Bài giảng nền móng thầy Nguyễn Đình Cảnh ĐHXD

Tập bài giảng đầy đủ chi tiết của Bộ môn cơ đất nền móng đại học xây dựng biên soạn, gồm đầy đủ các chương mục, các công tác trong quá trình thiết kế thi công mà mọi người gặp phải, tài liệu rất có giá trị,

chơng i một số vấn đề cơ bản

$.I Khái niệm chung:

Vùng đất dới đáy móng chịu tác dụng trực

tiếp của tải trọng CT

+ Nếu CT đặt trên các lớp đất đá tự nhiên

 gọi là nền tự nhiêngọi gọi là nền tự nhiênlà gọi là nền tự nhiênnền gọi là nền tự nhiêntự gọi là nền tự nhiênnhiên.

+ Nếu khi xây dựng ngời ta dùng biện pháp

nào đó nhằm làm tốt hơn tính năng xây dựng

của nền nh: thay thế đất (làm đệm), trụ vật

liệu rời, giếng cát+nén trớc, điện thấm, hạ

+ Nền đất rất đa dạng nên  có nhiều phơng án về móng

+ Ngời thiết kế phải lựa chọn đợc phơng án đảm bảo:

 Từ hiện tợng nứt tờng  giảm tuổi thọ CT

 Lún nhiều, nghiêng  cản trở sử dụng

 Công trình sụp đổ

+ Sửa chữa  Khó hơn nhiều so với xây mới

CT phải ngừng làm việc, thời gian thi công kéo dài

Tóm gọi là nền tự nhiênlại gọi là nền tự nhiênnội gọi là nền tự nhiêndung gọi là nền tự nhiêncần:

1

+ Nghiên cứu các nguyên lý và các phơng pháp tính toán với từng loạimóng.

+ Nghiên cứu cách bảo vệ móng  trong môi trờng phức tạp

+ Nghiên cứu các biện pháp xử lý nền đất yếu, phức tạp

Để:

+ Đảm bảo sự làm việc bình thờng của CT trong  sử dụng

+ Bảo đảm cờng độ từng bộ phận và toàn bộ CT

+ Bảo đảm thời gian xây dựng CT ngắn nhất, giá thành rẻ nhất

Để thoả mãn đợc các yêu cầu trên cần phải làm chặt chẽ từ các khâu:

Kh/sát; gọi là nền tự nhiênThiết gọi là nền tự nhiênkế; gọi là nền tự nhiênThi gọi là nền tự nhiêncông gọi là nền tự nhiênvà gọi là nền tự nhiênsử gọi là nền tự nhiêndụng gọi là nền tự nhiênCT.

Kh/s: Lựa chọn phơng pháp kh/sát phù hợp với từng loại đất, tăng cờng

các thí nghiệm hiện trờng

Th/kế: Trên cơ sở tìm hiểu về ĐCCT, ĐCTV, Đặc điểm CT đề xuất phơng

nào đó đa móng xuống độ sâu th/kế

a, Móng gọi là nền tự nhiênđơn: Dới mố trụ cầu nhỏ, chân cột nhà, chân tháp nớc

b, Móng gọi là nền tự nhiênbăng, gọi là nền tự nhiênbăng gọi là nền tự nhiêngiao gọi là nền tự nhiênnhau: Dới tờng nhà, dới hàng cột nhà, dới tờngchắn

c, Móng gọi là nền tự nhiênbè: Dùng ở nơi đất yếu, hoặc do cấu tạo công trình nh: Bể, Khochứa

2.Móng sâu: ( Tải lớn - Đất tốt ở sâu)

a, Móng gọi là nền tự nhiêngiếng gọi là nền tự nhiênchìm: Hình dáng và cách hạ tơng tự nh hạ giếng nớc Dùng cho

móng mố trụ cầu, các phòng ngầm kỹ thuật  Hiện gọi là nền tự nhiênnay, gọi là nền tự nhiênchủ gọi là nền tự nhiênyếu gọi là nền tự nhiêndo gọi là nền tự nhiênviệc gọi là nền tự nhiênthi công gọi là nền tự nhiêngiếng gọi là nền tự nhiênchìm gọi là nền tự nhiênkhó gọi là nền tự nhiênkhăn gọi là nền tự nhiênmà gọi là nền tự nhiênnhững gọi là nền tự nhiêndạng gọi là nền tự nhiêncọc gọi là nền tự nhiênkhác gọi là nền tự nhiênhoàn gọi là nền tự nhiêntoàn gọi là nền tự nhiêncó gọi là nền tự nhiênthể gọi là nền tự nhiênthay gọi là nền tự nhiênthể

đợc gọi là nền tự nhiêncho gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiênrất gọi là nền tự nhiênlớn gọi là nền tự nhiênnên gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiêngiếng gọi là nền tự nhiênchìm gọi là nền tự nhiênít gọi là nền tự nhiênđợc gọi là nền tự nhiênsử gọi là nền tự nhiêndụng.

b, Móng gọi là nền tự nhiêncọc: Gồm các cọc riêng rẽ đa xuống đất  nối lại bằng bản đài cọc 

Sử dụng rộng rãi

$.3 Khái niệm về tính toán nền móng theo Trạng thái giới hạn:

3.1 gọi là nền tự nhiênKhái gọi là nền tự nhiênniệm gọi là nền tự nhiênvề gọi là nền tự nhiêntrạng gọi là nền tự nhiênthái gọi là nền tự nhiêngiới gọi là nền tự nhiênhạn

2

Trạng thái giới hạn: Là ngỡng cuối cùng để công trình hoặc ngời sử dụng côngtrình có thể chấp nhận mà  không có bất kỳ sự cố nào cho toàn bộ CT hay mộtvài bộ phận CT cả về sự toàn vẹn lẫn việc sử dụng, khai thác bình thờng.

