mong don theo 9362-2012

Chương 2: MÓNG ĐƠNPhần A:Cơ Sở Lý Thuyết 2.1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG Hình 2.1: Tải trọng tác dụng xuống móng - N i tt,M ix tt,M iy tt,H ix tt,H iy tt- lực dọc, mômen xoay

Chương 2: MÓNG ĐƠN

Phần A:Cơ Sở Lý Thuyết

2.1 XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TÁC DỤNG XUỐNG MÓNG

Hình 2.1: Tải trọng tác dụng xuống móng

- N i tt,M ix tt,M iy tt,H ix tt,H iy tt- lực dọc, mômen xoay quanh trục x, mômen quanh trục y, lực

cắt theo phương x, lực cắt theo phương y của tải trọng tính toán tại chân cột thứ i

của công trình, từ kết quả tổ hợp bất lợi để tính móng

- N i tc,M ix tc,M iy tc ,H ix tc,H iy tc- lực dọc, mômen xoay quanh trục x, mômen quanh trục y, lực

cắt theo phương x, lực cắt theo phương y của tải trọng tiêu chuẩn tại chân cột thứ

 Kiểm tra trượt: chọn tổ hợp có H max và các giá trị tương ứng để tính toán.

 Kiểm tra lật: chọn tổ hợp có M max tt và các giá trị tương ứng để tính toán

(Ghi chú: về nguyên tắc phải kiểm tra cho tất cả các tổ hợp)

2.2 KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

2.2.1 Mục đích của khảo sát địa chất

- Mục tiêu khảo sát địa kỹ thuật giai đoạn thiết kế cơ sở là cung cấp số liệu về địatầng cấu trúc địa tầng, tính chất cơ lý của đất đá, nước dưới đất làm cơ sở cho việclập luận chứng và kiến nghị các phương án móng thích hợp

2.2.2 Nhiệm vụ khi khảo sát địa chất

Đánh giá địa chất:

- Xác định sự phân bố của các các lớp đất đá theo diện và chiều sâu;

- Xác định đặc tính cơ lý của các lớp đất, mực nước ngầm và đánh giá sơ bộ về khảnăng ăn mòn của nước;

- Đánh giá sơ bộ khả năng chịu tải, tính nén lún của các lớp đất đá nghiên cứu;

- Đánh giá sơ bộ các hiện tượng địa chất bất lợi ảnh hưởng đến công tác thi công hốđào sâu và kiến nghị các phương án chống đỡ

Bảng 2.1: Cường độ thép thanh theo TTGH I

Cường độ của thép thanh TTGH INhóm

Thép A

Cường độ kéo Mpa Cường độ nén

Rsc

Es(Mpa)Cốt dọc Rs Cốt đai, xiên Rsw

E b (Mpa) 21000 23000 27000 30000 32500 34500 36000 37500 39000 39500

4000 0

- Bêtông lót: cấp độ bền ≥ B7,5; chiều dày δ ≥ 10cm(thường δ= 10cm)

- Đối với cốt thép dọc chịu lực (không ứng lực trước, ứng lực trước, ứng lực trước

kéo trên bệ), chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần được lấy không nhỏ hơn đườngkính cốt thép hoặc dây cáp và không nhỏ hơn:

 Trong dầm móng: 30 mm

 Trong móng:

 Lắp ghép: 30 mm

 Toàn khối khi có lớp bê tông lót: 35 mm

 Toàn khối khi không có lớp bê tông lót: 70 mm

 Trong kết cấu một lớp làm từ bê tông nhẹ và bê tông rỗng cấp B7,5 và thấphơn, chiều dày lớp bê tông bảo vệ cần phải không nhỏ hơn 20 mm, còn đối vớicác panen tường ngoài (không có lớp trát) không được nhỏ hơn 25 mm.

