BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

NỀN VÀ MÓNG

GV: TS. TRẦN VĂN TIẾNG

TP.HCM 12/01/2013

Bài giảng Nền Móng

BÀI BÀI GiẢNG

NỀN MÓNG GiẢNG MÔN MÔN NỀN MÓNG

GV: TS. TRẦN VĂN TiẾNG

: NỀN MÓNG Môn Môn họchọc: NỀN MÓNG

GV: TS. Tiếng GV: TS. TrầnTrần VănVăn Tiếng tiết: : SốSố tiết

tiết –– 3TC3TC

• • TrênTrên lớplớp: : 45 45 tiết tiết • • TựTự họchọc: : 90 90 tiết

ĐánhĐánh giágiá MHMH::

chuyên cầncần: : 10%10%

• • ĐiểmĐiểm chuyên • • BàiBài tậptập, , báobáo cáocáo: : 2020%% cuối HK: HK: 70 70 %% • • ThiThi cuối Hình Hình thức đánh giá:

Thi viết 90 phút thức đánh giá: Thi viết 90 phút Được xem tài liệu Được xem tài liệu

GV: TS. Trần Văn Tiếng 1

Bài giảng Nền Móng

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC

chương 5 chương

Chương 00: : Mở đầu Chương

Chương 11:: Những nguyên lý cơ bản tính toán Chương

và thiết kế Nền Móng

Chương 22:: Móng nông Chương

Chương 33:: Móng sâu (Móng cọc) Chương

Chương 44:: Gia cố nền Chương

HỌC TẬP LIỆU HỌC TẬP

TÀI TÀI LIỆU chính:: trình chính

-- Sách,

Sách, giáogiáo trình [1] Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng, NXB ĐHQG TP.HCM, 2011

-- SáchSách (TLTK)

(TLTK) thamtham khảokhảo::

foundation

[2] Lê Đức Thắng, Nền và móng, NXBGD, Hà Nội – 1998 [3] Trần Văn Quảng, Nền và móng [4] Vũ Công Ngữ, Thiết kế móng nông [5] J.E. Bowles, Foundation Analysis and Design, 5th edition, McGraw Hill, 1997 [6] Braja M. Das, Principles of Engineering, 6th edition, Thomson, 2007

GV: TS. Trần Văn Tiếng 2

Bài giảng Nền Móng

MỞ ĐẦU CHƯƠNG MỞ ĐẦU CHƯƠNG

+ Vị trí môn học trong khối kiến thức ngành + Đối tượng nghiên cứu + Yêu cầu môn học + Phương pháp nghiên cứu của môn học. + Mục đích: CĐRCĐR thức:: KiếnKiến thức 1/ Hiểu được các nguyên tắc chung của thiết kế nền móng: số liệu địa chất, tải trọng tính toán, các trạng thái giới hạn I, II. 2/ Thực hiện tính toán được các phương án móng nông, móng sâu. 3/ Biết được nguyên lý cơ bản trong gia cố nền. 4/ Tính toán được các phương án móng trong đồ án môn học nền móng. 5/ Hiểu được hồ sơ thiết kế kết cấu móng công trình thực tế bên ngoài.

KỹKỹ năngnăng:: 6/ Giải thích được các nguyên lý tính toán cơ bản giữa móng nông, móng sâu và móng trên nền gia cố. 7/ Áp dụng các nguyên lý tính toán trong các bài toán thiết kế và đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp.

TháiThái độđộ nghềnghề nghiệp nghiệp:: 8/ Có nhận thức đúng về tầm quan trọng của việc lựa chọn phương án móng hợp lý trong trong công trình dân dụng và công nghiệp. 9/ Lĩnh hội các kiến thực tiễn bên ngoài và vận dụng các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành vào trong thiết kế một cách linh hoạt.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 3

Bài giảng Nền Móng

CChương

hương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG

Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng 1.1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng Phân loại Nền và Móng 2.2. Phân loại Nền và Móng Biến dạng của Nền và lún của Móng 3.3. Biến dạng của Nền và lún của Móng Sức chịu tải của nền 4.4. Sức chịu tải của nền Tính toán Nền Móng theo các TTGH 5.5. Tính toán Nền Móng theo các TTGH Dữ liệu và trình tự thiết kế 6.6. Dữ liệu và trình tự thiết kế

CChương

hương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG

1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng 1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng

Kết cấu bên trên

Móng

Nền

GV: TS. Trần Văn Tiếng 4

Bài giảng Nền Móng

NềnNền móngmóng là

là bộbộ phậnphận công

công trình

trình rấtrất đặcđặc biệtbiệt::

 Đất là vật thể rời, rất phức tạp, số liệu về nó khó đạt độ tin cậy cao, đồng thời lý thuyết về nền móng còn sai khác nhiều so với thực tế. Nền móng là một khoa học tổng hợp về đất đá, kết cấu và kĩ thuật thi công.

 Móng ở trong môi trường phức tạp và thường ở trong những điều kiện bất lợi cho vật liệu (ẩm ướt, ăn mòn ...).

 Thi công và đặc biệt khi sửa chữa rất khó khăn đôi

khi đòi hỏi gía thành cao.

 Phần lớn công trình hư hỏng hoặc lãng phí do

những sai sót phần nền móng.

