Bài giảng Nền móng: Chương 2 - Nguyễn Thanh Sơn

Bài giảng Nền móng - Chương 2: Móng nông cung cấp cho người học các kiến thức về lựa chọn sơ bộ kích thước đáy móng băng, móng băng dưới cột, móng bè, thiết kế xử lý nền đất yếu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

Trang 1

BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT DƯỚI ĐÁY MÓNG

Mặt đất tự nhiên

i

σ0

z

BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT DƯỚI ĐÁY MÓNG

Mặt đất tự nhiên

e2 , σ 2

1 i

1

σ0 z

Bướ 6 Ki å t th đi à ki ä ườ đ ä ø å đị h û à

Bươc 6: Kiểm tra theo điều kiện cương độ va ổn định của nền

a Nếu trong phạm vi nền có lớp đất yếu

Khi tính toán thiết kế có thể áp dụng 2 mô hình:

Đ ù h i ù th â hì h t t â

Đánh giá theo mô hình trượt sâu;

Đánh giá theo mô hình quy đổi về móng nông tương đương

đặt trực tiếp trên nền đất yếu

M â hì h t ươt â Tì ët t t hi å h át đi

1 Mô hình trượt sâu: Tìm mặt trượt nguy hiểm nhất đi qua

mép móng

 Mặt trượt giả định là mặt trụ tròn: ABCDE

 Mặt trượt giả định là mặt hỗn hợp: ABC’DE

Mgiữ : mômen chống trượt đối với tâm trượt 0;

k min ≥ [k] trong đo: [k] = 1,2 ÷ 1,5.

g

Mtrượt: mômen gây trượt đối với tâm trượt 0

Trang 2

a Nếu trong pham vi nền có lớp đất yếu

-tiếp-a Neu trong phạm vi nen co lơp đat yeu

-tiep-2 Mô hình quy đổi về móng nông:

= gần đúng xấp xỉ bằng 300;

= gan đung xap xỉ bang 300;

Đáy khối móng quy ước:

a Nếu trong pham vi nền có lớp đất yếu

p R

Fs

−

=

R đ2 : sức chịu tải cho phép của đất yếu

dưới đáy khối móng;

R đ2 : sưc chịu tai cho phep cua đat yeu

dưới đáy khối móng

F s : hệ số an toàn.

Xác định sức chịu tải giới han p gh 2 :

1 2

 γđ : trong lương riêng của đất yếu dưới đáy móng;

 γđy : trọng lượng rieng cua đat yeu dươi đay mong;

 Nγ, Nc, Nq : hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào ϕđy;

c góc ma sát trong và lưc dính của đất yếu

 ϕđy , cđy : goc ma sat trong va lực dính cua đat yeu

 nγ, nq, nc : hệ số hiệu chỉnh hình dạng móng;

L

Trang 3

Bảng tra hệ số sức chịu tải theo Terzaghi’s

Bang tra hệ so sưc chịu tai theo Terzaghi s

BÀI TẬP ÁP DUNG 1

Xác định sơ bộ kích thước móng đơn dưới cột vuông tiết diện30x30 (cm)

Tổ hợp tải trọng tính toán tại mức mặt đất:ïp ï g ï ë

N 0 tt = 500 kN ; M 0 tt = 58 kNm

Nền đất gồm hai lớp có các chỉ tiêu cơ lý như sau:

Lớp trên: đất lấp dày 0.8m, trọng lượng riêng γ = 18 kN/m3

ûLớp dưới: á sét dẻo cứng

n

=

0 0

58

50, 4 1,15

n

Trang 4

Do lớp thứ nhất là lớp đất lấp, tính chất cơ lý không ổn định Do

Hướng phân tích

Do lơp thư nhat la lơp đat lap, tính chat cơ ly khong on định Do

vậy không thích hợp cho việc sử dụng trực tiếp làm nền công

trình Mặt khác bề dày lớp là tương đối mỏng và lớp đất dưới là

trình Mặt khac be day lơp la tương đoi mong va lơp đat dươi la

lớp đất có chỉ tiêu cơ lý khá tốt Tải trong công trình không lớn

→ Đề xuất giải pháp móng nông trên nền tư nhiên Độ sâu

→ Đe xuat giai phap mong nong tren nen tự nhien Độ sau

chôn móng h m = 1.0m.

