Sơ đồ bố trí móng 5 NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH - K.cấu móng mềm: Khi α > αmax: Trường hợp tải trọng lớn hoặc lệch tâm lớn, tình hình địa chất không cho phép tăng thê
Trang 1NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Nền Móng
Chương II: Móng Nông trên
nền thiên nhiên
nền thiên nhiên
NỀN MÓNG - ĐÀO TẠO TÍN CHỈ NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
§2.1 Khái niệm chung
I - Đặc điểm của móng nông
- M.Nông được xây trong hố móng đào sẵn; độ sâu đặt móng nhỏ
(hm=0,5÷6m)
- Thi công đơn giản.
- Khi tính toán có thể bỏ qua ảnh hưởng của đất từ đáy móng trở lên.
II - Phân loại móng nông: Theo 3 cơ sở
a) Phân loại theo kích thước:
* M.đơn
* M.băng
* M.bản
b) Phân loại theo khả năng chịu uốn của móng:
* M.cứng
* M.mềm
c) Phân loại theo tình hình tải trọng tác dụng
* M.chịu tải trọng đúng tâm
* M.chịu tải trọng lệch tâm
* M.thường xuyên chịu tác dụng của tải trọng ngang lớn
* M.chủ yếu chịu tải trọng đứng
2
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
III Cấu tạo Móng Nông và điều kiện ứng
dụng
+ Kích thước và trường hợp áp dụng
- Kích thước: 2 chiều (l,b) nhỏ, chênh lệch
không lớn →Tính toán ư/s, b/d theo trạng
thái không gian.
- Áp dụng trong trường hợp : tải trọng CT
không lớn, nền tương đối tốt.
TD: Móng dưới cột nhà, cột điện, cột đỡ
cầu máng,…
+ Vật liệu và kết cấu móng
- Vật liệu liên quan đến thiết kế cấu tạo móng
• VL đá xây, bê tông… →cấu tạo móng
không sinh b/d uốn, gọi là Móng Cứng.
• VL bê tông cốt thép… →cấu tạo móng có
khả năng chịu b/d uốn, gọi là Móng Mềm.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
- K.cấu móng cứng:
Hình dạng móng: Mặt biên móng bao ngoài hệ đường truyền
ư.s trong khối móng cứng → có dạng hình thang (đ/với M.bê tông), dạng bậc thang (đ/với M.gạch, đá xây)
.Tính toán KC để móng đủ cứng không bị cắt theo t/diện m-n,
m'-n' (nơi chịu mômen lớn nhất):
Khống chế theo tỷ số H/L cho toàn móng Khống chế theo tỷ số h/ℓ cho mỗi bậc móng
l h
Sơ đồ móng và Phản lực nền
Trang 2NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Có thể dùng góc mở lớn nhất αmaxđể phân biệt móng
cứng hay mềm: đ/v M.cứng, α ≤ αmaxcó ý nghĩa như
H/L, h/ℓ ≥ trị số cho phép cho trong bảng
Sơ đồ bố trí móng
5 NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
- K.cấu móng mềm: Khi α > αmax: Trường hợp tải trọng lớn hoặc lệch tâm lớn, tình hình địa chất không cho phép tăng thêm độ sâu chôn móng , phải cấu tạo M.mềm (TD: mực nước mgầm cao, tầng đất tốt không dầy) → dùng M.btct là hợp
lý và được tính theo M.mềm (chương 3).
6
2 Móng băng
+ Kích thước và trường hợp áp dụng
- Kích thước: chiều dài rất lớn so với chiều rộng (l/b rất lớn)
→Tính toán theo trạng thái phẳng (ứng suất phẳng, hoặc biến dạng phẳng).
- Trường hợp áp dụng:
Khi KCPTrên công trình có cấu tạo liên tục (móng dưới tường
nhà, M.tường chắn)
Móng dưới hàng cột, M.đỡ ống dẫn nước…thì cần so sánh
giữa m.đơn và m.băng để chọn phương án hợp lý.