Chia ra: 2 gọi là nền tự nhiênnhóm:

 Nhóm trạng thái giới hạn về cờng độ và ổn định ( TTGH I)

 Nhóm trạng thái giới hạn về khai thác và sử dụng CT một cách bình thờng(TTGH II)

3.2 gọi là nền tự nhiênTính gọi là nền tự nhiêntoán gọi là nền tự nhiênnền gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiênTTGH:

Trạng thái ứ/s và B/d trong đất nền và trong bản thân móng liên quan chặt chẽ

đến CT bên trên Nên việc tính toán hiện nay thờng hớng tới áp dụng trong quan

hệ tổng thể N-M-CT Tuy vậy, để tiện cho việc trình bày nội dung cơ bản củavấn đề, ta chấp nhận xem xét riêng các trờng hợp tính toán đã rời rạc hoá

Trong đó: N: Tải trọng hoặc tác động từ CT lên đất

F: Khả năng chịu tải của dất nền theo phơng tác dụng của N

Fs: Hệ số an toàn tơng ứng

Thông thờng:

* Tải gọi là nền tự nhiênlên gọi là nền tự nhiênnền gọi là nền tự nhiêngồm:

Tải trọng theo phơng đứng

Tải theo phơng ngang gây trợt phẳng theo đáy móng

Mô men gây trợt sâu hoặc mô men gây lật

* Khả gọi là nền tự nhiênnăng gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêntơng gọi là nền tự nhiênứng:

R  Sức chịu tải theo phơng đứng của đất nền

Về gọi là nền tự nhiênổn gọi là nền tự nhiênđịnh gọi là nền tự nhiêntr gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiênợt

2 T/toán nền theo TTGH thứ hai: ( Theo Biến dạng)

Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến trạng thái giới hạn là biến dạng và chuyển vị vợt

ra ngoài phạm vi chấp nhận đợc Vậy việc tính toán nền theo TTGH II là hạnchế độ lún, độ lún lệch và độ nghiêng (hay chuyển vị ngang) của móng để đảmbảo cho công trình không bị phá hỏng hoặc đảm bảo sự làm việc bình thờng củanó

Trong đó: S; S  Độ lún và độ lún lệch của móng

với các tiêu chuẩn xây dựng tơng ứng

3.3 gọi là nền tự nhiênCác gọi là nền tự nhiênloại gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiênvà gọi là nền tự nhiêntổ gọi là nền tự nhiênhợp gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêntrọng:

Gồm 2 loại:  Tải trọng thờng xuyên

 Tải trọng tạm thời gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiênTải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiênthờng gọi là nền tự nhiênxuyên: gọi là nền tự nhiên(Tĩnh gọi là nền tự nhiêntải)  Là tải trọng không biến đổi (Vị trí đặt tải,

độ lớn và phơng chiều)  Trọng lợng bản thân, áp lực đất, đất đắp

Thuộc tải tác dụng dài hạn

Hệ số vợt tải của trọng lợng bản thân biến đổi từ 1.05 đến 1.3  theo TCVN

2737 - 95

Tải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiêntạm gọi là nền tự nhiênthời: gọi là nền tự nhiên( gọi là nền tự nhiênHoạt gọi là nền tự nhiêntải)  Tải có thể thay đổi vị trí, độ lớn và chiều 

Tải trọng sử dụng: ngời , thiết bị, dụng cụ, cầu trục , gió

chia ra: Tác gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiêndụng gọi là nền tự nhiêndài gọi là nền tự nhiênhạn:  Trọng lợng

Tác gọi là nền tự nhiêndụng gọi là nền tự nhiênngắn gọi là nền tự nhiênhạn:  gió.