Lựa chọn kích thước móng lxb

Độ lệch tâm c ûa tải trong 0 58

0 116

tt

M

Đặt tỷ số α l/b → α nằm trong khoảng (1+e) đến (1+2e)

Độ lệch tam cua tai trọng 0

0

580,116500

tt

e N

Đặt ty so α = l/b → α nam trong khoang (1+e) đen (1+2e)

Chọn α = 1,2 Từ đó suy ra:

l

Chọn sơ bộ bề rộng móng ban đầu b 0 = 1,2m

Chiều dài móng ban đầu l 0 = α.b ≈ 1,44m Xác định phản lực đất tại đáy móng (bằng nhưng ngược

chiều với áp lưc tiếp xúc tai đáy móng)

m W

x

m W

Xác định sức chịu tải giới han pgh của nền đất dưới đáy móng theo

Xac định sưc chịu tai giơi hạn pgh cua nen đat dươi đay mong theo

công thức của Terzaghi

N tt

0 = 500kN

M 0 tt = 58kNm 0.00 m

Trang 5

 γ’γ : trọng lượng riêng của đất trên đáy móng;

 γ : trọng lượng riêng của đất dưới đáy móng;

gh d

s

m F

Với kí h thướ ù h b đ à l ø “hơi thừ ”

→ Vơi kích thươc mong chọn ban đầu la “hơi thưa”

Vậ sơ bộ chon lai kích thước móng b 1 2m và l 1 4m

Kiểm tra lại ta thấy kích thước như vậy là hợp lý và kinh tế

Kết luận:

Kích thước sơ bộ móng: b 1 2m l 1 4m và h 1 0m

Kích thươc sơ bộ mong: b = 1,2m , l = 1,4m va h m = 1,0m

Nhận xét (khi làm đồ án):

Để iệc lưa chon kích thước móng nhanh à hơp l ù khi làm

bài cần phải tính toán sơ bộ trước ra nháp

Xác định sơ bộ kích thước móng băng dưới tường dày 22 (cm).Tổ hợp tải trọng tính toán tại mức mặt đất:

N 0 tt = 21 T/m ; M 0 tt = 2 5 Tm/m

N 0 = 21 T/m ; M 0 = 2.5 Tm/m

Lớ t â đ át l á d ø 0 8 t lươ i â 18 kN/ 3Lơp tren: đat lap day 0.8m, trọng lượng rieng γ = 18 kN/m3Lớp dưới: á sét dẻo cứng

γw = 18.5 kN/m 3 ; ϕ = 24 0 , lực dích đơn vị c = 22 kN/m 2

và môdun biến dạng Eg 00 = 15000 kN/m2

Đáp án: Chọn h m = 1,0m và b = 1,0m

Trang 6

Bướ 7 Tí h t ù hi à ù ø át th ù t ù

Bươc 7: Tính toan chiều cao mong va cốt thep trong mong

 Chiều dày móng được chọn sao cho móng không bị chân cộty g ï ï g g ị ä

xuyên thủng qua

 Thưc nghiệm cho thấy móng bị choc thủng theo hình tháp

C ù i û thi át khi tí h t ù

 Thực nghiệm cho thay mong bị chọc thung theo hình thap

cụt, mặt đỉnh là chân cột hoặc đáy công trình

N tt

a Các giả thiết khi tính toán

Cốt thép chỉ tính cho chịu kéo

Cot thep chỉ tính cho chịu keo

(không tính cho chịu cắt);

