PHƯƠNG PHÁP/ĐẤT/ ĐIỀU KIỆN HỆ SỐSỨC KHÁNG Trượt T Đất sét khi sức kháng cắt nhỏ hơn 0,5 lần áp lực pháp tuyến dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệmdùng sức kháng cắt đo được
Trang 1Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa nền, móng công trình? Vẽ hình minh họa? Việc lựa chọn
phương án móng phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Câu 2 (2 điểm): Nền đất khu vực xây dựng gồm 3 lớp đất như sau:
- Lớp 1: Sét pha trạng thái dẻo mềm, độ sệt IL = 0,70; dày 2,0 m;
- Lớp 2: Sét trạng thái dẻo cứng, độ sệt IL = 0,42; dày 4,0 m;
- Lớp 3: Sét nửa cứng, độ sệt IL = 0,1; chiều dày lớn.
Yêu cầu đề xuất phương án nền móng khả thi, biết tải trọng công trình không lớn? Giải thích?
Vẽ hình minh họa?
Câu 3 (3 điểm): Khái niệm hiện tượng ma sát âm? Hiện tượng ma sát âm xuất hiện trong
những trường hợp nào? Nó gây tác hại gì cho cọc và móng? Vẽ hình minh họa?
Câu 4 (3 điểm): Cho móng nông được đặt
trong nền đất dính, có mực nước ngầm
(MNN) như hình vẽ Biết các chỉ tiêu cơ lý
của đất được xác định theo phương pháp bán
MNN
a, Kiểm toán sức kháng đỡ của đất nền dưới đáy móng?
b, Kiểm toán sức kháng trượt của đất nền dưới đáy móng?
Ghi chú: khối lượng riêng của nước γn = 1000 kg/m3.
-
Hết -PHỤ LỤC 1: SỨC KHÁNG ĐỠ DANH ĐỊNH TRONG ĐẤT SÉT BÃO HÒA
Bảng 1 Các hệ số sức khán theo trạng thái giới hạn cường độ cho các móng nông
dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệmdùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm cắt cánh hiện trường
dùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT
0,50
0,600,600,50
Trang 2PHƯƠNG PHÁP/ĐẤT/ ĐIỀU KIỆN HỆ SỐ
SỨC KHÁNG
Trượt T
Đất sét (khi sức kháng cắt nhỏ hơn 0,5 lần áp lực pháp tuyến)
dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệmdùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm hiện trườngdùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT
Đất sét (khi sức kháng cắt lớn hơn 0,5 lần áp lực pháp tuyến)
0,850,850,800,85
* Sức kháng đỡ danh định (MPa) trong đất sét bão hoà:
qult = c.Ncm + g. Df .Nqm.10-9 (MPa) (1)
trong đó:
c = Su : cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa);
Ncm, Nqm: các hệ số sửa đổi khả năng chịu lực hàm của hình dạng đế móng, chiều sâu chônmóng, độ nén của đất và độ nghiêng của tải trọng;
: khối lượng thể tích (dung trọng) của đất sét (kg/m3);
Df : chiều sâu chôn tính đến đáy móng (mm)
Các hệ số khả năng chịu tải Ncm và Nqm được tính toán như sau:
- Đối với Df/B 2,5; B/L 1 và H/V 0,4
(2)
- Đối với Df /B 2,5 và H/V 0,4
(3) trong đó:
Nc = 5,0 dùng cho phương trình 2 trên nền đất tương đối bằng;
Nc = 7,5 dùng cho phương trình 3 trên nền đất tương đối bằng;
Nqm = 1,0 cho đất sét bão hòa và nền đất tương đối bằng;
H : thành phần nằm ngang không có hệ số của các tải trọng xiên (N);
V : thành phần thẳng đứng chưa nhân hệ số của các tải trọng xiên (N)
* Sức kháng trượt tính toán xác định như sau
Sức kháng đã nhân hệ số, tính theo (N), chống lại sự trượt được tính theo công thức như sau:
(4) trong đó: Qn : sức kháng trượt danh định (N);
: hệ số sức kháng giữa đất và đáy móng (Bảng 1);
Q : sức kháng trượt danh định giữa đất và móng (N)
Đối với móng đặt trên đất sét, sức kháng trượt có thể lấy giá trị nhỏ hơn
trong:
- Lực dính của đất sét, hoặc
- Khi đế móng được đặt trên ít nhất 150mm vật liệu hạt đầm chặt, một
nửa ứng suất pháp tuyến trên giao diện giữa móng và đất như trong Hình 1 ;
Những ký hiệu sau đây áp dụng cho Hình 1 ;
qs: sức kháng cắt đơn vị, bằng Su hay 0,5.’v, lấy giá trị nhỏ hơn;
R: sức kháng trượt danh dịnh giữa đất và móng (N) thể hiện là phần
diện tích đánh dấu dưới biểu đồ qs;
Su: cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa);
’v: ứng suất hiệu quả thẳng đứng (MPa)
Trang 3Câu 1 (2 điểm): Hãy phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng đỡ của đất nền?