Hệ số vợt tải của các loại tải trọng này đợc quy định trong TCVN 2737-95 " Tảitrọng và tác động"

Nội lực dùng để tính toán

 Sẽ là tổng đại số của các nội lực lớn nhất do hoạt tải và tĩnh tải

Việc xắp xếp vị trí của hoạt tải để tìm giá trị lớn nhất gọi là tổ hợp tải trọng.Theo TCVN 2737 -95 Phải phân biệt:

+ Tổ gọi là nền tự nhiênhợp gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiêncơ gọi là nền tự nhiênbản: Gồm thờng xuyên + tạm thời ngắn hạn và dàihạn

+ Tổ gọi là nền tự nhiênhợp gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiênđặc gọi là nền tự nhiênbiệt: Thờng xuyên, dài hạn, ngắn hạn và một trongcác tải trọng đặc biệt ( Động đất hoặc tải trọng dùng để tính khả năng chốngcháy của kết cấu )

Khi tính toán ta dùng hệ số tổ hợp để xét đến khả năng tác dụng không đồngthời của các loại tải trọng ngắn hạn

 Tải trọng tiêu chuẩn đợc xác định theo các thông số trên bản vẽ thiết kế hoặctheo lý lịch thiết bị

 Tải trọng tính toán là tải trọng đã xét đến những sai khác do quá trình thicông, chế tạo hoặc khai thác không đúng nh thiết kế mà những sai khác đógây nguy hiểm cho công trình

rất lâu nên những tải trọng tác dụng lâu dài mới có ý nghĩa trong tính toán

4

Khi gọi là nền tự nhiêntính gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiênTTGH gọi là nền tự nhiên1- gọi là nền tự nhiênXác gọi là nền tự nhiênđịnh gọi là nền tự nhiêncờng gọi là nền tự nhiênđộ gọi là nền tự nhiênvà gọi là nền tự nhiênổn gọi là nền tự nhiênđịnh gọi là nền tự nhiêncủa gọi là nền tự nhiênnền  Bởi vậy điềuquan trọng không phải là thời gian tác dụng của tải trọng mà chính là trị số đủlớn để có thể làm cho nền mất ổn định

Do đó:

Khi tính toán nền theo TTGH2 ngời ta dùng tải trọng tiêu chuẩn với tổhợp cơ bản

Còn khi tính theo TTGH1 ta dùng tải trọng tính toán với tổ hợp đặc biệt

$4 Các tài liệu cần thiết cho thiết kế nền móng:

1 Tài liệu về địa chất công trình và địa chất thuỷ văn:

Tổng hợp các số liệu ĐCCT; ĐCTV phân tích sử lý số liệu để đánh giá

đ-ợc tính chất của đất nền đa vào trong tính toán  Đây là tài liệu quantrọng nhất:

Theo TCVN 4419: 1987 Kh/sát cho xây dựng

TCXD 160: 1987 Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết

+ Nghiên cứu t/chất đất trong phòng:

Nội gọi là nền tự nhiêndung:

+ gọi là nền tự nhiênXác định các chỉ tiêu cơ bản nh sau:

Thành phần hạt, Dung trọng, Độ ẩm, Giới hạn nhão, Giới hạn dẻo, Hệ số rỗng,E,k,c,

Hàm lợng hữu cơ trong đất, độ tan rã, độ trơng nở, góc mái thiên nhiên của đất

+ Thí nghiệm hiện trờng bao gồm:

Thí nghiệm bàn nén, các phơng pháp xuyên: Xuyên tĩnh, Xuyên động, Xuyêntiêu chuẩn, Cắt cánh

+ Quan sát mực nớc ngầm tại hiện trờng:

Để đánh giá khả năng thấm, mức độ xâm thực của nớc đến công tác thi côngmóng

ở đây cần phải chú ý đến cách chọn các chỉ tiêu của đất:

Chỉ tiêu cục bộ (chỉ tiêu riêng)3loại: Chỉ tiêu chung (chỉ tiêu tiêu chuẩn)

Chỉ tiêu tính toán

5

 Chỉ cục bộ: là trị số của một đặc trng cơ học hoặc vật lý nào đấy của đất xác

định theo riêng 1 mẫu thí nghiệm 9 tức là cho 1 điểm nào đó)

 Chỉ tiêu chung: Là trị số của một đặc trng cơ học, vật lý nào đó của 1 lớp đất

 Thờng lấy giá trị trung bình của một số giá trị cục bộ

 Chỉ tiêu tính toán: là trị số 1 đặc trng cơ học, vật lý nào đó của lớp đất dùngtrong các thiết nền móng  nó có xét đến sự thay đổi về tính chất của đấttrong quá trình thi công và sử dụng CT

 Có hai phơng pháp hay dùng để xác định chỉ tiêu tính toán

Phơng pháp sai số bình phơng trung bìnhPhơng pháp trị số trung bình cực tiểu

(Tuy gọi là nền tự nhiênnhiên gọi là nền tự nhiênsố gọi là nền tự nhiênmẫu gọi là nền tự nhiênphải gọi là nền tự nhiênnhiều, gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiêntối gọi là nền tự nhiênthiểu gọi là nền tự nhiênphải gọi là nền tự nhiêncó gọi là nền tự nhiên6 gọi là nền tự nhiênmẫu gọi là nền tự nhiêncho gọi là nền tự nhiên1 gọi là nền tự nhiênđơn gọi là nền tự nhiênnguyên gọi là nền tự nhiênđịa chất gọi là nền tự nhiênthì gọi là nền tự nhiênmới gọi là nền tự nhiêndùng gọi là nền tự nhiênđợc gọi là nền tự nhiênphơng gọi là nền tự nhiênpháp gọi là nền tự nhiênthống gọi là nền tự nhiênkê gọi là nền tự nhiêntoán gọi là nền tự nhiênhọc gọi là nền tự nhiênđể gọi là nền tự nhiênxử gọi là nền tự nhiênlý gọi là nền tự nhiêncác gọi là nền tự nhiênchỉ gọi là nền tự nhiêntiêu gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên

Tham gọi là nền tự nhiênkhảo gọi là nền tự nhiênTTMN)

2 Tài liệu về CT:

Đặc điểm công trình: mặt bằng , dây chuyền công nghệ

Bản vẽ kết cấu + tải trọng

Móng các công trình lân cận

3 Vật liệu xây dựng, máy móc thiết bị thi công:

Tận dụng vật liệu và thiết bị thi công tại nơi xây dựng công trình

để giảm giá thành

Khi thiết kế nền móng cần phải đề ra một vài phơng án để chọn lựa, một phơng

án tối u dựa vào:

+ Điều kiện và khả năng thi công

Sau khi phân tích đặc điểm của CT đợc thiết kế, xác định tải trọng tác dụngxuống móng, đánh giá điều kiện ĐCCT; ĐCTV ta tiến hành chọn loại nền vàmóng

6

+ Sơ đồ 1: Trờng hợp nền gồm toàn đất tốt:

Ta có thể dùng móng đơn, băng, nếu tải lớn có thể dùng băng giao nhau, bè dớinhà khung hoặc tờng chịu lực

không < 0.5m để đảm bảo lớp đất đặt lực có kết cấu nguyên dạng không bị pháhoại do nguyên nhân bên ngoài và mặt móng phải cách mặt đất tựu nhiên 20-25cm tránh cho móng khỏi tác dụng va chạm bất thờng

+ Sơ đồ 2: Trờng hợp nền gồm toàn đất yếu:

Sức chịu tải nhỏ, khả năng biến dạng lớn, không đủ tiếp thu tải CT

Trong trờng hợp này chiều sâu chôn móng phụ thuộc vào biện pháp xử lý nềnnh: Đệm cát, cọc tre, cọc cát, cọc BTCT hoặc gia cố bằng phơng pháp hoá lý

+ Sơ đồ 3: Trên là lớp đất yếu có chiều dày h 1 và bên dới là lớp đất tốt.

Trờng gọi là nền tự nhiênhợp gọi là nền tự nhiên3: gọi là nền tự nhiênNếu lớp đất yếu bên trên có chiều dày rất lớn, khi đó không đặt

đ-ợc móng lên lớp đất yếu  Dùng móng cọc, đệm cát hoặc các phơng pháp

nhân tạo khác  quay về d,e,g (hình gọi là nền tự nhiêndới)

+ Sơ đồ 4: Lớp đất yếu có chiều dày h 2 ở trên và dới là lớp đất tốt.

7

Việc xử lý móng phụ thuộc chiều dày h1,h2:

nh sức chịu tảI trên mặt lớp đất yếu  a

ĐCTV:

Nếu móng đặt trong vùng mực nớc ngầm lên xuống theo mùa thì móng có thể

bị biến dạng lớn vì độ ẩm thay đổi, nếu dới móng là cát nhỏ thì sự lên xuốngmực nớc có thể làm trôi cát đi do đó cố gắng trong mọi trờng hợp nên tận dụng

Cần gọi là nền tự nhiênphải gọi là nền tự nhiênchọn gọi là nền tự nhiênđợc gọi là nền tự nhiênph/án gọi là nền tự nhiêntốt gọi là nền tự nhiênnhất gọi là nền tự nhiêncả gọi là nền tự nhiênvề gọi là nền tự nhiênkinh gọi là nền tự nhiêntế gọi là nền tự nhiênlẫn gọi là nền tự nhiênkỹ gọi là nền tự nhiênthuật.

+ Với nhiệm vụ thiết kế đã cho ta có thể đề ra nhiều phơng án, các

Móng cọc có thể: cọc dài, cọc ngắn, cọc đóng, cọc ép hay cọc nhồi

* Tuy nhiên do kinh nghiệm thiết kế ta có thể gạt bỏ ngay những ph/án bất hợp

lý chỉ để lại vài ph/án tính toán so sánh

* Khi tính toán sơ bộ ngời ta thờng dựa vào chỉ tiêu kinh tế để quyết định

* Khi quyết định chính thức ngoài chỉ tiêu kinh tế còn dựa vào điều kiện kỹthuật, điều kiện thi công và yêu cầu về thời gian thi công

Sơ đồ: Trình tự thiết kế nền móng nói chung.

8

chơng ii móng nông trên nền thiên nhiên

$1.Khái niệm chung:

Đặt trực tiếp lên nền thiên nhiên Móng xây trong hố móng đào trần( Khoảng dới 2-3m) Thi công đơn giản Trong t/toán bỏ qua sự làm việc của

đất từ đáy móng trở lên

* Tuỳ theo tình hình tác dụng của tải trọng ta phân thành:

Móng gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiênđúng gọi là nền tự nhiêntâm Móng gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiênlệch gọi là nền tự nhiêntâm

* Tuỳ theo khả năng chịu uốn của móng ngời ta chia móng làm 2 loại:

Móng gọi là nền tự nhiêncứng: Là loại móng ít hoặc không chịu uốn Móng gọi là nền tự nhiênmềm: Là loại móng chịu uốn nhiều.