Biến dang c ûa bản thân móng

hoα

Bien dạng cua ban than mong

được bỏ qua

Dang tháp choc thủng

p tt

Dạng thap chọc thung

45 0

Các hình thức phá huỷ bê tông móng p y g g

a Móng bị chọc thủng bởi ứng suất tiếp trên tiết diện xungquanh chân cột Trường hơp này thường xảy ra khi nền đất tốt

quanh chan cột Trương hợp nay thương xay ra khi nen đat tot,bê tông móng kém

b Móng bị choc thủng do ứng suất kéo chính xảy ra khi nềnđất yếu, bê tông móng tốt

c Móng bị nứt gãy do tác dung của moment uốn xảy ra khinền đất tốt

b Aùp lực tính toán không kể trọng lượng vật liệu móng

Với móng đơn

và đất trên đáy móng.

N0M

Vơi mong đơn

y

tb

M M

Trang 7

* TRƯỜNG HỢP CHỊU TẢI ĐỨNG ĐÚNG TÂM

h o 45°

F đt

l c +2h o Chu vi trung bình của tháp đâm thủng

Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện:

P ≤ P

P đt ≤ P cđt

 Pđt: lưc gây đâm thủng (choc thủng)

 Pđt: lực gay đam thung (chọc thung)

 Pcđt: lực chống đâm thủng

P đt = p o tb *F đáy móng nằm ngoài tháp đt

 α: hệ số phụ thuộc vào loại bê tông, α = 1 với bê tông nặng;

Gi ù t ị t bì h á h û h i hí t â ø hí dưới

Trong đo:

 utb: Gia trị trung bình số học của chu vi phía trên va phía dươi của tháp đâm thủng u tb = 2(l c + b c + 2h o )

 Rk: cường độ chịu kéo tính toán của bê tông móng

 h0 : chiều cao làm việc của móng (h0 = h – abv)

 potb : phản lực đất trung bình trong phạm vi đâm thủng

Trang 8

* TRƯỜNG HỢP CHỊU TẢI ĐỨNG LỆCH TÂM

a Móng đơn chịu tải đứng lệch tâm nhỏ (e=M/N < b/6; L/6)

Pđtđt: lưc gây đâm thủng (choc thủng)ï g y g ( ï g)

Pcđt: lực chống đâm thủng

Trong đó btb được xác định như sau:

Trang 9

Xác định sơ bộ chiều cao móng đơn dưới cột vuông tiết diện 30x30

(cm) Kích thước móng cho như h.v:

Tổ hợp tải trọng tính toán tại mức mặt đất:ïp ï g ï ë

N 0 tt = 500 kN ; M 0 tt = 58 kNm

ûLớp dưới: á sét dẻo cứng

Bê tông mác 250#có Rk = 88 T/m2và Rn = 110 T/m2

Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép abv= 4cm

Chieu day lơp bao vệ cot thep abv 4cm

N tt

0 = 500kN

M 0 tt = 58kNm 0.00 m

Phản lực đất tính toan tại đay mong (không kể bản thân

móng và lớp đất phủ)

Cột đâm thủng móng theo hình

N tt 0

Trang 10

b Móng băng chịu tải trong lệch tâm

Chiều cao móng thỏa mãn điều kiện:

Trang 11

Bước 8: Tính toán cốt thép trong móng

Tính toán độ bền chịu uốn của móng → tính toán lượng cốt

Bươc 8: Tính toan cot thep trong mong

thép cần thiết đặt trong móng → để móng chịu được moment

uốn do phản lực của đất nền gây ra

* TRƯỜNG HỢP MÓNG ĐƠN

Tính M  FI

Tính MI-I  FaI

Tính MII-II  FaII

Lưu ý:

Cốt thép theo phương chịu lực chính bố trí phía dưới Khoảng

cách cốt thép (ký hiệu a) nên chọn chẵn đến 10cm ; số lượng

thanh thép (ký hiệu n)

Cách biểu diễn: 10∅16 hoặc ∅16a150…

ng tb

* TRƯỜNG HƠP MÓNG BĂNG

N

Cốt thép phương cạnh dài (thép

N0

M0

dọc) đặt theo cấu tạo ∅10(12)a200.

