Tài liệu nền móng TS lê trọng nghĩa

Hình thức đánh giá: Thi viết 90 phút Được xem tài liệu Lý thuyết: 40 tiết Bài tập: 20 tiết CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC 5 chương Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và thiết kế Nền Móng C

Hình thức đánh giá: Thi viết 90 phút

Được xem tài liệu

Lý thuyết: 40 tiết

Bài tập: 20 tiết

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC

5 chương Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và

thiết kế Nền Móng

Chương 2: Móng nông

Chương 3: Sức chịu tải của cọc

Chương 4: Móng cọc và cọc chịu tải trọng ngang

Chương 5: Gia cố nền

TÀI LIỆU THAM KHẢO1) Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn , NXB ĐHQG TPHCM, 2004

3) Nền và Móng các công trình dân dụng và công nghiệp,

4) Foundation Analysis and Design, 5 th edition, Joseph

2) Nền Móng công trình, Châu Ngọc Ẩn , NXB Xây dựng, 2008

5) Pile Foundation Analysis and Design, 5 rd edition,

Chương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH TOÁN

tt N

Đóng, ép:

Khoan nhồi,

BTCT thường, UST Barrette

Đà giằng

Móng gánh (có giằng) Móng kép (dạng bản)

Móng băng (dạng bản dầm)

Mặt đất

Tầng hầm

Bản móng

Móng bè dạng bản CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM

Mặt đất

Tầng hầm

Đài móng

Dầm sàn hầm Sàn hầm

Hệ cọc

Móng cọc đài đơn CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM

Mặt đất

Tầng hầm

Đài móng Mặt sàn hầm

Hệ cọc

Móng cọc đài bè CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM

2 Phân loại

2.2 Nền

Nền

Cột đất trộn xi măng (vôi) Gia tải trước +

Đệm vật liệu rời Nền tự nhiên

Nền gia cố

Cột vật liệu rời

Vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật

Giếng cát Bấc thấm Bơm hút chân không

a

c s

s = 1 − ν2

p – áp lực tại mặt đáy móng

trong đó:

b – bề rộng móng chữ nhật hay đường kính móng tròn

ν, E – hệ số Poisson và mô-đun đàn hồi của đất dưới đáy móng

I p – hệ số hình dạng và độ cứng; được xác định dựa trên lý thuyết đàn hồi; phụ thuộc vào chiều dày lớp đất, hình dạng và độ cứng của móng

p b

) ( )

1.00

Tâm

0.79 0.85 0.64

-

-Tròn

0.88 1.07 1.21 1.42 1.70 2.10 2.46 3.00 3.43

0.95 1.15 1.30 1.51 1.78 2.15 2.53 3.03 3.40

0.76 0.97 1.12 1.36 1.68 2.10 2.54 3.13 3.57

0.56 0.68 0.77 0.89 1.05 1.27 1.49 1.78 2.00

1 1.5 2 3 5 10 20 50 100

Chữ

nhật

Trung bình

Biên (điểm giữa cạnh dài) Góc

Móng cứng Móng mềm

Ipm

(l/b)

Hình

dạng

móng

Trường hợp 1: Hệ số hình dạng và độ cứng Ipcho diện truyền tải hình tròn và

chữ nhật trên bán không gian đàn hồi vô hạn

b

Lớp đàn hồi vô hạn

Trường hợp 2: Hệ số hình dạng và độ cứng Ipcho diện truyền tải hình tròn và chữ

nhật trên bán không gian đàn hồi hữu hạn

0.00 0.08 0.16 0.25 0.34 0.45 0.61 0.81

0.00 0.08 0.16 0.25 0.34 0.45 0.61 0.82

0.00 0.08 0.16 0.25 0.34 0.46 0.60 0.80

0.00 0.08 0.18 0.28 0.34 0.44 0.56 0.66

0.00 0.09 0.19 0.27 0.32 0.38 0.46 0.49

0.00 0.20 0.40 0.51 0.57 0.64 0.70 0.74

0.00 0.04 0.10 0.18 0.26 0.38 0.54 0.77

0.00 0.04 0.10 0.18 0.27 0.39 0.55 0.76

0.00 0.04 0.12 0.22 0.29 0.40 0.52 0.64

0.00 0.05 0.15 0.23 0.29 0.36 0.44 0.48

0.00 0.14 0.35 0.48 0.54 0.62 0.69 0.74

2 2 1 1

i i i i

p e p e

i i

với vàvà

∑n

e e e s

1 1 2 1

+

=

p gl

σgl

γtb

Xác định áp lực tại giữa lớp đất trước và

Suy ra hệ số rỗng tại giữa lớp đất trước và

i i i

e e e s

1 2 1

+ 1

gl i gli =K ×0 p

σ

với và

gli i

i p

và

2 2 1 1

i i i i

p e p e

efg

p1 = σ ′ 0 = 5 σ

∑

-i i i n

i

e e e s s

v i

Đất tốt Đất yếu

Độ lún cho phép của móng được quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh của công trình

(tham khảo bảng….), đối với nhà BTCT đổ toàn khối [s] = 8cm.