Câu 2 (2 điểm): Thế nào là cọc ma sát, cọc chống, cọc hỗn hợp? Cọc khoan nhồi có mũi cọc
ngàm sâu vào tầng đá gốc có được gọi là cọc chống không? Vì sao?
Câu 3 (3 điểm): Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng và ưu nhược điểm của biện pháp bấc
thấm xử lý nền đất yếu? Vẽ sơ đồ nền đất yếu xử lý bằng bấc thấm và giải thích?
Câu 4 (3 điểm): Tính sức kháng dọc
trục của cọc đơn theo điều kiện đất nền
cho cọc bê tông cốt thép với tiết diện là
Trang 4Hết -PHỤ LỤC 2: SỨC KHÁNG DỌC TRỤC CỦA CỌC ĐƠN – CỌC ĐÓNG
Bảng 1 Các hệ số sức kháng theo trạng thái giới hạn cường độ
địa kỹ thuật cho các cọc chịu tải trọng dọc trục
trong đó: Su : cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (MPa);
: hệ số kết dính áp dụng cho Su (xác định theo phương pháp API)
- Thân cọc nằm trong đất rời:
Đối với cọc đóng chuyển dịch: qs= 0,0019.N
* Sức kháng đơn vị mũi cọc
- Mũi cọc nằm trong đất rời:
với:
trong đó:
Ncorr : số đếm SPT gần mũi cọc đã hiệu chỉnh cho áp lực tầng phủ, v (Búa/300mm);
N : số đếm SPT đo được (Búa/300mm);
D : chiều rộng hay đường kính cọc (mm);
Db : chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực (mm);
q : sức kháng điểm giới hạn xác định như sau:
với đất cát q = 0,4.Ncorr (MPa);
với bùn không dẻo q = 0,3.Ncorr (MPa);
: ứng suất hữu hiệu thẳng đứng tại mũi cọc do trọng lượng bản thân của các lớp đất gây ra (MPa)
Trang 5Câu 1 (2 điểm): Móng cọc có bệ móng nằm sâu dưới mặt đất tự nhiên có được coi là móng
cọc đài thấp không? Giải thích? Cọc trong móng cọc đài thấp và móng cọc đài cao làm việc có
gì khác nhau?
Câu 2 (2 điểm): Hãy phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng đỡ của cọc đơn theo điều
kiện đất nền?
Câu 3 (3 điểm): Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng, ưu nhược điểm của phương pháp cọc
xi măng đất? Trình bày các dạng bố trí thường dùng của cọc xi măng đất xử lý nền đường?
Câu 4 (3 điểm) : Cho móng nông đặt trên nền
đất dính, có mực nước ngầm (MNN) như
hình vẽ Biết các chỉ tiêu cơ lý của đất được
xác định theo phương pháp bán thực nghiệm
y
Ghi chú: Khối lượng riêng của nước γn = 1000 kg/m3.