Cốt thép chịu lưc (theo

Trang 12

Xác định cốt thép móng đơn dưới cột vuông tiết diện 30x30 (cm)

Kích thước móng cho như h.v:

Tổ hợp tải trọng tính toán tại mức mặt đất:

N 0 tt = 500 kN ; M 0 tt = 58 kNm

Lớ dưới ù ùt d û ứ

Lơp dươi: a set deo cưng

Bê tông mác 250#có Rk = 88 T/m2và Rn = 110 T/m2

Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép ay p p bvbv= 4cm

Thép AII có Ra = 2800 kG/cm2

N tt

0 = 500kN

M 0 tt = 58kNm 0.00 m

Tính cốt thép theo phương cạnh dài:

Sơ đồ tính như h.v (giải thiết là bản conson ngàm tại mép cột)

I-IM

Trang 13

Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn:

Sơ đồ tính như h.v (giải thiết là bản conson ngàm tại mép cột)

1400

Lưu ý: Trường hơp móng đơn chịu tải trong đứng lệch tâm lớn

 Áp lực nhỏ nhất, p min < 0

Lưu y: Trương hợp mong đơn chịu tai trọng đưng lệch tam lơn

 Các độ lệch tâm, e b ≥ b/6 hoặc e l ≥ l/6

 Lệch tâm một phương theo cạnh ngắn b, cạnh dài l và lệchp g g

tâm hai phương:

N M

hm

P min < 0

p max

e

Phản lực nền khi tải lệch tâm lớn

Lưu ý: Trường hơp móng đơn chịu tải trong đứng lệch tâm lớn

Lưu y: Trương hợp mong đơn chịu tai trọng đưng lệch tam lơn

Theo Meyerhof, khi móng chịu

tải lệch tâm lớn → nền đất có

b

L: chieu dai mong

Sơ đồ xác định áp lực trung bình

(theo Meyerhof)

Trang 14

* Một số biện pháp làm giảm hoặc triệt tiêu biều đồ ứng

a.Tăng chiều sâu chôn móng và thay đổi trong tâm móng

suất âm dưới đáy móng

a.Tang chieu sau chon mong va thay đoi trọng tam mong

 Tăng chiều sâu chôn móng, hm → tăng khả năng chịu tải và

khả năng chống lật của móng

kha nang chong lật cua mong

 Thay đổi trọng tâm móng để hướng lực tác dụng lên móng về

gần trong tâm móng (dịch tâm cột về phía σ hoặc mở rộng

gan trọng tam mong (dịch tam cột ve phía σ min hoặc mơ rộng

đáy móng về phía σ max)

b Th đ åi kí h thướ ø hì h d ù

b.Thay đổi kích thươc va hình dạng mong

CHƯƠNG 2: MÓNG NÔNG2.9 MÓNG BĂNG DƯỚI CỘT

C á 2.9.1 Cấu tạo

Móng băng dưới cột và móng băng giao nhau

Than mong bang co the cau tạo co hoặc khong co sươn dọc

Chiều dài móng, L có thể xác định dựa vào bước cột

Trong điều kiện cho phép nên cấu tạo hai đầu thừa để giảmứng suất tập trung cho nền và tăng khả năng chống cắt cho bảnthân móng

Lb = (1/5 ÷1/3)*(L1 hoặc L4)

L = ΣLi+ 2Lb

Trang 15

2 9 2 Tính toán móng băng dưới cột

Bước 1 Kiểm tra ứng suất

2.9.2 Tính toan mong bang dươi cột

Bươc 1 Kiem tra ưng suat

Quy tất cả các tải trọng về trọng tâm đáy móng → tính toán

chiều rộng móng như tính toán cho móng đơn (xem ứng suất

dưới đáy móng phân bố tuyến tính).

p tb ≤ R

ptctb ≤ Rtc

ptcmax ≤ 1.2Rtc và ptcmin ≥ 0

Bước 2 Kiểm tra biến dạng của nền

p tt max

Vẽ biểu đồ mômen M lưc cắt V

 Ve bieu đo momen M, lực cat V.