 Đối với các kết cấu một lớp làm từ bê tông tổ ong, trong mọi trường hợp lớp bêtông bảo vệ không nhỏ hơn 25 mm

 Trong những vùng chịu ảnh hưởng của hơi nước mặn, lấy chiều dày lớp bêtông bảo vệ theo quy định sau:

Bảng 2.3: Yêu cầu thiết kế của bê tông trong vùng chịu ảnh hưởng của hơi nước mặn

Yêu cầu thiết kế

Kết cấu làm việc trong vùng

Ngập nước (4)

Nước lên xuống

Khí quyển

Trên mặt nước

Trên bờ, cách mép nước từ 0

km đến 1 km

Gần bờ, cách mép nước từ 1

km đến 30 km

Mác bê tông, MPa(1) 30 40 4

0

50

30

40

50

25

30

40

25

30

40

4030

7060

6050

6050

5040

4030

5040

4030

3025

4030

3025

2520

Bề rộng khe nứt giới

hạn, mm(5)

- Kết cấu ngoài trời  0,1  0,05  0,1  0,1  0,1

- Kết cấu trong nhà - -  0,1  0,15  0,15

Cấu tạo kiến trúc

- Bề mặt kết cấu phẳng, không gây đọng nước, không gây tích tụ ẩm và bụi,

- Hạn chế sử dụng kết cấu BTCT dạng thanh mảnh (chớp, lan can chắn nắng),

- Có khả năng tiếp cận tới mọi vị trí để kiểm tra, sửa chữa

4) Kết cấu trong đất ở vùng ngập nước và vùng nước lên xuống được bảo vệ tương

tự như kết cấu trong vùng ngập nước

5) Bề rộng khe nứt giới hạn cho trong bảng ứng với tác dụng của toàn bộ tải trọng,

kể cả dài hạn và ngắn hạn Đối với kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước khôngcho phép xuất hiện vết nứt

Các kết cấu thi công bằng phương pháp đổ bê tông dưới nước (cọc nhồi, đài móng)phải tăng 20 mm chiều dày bảo vệ so với yêu cầu tối thiểu ghi ở bảng trên

 Trong mọi trường hợp không được thiết kế chiều dày lớp bê tông bảo vệ nhỏ hơn

30 mm đối với kết cấu bề mặt trực diện với hơi nước biển hoặc nước biển

- Độ sâu đặt móng hm = f(điều kiện địa chất và tải trọng…)

Kích thước móng: b×l

Hình 2.2: Vật liệu làm móng và kích thước móng

2.3.2 Xác định chiều sâu đặt móng

- Chiều sâu đặt móng được quyết định bởi:

 Chức năng cũng như đặc điểm kết cấu của nhà và công trình (ví dụ có hay không

có tầng hầm, đường ống ngầm, móng của thiết bị, );

Hình 2.3 Mặt trên móng trùng với tầng hầm.

 Trịsố và đặc điểm của tải trọng và các tác động tác dụng lên nền;

 Chiều sâu đặt móng của nhà, công trình và thiết bị bên cạnh

 Nếu không cần thiết, không nên đặt sâu hơn móng nhà bên cạnh

Hình 2.4: Móng chịu ảnh hưởng của móng nhà bên cạnh

 Địa hình hiện tại và địa hình thiết kế của nơi xây dựng;

 Đảm bảo chống trượt

Hình 2.5:Móng đơn đảm bảo điều kiện chống trượt

 Điều kiện địa chất của nơi xây dựng (tính chất xây dựng của đất, đặc điểmthành lớp của từng loại đất, có các lớp đất nằm nghiêng dễ trượt, các hang lỗ

do phong hóa hoặc do hòa tan muối );

 Tránh các mỏ hòa tan (mỏ muối….)

