Khái niệm về nền móng

TTGH của công trình 1- Định nghĩa theo yêu cầu thiết kế trong quá trình thi công, sử dụng, sửa chữa Như vậy, KN về TTGH gắn liền với sự phá hoại đ/kiện cường độ, hoặc không đảm bảo về đ

Learn from yesterday, live for today, hope for tomorrow The important thing is

to not stop questioning

Albert Einstein

Chương I

Một số khái niêm cơ bản

(Basic concepts)

1.1.1 Định nghĩa

1.1.2 Phân loại móng

1.1.3 Phân loại nền

1.1.4 Nguyên tắc thiết kế

§1.1: Khái niệm về nền và móng

- Nền là phạm vi đất đá phía dưới móng có trạng thái ứs ~

bd thay đổi do tác dụng của CT

- Với nền các CTTL, cần kể thêm đến phạm vi đất chịu ảh sự

thay đổi về thấm nước do XD & sử dụng CT

NỀN

MÓNG

KC PHẦN TRÊN

NỀN MÓNG

KC PHẦN TRÊN

3

I Nền

1.1.1 Định nghĩa

Hình 1: Ba bộ phận của công trình

- Phân loại nền: 2 loại

Nền thiên nhiên: bao gồm các lớp đất thiên nhiên

Nền nhân tạo: Nền được xử lý cải thiện tính năng của

nền trước khi xây dựng

I Nền

1.1.1 Định nghĩa

II Móng

- Móng là bộ phận phía dưới của CT và tiếp xúc với đất

- Tác dụng: đỡ KCPT, truyền & phân bố tải trọng từ CT lên

mặt nền

- Móng có kích thước > mặt đáy kết cấu bên trên để giảm

áp suất trên mặt nền

5 1.1.1 Định nghĩa

Nhận xét:

NỀN

MÓNG

KC PHẦN TRÊN

Khi quy hoạch, thiết kế nền móng cần phải xét toàn

diện trên quan niệm coi chúng là 1 hệ thống “CT –

Nền”, → chọn được phương án tối ưu

- Cả 3 bộ phận CT:

KCPT, Móng & Nền cùng lv & ảh lẫn nhau

6 1.1.1 Định nghĩa

1- Theo vật liệu làm móng:

 Móng gạch

 Móng đá hộc

 M.thép, gỗ: dùng dưới dạng móng cọc (hạn chế dùng)

 M.bê tông, BTCT: dùng phổ biến Móng có cường độ

cao, hình dạng tùy ý, tốn ít VL, dễ dàng cấu tạo các

cấu kiện lắp ghép

- Phân loại theo 4 cơ sở:

7

1- Theo vật liệu làm móng:

* Móng cứng (móng gạch, đá xây)

* Móng mềm (móng btct.)

9

9

1.1.2 Phân loại móng

2- Theo phương pháp thi công đặt móng:

* M nông (móng đơn, móng băng, móng bản)

 Chiều sâu chôn móng < 6m

 Khi thi công đào toàn bộ hố móng trước sau đó mới xây

móng

 Khi T” có thể bỏ qua sự lv của đất từ đáy móng trở lên

 Áp dung: Tải trọng ko lớn, MNN cao, đk thoát nước tốn kém

* M sâu (móng cọc)

 Ko đào toàn bộ hố móng, mà dùng biện pháp thi công đặc

biệt để hạ móng tới độ sâu thiết kế

 Chiều sâu chôn móng thường rất lớn (> 10m)

 Khi T” phải kể đến sự lv của đất từ đáy móng trở lên

10

1.1.2 Phân loại móng

3- Theo tính chất chịu tải trọng:

* M chịu tải trọng tĩnh:

* M chịu tải trọng động:

4- Theo phương pháp chế tạo móng:

* M khối làm tại chỗ:

* M lắp ghép: tiến bộ, dễ dàng cơ giới hóa, nhưng đòi

hỏi chuyên nghiệp cao

11

1.1.2 Phân loại móng

 Yêu cầu về cường độ

 Yêu cầu về khả năng phục vụ

 Yêu cầu về tính khả thi về xây dựng

 Yêu cầu về kinh tế

12

1.1.4 Nguyên tắc thiết kế

I Trạng thái giới hạn của công trình

II Phân loại các trạng thái giới hạn

III Yêu cầu chung tính toán theo TTGH

IV Tính nền theo TTGH II

V Tính nền theo TTGH I

VI Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng

§1.2 Tính nền móng theo trạng thái giới hạn

Nội dung

2- Nguyên nhân

+ Mất ổn định về cường độ do trượt hoặc lật

+ Lún, chênh lệch lún, chuyển dịch ngang quá lớn

+ Với các CTTL còn có thể do ảnh hưởng của dòng

thấm quá lớn ( j > [ j ])

