lún lệch cho phép giữa hai

móng lân cận

ỴTheo QPXD 45-78: tính toán theo TTGH II về biến dạng cho

nền đất và theo TTGH I về cường độ cho kết cấu móng

3.2.2 Các bước tính toán

a Bước 1: Kiểm tra ứng suất ở đáy móng

Trang 29

b Bước 2: Kiểm tra biến dạng của nền

Ì Ứng suất gây lún: pgl= ptc– γ’Df

Ì Xác định độ lún tại tâm móng S

Ì Kiểm tra:

S ≤ Sgh

∆S ≤ ∆Sgh

Các điều kiện về biến dạng quyết định kích thước đáy móng

c Bước 3: Tính bề dày móng

ÌSơ đồ tính: Console ngàm tại mép cột

ÌTải trọng: phản lực nền, bỏ qua trọng lượng bản thân móng vàđất phủ trên móng

ÌBề dày móng được xác định theo điều kiện chống xuyên thủng:

ÌBề dày móng: h = ho + a

a = 3.5 cm – nếu có lớp bê tông lót móng

a = 7 cm – nếu không có lớp bê tông lót

Trang 30

d Bước 4: Tính toán bố trí cốt thép trong móng

max a

2 c tt 2 tt maxhR9.0

MF

8bbbpb2

lpM

=

−

=

Mở rộng chân cột ⇒ giảm Fa Chiều dài neo cốt thép

Lo=[30 ÷ 60]d

ÌBố trí cốt thép:

Faphải có hàm lượng lớn hơn µmin= 0.15%

Thường Fabố trí lớn hơn Fatính toán 15%

Dùng thép φ≥10 (12), thép gân; khoảng cách a =[100,200]

Trang 31

3.3 MÓNG ĐƠN CHỊU TẢI ĐỨNG LỆCH TÂM

N

bl

Trang 32

3.3 1 Móng đơn chịu tải trọng đứng lệch tâm nhỏ

Bước 1: Kiểm tra ứng suất ở đáy móng

tc x tc tb tc min max f

MppD

bl

N

[ ]k 15 2E

H

cFtgN

E

a tt

3.3.1 Móng đơn chịu tải trọng đứng lệch tâm nhỏ

b Bước 2: Kiểm tra biến dạng của nền

Ì Xác định độ lún tại tâm móng S: pgl= ptc

Ntt

ho

Mtt x

y

tt y x

tt x tt

M

p

xI

MyI

D

B

ptt A

ptt B

ptt A

Trang 33

d Bước 4: Tính toán, bố trí cốt thép trong móng

Ntt

ho

Mtt x

bng

l

lcI

ptt

C

d Bước 4: Tính toán, bố trí cốt thép trong móng

Ì Tính MI⇒FaI

Ì Tính MII⇒FaII

Lưu ý:

Cốt thép theo phương chịu lực chính bố trí phía dưới

3.3.2 Móng đơn chịu tải trọng đứng lệch tâm lớn

bN4

max= −

Trang 34

ỴMóng chân vịt :

ÌTính toán có kể đến sự làm việc đồng thời giữa

móng cột và kết cấu bên trên:

Hh = Qe (coi dầm ngang là gối tựa đơn)

Góc xoay của móng:

với: k – hệ số nền

k

pSk

pSlSS

D D C C

D C s

=

−

=θ

ỴMóng chân vịt :

Góc xoay của chân cột do M B= Qe=Hh:

với EI – độ cứng tiết diện cột

3 o s

o D

o C

kblelQ12

lel61bl

Qql

el61bl

Qq

)( −

=θ

MB

B=θ

Lưu ý:

Cột ngàm vào A ⇒ lấy chiều cao tính toán cột bằng 3/4 chiều

cao thực tế

Cột phải tính toán để chịu được Mômen uốn do lực H

h

QeHEI

Qehkbl

elQ12

3

o

3 o B

s

=

⇒+

=

−θ

ÌCấu tạo cốt thép:

ÌCác phương án xử lý:

Móng phối hợp Móng băng dọc theo ranh công trình

Trang 35

3.4.1 Móng phối hợp hình chữ nhật

a Kích thước đáy móng

3.4 MÓNG PHỐI HỢP

X

N1tc+N2tc

ptc ≤Rtc (1)

Ứng suất dưới đáy

móng phân bố đều (2)

Ì Xác định L: (2) ⇒ Vị trí đặt hợp lực trùng trọng tâm móng

Vị trí đặt hợp lực:

Chọn L2 để chiều dài móng đủ trùm lên hai cột ⇒ L1Trong trường hợp L2, L3không thoả mãn (a) ⇒ móng lệch tâm (kiểm tra pmax, min)

ÌXác định B: (1) và L ⇒ B

(L X) ( )a2

LNNLN

2 1 3

+

=

b Bề dày móng

ÌNếu thân móng dạng bản:

Pxt ≤Rcx

ÌNếu thân móng có sườn:

hslấy theo L3

hbm lấy theo điều kiện

chống xuyên thủng

c Cốt thép trong móng

ÌVẽ biểu đồ Q, M:

1

x x

QdxM

;pdxQ

Q

M

Trang 36

Cốt dọc, cốt đai bố trí trong tiết diện sườn

Tính toán cốt thép theo phương ngang trong bản móng

Cốt thép theo phương dọc trong bản móng lấy theo cấu tạo

c Cốt thép trong móng

ÌMóng dạng bản:

Cốt dọc, cốt đai bố trí

trong tiết diện móng

ÌMóng có sườn:

ptt

3.4.2 Móng phối hợp hình thang

Ứng suất dưới đáy

móng phân bố đều (2)

Ì Vị trí đặt hợp lực:

Ì (1) ⇒

Chọn L, L2; L3, lưu ý: nên chọn:

Từ (b) và (c) giải ra B1và B2

( )b3

LBBBBXLNNLNX

2 1 2 1 2 2 1 3 1

+

=+

⇒+

=

( )cDRNN2BBLF

f tb

tc1 22

=

2

LLX3

L

2<

+

<

Trang 37

b Bề dày móng: (Như móng phối hợp HCN)

c Cốt thép trong móng: (Như móng phối hợp HCN)

3.4.2 Móng phối hợp bằng đai móng [Trap (Cantilever) footing]

ÌAùp dụng khi:

Liên kết một móng lệch tâm lớn với móng cột phía trong Thay thế móng HCN, hình thang khi sức chịu tải của nền cao và khoảng cách giữa các cột lớn

N1p

N2

3.4.2 Móng phối hợp bằng đai móng [Trap (Cantilever) footing]

ÌĐặc điểm:

ƯS dưới móng phân bố đều ⇒ tính móng như móng đơn chịu tải

đúng tâm

Mô men tác dụng lên đai móng: M = N1e (đai móng chịu uốn

phẳng) ⇒ tính toán cốt thép cho đai móng

Khi thi công không đầm chặt

đất nền dưới đai móng

3.5.1 Móng băng dưới tường

ÌVới các công trình có tường chịu lực, độ cứng của tường lớn ⇒coi móng không bị uốn dọc theo tường ⇒ móng biến dạng đều (lún, xoay) theo chiều dài ⇒ cắt ra 1m theo chiều dài để tính toán

Trang 38

min ≥0

ptc ≤Rtc

a Bước 1 Kiểm tra ứng suất

f tb

Mp

min max

ÌNếu có tải ngang thì cần kiểm tra chống trượt theo phương ngang

b Bước 2 Kiểm tra biến dạng của nền

S ≤ Sgh (độ lún tại tâm móng băng)

i ≤ igh

∆S ≤ ∆Sgh

3.5 MÓNG BĂNG

[ ]ttt

tt

HcbtgN

Trang 39

3.5.2 Móng băng dưới cột

ÌThân móng băng có thể cấu tạo có hoặc không có sườn dọc

ÌChiều dài móng L có thể xác định dựa vào bước cột Trong điều kiện cho phép nên cấu tạo hai đầu thừa để giảm ƯS tập trung cho nền và tăng khả năng chống cắt cho thân móng

Lb= (1/4 ÷1/3) x chiều dài nhịp kế bên

3.5 MÓNG BĂNG

ÌQuy tất cả các tại trọng về trọng tâm đáy móng ⇒ tính toán bề

rộng móng như tính toán cho móng đơn (coi ƯS dưới đáy móng

phân bố tuyến tính)

b Bước 2 Kiểm tra biến dạng của nền

S ≤ Sgh (độ lún tại trọng tâm đáy móng – tính như móng đơn)

3.5 MÓNG BĂNG

c Bước 3: Bề dày móng

ÌNếu thân móng không có sườn:

Pxt ≤Rcx [kiểm tra tại các cột có Nmaxhoặc có (Snghiêng)min]

ÌNếu thân móng có sườn:

hslấy theo Lmax

hbm lấy theo điều kiện chống đâm thủng

3.5 MÓNG BĂNG

Trang 40

d Bước 4: Cốt thép trong móng

3.5 MÓNG BĂNG

d Bước 4: Cốt thép trong móng

ÌVẽ biểu đồ Q, M:

1

x x

QdxM

;pdxQ

3.5 MÓNG BĂNG

3.5.2 Móng băng giao thoa

3.5 MÓNG BĂNG

Định dạng
Số trang	123
Dung lượng	10,89 MB

BÀI GIẢNG NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH

TT Sức chịu tải của cọc theo TCVN

Cọc đứng chịu tải ngang và mômen