[s] – độ lún cho phép của móng

( + ) + ( )2+

2 1 13

h h h D

p γ f γ γsat- γw

3 13

2 + +

2 1 3

h h h z

và

13 23 13

e e

5 Tải trọng, tổ hợp tải trọng và các trạng thái giới hạn

5.1 Tải trọng

- Tĩnh tải: trọng lượng bản thân công trình

- Hoạt tải: hoạt tải sử dụng, hoạt tải sửa chữa,

gió, động đất, cháy nổ, …

5 Tải trọng, tổ hợp tải trọng và các trạng thái giới hạn

5.2 Tổ hợp tải trọng dùng tính toán móng

5.2 Các trạng thái giới hạn (TTGH)

5.2.1 Trạng thái giới hạn I: Tính toán nền móng thỏa các điều kiện cường

độ (sức chịu tải, trượt, lật …)

a Kiểm tra cường độ

Hệ số an toàn của sức chịu tải

[ ]FS p q

FS= ult tt≥ hoặc

FS

q q

a

trong đó:

qult– sức chịu tải cực hạn của nền đất dưới đáy móng

qa– sức chịu tải cho phép của nền đất dưới đáy móng

FS, [FS] – hệ số an toàn và hệ số an toàn cho phép

≥ FS FS

ptt– áp lực tính toán tại mặt đáy móng

b Kiểm tra ổn định

Hệ số an toàn trượt

truot gay truot

F F

truot

truot chong truot

F

trong đó:

Fgay truot– lực gây trượt

FStruot, [FS]truot– hệ số an toàn trượt và hệ số an toàn trượt cho phép

Hệ số an toàn lật

[ ]lat lat gay lat chong

M M

lat

lat chong lat

Mgay lat– moment gây lật

FSlat, [FS]lat– hệ số an toàn lật và hệ số an toàn lậtcho phép

Lực gây trượt bằng tổng của

lực ngang do kết cấu bên trên

(Htt) và áp lực đất chủ động (Ea)

Trường hợp minh họa

p d

H ≤ +

h tt d

H E R

FStruot = + ≥

h d

- Tải trọng (N,M,H) tại chân cột - Chiều sâu đặt móng D f

- Địa chất: đặc trưngγ, c, ϕ, e-p, … - Kích thước đáy móng b ×l

- Chiều cao móng h

- Thép trong móng

tính toán thiết kế

TCXD (VN) Eurocode 7

BS, ACI, …

Bản vẽ thi công

Bước 1 Chọn chiều sâu đặt móng

- Đủ sâu hơn lớp đất bề mặt chịu ảnh hưởng của phong hóa thời tiết

- Ít ảnh hưởng đến móng công trình lân cận

- Đặt trên lớp đất đủ chịu lực, không đặt trên rễ cây, đường ống dẫn

Bước 2 Xác định kích thước đáy móng b×lsao cho nền đất dưới đáy

móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

tt

D R

N F

γ-

≥

tc f tb

tc

R D F

N

≤γ+

p ult a

• Điều kiện biến dạng (lún)

Trình tự tính toán độ lún s xem ở mục 3.2.2 chương 1

Nếu điều kiện lún s≤ [s] không thỏa ⇒ tăng b× l

∑

i i n

i i

h e

e e s

s

2 1

Bước 3 Xác định chiều cao móng h

Dựa vào điều kiện xuyên thủng

ii)

(a = 7cm)

tt net

tt tt net

l

với

N tt

N tt

tt net

p

tt net

p

tt net

p

bt R

75 0

bt R

75 0

bt R

75 0

h 0

45 0

D f

tt net

p

bt R

75 0

xt p S

P =

xuyên tháp đáy ngoài

tt tt net =

• Tính xuyên thủng với phản lực ròng

×

22

2++

×

+

(dt 2 mặt bên b c ) (dt 2 mặt bên h c )