Tính toán 2 loại móng này hoàn toàn khác nhau Móng cứng chủ yếu chịunén, móng mềm ngoài khả năng chịu nén còn có khả năng tiếp thu ứ /s kéo

Vật liệu 2 móng cũng khác nhau:

Móng cứng: Bê tông, bê tông đá hộc, đá , gạch

Móng mềm: BTCT

* Ngoài ra căn cứ vào phơng pháp T/công chia ra:

Móng gọi là nền tự nhiêntoàn gọi là nền tự nhiênkhối gọi là nền tự nhiên Móng gọi là nền tự nhiênlắp gọi là nền tự nhiênghép

Móng cứng tính toán tơng đối đơn giản

Móng mềm tính toán phức tạp tính toán nh KC Dầm & Bản đặt trên nền

Trên cơ sở kinh nghiệm để KC móng không xuất hiện:

định, nghĩa là tỷ số:

H/L  Đối với toàn móng

Hoặc h/l  đối với mỗi bậc không đợc nhỏ hơn trị số trong bảng sau:

* Với móng BT, BT đá hộc, Đá hộc:

* Với móng bằng BTCT thì không cần khống chế tỷ số H/L mà căn

cứ vào kết quả tính toán theo nguyên tắc móng mềm để xác định kích

th-ớc của móng và của cốt thép Nếu chỉ đặt thép ở bậc cuối cùng thì cácbậc bên trên phải có tỷ số h/l >1

h  V.liệu :  Gạch: 14cm; 21cm; 28cm

 Đá xây: Đủ cho 2 lớp xây: 35  60cm

 Bê tông: h  30cm

+ Móng toàn khối:

-Thép chờ cột có đờng kính bằng đờng kính cốt thép dọc trong cột

-Thép chờ ngàm vào móng không nhỏ hơn 30 đờng kính cốt thép

10

+ Mãng l¾p ghÐp:

11

Móng có chiều dài rất lớn so với chiều rộng.

Do cấu tạo liên tục của công trình bên trên nh tờng nhà, tờng chắn thì dùngmóng băng là đơng nhiên Còn dới hàng cột thì nếu dùng móng đơn kích thớclớn đến mức gần nhau thì tốt nhất là dùng móng băng

12

Ưu:

- Giảm áp lực đáy móng

- Phân bố tải tơng đối đều đặn lên nền

- Nếu đủ độ cứng móng có tác dụng làm giảm chênh lệch lún giữa các cột

Có thể cấu tạo móng băng giao nhau.

3.Móng bè (Bản):

 Móng bản có kích thớc vừa dài vừa rộng

 KC bên trên có thể nằm gọn trên một bản móng liên tục hoặcnhiều bản ghép lại với nhau

Móng bản thờng làm bằng BTCT móng có khả năng chịu uốn theo 2 phơng nên

4 Cấu tạo giằng móng:

Thờng cấu tạo nhằm tăng độ cứng công trình  giảm chênh lệch lún

H giằng – Chọn theo kinh nghiệm tuỳ thuộc vào đIều kiện địa chất và lới cột

14

$.3 tính toán thiết kế móng nông cứng:

Móng cứng là móng có độ cứng lớn  dới tác dụng của tải trọng công trình móng biến dạng nhỏ có thể bỏ qua  ứng xuất tiếp xúc dới đáy móng coi làtuyến tính

Có gọi là nền tự nhiênthể gọi là nền tự nhiêncoi: Móng đơn dới cột, trụ.

Tính toán: Xác định kích thớc đáy móng để thoả mãn 2 điều kiện:

Đảm bảo ổn định và sức chịu tải của nền:  TTGH1Biến dạng trong phạm vi cho phép:  TTGH2

A Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn I:

Phải gọi là nền tự nhiênchọn gọi là nền tự nhiênkích gọi là nền tự nhiênthớc gọi là nền tự nhiênđáy gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiênsao gọi là nền tự nhiêncho gọi là nền tự nhiênứng gọi là nền tự nhiênxuất gọi là nền tự nhiêndo gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiêntính gọi là nền tự nhiêntoán gọi là nền tự nhiêntại gọi là nền tự nhiênmức

đáy gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiênkhông gọi là nền tự nhiênđợc gọi là nền tự nhiênvợt gọi là nền tự nhiênquá gọi là nền tự nhiênsức gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêngiới gọi là nền tự nhiênhạn gọi là nền tự nhiêncủa gọi là nền tự nhiênnền.