-
Hết -PHỤ LỤC 1: SỨC KHÁNG ĐỠ DANH ĐỊNH TRONG ĐẤT SÉT BÃO HÒA
Bảng 1 Các hệ số sức kháng theo trạng thái giới hạn cường độ
dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệmdùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm cắt cánh hiện trường
dùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT
0,50
0,600,600,50
Trang 6PHƯƠNG PHÁP/ĐẤT/ ĐIỀU KIỆN HỆ SỐ
SỨC KHÁNG
Trượt T
Đất sét (khi sức kháng cắt nhỏ hơn 0,5 lần áp lực pháp tuyến)
dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệmdùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm hiện trườngdùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT
Đất sét (khi sức kháng cắt lớn hơn 0,5 lần áp lực pháp tuyến)
0,850,850,800,85
* Sức kháng đỡ danh định (MPa) trong đất sét bão hoà
qult = c.Ncm + g. Df .Nqm.10-9 (MPa) (1)
trong đó:
c = Su : cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa);
Ncm, Nqm: các hệ số sửa đổi khả năng chịu lực hàm của hình dạng đế móng, chiều sâu chônmóng, độ nén của đất và độ nghiêng của tải trọng;
: khối lượng thể tích (dung trọng) của đất sét (kg/m3);
Df : chiều sâu chôn tính đến đáy móng (mm)
Các hệ số khả năng chịu tải Ncm và Nqm được tính toán như sau:
- Đối với Df/B 2,5; B/L 1 và H/V 0,4
(2)
- Đối với Df /B 2,5 và H/V 0,4
(3) trong đó:
Nc = 5,0 dùng cho phương trình 2 trên nền đất tương đối bằng;
Nc = 7,5 dùng cho phương trình 3 trên nền đất tương đối bằng;
Nqm = 1,0 cho đất sét bão hòa và nền đất tương đối bằng;
H : thành phần nằm ngang không có hệ số của các tải trọng xiên (N);
V : thành phần thẳng đứng chưa nhân hệ số của các tải trọng xiên (N)
* Sức kháng trượt tính toán xác định như sau
Sức kháng đã nhân hệ số, tính theo N, chống lại sự trượt được tính theo công thức như sau:
(4) trong đó: Qn : sức kháng trượt danh định (N);
: hệ số sức kháng giữa đất và đáy móng (Bảng 1);
Q : sức kháng trượt danh định giữa đất và móng (N)
Đối với móng đặt trên đất sét, sức kháng trượt có thể lấy giá trị nhỏ hơn
trong:
- Lực dính của đất sét, hoặc
- Khi đế móng được đặt trên ít nhất 150mm vật liệu hạt đầm chặt, một
nửa ứng suất pháp tuyến trên giao diện giữa móng và đất như trong Hình 1 ;
Những ký hiệu sau đây áp dụng cho Hình 1 ;
qs: sức kháng cắt đơn vị, bằng Su hay 0,5.’v, lấy giá trị nhỏ hơn;
R: sức kháng trượt danh dịnh giữa đất và móng (N) thể hiện là phần
diện tích đánh dấu dưới biểu đồ qs;
Su: cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa);
’v: ứng suất hiệu quả thẳng đứng (MPa)
Trang 7Lê Văn Hiệp Cao Văn Đoàn Ngô Thị Thanh Hương
Câu 1 (2 điểm): Trình bày khái niệm, đặc điểm, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của móng
nông?
Câu 2 (2 điểm): Sức kháng dọc trục của cọc đơn theo điều kiện đất nền gồm mấy thành phần,
phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến các thành phần đó?
Câu 3 (3 điểm): Nguyên lý, phạm vi áp dụng, tác dụng của cọc cát đầm chặt? So sánh sự
giống và khác nhau giữa cọc cát đầm chặt và giếng cát?
Câu 4 (3 điểm) Tính lún cho hệ móng
cọc, với cọc bê tông cốt thép có tiết
diện là 350x350mm như hình vẽ Biết
móng cọc chịu tải trọng thẳng đứng tại
Trang 8Hết -PHỤ LỤC 4: TÍNH LÚN CỦA NHÓM CỌC
Hình 1 Vị trí móng tương đương (theo Duncan và Buchignani, 1976)
* Nhóm cọc trong đất dính
Sử dụng các phương pháp dùng cho móng nông để ước tính độ lún của nhóm cọc, bằng cách sử dụng
vị trí móng tương đương cho trong Hình 1 Với đất cố kết thông thường thì công thức tính lún như sau:
trong đó:
Hc : chiều dày của lớp đất chịu nén (mm);
e0 : hệ số rỗng tại ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu;
Cc : chỉ số nén ép;
σ0’: ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu trong đất trong khoảng chiều sâu dưới móng (MPa);
: ứng suất thẳng đứng hữu hiệu tăng thêm do tải trọng ngoài gây ra tại giữa lớp đất chịu nén(MPa)
Trang 9Câu 1 (2 điểm): Nêu định nghĩa nền, móng công trình? Vẽ hình minh họa? Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào những yếu tố nào?