- Ưu điểm: giảm a.s và chênh lệch a.s đáy móng, do đó giảm chênh
lệch lún giữa các cột.
Trang 3NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
+ Vật liệu và kết cấu móng
- đ/với Móng băng là móng cứng:
Không cần kiểm tra độ cứng theo phương
dọc móng Kiểm tra mặt cắt ngang
M.băng tương tự M.đơn, nhưng với αmax
lấy tăng lên 2÷3 độ
- đ/với Móng băng là móng mềm:
Khi tải trọng lớn, đất nền xấu thì M.băng giao nhau và M.băng dưới hàng
cột nên bằng btct, và tính theo dầm (dải) trên nền đàn hồi.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
3 Móng bản
+ Kích thước và trường hợp áp dụng
- Kích thước : chiều dài và chiều rộng đều lớn
Nền có trạng thái ưs không gian,
Nếu chiều dầy nền nhỏ, nền b/d 1 hướng
- Trường hợp áp dụng :
Móng dưới cống, móng trạm bơm, nhà máy thủy điện, tháp nước…
Dùng trong trường hợp tải trọng rất lớn, đất nền mềm yếu,
M.bản làm giảm áp suất và phân bố đều hơn lên mặt nền
+ Vật liệu và kết cấu móng
- VL thường là btct.
- Cấu tạo m.b kiểu vòm ngược,
- Cấu tạo m.b kiểu hộp
Tính toán móng bản theo móng mềm
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Móng tháp nước có dạng bản bê tông cốt thép liên tục
Trang 4NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
- Cấu tạo m.bản kiểu vòm ngược
- Cấu tạo m.bản kiểu hộp
13 NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
∗ Nội dung tính toán gồm 2 bước
- Sơ bộ xác định kích thước móng
- Kiểm tra các điều kiện về biến dạng
IV Các bước tính toán móng nông theo TTGH về biến dạng
1- Nguyên tắc:
Trong tính nền móng theo TTGH-2 thì biến dạng của nền được tính khi nền làm việc trong giai đoạn biến dạng tuyến tính, nghĩa là quan hệ áp lực mặt nền và biến dạng (lún) là bậc nhất Khi đó có thể áp dụng lý thuyết đàn hồi để tính độ lún mặt nền.
Điều kiện để nền làm việc trong giai đoạn biến dạng tuyến tính là:
Theo TCXD Việt nam:
trong đó Rtclà tải trọng tiêu chuẩn, tính theo công thức:
Rtc= m p1/4 = m (A¼γ.b + B.q +D.c) (2.2)
14
Theo B.M Das:
trong đó, qo – áp lực trung bình lên mặt nền
qall– tải trọng cho phép
qu – tải trọng giới hạn
Fs - hệ số an toàn
Nhận xét: qall tương tự Rtc,với Fs = 3
Kích thước móng sơ bộ cần chọn sao cho đảm bảo cả điều kiện
kinh tế và kỹ thuật , nghĩa là * tận dụng hết khả năng làm việc của đất
nền trong giai đoạn biến dạng tuyến tính
- Muốn vậy cần cần thỏa mãn đ/kiện sau (theo TCXD-VN):
Khi tải trọng lệch tâm cần đảm bảo thêm điều kiện
pmax< 1,2 Rtc (2.2)
Từ (2.1) và (2.2) có thể xác lập công thức tính sơ bộ kích thước
đáy móng
- Để công trình làm việc bình thường về mặt biến dạng cần phải thoả mãn các điều kiện sau: Dtt≤ Dgh (1.1)
- Tùy yêu cầu cụ thể của mỗi công trình để quyết định các loại biến dạng nào cần kiểm tra (độ lún, chênh lêch lệch lún, góc nghiêng, chuyển vị ngang của móng):
S ≤ Sgh ΔS ≤ ΔSgh
trong đó:
Dtt - Các đại lượng biến dạng tính toán, xác định theo lý thuyết đàn hồi và đặc tính biến dạng tuyến tính của đất
Dgh - Các đại lượng biến dạng giới hạn cho phép của công trình, được quy định tùy theo loại công trình, cấp công trình và yêu cầu sử dụng công trình (đặc tính làm việc của thiết bị, quá trình công nghệ)
Trang 5NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Nguyên tắc (nhắc lại Ch.I):
Dùng đ/kiện cường độ và ổn định để khống chế sự làm việc bình thường của công trình:
hoặc theo B.M Das: q < qu
trong đó: Ntt, q– tổng tải trọng gây trượt tính toán
Rgh, qu– Sức chống trượt giới hạn (sức chịu tải giới hạn)
ba hệ số, mỗi hệ số kể đến một yếu tố
(1.3)
trong đó: n c– hệ số tổ hợp tải trọng
k n– hệ số an toàn, tùy thuộc cấp công trình (> 1)
m – hệ số điều kiện làm việc (tùy thuộc đặc điểm KCCTr và loại nền)
gh n tt
k
m N
17
V Các bước tính toán móng nông theo TTGH về cường độ & ổn định
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Đại lượng Nttvà Rghđược xác định tùy theo hình thức trượt của công trình và nền.