Hình 2.6 Móng đặt trên nền đất tốt tránh các mỏ hòa tan

 Điều kiện địa chất thủy văn (mực nước ngầm, tầng nước mặt và khả năngthay đổi khi xây dựng và sử dụng nhà và công trình, tính ăn mòn của nướcngầm )

 Sự xói mòn đất ở chân các công trình xây ở các lòng sông (mố cầu, trụ cácđường ống )

Hình 2.7: Móng chịu ảnh hưởng của sự xói mòn đất

 Chiều sâu đặt móng cần phải đủ để khi tính theo trạng thái giới hạn nền làmviệc được chắc chắn

e b

l b

Hình 2.9: Sơ bộ kích thước chiều cao móng

- Sau đó kiểm tra lại bằng điều kiện chống cắt và xuyên thủng, trình bày phía sau

- Chọn kích thước cột, b xh c c

; (1.2;1.5)

tt c

- Thông thường kích thước cột sẽ phụ thuộc vào (chịu lực của tải trọng bên trên xuống,điều kiện kiến trúc…)

2.4 KIỂM TRA

2.4.1 Kiểm tra nền

2.4.1.1 Kiểm tra tính lún

a Kiểm tra điều kiện tính lún

- Để tính độ lún của nền theo sơ đồ tính toán dưới dạng bán không gian biến dạngđàn hồi tuyến tính cần kiểm tra ứng suất dưới đáy móng đủ nhỏ

- Điều kiện:

Trong đó:RII là sức chịu tải của nền đất dưới đáy móng ở trạng thái giới hạn thứ II

tc II tb

- Theo lý thuyết giới hạn mức độ phát triển vùng biến dạng dẻo thì đó là áp lựcđược phép tác dụng lên nền đất khi đó vùng có điểm đạt đến trạng thái cân bằngMohr-Rankine không được phép vượt quá phạm vi b/4 tính từ đáy móng.

Hình 2.10: Vùng làm việc biến dạng dẻo của móng

(2.6)

- Áp lực trên đất ở mép đế móng chịu tải trọng lệch tâm (tính theo giả thiết áp lựcdưới đáy móng phân bố tuyến tính dưới các tải trọng dùng để tính nền theo biếndạng) thường phải xác định khi kể đến độ sâu đặt móng trong đất, độ cứng liên kếtgiữa móng với kết cấu bên trên và độ cứng của kết cấu trên móng Khi đó, trị số áplực ở mép móng khi có momen uốn tác dung theo một trục của móng không vượtquá 1.2xRII và ở điểm góc thì không vượt quá 1.5xRII

tc

y x

tc

M M

1.5

Hình 2.12: Áp lực của mép đáy móng theo 2 phương

- Do đất nền không có khả năng chịu kéo nên:

- Khi đó phải chú ý tính toán độ bền và tính chống nứt của móng và kết cấu trênmóng với nội lực xuất hiện khi có tác dụng qua lại giữa nhà và công trình với nềnnén lún

Bước 1: Chia lớp phân tố

Điều kiện: h i ≤ 0.4 b

Trong đó: h i: chiều dày của mỗi lớp phân tốb: bề rộng móng

Bước 2: Xác định ứng suất gây lún

Hình 2.13: Ứng suất thựctế trungbình (tải trọng ngoài)dướiđáymóng

- Ứng suất trong đất tại đáy móng do trọng lượng bản thân phía trên gây ra:

phụ thuộc vào tỷ số các cạnh của nó n=b l.

 Đối với móng tròn (bán kính r) các giá trị được chọn tùy thuộc vào m= r z

 Đối với các móng có diện tích đế móng là đa giác đều, các giá trị α đượcchọn như móng tròn có bán kính là r =√F π