14

I TTGH của công trình

1- Định nghĩa

theo yêu cầu thiết kế trong quá trình thi công, sử dụng,

sửa chữa

Như vậy, KN về TTGH gắn liền với sự phá hoại đ/kiện

cường độ, hoặc không đảm bảo về đ/kiện biến dạng

15

I TTGH của công trình

16

Hình 2: Sự cố trạm chế biến ngũ cốc Transconski Canada

§1.2 Tính nền móng theo trạng thái giới hạn (TTGH)

Hình 3: Sập Dầm chính số 2, dài 42m, nặng 60 tấn - Cầu

vượt đường cao tốc Trung lương-10/3/2009

17

§1.2 Tính nền móng theo trạng thái giới hạn (TTGH)

Lún ko đều của mố cầu giao thông Do nguyên nhân chủ yếu là

sự tồn tại của lớp than bùn ở dưới mố phải cầu có tính nén lún rất

lớn, khi khảo sát ko phát hiện đc

18

§1.2 Tính nền móng theo trạng thái giới hạn (TTGH)

SA

SB

S = S A -S B

* TTGH về ổn định & cường độ

* TTGH về biến dạng

* TTGH về xuất hiện & phát triển vết nứt

19

II Phân loại các TTGH

SA

S B

S = S A -S B

a) TTGH về biến dạng (TTGH 2)

Định nghĩa: Là TTGH gây ra do đ/kiện biến dạng của nền,

gh)

p II gh

p

S

1

p

S

0

2

p I gh

20

II Phân loại các TTGH

b) TTGH về ổn định & cường độ (TTGH 1)

TTGH gây ra do ko đảm bảo về cường độ hoặc mổđ của nền

CT Phân biệt ba hình thức mất ổn định về trượt đ/v CT:

Trượt phẳng – Trượt sâu – Trượt hỗn hợp

21

Hình 4: Ba hình thức mất ổn định trượt của công trình

II Phân loại các TTGH

III Yêu cầu chung tính toán theo TTGH

22

 Kỹ Thuật

 Độ tin cậy

Nguyên tắc:

Khống chế lún, chênh lún hoặc chuyển vị ngang trong giới

hạn cho phép để công trình làm việc bình thường

Nội dung tính toán:

Xác định các trị số biến dạng tính toán: Stt; ∆Stt; Utt

Xác định các trị số biến dạng giới hạn : [S]; [∆S] & [U]

Kiểm tra điều kiện:

Stt ≤ [S]

∆Stt ≤ [∆S]

Utt ≤ [U]

23

IV- Tính Nền theo TTGH thứ hai

Chú ý: Để CT lv bình thường, nên đảm bảo cả 2 đk về

cường độ & biến dạng Tuy nhiên, đối với mỗi CT, không

nhất thiết phải tính cho cả 2 TTGH

VD, tính nền theo TTGH2, khi tính lún, chênh lún cần đk

đất nền làm việc trong giai đoạn biến dạng tuyến tính

pII gh

p

S

1

p

S

0

2

pI gh

24

IV- Tính Nền theo TTGH thứ hai

(P ≤ PghI) Đk này cho thấy

điều kiện về cường độ được

đảm bảo ko phải tính nền

theo TTGH1

Phạm vi áp dụng

1 Tính cho CT đặt trên nền ko phải là đá, chịu chủ

yếu lực thẳng đứng (đúng tâm, lệch tâm)

2 Đối với CT do đặc điểm làm việc của các thiết bị

hoặc quá trình công nghệ không cho lún hoặc

chênh lún nhiều

25

IV- Tính Nền theo TTGH thứ hai

Dùng đ/kiện cường độ & ổn định để khống chế sự lv bình

thường của CT (không bị trượt, lật)

Ntt < Rgh (1.2)

Trong đó: Ntt – tổng tải trọng gây trượt T”

Rgh – Sức chống trượt giới hạn (sức chịu tải GH)

Để xét đến mọi yếu tố bất lợi cho CT, đưa vào (1.2) 3 hệ số,

mỗi hệ số kể đến 1 yếu tố (theo TCVN 4253-86):

26

Nguyên tắc

Trong đó: nc – hệ số tổ hợp tải trọng

k n – hệ số an toàn, tùy thuộc cấp CT (> 1)

m – hệ số đk lv (tùy thuộc đ2 KCCTr & loại nền)

𝑛𝑐𝑁𝑡𝑡≤𝑚

𝑘𝑛𝑅𝑔ℎ (1.3)