Công trình có thể xẩy ra 3 hình thức mất ổn định tùy thuộc loại đất nền, khả năng chống trượt, đặc tính cố kết của đất và tỷ số giữa tải
trọng ngang và đứng (T/P) :
– Trượt phẳng – Trượt sâu – Trượt hỗn hợp
T
18
Theo B Das:
all tt
u all q q FS
q q
≤
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
I Khái niệm chung
- Để làm rõ bản chất phá hoại sức chịu tải trong đất nền, các
dạng phá hoại và các yếu tố ảnh hưởng, cần nghiên cứu thí
nghiệm hiện trường (bàn nén và bàn đẩy)
1- Thí nghiệm bàn nén
(bàn nén chỉ chịu tải trọng thẳng đứng)
- Khi P < P I
gh, biến dạng đứng là chủ yếu, do Vrthu hẹp; quan
hệ ư/s và b/d trong nền là tuyến tính Ở cuối giai đoạn I (P =
P I
gh) biến dạng dẻo xuất hiện đầu tiên tại hai mép bàn nén phát
triển thành vùng dẻo (sâu khoảng ¼ b)
pII gh
p S
1 p
S
0 2
pI gh
PII
gh+∆P
- Khi P > P I
gh, vùng dẻo phát triển theo p tăng, b/d trong nền phi tuyến Khi P → P II
ghb/d
dẻo chiếm ưu thế, độ cong đường S~P càng lớn.
- khi P = P II
gh, vùng dẻo phát triển hoàn toàn, khốinền ở trạng thái CBGH.Tăng một
lượngΔp rất nhỏ, nền bị phá hoại trượt (ép trồi)
45o-ϕ/2
PII gh
b
45o+ϕ/2
§2.2 Sức chịu tải giới hạn của Móng nông
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
hưởng rõ rệt loại đất và trạng thái vật lý của đất
- Xét Móng băng có chiều rộng B đặt trên mặt một tầng đất (xem B.M.Das, ch.3), có 3
trường hợp xẩy ra:
q
Độ lún
Mặt trượt trong đất
a) Tầng nền là đất cát chặt hoặc đất dính cứng Gia tải trọng (q) tăng dần lên
móng, độ lún sẽ tăng Tại một điểm nào đó, khi áp lực bằng (qu)- sẽ xảy ra sự phá hoại đột ngột trong đất nền và mặt trượt trong đất sẽ mở rộng tới mặt đất Áp lực tải trọngq u được gọi là sức chịu tải giới hạn của móng.