Chữnhậtứngvớitỷsố cáccạnhn=l/bHình

1,0000,972

1,0000,975

1,0000,976

1,0000,977

1,0000,977

1,0000,9771,2

1,6

0,547

0,390

0,6060,449

0,6820,532

0,7170,578

0,7400,612

0,7490,630

0,7540,639

0,7550,6422,4

2,8

0,214

0,165

0,2570,201

0,3250,260

0,3740,304

0,4190,35

0,4490,383

0,4700,410

0,4770,4203,6

4,0

0,106

0,087

0,1300,108

0,1730,145

0,2090,176

0,2500,214

0,2830,248

0,3200,285

0,3370,3064,8

5,2

0,067

0,053

0,0770,066

0,1050,091

0,1300,112

0,1610,141

0,1920,170

0,2300,208

0,2580,2396,0

6,4

0,040

0,036

0,0510,045

0,0700,062

0,0870,077

0,1100,098

0,1360,122

0,1720,158

0,2080,1067,2

7,6

0,028

0,024

0,0360,032

0,0490,044

0,0620,056

0,0800,072

0,1000,091

0,1330,123

0,1750,1668,4

8,8

0,021

0,019

0,0260,024

0,0370,034

0,0460,042

0,0600,055

0,0770,070

0,1050,098

0,1500,1449,6 0,016 0,020 0,028 0,036 0,047 0,060 0,085 0,132

0,0290,026

0,0400,031

0,0500,044

0,0710,060

0,1140,104

Móng ảnh

hưởng

Điểm cần tính lún

Hình 2.14: Ảnh hưởng của mĩng bên cạnh so với mĩng chính

 Áp lực tiêu chuẩn ở độ sâu z theo phương thẳng đứng qua điểm gĩc củamĩng chữ nhật tính theo cơng thức:

p oz g=α1

4 × p0(2.17)

Trong đĩ: α1là hệ số xác định theo bảng 2.5 nhưng thay giá trị mbằng m1 =b z

 Áp lực theo phương thẳng đứng qua điểm C (trọng tâm đáy móng chính)

do móng ảnh hưởng gây ra:

m klà hệ số chuyển đổi modun biến dạng trong phòng theo modun biến dạngxác định bằng phương pháp nén tải trọng tĩnh

 Đối với công trình nhỏ và vừa (cấp II-IV), khi không có kết quả thí nghiệmnén tải trọng tĩnh thì hệ số m k được lấy theo bảng dưới đây đối với loại đấtsét có nguồn gốc bồi tích, sườn tích có chỉ số sệt I ≤ 0,75

Loại đất Trị số của các hệ số m k khi hệ số rỗng e bằng

Bảng 2.10: Độ lún của móng

Lớp

phân tố

Chiềudày(m)

Độsâu σ oz ∑p oz g

Bảng 2.11: Trị biến dạng giới hạn của nền S gh

Tên và đặc điểm kết cấu của công

tường chèn tương đối đối lớn nhất Sgh1.2 Khung thép không có tường

chèn

Độ lún lệchtương đối

2 Nhà và công trình không xuất

hiện nội lực thêm do tản không

Độ võng hoặcvõng tương đối

0,001

0,0012

Độ lún trungbình

Sghtb

Độ lún trungbình

-4 Công trình cao, cứng

4.1 Công trình máy nâng bằng kết

cấu bê tông cốt thép:

a) Nhà làm việc và thân xi lô kết

cấu toàn khối đặt trên cùng một

bản móng

Độ nghiêngngang và dọc

igh Sghtbc) Nhà làm việc đặt riêng rẽ Độ nghiêng

ngang igh

0,0030,004

25

d) Thân xi lô đặt riêng rẽ, kết cấu

toàn khối

Độ nghiêngngang và dọc

2.4.1.2 Kiểm tra cường độ đất nền

- Mục đích tính nền theo sức chịu tải theo TTGH I là đảm bảo độ bền và tính ổnđịnh của nền đất, cũng như không cho phép lật vì sẽ dẫn đến sự chuyển vị đáng kểcủa từng móng hoặc toàn bộ công trình và do đó công trình không thể sử dụngđược