Trên cơ sở xem xét tài liệu Địa chất, Công trình ta giả định kích thớc và

trạng thái bão hoà nớc

k,m hệ số đồng nhất và hệ số điều kiện làm việc lấy km =0.5

b Với gọi là nền tự nhiênnền gọi là nền tự nhiênđất: gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên

(Có một số phơng pháp sau:)+ Dùng lý thuyết CBGH và những kết quả của lời giải nửa thựcnghiệm, những kết quả này đợc lập cho nền đất đồng nhất, hoặc cũng phải cómột lớp đất đồng nhất khá dày dới đáy móng ( Khoảng 3 lần bề rộng mónghoặc 1 đến 1.5 lần bề rộng của nhà hay công trình) thông gọi là nền tự nhiênthờng gọi là nền tự nhiênhay gọi là nền tự nhiêndùng gọi là nền tự nhiênkết

quả gọi là nền tự nhiêncủa gọi là nền tự nhiênTerzaghi.

+ Nền đất không đồng nhất, gồm 2 hoặc 3 lớp đất có các chỉ tiêu ờng độ khác nhau; phụ tải 2 bên móng chênh lệch nhau quá 25%; móng đặt trênmái dốc, đặt dới mái dốc hoặc đặt trên một tầng đất phân bố rất dốc thì trongnhững trờng hợp này phải dùng phơng pháp đồ giải với việc giả thiết mặt trợt để

c-16

xác định sức chịu tải của nền, thông gọi là nền tự nhiênthờng gọi là nền tự nhiênhay gọi là nền tự nhiêndùng gọi là nền tự nhiênphơng gọi là nền tự nhiênpháp gọi là nền tự nhiênmặt gọi là nền tự nhiêntrợt gọi là nền tự nhiêntrụ

tròn.

Theo Terzaghi Cờng độ tải trọng giới hạn trung bình trong trờng hợp bàitoán phẳng nh sau:

c c c q q q

Cờng độ tính toán của nền đất đợc chọn:

Nên lựa chọn tỷ số giữa 2 cạnh móng chữ nhật a/b = 1+2e ( e= M/N)

 nếu thoả mãn thì xét xem sai số có quá lớn không ( Trờng hợp

M nhỏ nên chọn sai số trong khoảng 10%; M lớn sai số có thể đến 50%); Nếukhông thoả mãn, chọn lại b lớn hơn và tính toán, so sánh lại

đến khi thoả mãn

1 Tải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiênđúng gọi là nền tự nhiêntâm: gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên

R: Cờng độ tính toán của nền

ab

G N

P tt tb



 (tb=20KN/m 3 )

G: Trọng lợng móng và đất trên móng; G = (tb hm  F)a,b: Cạnh đáy móng

F: Diện tích đáy móng

17

2 Tải gọi là nền tự nhiênlệch gọi là nền tự nhiêntâm: gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên

Trong trờng hợp này ngoài thoả mãn điều kiện trên còn phải thoả mãn điều kiệnsau:

) 6 6 1 (

min

max,

b

e a

e F

Thờng ngới ta tính theo phơng pháp thử dần Trớc hết coi nh móng chịu tải

+ Đảm bảo móng khỏi bị trợt theo mặt đáy móng

tt tt

N  

tt d

+ Đảm bảo móng khỏi bị quay quanh

mép A

B Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn II:

 Dự gọi là nền tự nhiêntính gọi là nền tự nhiênđộ gọi là nền tự nhiênlún:

Có nhiều phơng pháp nêu trong Cơ học đất ( Thờng dùng phơng phápcộng lún phân tố)

Nội gọi là nền tự nhiêndung:

18

e e

S

1

2 1

E b p

i

E b p

S 1  2





L: Khoảng cách giữa tim hai móngChênh lệch lún do móng nghiêng

Chênh lệch lún do công trình bị uốn

biến dạng kéo dài theo thời gian ( Cố kết) Vì vậy khi thiết kế còn phảixét đến tốc độ biến dạng của móng

Bởi gọi là nền tự nhiênvì gọi là nền tự nhiêntrị gọi là nền tự nhiênchênh gọi là nền tự nhiênlệch gọi là nền tự nhiênlún gọi là nền tự nhiêntính gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiêncác gọi là nền tự nhiêntrị gọi là nền tự nhiênsố gọi là nền tự nhiênổn gọi là nền tự nhiênđịnh gọi là nền tự nhiêncha gọi là nền tự nhiênhẳn gọi là nền tự nhiênđã gọi là nền tự nhiênlà gọi là nền tự nhiêntrị gọi là nền tự nhiênchênh lệch gọi là nền tự nhiênlớn gọi là nền tự nhiênnhất gọi là nền tự nhiênDo gọi là nền tự nhiênđó gọi là nền tự nhiêntìm gọi là nền tự nhiênchênh gọi là nền tự nhiênlệch gọi là nền tự nhiênlún gọi là nền tự nhiênthay gọi là nền tự nhiênđổi gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiênthời gọi là nền tự nhiêngian gọi là nền tự nhiêncó gọi là nền tự nhiêný gọi là nền tự nhiênnghĩa gọi là nền tự nhiênquan trọng.