Sự phá hoại đột ngột xảy ra trong đất, được gọi làphá hoại cắt tổng thể.
q
Đé lón MÆt tr−ît
b) Tầng nền là đất cát hoặc
đất sét có độ chặt trung bình: một lượng tăng tải trên
móng sẽ kéo theo một lượng tăng lún Tuy nhiên, trong trường hợp này mặt phá hoại trong đất sẽ mở rộng dần ra phía ngoài móng, được thể hiện bằng những đường liền trong Hình b)
Trang 6NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CễNG TRèNH
Khi ỏp lực trờn múng bằng q u1chuyển động của múng sẽ kộo theo những sụt
lỳn đột ngột Áp lựcqu(1), được gọi làtải trọng phỏ hoại ban đầu Rồi một chuyển
động lớn của múng buộc mặt trượt trong đất mở rộng tới mặt đất (đường nột rời
trong hỡnh vẽ) Áp lực tải trọng lỳc đú làsức chịu tải giới hạn , q u Vượt ra ngoài
điểm đú, một lượng tăng tải sẽ kộo theo một lượng tăng lớn độ lỳn của múng Loại
phỏ hoại này gọi làphỏ hoại cắt cục bộtrong đất
q
Độ lún Mặt trượt
c) Múng đặt trờn loại đất tương đối xốp rời, đường biểu diễn tải trọng ~ lỳn giống
như đường trong Hỡnh c): Mặt phỏ hoại trong đất sẽ khụng phỏt triển lờn mặt đất Khi
vượt quỏ tải trọng phỏ hoại cuối cựng, qu, đường tải trọng ~ lỳn sẽ dốc đứng và thực tế
là tuyến tớnh Loại phỏ hoại này trong đất được gọi làphỏ hoại cắt xuyờn ngập (the
punching shear failure)
21
Độ lún
q
Mặt trượt
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CễNG TRèNH
Dựa trờn cỏc kết quả thực nghiệm, Vesic (1973) đó đề nghị một quan hệ cho kiểu phỏ hoại sức chịu tải của múng đặt trờn cỏt Hỡnh 3.3 biểu thị quan hệ này, trong đú :
Độ chặt tương đối,
Dr
Df/B*
Cắt xuyờn ngập
Cắt cục bộ Cắt tổng quỏt
Hỡnh 3.3 cỏc kiểu phỏ hoại múng đặt
trờn cỏt (theo Vesic, 1973)
Dr= độ chặt tương đối của cỏt
Df= độ sõu đặt múng đo từ mặt đất Nếu
Dr≥ khoảng 70%, thỡ xảy ra loại phỏ hoại cắt tổng thể trong đất
L B
BL B
+
= 2
*
với B = chiều rộng múng; L = chiều dài múng (Chỳ ý: L luụn luụn lớn hơn B) Đối với múng vuụng, B = L; với múng trũn,
B = L = đường kớnh, do vậy B* = B
22
- Hỡnh 3.4 biểu thị độ lỳn S
của tấm trũn và tấm chữ nhật trờn
bề mặt cỏt tại tải trọng giới hạn,
qu Hỡnh vẽ chỉ ra một phạm vi
chung của S/B với độ chặt tương
đối của cỏt Từ đú cú thể núi rằng,
đối với múng đặt nụng (nghĩa là
Df/B* nhỏ):
Trong trường hợp phỏ hoại
cắt tổng quỏt của đất, tải trọng
cuối cựng cú thể xảy ra tại một độ
lỳn của múng bằng (4 ữ 10)% B
.Trong trường hợp phỏ hoại
cắt cục bộ hoặc xuyờn ngập, tải
trọng cuối cựng cú thể xảy ra tại
độ lỳn bằng (15 ữ 25)% B
Trọng lượng đơn vị khụ,
γd
Trọng lượng đơn vị ướt,γ w
Độ chặt tương đối D r
Cắt xuyên ngập
Cắt cục bộ Cắt tổng
quỏt
quát
203 mm (8 in)
152 mm (6 in)
51 mm (2 in)
51 x 305 mm (2 x 12 in) Tấm chữ nhật ( bề rộng B)
Tấm tròn
Tấm chữ nhật
B S
Cỏc dạng trượt của nền cỏt khi độ sõu đặt múng khỏc nhau.