1 CT thường xuyên chịu tác dụng của lực ngang

2 CT đặt trên mái đất

3 CT đặt trên nền đá

27

Lưu ý: Trường hợp CT chịu lực ngang & đứng đều lớn,

sau khi tính theo TTGH-1 thỏa mãn,& nếu CT có yc

khống chế về b/d thì cũng cần T” kiểm tra theo TTGH-2

V Tính Nền theo TTGH thứ nhất

Phạm vi áp dụng

§ 1.4 Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng 28

1- Các loại Tải trọng: Được phân loại theo 3 cơ sở

a) Theo trị số:

- Tải trọng tiêu chuẩn (Ntc): trị số tải trọng max theo t.chuẩn

thiết kế quy định để ko gây hư hỏng trong quá trình lv

- Tải trọng tính toán (Ntt): trị số có xét đến sự sai khác so với

tải trọng t.chuẩn nhưng thiên về bất lợi cho CT

N tt = n.N tc Trong đó: n là hệ số vượt tải:

n = 1,1 : với trọng lượng bản thân các loại VL,

n = 1,2 : với các lớp đất đắp & trọng lượng các thiết bị

n = 1,3 : với các thiết bị vận chuyển

Tải trọng thường xuyên: những tải trọng luôn có trong quá

trình thi công & sử dụng (VD T.Lượng bản thân, AL đất…

 Tải trọng tạm thời: Tải trọng có thể vắng mặt trong những

giai đoạn XD & sử dụng riêng biệt Tùy theo thời gian t.dụng:

- Tải trọng tạm thời dài hạn: (VD trọng lượng các thiết bị,

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: các tải trọng có thể hoặc ko

xảy ra trong quá trình sử dụng CT, VD tải trọng do động đất

29

b) Theo thời gian tác dụng:

§ 1.4 Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng

nước )

Tải trọng td động (tải trọng của các động cơ, AL

sóng, áp lực gió )

30

c) Theo phương thức tác dụng của tải trọng:

§ 1.4 Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng

2- Các Tổ hợp Tải trọng (THTT):

Không phải tất cả các tải trọng cùng td một lúc, mà chỉ có

những nhóm, trong đó bao gồm 1 số tải trọng nhất định có

sác xuất tác dụng đồng thời → ứng lực trong các bộ phận

CT & Nền Những nhóm này đc gọi là các THTT

- Trong thiết kế, luôn chọn những THTT gây ra ứng lực

max (gây nguy hiểm cho CT) để đưa vào tính toán

§ 1.4 Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng

2- Các Tổ hợp Tải trọng (THTT):

- Có các THTT sau

a) Tổ hợp tải trọng cơ bản (chính)

b) Tổ hợp tải trọng đặc biệt

c) Tổ hợp tải trọng phụ (THTT thi công)

THTT

cơ bản đặc biệt THTT THTT phụ Loại tải trọng

Các Các Các TT.tạm thời dài hạn

Một Một số Một số

(XH trong thi công) TT.t/ thời ngắn hạn

§ 1.4 Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng

- Giảm được kinh phí mà vẫn đảm bảo CT lv bình thường

- Phân chia tải trọng theo trị số N tc & N tt cũng có ý

nghĩa lớn:

CT môđ (bị trượt hoặc lật) thường xảy ra gần như tức thời

do các tải trọng có trị số lớn → khi T” theo TTGH-1 phải

Ktra với các tổ hợp phụ & tổ hợp đặc biệt & sử dụng tải

trọng T” (Ntt) vì loại tải trọng này thường xảy ra trong time

ngắn & gây ra ứng lực nguy hiểm nhất

Ngược lại, b.dạng của nền thường kéo dài theo thời gian

tùy thuộc vào những tải trọng td lâu dài Vì thế, nếu cần T”

nền móng theo TTGH-2 thì cần Ktra với THTT chính & sử

dụng tải trọng tiêu chuẩn (Ntc)

33

3- Ý nghĩa kinh tế kỹ thuật

§ 1.4 Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng

- Tiêu chuẩn hiện hành phân biệt các chỉ tiêu theo các giá

trị sau:

1- Giá trị riêng (A i ): là trị số của 1 đặc trưng cơ học hoặc vật lý

nào đó của đất xác định theo riêng 1 mẫu thí nghiệm (XĐ tại 1

điểm nào đó của lớp đất)

2- Giá trị tiêu chuẩn (A tc ): là giá trị trung bình của tất cả các giá

trị riêng:

34

4 Các chỉ tiêu cơ lý của đất trong T” nền móng theo TTGH

Trong đó: - số mẫu thí nghiệm của tập hợp thống kê (n ≥ 6)