Câu 2 (2 điểm): Nền đất khu vực xây dựng gồm 5 lớp:
- Lớp 1: Sét dẻo chảy, độ sệt IL = 0,81; dày 5,5 m;
- Lớp 2: Sét dẻo mềm, độ sệt IL = 0,74; dày 8,6 m;
- Lớp 3: Cát trung ở trạng thái chặt vừa hệ số rỗng e = 0,67; dày 20 m;
- Lớp 4: Sét nửa cứng, độ sệt IL = 0,21; chiều dày 18m;
- Lớp 5: Cuội sỏi lẫn cát ở trạng thái chặt, hệ số rỗng e = 0,42; chiều dày lớn.
Hãy đề xuất phương án nền móng khả thi, biết tải trọng công trình lớn? Giải thích? Vẽ hình minh họa?
Câu 3 (3 điểm): Kích thước và cao độ bệ cọc phụ thuộc vào các yếu tố nào? Khoảng cách hợp
lý giữa tim các cọc là (3 6)D, (D là đường kính của cọc) khi khoảng cách giữa tim các cọc quá gần (< 3D) hoặc quá xa (> 6D) thì xảy ra các bất lợi như thế nào?
Câu 4 (3 điểm): Cho móng nông được đặt trên nền
đất dính, có mực nước ngầm (MNN) như hình vẽ.
Biết các chỉ tiêu cơ lý của đất được xác định theo
phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT.
Tổ hợp tải trọng không hệ số:
Lực
đứng V (kN)
Lực ngang Hx(kN)
Mômen My(kN.m)
a, Kiểm toán sức kháng đỡ đất nền dưới đáy móng?
b, Kiểm toán sức kháng trượt của đất nền dưới đáy
Hết -PHỤ LỤC 1: SỨC KHÁNG ĐỠ DANH ĐỊNH TRONG ĐẤT SÉT BÃO HÒA
Bảng 1 Các hệ số sức kháng theo trạng thái giới hạn cường độ cho các móng nông
0,50
Trang 10PHƯƠNG PHÁP/ĐẤT/ ĐIỀU KIỆN HỆ SỐ
SỨC KHÁNG
động
dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệmdùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm cắt cánh hiện trường
dùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT
0,600,600,50
Trượt T
Đất sét (khi sức kháng cắt nhỏ hơn 0,5 lần áp lực pháp tuyến)
dùng sức kháng cắt đo được trong phòng thí nghiệmdùng sức kháng cắt đo được trong thí nghiệm hiện trườngdùng sức kháng cắt ước tính từ số liệu CPT
Đất sét (khi sức kháng cắt lớn hơn 0,5 lần áp lực pháp tuyến)
0,850,850,800,85
* Sức kháng đỡ danh định (MPa) trong đất sét bão hoà
qult = c.Ncm + g. Df .Nqm.10-9 (MPa) (1)
trong đó:
c = Su: cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa);
Ncm, Nqm: các hệ số sửa đổi khả năng chịu lực hàm của hình dạng đế móng, chiều sâu chôn móng, độ nén của đất và độ nghiêng của tải trọng;
: khối lượng thể tích (dung trọng) của đất sét (kg/m3);
Df : chiều sâu chôn tính đến đáy móng (mm)
Các hệ số khả năng chịu tải Ncm và Nqm được tính toán như sau:
- Đối với Df/B 2,5; B/L 1 và H/V 0,4
(2)
- Đối với Df /B 2,5 và H/V 0,4
(3) trong đó:
Nc = 5,0 dùng cho phương trình 2 trên nền đất tương đối bằng;
Nc = 7,5 dùng cho phương trình 3 trên nền đất tương đối bằng;
Nqm = 1,0 cho đất sét bão hòa và nền đất tương đối bằng;
H : thành phần nằm ngang không có hệ số của các tải trọng xiên (N);
V : thành phần thẳng đứng chưa nhân hệ số của các tải trọng xiên (N)
* Sức kháng trượt tính toán xác định như sau
Sức kháng đã nhân hệ số, tính theo (N), chống lại sự trượt được tính theo công thức như sau:
(4) trong đó: Qn : sức kháng trượt danh định (N);
: hệ số sức kháng giữa đất và đáy móng (Bảng 1);
Q : sức kháng trượt danh định giữa đất và móng (N)
Đối với móng đặt trên đất sét, sức kháng trượt có thể lấy giá trị nhỏ hơn
trong:
- Lực dính của đất sét, hoặc
- Khi đế móng được đặt trên ít nhất 150mm vật liệu hạt đầm chặt, một
nửa ứng suất pháp tuyến trên giao diện giữa móng và đất như trong Hình 1 ;
Những ký hiệu sau đây áp dụng cho Hình 1 ;
qs: sức kháng cắt đơn vị, bằng Su hay 0,5.’v, lấy giá trị nhỏ hơn;
R: sức kháng trượt danh dịnh giữa đất và móng (N) thể hiện là phần
diện tích đánh dấu dưới biểu đồ qs;
Su: cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa);
’v: ứng suất hiệu quả thẳng đứng (MPa)
Hình 1 Phương pháp ước tính
sức kháng trượt của các tường trên đất sét
Trang 11phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến các thành phần này?