Trang 7NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
(bàn đẩy chịu đồng thời tải trọng đứng và ngang)
Đối với một loại nền, tùy theo tỷ số giữa tải trọng ngang và đứng (T/P) mà công
trình có thể xẩy ra 3 hình thức mất ổn định:
– Trượt phẳng – Trượt sâu – Trượt hỗn hợp
T
25
2- Thí nghiệm bàn đẩy
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
II Lý thuyết Sức chịu tải của Terzaghi và một số phát triển liên quan
1- Lý thuyết Sức chịu tải của Terzaghi
-Terzaghi (1943) là người đầu tiên giới thiệu một lý thuyết tổng quát để
đánh giá sức chịu tải giới hạn của những móng nông đáy nhám Theo lý thuyết
này, một móng gọi là nông nếu độ sâu đặt móng, D f(Hình), nhỏ hơn hay bằng
bề rộng của nó
- Xét một móng liên tục, hay dạng dải, mặt phá hoại trong đất có dạng
tổng quát ứng với tải trọng giới hạn phân bố đều thẳng đứng (xem Hình
3.5) Đất nền có trọng lượng đơn vị = γ; lực dính đơn vị = c'; Góc ma sát = φ’.
Hình 3.5 Sự phá hoại sức chịu tải trong đất dưới một móng băng cứng nhám
26
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Ảnh hưởng của đất phía trên đáy móng cũng có thể xem như được thay thế bởi
một tải trọng phụ tương đương, q = γDf(trong đóγlà trọng lượng đơn vị của đất)
Vùng phá hoại dưới móng có thể được chia làm ba phần
1 Vùng tam giác ACD ngay sát đáy móng
2 Các vùng cắt toả tia ADF và CDE, có các đường cong DE và DF là những
cung xoắn ốc lôgarit
3 Hai vùng tam giác bị động Rankine AFH và CEG.
do đất trên đáy móng được thay thế bởi một tải trọng phụ tương đương nên bỏ qua
sức chống cắt của đất dọc theo các mặt phá hoại GI and HJ.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
1
Dùng phân tích cân bằng, Terzaghi biểu thị sức chịu tải giới hạn dưới dạng sau
Trong đó: c' = lực dính của đất
γ= trọng lượng đơn vị của đất; q = γD f
N c , N q , Nγ= các hệ số sức chịu tải, không thứ nguyên và là những hàm chỉ củaφ’
Các hệ số sức chịu tải N c , N q và Nγđược xác định bởi
( )
( 1) ' cot 1 2
' 4 cos 2 ' cot 2 ' tan 2 /' 4 / 3
−
=
⎥
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎢
⎣
⎡
−
⎟
⎜
⎛ +
φ π
2
e
'
2 cos
π −ϕ ϕ
π ϕ
' tan 1 cos 2
1
γ
γ= ⎜⎜⎛K p − ⎟⎟⎞
N
(3.6)
Trong đó K pγ= hệ số áp lực bị động Biến thiên của các hệ số sức chịu tải được xác định theo các PT (3.4), (3.5), và (3.6), cho trong Bảng 3.1
(3.3)
Trang 8NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Bảng 3.1 Các hệ số sức chịu tải của Terzaghi - [các PT (3.4), (3.5), và (3.6)]
29 NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
- Để dự tính sức chịu tải của các móng vuông và tròn, PT (3.3) có thể lần lượt
được biến đổi như sau
q u= 1,3c'Nc+ qN q+ 0,4γB Nγ (móng vuông) (3.7)
và q u= 1,3c'Nc+ qN q+ 0,3γB Nγ (móng tròn) (3.8) Trong PT (3.7), B bằng kích thước mỗi cạnh móng; PT (3.8), B bằng đường kính móng
sửa đổi lại các PT (3.3), (3.7), và (3.8) như sau:
q u = 0.867c'N’c + qN’q+ 0,4γB N’γ (móng vuông) (3.10)