 Tính cốt thép.

 Cốt dọc tính theo M ; Cốt đai tính theo lực cắt V.

2.10 MÓNG BÈ

2.10.1 Các dạng móng bè

Móng bè dạng bản

2.10 MÓNG BÈ (tiếp)

Móng bè dang bản sườn

Trang 16

Móng bè dạng hộp

2.10.2 Tính toán móng bè

Bước 1 Kiểm tra ứng suất

 Chon kích thước móng LxB dưa vào mặt bằngChọn kích thươc mong LxB dựa vao mặt bang

 Quy tất cả các tại trọng về trọng tâm đáy móng → kiểm trachiều rộng móng như tính toán cho móng đơn (xem ứng suất

chieu rộng mong như tính toan cho mong đơn (xem ưng suat dưới đáy móng phân bố tuyến tính).

Bước 2 Kiểm tra biến dang của nền

 S ≤ Sgh (độ lún tại trọng tâm đáy móng)

Bước 3 Tính chiều dày móng

 Xem phản lưc nền tính toán

 Xem phan lực nen tính toan

dưới đáy móng phân bố tuyến

tính

 Chia bè thành nhiều dải theo

phương x và phương y

mômen cho mỗi dải (như

móng băng dưới cột). L

Mặt bằng móng bè

Bước 3 Tính chiều dày móng

 Dựa theo điều kiện chống đâm thủng: Pä g g đt đt ≤ P cđt cđt

C ù d th ù h th û t i h â ät Cac dạng thap chọc thung tại chan cột

Trang 17

2 10 2 Tính toán móng bè (tiếp)

Bước 4 Tính cốt thép trong móng

2.10.2 Tính toan mong be (tiep)

 Từ biểu đồ moment, lực cắt, chọn

các giá trị cưc trị trong các dải để Dải tính toán

cac gia trị cực trị trong cac dai đe

tính toán cốt thép

 Bố trí cốt thép theo phương X Y

 Bo trí cot thep theo phương X, Y y

xx

Chia dải cho móng bè

2 10 3 Tính toán móng bè như tấm trên nền đàn hồi

Đối với móng bè dạng bản phẳng không có sườn gia cường,khi tính toán nội lực trong móng, sử dụng phương pháp gầnđúng là xem móng bè như tấm trên nền đàn hồi

Bước 1: Xác định các kích thước cơ bản của móng và chiều

Nội dung tính toán bao gồm các bước sau:

Bươc 1: Xac định cac kích thươc cơ ban cua mong va chieu dày, h của móng.

Bước 2:Xác định hệ số nền, k của nền đất.

Bước 3: Giải bài toán bằng PTHH, tìm ra mômen, lực cắt

Bước 4: Tính toán lại chiều dày móng

Bước 5: Tính cốt thép trong móng

Bươc 5: Tính cot thep trong mong

2 11 TÍNH TOÁN MÓNG MỀM

Khi tính toán móng cứng, không xét biến dạng của móng và

2.11 TÍNH TOAN MONG MEM

xem ứng suất tiếp xúc (áp lực đáy móng) phân bố tuyến tính.

Với các móng chịu uốn, biến dang của móng là đáng kể, ứng

suất tiếp xúc sẽ phân phối lại, trong tính toán nền móng phải sử

dung các sơ đồ nền để xét đến sư ứng xử của đất nền và móng.ï g ï g g

 Theo Quy phạm 20.64, độ mảnh tương đối của móng, t thoả

mãn điều kiện:

o

E t

2 11 TÍNH TOÁN MÓNG MỀM (tiếp)

 Khi t ≥ 10: móng mềm

2.11 TÍNH TOAN MONG MEM (tiep)

 Khi t ≥ 10: mong mem

 Khi 1≤ t < 10: móng có độ cứng hữu hạn.