Câu 2 (2 điểm): Nền đất khu vực xây dựng gồm 3 lớp:
- Lớp 1: Sét pha dẻo mềm, độ sệt IL = 0,60; dày 2,5 m;
- Lớp 2: Đất sét dẻo mềm, độ sệt IL = 0,74; dày 8m;
- Lớp 3: Cát hạt trung chặt vừa có hệ số rỗng e = 0,65; chiều dày lớn.
Hãy đề xuất phương án nền móng khả thi, biết tải trọng công trình không lớn? Giải thích? Vẽ hình minh họa?
Câu 3 (3 điểm): Diện tích móng hữu hiệu là gì? Ứng suất dưới đáy móng hữu hiệu được coi
là phân bố theo hình thang, hình tam giác hay hình chữ nhật? Trọng tâm của tải trọng có trùng với trọng tâm của móng hữu hiệu không? Vẽ hình minh họa?
Câu 4 (3 điểm): Tính sức kháng dọc
trục của cọc khoan nhồi theo điều
kiện đất nền cho cọc bê tông cốt thép
có đường kính D=1000mm, số liệu
địa chất, mực nước ngầm (MNN)
được cho như hình vẽ.
Ghi chú: Khối lượng riêng của nước
Trang 12Hết -PHỤ LỤC 3: SỨC KHÁNG DỌC TRỤC CỦA CỌC ĐƠN – CỌC KHOAN Bảng 1 Các hệ số sức kháng trạng thái giới hạn cường độ đĩa kỹ thuật trong cọc khoan chịu tải trọng dọc
- Ít nhất 1500 mm trên cùng của bất kỳ cọc khoan nào;
- Với cọc thẳng, chiều dài ở đáy của cọc khoan lấy bằng đường kính cọc
* Sức kháng đơn vị thân cọc của cọc khoan trong đất dính dùng phương pháp
Sức kháng đơn vị thân cọc danh định (MPa) cho cọc khoan trong đất dính chịu tải dưới điều kiện tải trọngkhông thoát nước có thể tính như sau:
trong đó: Su : cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình (MPa);
: hệ số dính bám được tra theo bảng 2 phụ thuộc vào Su
Bảng 2 Giá trị của dùng cho sức kháng thành bên trong đất dính
<0,20,2-0,30,3-0,40,4-0,50,5-0,6
0,550,490,420,380,35
* Sức kháng đơn vị thân cọc của cọc khoan trong đất cát q s (MPa)
Dùng công thức Reese và O'Neill (1988) : qs = .’
v 0,19 MPa với 0,25 1,2
trong đó: = 1,5 – 7,7.10-3 .√ z
’v : ứng suất thẳng đứng hữu hiệu do trọng lượng bản thân của các lớp đất gây ra tại giữa của lớp đất mà đoạn cọc xuyên qua (MPa);
z : chiều sâu dưới đất tính từ mặt đất đến giữa lớp đất mà đoạn cọc xuyên qua (mm)
* Sức kháng đơn vị mũi cọc của cọc khoan trong đất cát q p (MPa)
Dùng công thức Reese và O'Neill (1988)
qp (MPa) = 0,057 N đối với N 75
qp (MPa) = 4,3 đối với N > 75
với N:số búa SPT chưa hiệu chỉnh (Búa/300mm)