qu = 0.867c’N’c; + qN’q; + 0,3γBN'γ (móng tròn) (3.11) N’c, N’qvà N’γ, các hệ số sức chịu tải sửa đổi có thể được tính bằng các phương trình cho hệ số sức chịu tải (Nc, Nq, Nγ), trong đó thayφ’ bằng
Các phương trình sức chịu tải của Terzaghi nay đã được sửa đổi để xét tới các ảnh hưởng củahình dạng móng (B/L) , độ sâu đặt móng (D f ) , và độ nghiêng của tải trọng, (cho trong Mục 3.7, B.M.Das) Tuy nhiên, nhiều nhà thiết kế vẫn dùng phương trình Terzaghi, vì nó vẫn cho kết quả tương đối tốt do có xét tới tính không chắc chắn của điều kiện đất nền tại các hiện trường khác nhau
30
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
' tan 3
2 tan
φ
, ,
,
2
1 '
3
2
γ γBN
qN N c
qu= c+ q+ (móng băng) (3.9)
II Lý thuyết Sức chịu tải của Terzaghi và một số phát triển liên quan
i d s qi
qd qs q ci cd cs c
2
1
- Các hệ số sức chịu tải
Tính chất cơ bản của mặt phá hoại trong đất do Terzaghi đề nghị ngày nay được các nghiên cứu trong phòng và hiện trường về sức chịu tải xác nhận (Vesic, 1973) Tuy nhiên, góc α nêu trong Hình 3.5 gần với (45 + φ’/2) hơn là φ’ Nếu chấp
nhận sự thay đổi này thì các giá trị của N c , N q , và Nγ đối với góc ma sát của
đất đã cho trong Bảng 3.1 cũng sẽ thay đổi Với α = 45 + φ’/2, có thể biểu thị
như sau:
Phương trình (3.23) cho N c, đã được Prandtl (1921) suy ra đầu tiên, và PT
(3.22) cho N q đã được Reissner (1924) giới thiệu Caquot và Kerisel (1953)
và Vesic (1973) đã cho quan hệ của Nγnhư sau:
Bảng 3.4 (trang sau) cho thấy biến thiên của các hệ số sức chịu tải nêu trên theo góc
ma sát :
II Lý thuyết Sức chịu tải của Terzaghi và một số phát triển liên quan
(3.22)
' tan 2
2
' 45
e
⎠
⎞
⎜
⎝
=
( −1)cotφ'
= q
( 1)cotφ'
γ= N q+
Trang 9NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
Bảng 3.4 Các hệ số sức chịu tải
19 13.93 5.8 4.68 45 133.88 134.88 "'271.76
25 20.72 10.66 10.88
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
34
- Các hệ số hình dạng:
Các phương trình cho hệ số hình dạng
Fcs, Fqsvà Fγs do De Beer (1970) đề nghị như sau:
trong đó:
L = chiều dài móng (L > B) Các hệ số hình dạng là các quan hệ thực nghiệm từ nhiều thí nghiệm trong phòng
⎟⎟
⎞
⎜⎜
⎛
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
=
c
q cs
N
N L
B
qs
B
L
⎛ ⎞
s
B
F 1 0, 4
L
γ
⎛ ⎞
- Các hệ số độ sâu:
Hansen (1970) đã đề nghị những phương trình sau cho các hệ số độ sâu:
với D f /B ≤ 1
Fγd = 1
(3.30)
Với D f /B > 1
B
D
B
D
2
' sin 1 ' tan 2
( )
B
D
cd
1
tan 4 , 0
B
D
qd
1
2tan ' sin 1 ' tan 2
Trong các PT (3.31) và (3.32), số hạng tan-1(D f /B) tính theo radian.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
- Các hệ số độ nghiêng:
Meyerhof (1963) và Hanna và Meyerhof
(1981) đề nghị các hệ số độ nghiêng dùng
trong PT (3.21):
2
90
1 ⎟⎟⎞
⎜⎜
⎛
−
=
ci F
2
'
1 ⎟⎟ ⎞
⎜⎜
⎛
−
=
φ
β γ
o
i
F
ở đây, β = góc nghiêng của tải trọng trên
móng so với đường thẳng đứng
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
3- Hệ số an toàn