- Tính nền theo sức chịu tải xuất phát từ điều kiện:

tc

N k





(2.25) Trong đó:N : tải trọng tính toán trên nền, xác định theo 4.2.1 đến 4.6.4 TCVN 9362-2012

: sức chịu tải của nền

k : hệ số độ tin cậy do cơ quan thiết kế quy định tùy theotính chất quan trọng của nhà hoặc công trình , ý nghĩa của nhàhoặc công trình khi tận dụng hết sức chịu tải của nền, mức độnghiên cứu điều kiện đất đai và lấy không nhỏ hơn 1,2

'( I I I I I I)

b l

l l e

 

 

Và AI, BI, DI được tính dựa theo phụ lục E của TCVN 9362:2012

- ,q,c là các hệ số sức chịu tải theo biểu đồ E.1 phụ thuộc vào tgI

Hình 2.16: Hệ số sức chịu tải

- i,iq,ic là các hệ số ảnh hưởng độ nghiêng của tải trọng theo biểu đồ E.2 phụ thuộcvào tgI và tg => tg/tgI

Hình 2.17: Sơ đồ biểu diễn góc

Hình 2.18: Hệ số ảnh hưởng độ nghiêng của tải trọng

- n,nq,nc là các hệ số ảnh hưởng tỷ lệ các cạnh của móng theo công thức:

0.25 1

1.5 1 0.3 1

q

q

n

n n

n n

n l

n b

- Độ nghiêng của móng (khi tác dụng tải trọng lệch tâm) theo sơ đồ tính toán nền ởdạng bán không gian đàn hồi biến dạng tuyến tính xác định như sau:

2

3 2

3

1

( / 2) 1

kl và kb lần lượt là các hệ số xác định theo bảng 2.12 phụ thuộc vào tỷ sốcủa các cạnh đáy móng (TCVN 9362:2012)

2.4.1.4 Kiểm tra điều kiện chống trượt cho móng

- Phải tính móng về trượt theo đáy móng trong trường hợp tác dụng lên móng

những lực ngang lớn Trường hợp này hệ số tin cậy Ktc

không được nhỏ hơn 1.2

ct tc

gt

F K

N p

2.4.2.1 Kiểm tra điều kiện xuyên thủng (mục 6.2.5.4 TCVN 5574:2012)

Hình 2.21: Mặt đứng của móng chịu lực tác dụng dưới đáy móng

- Kết cấu dạng bản (không đặt cốt thép ngang) chịu tác dụng của lực phân bố đều trên

một diện tích hạn chế cần được tính toán chống nén thủng theo điều kiện:

F ≤  Rbt um h0 (2.33)Trong đó:

 

ct gt

là hệ số, lấy đối với:

+ bê tông nặng: 1,0+ bê tông hạt nhỏ: 0,85+ bê tông nhẹ: 0,8

um – giá trị trung bình của chu vi đáy trên và đáy dưới tháp nén thủng hìnhthành khi bị nén thủng, trong phạm vi chiều cao làm việc của tiết diện

P tt net

- max

tt xt

2.4.2.2 Kiểm tra điều kiện chống cắt (mục 6.2.3.4 TCVN 5574:2012)

- Đối với cấu kiện bê tông cốt thép không có cốt thép đai chịu lực cắt, để đảmbảo độ bền trên vết nứt xiên cần tính toán đối với vết nứt xiên nguy hiểm nhấttheo điều kiện:

Q ≤ (2.37)Trong đó:

Vế phải của công thức (2.37) lấy không lớn hơn 2,5Rbbh0 và không nhỏ hơn

b3(1+n) Rbtbh0

Hệ số b4 =1,5(Đối với bê tông nặng)

c – chiều dài hình chiếu của tiết diện nghiêng nguy hiểm nhất lên trục dọc cấukiện

Để thiên về an toàn lấy b3 = 0,6và n= 0

Q ≤0,6 R bt b h0

-Kiểm tra chống cắt theo phương cạnh B

Hình 2.23: Móng chịu lực cắt theo phương cạnh B

(2.38) (2.39)