Các bộ phận CT đợc thi công xong không đồng thời và đa vào sửdụng không đồng thời

nhau ở mỗi nơi

Chiều dày tầng đất chịu nén dới móng khác nhau

C Tính toán độ bền của móng:

Móng có thể bị phá hỏng theo mấy kiểu nh sau:

19

1 Bị chọc thủng bởi ứng suất cắt trực tiếp.

 - ứng xuất cắt do tải CTgây ra

u - chu vi của cột hay tờng đặt lên móng

R u

N h

k b h R

P  0 75  Từ đó tìm ra ho  H = ho+ a( lớp bảo vệ)

P- Lực đâm thủng xác định theo tính toán

Phần gọi là nền tự nhiênáp gọi là nền tự nhiênlực gọi là nền tự nhiêndới gọi là nền tự nhiênđế gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiênnằm gọi là nền tự nhiêntrong gọi là nền tự nhiênphạm gọi là nền tự nhiênvi gọi là nền tự nhiêntháp gọi là nền tự nhiênđâm gọi là nền tự nhiênthủng gọi là nền tự nhiênchỉ gọi là nền tự nhiêngây gọi là nền tự nhiênlực gọi là nền tự nhiênép gọi là nền tự nhiêncho gọi là nền tự nhiêntháp gọi là nền tự nhiênmà không gọi là nền tự nhiêncó gọi là nền tự nhiêntác gọi là nền tự nhiêndụng gọi là nền tự nhiêncắt gọi là nền tự nhiênbê gọi là nền tự nhiêntông gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiênmặt gọi là nền tự nhiênnghiêng gọi là nền tự nhiêncủa gọi là nền tự nhiêntháp gọi là nền tự nhiên

N  là lực dọc tính toán ở tiết diện chân cột  P = N - F đt p đ

) 2 )(

Fm – Diện tích đế móng.

( ở đây đã bỏ qua trọng lợng đất và móng nằm phía trên tháp đâm thủng.)Chiều cao bậc cuối cùng – Phần công xon nằm ngoài tháp đâm thủng xác định từ điều kiện đảm bảo bê tông đủ chịu cắt mà không cần đặt cốtngang

01

8

0 R h c

p d  k c- độ vơn của bậc dới ra ngoài tháp đâm thủng

o

h a

c  0 5 (  ) 

 Với gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiênđơn gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiênlệch gọi là nền tự nhiêntâm gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên:

gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên gọi là nền tự nhiên

gọi là nền tự nhiênXác định tơng tự  xét về phía  pmax  thiên về an toàn

Trong đó:

o c

Trờng hợp 3:

Tính độ bền chịu uốn của móng – Tính toán cốt thép đáy móng:

Với gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiênđơn gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiênđúng gọi là nền tự nhiêntâm:

Xem móng làm việc nh những bản công xon bị ngàm ở tiết diện chân cột,tiết diện giật cấp Tính cho cả 2 phơng, ở mỗi phơng phải tính cho cácloại tiết diện kể trên

Tuy nhiên để đơn giản tính toán:

Vậy:

o a a

h R

M F

9 0

21

Với móng băng: Cốt gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiênlực gọi là nền tự nhiênđặt gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiênphơng gọi là nền tự nhiênngang

Cốt gọi là nền tự nhiêncấu gọi là nền tự nhiêntạo gọi là nền tự nhiênđặt gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiênphơng gọi là nền tự nhiêndọc.

Tuy vậy nếu kể đến sự lún không đều theo phơng dọc tờng, cũng nh khi cókhoét lỗ cửa thì cốt thép đặt theo phơng dọc sẽ phải chịu lực  nên khi khi nềnphức tạp thờng  cấu tạo thêm sờn và đặt cốt thép dọc trong sờn

Với gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiênđơn gọi là nền tự nhiênchịu gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiênlệch gọi là nền tự nhiêntâm:

Cũng giống nh đối với móng chịu nén đúng tâm

p p

p tb  

2

2 max 2

p p

Cốt gọi là nền tự nhiênthép gọi là nền tự nhiêntheo gọi là nền tự nhiênphơng gọi là nền tự nhiêncạnh gọi là nền tự nhiênb gọi là nền tự nhiênđợc gọi là nền tự nhiêntính gọi là nền tự nhiêntheo:

2

min max p p

Những chú ý:

+ Tính gọi là nền tự nhiên toán gọi là nền tự nhiên thiết gọi là nền tự nhiên kế gọi là nền tự nhiên móng

băng gọi là nền tự nhiêncứng gọi là nền tự nhiêntơng gọi là nền tự nhiêntự gọi là nền tự nhiênnh gọi là nền tự nhiên móng

đơn gọi là nền tự nhiênĐiểm gọi là nền tự nhiênkhác gọi là nền tự nhiênnhau gọi là nền tự nhiênchính

là gọi là nền tự nhiêntải gọi là nền tự nhiêntrọng gọi là nền tự nhiênxác gọi là nền tự nhiênđịnh gọi là nền tự nhiêntrên gọi là nền tự nhiên1