Chú ý: TCVN 4253-86, mục 3.2 : quy định các giá trị Atc nói

chung và các chỉ tiêu lực dính c, góc ma sát trong 

𝑖=𝑛

𝑛

3- Giá trị tính toán (A tt ): là trị số của 1 đặc trưng cơ học, vật

lý nào đó của lớp đất, được dùng trong T” nền móng như 1

hằng số vật lý và được xác định như sau:

35

4 Các chỉ tiêu cơ lý của đất trong T” nền móng theo TTGH

Trong đó: kđ - là hệ số an toàn đối với đất; đc xác định theo

những đặc trưng của tập hợp thống kê (quy định trong tiêu

chuẩn thiết kế các CT riêng biệt, VD: TCVN 4253-86)

𝐴𝑡𝑡= 𝐴𝑡𝑐

𝐾đ

I Tài liệu Địa chất Thủy văn và Địa chất Công trình

1- Tài liệu ĐC thuỷ văn :

- MNN ổn định, dao động, tầng chứa nước có áp hoặc ko áp

- Tính chất hoá lý của nước ngầm, nồng độ pH để xét mức độ

xâm thực các CT gạch đá xây hoặc bê tông cốt thép

- Mực nước dâng bình thường, max, min ở phía thượng & hạ

lưu CT để tính AL nước, AL thấm, AL đẩy nổi vào bản đáy

2- Tài liệu địa chất công trình:

- Bản đồ địa hình địa mạo khu vực XD CT

- Các hình trụ hố khoan, các mặt cắt địa chất để biết đc sự

phân bố các lớp đất

- Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của từng lớp đất

36

II Tài liệu về Công trình và Tải trọng

1- Tài liệu về công trình:

- Bản vẽ mặt bằng & các MC ngang, dọc CT

- Đặc điểm của CT (tầng hầm, công sự, lực tĩnh, lực động )

- Tầm quan trọng của CT về mặt KT & XH để lựa chọn cấp CT

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 & các thiết bị vận chuyển hoặc cố định

- Áp lực đất, áp lực nước tĩnh ở phía thượng và hạ lưu CT

- ÁL sóng, gió, lực hãm của các động cơ & các phương tiện vận chuyển

- Lực động đất, lực do sự cố hư hỏng gây ra

37

§1.5 Tài liệu cần thiết tính toán Nền Móng theo TTGH

III Một số tài liệu cần thiết khác

- Trong quá trình XD & sử dụng CT luôn chịu sự tđ của môi

trường xung quanh & ảh của các CT lân cận, cho nên cần

có TL quy hoạch tổng thể của toàn vùng

- Cần phân tích những TL của những CT đã & đang XD

Tìm hiểu TL những CT sẽ XD để dự đoán những khả năng

ảh Từ đó nêu phương án nền móng cho phù hợp

38

§1.5 Tài liệu cần thiết tính toán Nền Móng theo TTGH

I Lựa chọn những nhân tố chủ yếu về móng

1- Chiều sâu đặt móng (H m ):

- Yếu tố ảh nhiều nhất đến việc chọn Hm là đk địa chất & địa

chất thuỷ văn Nên chọn để móng đc đặt lên lớp đất tốt

tương đối dày Tuy nhiên, chọn Hm còn tuỳ thuộc vào MNN,

đặc điểm cấu tạo của CT, khả năng thi công móng & ảh của

những CT lân cận

2- Loại móng và vật liệu làm móng:

- Có thể chọn các loại móng khác nhau như móng nông hoặc

móng sâu Với móng nông, có thể chọn loại móng đơn, móng

băng, móng bè tuỳ thuộc lớp đất nền & kết cấu bên trên VL

làm móng có loại móng gạch; đá xây hoặc móng BTCT

39

II So sánh và chọn phương án nền móng

- Để có được 1 pá tối ưu người thiết kế cần nêu ra những

pá khác nhau

- Mỗi pa lớn như vậy lại có thể có nhiều pá nhỏ → chọn

loại móng khác nhau hoặc VL làm móng khác nhau

VD: Móng cọc có thể chọn móng cọc tre, cọc gỗ, cọc

BTCT Ngay đối với móng cọc BTCT 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)

40

Tóm tắt nội dung cần lưu ý trong Chương 1

41

1 Khái niệm Nền và Móng, phân loại

2 Tính toán Nền Móng theo TTGH

3 Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng

4 Tài liệu cần thiết tính toán Nền Móng theo

TTGH

Nêu và phân tích các tài liệu cần thiết tính toán

nền móng theo TTGH?

Trình bày các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng, ý

nghĩa kinh tế kỹ thuật của chúng?