-Kiểm tra chống cắt theo phương cạnh L

Hình 2.24: Móng chịu cắt theo phương cạnh L

- Sơ đồ tính của bản cánh móng được xem như console chịu tải phân bố:

- Với f tính theo Sức bền vật liệu:

4

qL f

EI



(2.41)Trong đó:

- Kiểm tra võng bằng phần mềm Etabs:

P ,net

min max

2.5.1.3 Tính toán và bố trí cốt thép

I I s

s o

M A

@=

n-1

A

n =a

2 1,tb

1[ *( ) ]*

Hình 2.27: Sơ đồ bố trí cốt théptheo phương x

Phần B:TÍNH TOÁN MÓNG ĐƠN THEO SỐ LIỆU THỰC TẾ

2.2 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT-TẢI TRỌNG

Bảng 2.14: Cấu tạo địa chất tải trọng

STT Lớp Dung trọng tự nhiên Dung trọng đẩy nổi Lực dính C (kN/m 2 ) Góc ma sát trong  (o)

12°30 ' 2

15°43 '

14°28 '

>-15.5)

'

Bảng 2.15: Thống kê địa chất hình trụ hố khoan

Hinh 2.29: Kết quả thí nghiệm xuyên động bằng chùy tiêu chuẩn (SPT)

2.3CHIỀU SÂU ĐẶT MÓNG (Mục 4.5 TCVN 9362:2012)

- Chọn chiều sâu đặt móng Df là 2m tính từ mặt đất tự nhiên, nằm trong lớp địa chất2a: sét pha nhiều cát, màu xám/xám nhạt, đến nâu vàng nhạt, độ dẻo trung bình –trạng thái từ mềm đến dẻo mềm

- Lớp đất đắp nền dày 0.5m

Lop 3a 1.6m

Lop 3b 0.9m

Lop 4a 2.1m

Lop 5 6.7m

tc

m m k

- Áp lực tiêu chuẩn tại đáy móng:

- Chọn chiều cao móng sơ bộ hm=0.5m

1+2× 0.11 1+2 × 0.09=¿1.03

- Từ đó :

2

7.471.03

L B

tc tc

tb

N

F F

2.6 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN (Mục 4.6.9 TCVN 9362:2012):

2.6.1 Kiểm tra lún của đất nền

- Tính độ lún của móng chính có xét ảnh hưởng của móng kề

2.6.1.1 Kiểm tra điều kiện để tính lún

- Khi tính toán biến dạng của nền thì áp lực trung bình tác dụng lên nền ở dưới đáy

móng do các tải trọng gây ra, không được vượt quá áp lực tính toán RII tác dụnglên nền tính theo công thức:

tc

tc

II tc

II tc

II

p R p

p p p

- Kiểm tra ổn định theo phương cạnh B:

Hình 2.32: Phân bố ứng suất theo phương cạnh b

- Kiểm tra áp lực ở mép đáy móng theo chiều rộng B:

y tc

tb y

M N

2 max

149.83 / 197.12 /

tc tc

- Kiểm tra ổn định theo phương cạnh L

Hình 2.33: Phân bố ứng suất theo phương cạnh l

- Kiểm tra áp lực ở mép đáy móng theo chiều dài L

tc tc

tb x

M N

2 max

144.63 / 202.31 /

tc tc

- Kiểm tra ổn định theo 2 phương:

Hình 2.34: Phân bố ứng suất dưới đáy móng

A D

L

B

My

M x y y

x x

max/min

22 2.5 1.15 2.7 2.8 1.15 2.7 2.8 / 6 1.15 2.8 2.7 / 6

tc tc

2 max

120.99 / 225.95 /

2.6.1.2 Tính lún:

a Đối với đang xét:

- Áp lực thực tế trung bình dưới đáy móng:

2

l b z b