- Tính toán sức chịu tải cho phép tổng thể của những móng nông đòi hỏi phải gắn
một hệ số an toàn (FS) vào sức chịu tải giới hạn tổng thể, hay
(3.12)
- Trong thực tế cũng dùng hệ số an toàn như sau:
sức chịu tải giới hạn thực Lượng tăng ứng suất thực lên đất = ──────────────── 3.13)
FS
- Sức chịu tải giới hạn thực được xác định bằng áp suất giới hạn của móng mà đất
có thể chịu được vượt quá áp suất gây ra bởi đất xung quanh tại cao trình đáy móng Nếu sự khác nhau giữa trọng lượng đơn vị của bêtông móng và trọng lượng đơn vị đất xung quanh xem như bỏ qua, thì:
trong đó qnet(u)= sức chụ tải giới hạn thực ; q = γD f
Hệ số an toàn xác định bởi PT (3.15) phải ít nhất là 3 trong mọi trường hợp
II Lý thuyết Sức chịu tải của Terzaghi và một số phát triển liên quan
FS
q
all=
( )
FS q q
net all
−
=
Trang 10NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
III Phương páp xác định SCT theo tiêu chuẩn Việt Nam
1- Lý thuyết Sức chịu tải của Terzaghi
-Terzaghi (1943) là người đầu tiên giới thiệu một lý thuyết tổng quát để
đánh giá sức chịu tải giới hạn của những móng nông đáy nhám Theo lý thuyết
này, một móng gọi là nông nếu độ sâu đặt móng, D f(Hình), nhỏ hơn hay bằng
bề rộng của nó
- Xét một móng liên tục, hay dạng dải, mặt phá hoại trong đất có dạng
tổng quát ứng với tải trọng giới hạn phân bố đều thẳng đứng (xem Hình
3.5) Đất nền có trọng lượng đơn vị = γ; lực dính đơn vị = c'; Góc ma sát = φ’.
37 NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
∗ Trường hợp tính theo TTGH 1
- CTr Thường xuyên chịu lực ngang lớn (áp lực đất, áp lực nước…)
- CTr Xây trên sườn dốc dễ bị trượt, lật.
- Tính theo TCVN 4253 – 86: tính toán nền các công trình thủy công.
∗ Tải trọng tính toán (Ntt), THTT cơ bản và đặc biệc, chỉ tiêu cơ
lý đất nền là giá trị tính toán Att(với kđ>1)
I Các hình thức mất ổn định của nền móng
1- Thí nghiệm bàn nén
§2.4 Tính nền móng công trình chịu lực ngang thường
xuyên theo TTGH
38
2- Các tiêu chuẩn phán đoán hình thức mất ổn định
Hình thức mất ổn định ngoài tải trọng còn phụ thuộc vào, kích thước móng, tính
chất đất nền (Khả năng chống trượt, đặc tính cố kết ):
§2.4 Tính nền móng công trình chịu lực ngang thường xuyên theo TTGH
II Phán đoán các hình thức mất ổn định của nền móng
1- Công trình có khả năng chỉ xảy ra trượt phẳng:
- đ/v nền là cát, sét cứng hoặc nửa cứng và thỏa mãn điều kiện:
trong đó [Nσ] = Khi không có thí nghiệm Mô Hình, [Nσ] =1 đ/với cát
chặt , =3 đ/với các loại đất khác
pk–là áp lực phân giới …
γ
b
pk
2
1) 1 (
o n
o v
h a
t k
C
γ
ε +
= γ
.
max
b p
tb
p c
- Đối với nền đất dính (dẻo, dẻo cứng và dẻo mềm), ngoài điều kiện (2.25) cần thỏa mãn thêm 2 đ/k sau:
2- Khi không thỏa mãn 1 trong 3 đ/k trên thì:
- Công trình có khả năng mất ổn định do trượt sâu, nếu công trình chỉ chịu lực đứng
- Công trình có khả năngtrượt hỗn hợpnếu CT chịu cả lực ngang
III Xác định mức độ ổn định của nền móng
Công thức chung để kiểm tra mức độ ổn định là :
n
gh tt
c
k
mR N