75.0

p

bt R

75 0

tt net

2 1 8 1 -

0 1 0

1

1= ≈0.9

h R

M h

R

M A

s s

s

-

Phản lực của đất nền lên đáy móng

Áp lực của đất và đài lên đáy móng

⇒ Phản lực ròng của đất nền lên đáy móng

f tb

tt tt net =

b h h

×2

×

=

1 1-

8 1

c tt net b b p

M- =

-0 2 0

2

2= 0.9R h

M h

R

M A

s s

s

≈ζ

─ Bê tông bảo vệ dày 50

Bước 1 Chọn chiều sâu đặt móng

- Đủ sâu hơn lớp đất bề mặt chịu ảnh hưởng của phong hóa thời tiết

- Ít ảnh hưởng đến móng công trình lân cận

- Đặt trên lớp đất đủ chịu lực, không đặt trên rễ cây, đường ống dẫn

2.2 MÓNG ĐƠN CHỊU TẢI LỆCH TÂM

- Đặt đủ sâu thỏa điều kiện trượt và lật cho móng

Bước 2 Xác định kích thước đáy móng b×lsao cho nền đất dưới đáy

móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

• Điều kiện 1: ổn định

tc tc tc

cực đại và cực tiểu

f tb

tc tc

pmin

D f

tc x

M

tc

N

tc đx

M

f tb

tc đy

tc đx

tc

b

M b

M F

tc tc

R

pmax ≤1.20

M

tc

N

tc đx

M

đáy móng y

y

e x

e y O

Cách viết khác

f tb y x

tc

b

e F

x N

M

tt đy

y N

M

e =

h H M

y

tt x

tt

đx = + ×

h H M

x

tt y

tt

đy = + ×

n

M M

tt đy tc

đy =

n

M M

tt đx tc

đx =

Tổng hợp momen tại trọng tâm đáy móng

(A b B D c D)

K

m m

• Chọn sơ bộ b = 1m

• Xác định sơ bộ diện tích đáy móng

p

f tb tc

tc tc

tc

N F

R p

γ-

≥

⇔

• Nếu điều kiệnổn địnhkhông thỏa ⇒ tăng b× l

Lưu ý: ─ Giải lặp thử dần để có kết quả tối ưu nhất

─ Có nhiều lời giải b× lthỏa điều kiện ổn định

• Điều kiện 2: cường độ

FS q q

p ult a

tt đy tt

M F

max

66

l l

tc x

tt

─ Áp lực dưới đáy móng

• Điều kiện 2: cường độ

x truot

tt tt

= c , ϕa= ϕ)

• Điều kiện 3: biến dạng (lún)

Trình tự tính toán độ lún s xem ở mục 3.2.2 chương 1

Nếu điều kiện lún s≤ [s] không thỏa ⇒ tăng b× l

∑

i i n

i i

h e

e e s

s

2 1

p = + γ -γ*

Bước 3 Xác định chiều cao móng h

Dựa vào điều kiện xuyên thủng

cx

xt P

P≤Xét cân bằng lực của mặt tháp xuyên

nguy hiểm (móng lệch tâm 1 phương)

75.0

b h h p

p

tt net tt

) max(

) min(

) (

1

h h p

p p

net tt

net tt

net tt

net

++

×+

2 )

( min

N p

tt đ

tt tt

h a

h 0

45 0

D f

tt net

pmax( )

tt net

pmin()

tt N tc x

tt net

2 ) 2 ) max(

24 1

0 1 0

1

1= ≈0.9

h R

M h

R

M A

s s

s

-

pmax( )

tt N tc x

tt net

1

1

tt net

pmax( )

1 1

( l – h c )/2

tt net

×+

+2

=

) ( 2 ) max(

) ( 2 ) max(

1

c tt

net tt

net

tt net tt

p p

p p

-b h p p

tt net tt net

× 2

× 2 +

= max( ) 2 ) 1

8 1

c tt net

p

-0 2 0

2

2= 0.9R h

M h

R

M A

s s

s

≈ζ

pmax( )

tt N tc x

p( )

2 2

tb b b p

2

×2

=

2

c b b

-×2

×

2

c tt

net tb

b b p

─ Bê tông bảo vệ dày 50

Tương tự móng đơn chịu tải đúng tâm

II MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới

dãy cột)

Bê tông lót Dầm (sườn) móng

Bản (cánh) móng Cột (cổ cột)

Bước 1 Chọn chiều sâu đặt móng

- Tương tự móng đơn chịu tải lệch tâm

- Giá trị đề xuất D f = [1 ÷ 2](m)

II MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới

dãy cột)

Trình tự tính toán và thiết kế

- Tải trọng (N,M,H) tại các chân cột - Chiều sâu đặt móng D f

- Địa chất: đặc trưngγ, c, ϕ, e-p, … - Kích thước đáy móng b ×L

- Kích thước tiết diện ngang

- Thép trong móng

tính toán

& thiết kế

TCXD (VN) Eurocode 7

Bước 2 Xác định kích thước đáy móng b ×L sao cho nền đất dưới đáy

móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

• Điều kiện 1: ổn định

tc tc tc

tb p p

f tb

tc tc

tc tc tc

D L b

M F

n

N N

tt tc

=

n

M M

tt tc

- tổng hợp lực và momen tại trọng tâm đáy móng

tt tt

M

N ,

tc tc

tc tc

R

pmax ≤1.20

tt tt

N N N

N N

1 5 2

M M

n

i

tt i n

tt i n

i

tt i tt

×+

×+

Tổng hợp lực và momen tại trọng tâm đáy móng

Như trên hình minh họa

d i– cánh tay đòn, khoảng cách từ lực

đến trọng tâm đáy móngtt

i

N

(A b B D c D)