đơn gọi là nền tự nhiênvị gọi là nền tự nhiênchiều gọi là nền tự nhiêndài gọi là nền tự nhiênmóng: gọi là nền tự nhiênNo gọi là nền tự nhiên( gọi là nền tự nhiênLực gọi là nền tự nhiên/ gọi là nền tự nhiênchiều gọi là nền tự nhiêndài); gọi là nền tự nhiênMo gọi là nền tự nhiên( gọi là nền tự nhiênLực gọi là nền tự nhiênChiều gọi là nền tự nhiêndài gọi là nền tự nhiên/ gọi là nền tự nhiênchiều gọi là nền tự nhiêndài) gọi là nền tự nhiênCác gọi là nền tự nhiêntính toán gọi là nền tự nhiênthực gọi là nền tự nhiênhiện gọi là nền tự nhiêntrên gọi là nền tự nhiênmột gọi là nền tự nhiênđơn gọi là nền tự nhiênvị gọi là nền tự nhiênchiều gọi là nền tự nhiêndài gọi là nền tự nhiênmóng gọi là nền tự nhiên  gọi là nền tự nhiênChứ gọi là nền tự nhiênkhông gọi là nền tự nhiênphải gọi là nền tự nhiênlà gọi là nền tự nhiêncắt gọi là nền tự nhiênra gọi là nền tự nhiênmột gọi là nền tự nhiênđơn gọi là nền tự nhiênvị gọi là nền tự nhiênchiều

dài gọi là nền tự nhiênmóng.

$4 một số trờng hợp riêng:

1 Móng chịu tải thẳng đứng lệch tâm: ( DTU – Pháp)

Có gọi là nền tự nhiênthể gọi là nền tự nhiênlàm gọi là nền tự nhiênnh gọi là nền tự nhiênsau: gọi là nền tự nhiên

Sức chịu tải của đất dới đế móng sẽ đợc

Nếu chấp nhận rằng áp lực dới đế móng phân bố tuyến tính, biểu đồ ứng xuất sẽ

có dạng hình thang hoặc tam giác nhng không đợc có ứng xuất kéo, biểu đồphải thoả mãn các điều kiện:

a, Phân bố ứng xuất hình thang: ứng xuất ở 1/4 bề rộng móng không đợc vợtquá trị số sức chịu tải của nền nghĩa là:

Điều kiện này đợc thực hiện nếu tải trọng tập trung P thoả mãn quan hệsau:

L e B R

1 p n N m tc N d tc T cd

Vẽ biểu đồ áp lực đất trên mặt phẳng thẳng đứng  nghĩa là tính áp lực

mỗi phần





Với đất cát thay cho lấy  ta lấy hệ số ma sát để tính

23

P

B e

n1  2.

Lực ma sát của đất tại mặt bên móng không đợc kể đến, vì trị số của nó không

đợc xác định rõ ràng do việc lấp móng có thể dùng loại đất bất kỳ Việc không

kể đến ma sát chỉ thiên về an toàn Nếu lấp móng bằng đất cát có lèn chặt thì cóthể kể đến ma sát giữa đất và tờng móng

áp lực dới móng:

m tb

n oi

h F

N F

pmax  

W

M p

pmin  

Các bứơc tính toán sau đó giống móng dới cột, tờng Khi kiểm tra chiều cao vàcốt thép trong móng thì căn cứ vào cấu tạo vị trí các cột mà có sơ đồ tính toánphù hợp

$5 Tính toán móng mềm:

1 Khái niệm :

+ Nền đất yếu móng đơn phải mở rộng ra đến gần nhau, nền đất biếndạng nhiều, cần làm móng liên tục độ cứng lớn để chịu lún không đều.Ta

đi đến giải pháp dùng móng băng, băng giao nhau, hoặc bè

+Tải trọng ngoài và phản lực nền  móng bị uốn  móng bị uốnlại ảnh hởng đến sự phân bố phản lực nền

+ Không xét độ cứng của móng thì tính toán chỉ có ý nghĩa thực tiễn choviệc tính ứng xuất còn tính móng sai số sẽ lớn

+ Tuy nhiên để để đơn giản tính toán ta chỉ xét khi biến dạng uốn lớn đếnmức nào đó

E

E Mô duyn đàn hồi của vật liệu móng

l nửa chiều dài móng

Do đó nó chỉ đúng khi: CT bên trên là tuyệt đối cứng

Phản lực nền phân bố đều

(Nhà > 9 tầng)

b, CT+M+N đợc gắn với nhau và có tác động qua lại với nhau nên

đúng đắn phải xem xét nh 1 thể thống nhất để tính toán tuy nhiên khókhăn về mặt thuật toán nên cha áp dụng rộng rãi

c, Hiện nay phổ biến dùng cách rời rạc kết cấu tức là tách riêngmóng và xét sự làm việc đồng thời của móng và nền: Tức là xét 1 KC có

26

a,

b,

Px

biến dạng đặt trên nền cũng có biến dạng và xác định nội lực trong móng– Tính toán kết cấu trên nền đàn hồi.

Do đó: Việc thiết kế móng băng mềm  bao gồm:

+ Xác định sơ bộ bề rộng móng  tơng tự móng băng cứng  với giảthiết  phản lực nền phân bố đều

+ Thiết kế cốt thép cho móng trên cơ sở kết quả bớc 3

2 Tính toán dầm trên nền đàn hồi:

Xét móng dầm:

Phơng trình trục võng của dầm:

q p b x

) ( 2 ) (x f S x