Khi t 1 móng cứng

 Khi t < 1: mong cưng.

Trong đó:

E0: module biến dạng của đất nền

E: module đàn hồi của vật liệu làm móng.ä ä g

a, h: chiều dài và chiều dày của móng

Phân loại:

Móng dạng dầm đơn khi tỷ số: l/b ≥ 7

Móng dạng bản khi tỷ số l/b < 7

Trang 18

2 11 1 Tính toán móng mềm

2.11.1 Tính toan mong mem

q(x)

x O

Mô hình dầm trên nền đàn hồi

Phương trình truc võng của dầm

( ) ( )

4 ( )x

Trong đó:

 EJ: độ cứng của móng;ä g g;

 b: bề rộng móng;

Mô hình này cho rằng, độ lún của nền chỉ xảy ra trong phạm vi

a Mô hình nền Winkler (nền biến dạng cục bộ, 1867)

diện gia tải

Nền đất đươc mô phỏng bằng các p

Nen đat được mo phong bang cac

lò xo đàn hồi tuyến tính

H ä á đ ø h ài û l ø kk đươ

p

S

Hệ số đàn hồi của lò xo kk ss, được

gọi là hệ số phản lực nền (hay hệ

Mô hình nền Winker

a Mô hình nền Winkler (nền biến dang cuc bộ 1867)

a Mo hình nen Winkler (nen bien dạng cục bộ, 1867)

 Được xác định từ thí nghiệm

q A

Trang 19

Loai đất Trang thái k (MN/m 3 )

Loại đat Trạng thai k 0.3 (MN/m 3 ) Cát khô hoặc Rời 8 ÷ 25

Chặt vừa 25 125

ë ẩm Chặt vưa 25 ÷ 125

Hệ số nền của Terzaghi (áp dụng cho bàn nén kích thước 0.3m*0.3m)

Hệ số nền chuyển đổi cho móng vuông b*b đặt trên

3

*

3

Công thức gần đúng:

Es: module biến dạng của đất nền;

h ä á P i û đ átν: hệ số Poisson của đất;

 Hệ số nền chuyển đổi cho móng chữ nhật a*b đặt trên các

 Scott (1981), đề nghị xác định k0 3 từ kết quả SPT cho đất rời:

 Scott (1981), đe nghị xac định k0.3 tư ket qua SPT cho đat rơi:

b: chiều rộng móng

Eff , ν: module đàn hồi và hệ số Poisson của vật liệu móng., ν odu e đa o a ệ so o sso cua ậ ệu o g

If: moment quán tính của tiết diện móng

Trang 20

b Một số mô hình nền khác

b1 Mô hình đàn hồi tuyến tính (Linear Elastic)

 Mô hình này tuân theo định luật Hook về đàn hồi tuyến tính

 Mô hình này mô phỏng các khối kết cấu cứng trong đất

b2 Mô hình Mohr – Coulomb (mô hình đàn dẻo)

Dùng để tính toán gần đúng các ứng xử ở giai đoạn đầu của đất

b3 Mô hình Hardening Soil (mô hình tái bền của đất)

ûĐây là mô hình đàn dẻo tuân theo quy luật hyperbol

b4 Mô hình Soft Soil (Cam Clay)

Mô hình này dùng để mô phỏng các ứng xử của đất yếu

b5 Mô hình Soft Soil Creep

Mô hình này dùng để mô phỏng các ứng xử của đất yếu theo thời

gian và có xét đến tính nhớt của đất (lý thuyết từ biến)

Xét đến quá trình lún thứ cấp của nền đất

2

p = 100kN/m 2

00.1

=

f

MAX

τ τ

f

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	1 MB