K

m m

tc tc

tc

N F

R p

γ-

• Nếu điều kiệnổn địnhkhông thỏa ⇒ tăng b

p

• Điều kiện 2: cường độ

FS q q

p ult a

băng

Nếu điều kiện pmaxtt ≤ q a không thỏa ⇒ tăng b× L

f tb

tt tt tt

D L b

M F

N

×+

q N c

• Điều kiện 2: cường độ

F F

tt tt

= c , ϕa= ϕ)

• Điều kiện 3: Biến dạng (lún)

Trình tự tính toán độ lún s xem ở mục 3.2.2 chương 1

Nếu điều kiện lún s≤ [s] không thỏa ⇒ tăng b× L

∑

-i

i i

i i n

i

e

e e s

s

2 1

p = + γ -γ*

Bước 3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện móng

×

=0

h b

100mm do cấu tạo cốt pha

net b

R

b b p

h

2.1

×) max(

6

L b M F N p

tt tt tt

pmax( )

Q

1m

Bước 3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện móng

c

h b R

2 0

41+ϕϕ

ϕn - xét ảnh hưởng của lực dọc kéo, nén; trong bản móng không có lực dọc nên lấy ϕn = 0

Bước 4 Xác định nội lực (M,Q) trong dầm móng băng

pmax( )

tt

net

pmin( )

M400 38,53

B30

M1000 102,75

B80 M350

35,32 B27,5

M1000 96,33

B75 M350

32,11 B25

M900 89,90

B70 M300

28,90 B22,5

M900 83,48

B65 M250

25,69 B20

M800 77,06

B60 M200

19,27 B15

M700 70,64

B55 M150

16,05 B12,5

M700 64,22

B50 M150

12,84 B10

M600 57,80

B45 M100

9,63 B7,5

M500 51,37

B40 M75

6,42 B5

M450 44,95

B35 M50

4,50 B3,5

Mác theo cường độ chịu nén

Cường độ trung bình của mẫu thử tiêu chuẩn, MPa

Cấp độ bền chịu nén

Mác theo cường độ chịu nén

Cường độ trung bình của mẫu thử tiêu chuẩn, MPa

Cấp độ

bền chịu

nén

Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén của bê-tông và mác bê-tông

theo cường độ chịu nén (TCXDVN 356 : 2005 – Phụ lục A – Bảng A.1)

380 ÷ 520

295 min.

Nhật (JIS G 3112 -1991) SR295

380 ÷ 520

235 min.

Nhật (JIS G 3112 -1991) SR235

380 min.

235 min.

Việt Nam (TCVN 1651 : 1985) Nga (GOST 5781-82 * )

CI A-I

235 Tròn trơn

Thép cacbon cán nóng

chảy, MPa Nước sản xuất và tiêu chuẩn

sản xuất

Ký hiệu thép

Giới hạn chảy dùng

để quy đổi, MPa

Hình dáng tiết diện Loại thép Nhóm

quy đổi

Phân loại thép theo giới hạn chảy của một số loại thép

(TCXDVN 356 : 2005 – Phụ lục B – Bảng B.1)

900 min.

590 min.

Việt Nam (TCVN 1651 : 1985)

Nga (GOST 5781-82*) CIV

A-IV 590

885 min.

590 min.

Trung Quốc (GB 1499-91) RL590

590

835 min.

540 min.

Trung Quốc (GB 1499-91) RL540

540

–

540 min.

Nga (GOST 5781-82*) A-IIIB

SD490 490

600 min.

600 min.

Việt Nam (TCVN 1651 : 1985)

Nga (GOST 5781-82*) CIII

A-III 390

560 min.

390 ÷ 510 Nhật (JIS G 3112 -1991)

SD390 390

490 min.

345 ÷ 440 Nhật (JIS G 3112 -1991)

SD345 345

510 min.

335 ÷ 460 Trung Quốc (GB 1499-91)

RL335 335

A-II

300

440 ÷ 600

295 ÷ 390 Nhật (JIS G 3112 -1991)

SD295B

440 ÷ 600

295 min.

Nhật (JIS G 3112 -1991) SD295A

295

Vằn (có gờ)

Thép cacbon cán nóng

xuất

Ký hiệu thép Giới hạn chảy

dùng để quy đổi, MPa

Hình dáng tiết diện

Loại thép