1.1. Móng 1.1. Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 5

Bài giảng Nền Móng

1

2

3

4

5

1.2. Nền 1.2. Nền

Phân loại 2.2. Phân loại 2.1. MóngMóng 2.1.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 6

1

2

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 7

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 8

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 9

3

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 10

4

Bài giảng Nền Móng

1

2

3

4

Phân loại 2.2. Phân loại 2.2. NềnNền 2.2.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 11

1

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 12

2

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 13

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 14

3

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 15

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 16

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 17

Bài giảng Nền Móng

Các hư hỏng công trình do nền móng gây ra 2.2. Các hư hỏng công trình do nền móng gây ra

 Lún nhiều: làm sai cốt thiết kế, đè vỡ đường ống, ảnh hưởng đến công trình lân cận.  Lệch nhiều: ứng suất phụ thêm trong kết cấu bị nứt nẻ, thấm, dột và có thể dẫn đến phá hoại các bộ phận kết cấu. Thường do các nguyên nhân:

 Móng không phù hợp: ví dụ: Pizza, ...  Công trình có tải trọng phân bố không đều  Nền đất yếu, điều kiện địa chất phức tạp, bất lợi (hình a)  Nền đất không đồng nhất và xen kẹp phức tạp (hình b, c, d, e)

 Trong quá trình thi công, đất bị biến đổi mạnh khó xác định đúng, gây ra các rủi ro cho công trình, trong đó thường do sai sót trong đánh giá về nền đất xây dựng.

 Công trình mất ổn định với nền đất, có thể dẫn tới bị phá hoại

GV: TS. Trần Văn Tiếng 18

Bài giảng Nền Móng

 Trượt trồi: thường gặp với móng nông, khi tải đứng lớn, gia tải với tốc độ nhanh trên nền cố kết chậm, bão hoà:

 Trượt sâu: thường xẩy ra đối với mái đất, phân lớp nghiêng lớn, móng sâu.

 Trượt ngang: tương ứng với trường hợp tải ngang lớn như đập, tường chắn, cầu, cảng, công trình biển.  Lật: thường xẩy ra đối với các công trình cao, lệch tâm lớn, tường chắn đất.

Biến dạng của Nền và lún của Móng 3.3. Biến dạng của Nền và lún của Móng

Độ lún của đất:

s = se + sc + ss

se – độ lún tức thời

sc – độ lún do cố kết

se – độ lún do từ biến

GV: TS. Trần Văn Tiếng 19

Bài giảng Nền Móng

s

e

2  pb 1   E

p – áp lực tại mặt đáy móng b – bề rộng móng chữ nhật hay đường kính móng tròn , E – hệ số Poisson và mô-đun đàn hồi của đất dưới đáy móng  – hệ số hình dạng và độ cứng; được xác định dựa trên lý thuyết đàn hồi; phụ thuộc vào chiều dày lớp đất, hình dạng và độ cứng của móng

Độ lún đàn hồi 3.1.3.1. Độ lún đàn hồi

Hệ số hình dạng và độ cứng :

ln

m ln

max( tâm )

1 

2 1 m m 2 1 m m

2 1 m 1 2 1 m 1

   

   

   

   

   

   

  góc

max( tâm ) 2

0.848

 m

max( tâm )

0.785

const

max( tâm )

m

l b

GV: TS. Trần Văn Tiếng 20

Bài giảng Nền Móng

Bảng tra hệ số hình dạng và độ cứng : (bảng 1.1, trang 29, Nền Móng Châu Ngoc Ẩn, 2011)

Trường hợp 1: Hệ số hình dạng và độ cứng  cho diện truyền tải hình tròn và chữ nhật trên bán không gian đàn hồi vô hạn

Bảng tra hệ số hình dạng và độ cứng :

Trường hợp 2: Hệ số hình dạng và độ cứng  cho diện truyền tải hình tròn và chữ nhật trên bán không gian đàn hồi hữu hạn

GV: TS. Trần Văn Tiếng 21

Bài giảng Nền Móng

Độ lún do cố kết 33..22.. Độ lún do cố kết

Phương pháp tổng phân tố: (quan hệ e – p)

 Trước khi xây dựng móng, áp lực tại độ sâu Df là

* D f

tc

 Sau khi xây dựng móng, áp lực tại độ sâu Df là

 tb

D f

N F

 Áp lực gây lún

tc

(

  

p gl

*)D f

tb

N F  Chia nền đất dưới đáy móng thành các lớp mỏng có chiều dày

  0.4 0.6 b 

ih

 Xác định áp lực tại giữa lớp đất trước và sau khi xây móng p1i & p2i :



gl ( i )

z( i )

k p oi gl

Với

k

p 1i p 2i

'  bt( i ) p  1i

gl( i )

oi

l / b z / b i

   

zi – khoảng cách từ đáy móng đến giữa lớp i

 Suy ra hệ số rỗng tại giữa lớp đất trước và sau khi lún e1i & e2i :

Từ quan hệ nén lún e – p

e 1i e 2 i

p 1i p 2i

 Tính độ lún của lớp i là

s i

h i

e e  1i 2i 1 e  1i

GV: TS. Trần Văn Tiếng 22

Tính lún đến lớp phân tố thứ i có

Đất tốt E 5MPa

0.2

'  bt ( i )

gl ( i )

0.1

Đất yếu E 5MPa

'  bt ( i )

gl ( i )

Bài giảng Nền Móng

Độ lún của móng (tại tâm)

n

n

s

i

h i

  s 

i 1 

i 1 

e e  2i 1i 1 e  1i

 Điều kiện biến dạng (lún)

s

s  g h s – độ lún của nền (độ lún ở tâm móng) sgh – độ lún cho phép của móng

Độ lún cho phép của móng được quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh của công trình (tham khảo bảng….), đối với nhà BTCT đổ toàn khối sgh = 8cm.

Sức chịu tải của nền đất 4.4. Sức chịu tải của nền đất

4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo 4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo

4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạ điểm 4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạ điểm

4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu 4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu

chôn móng, độ nghiêng của tải tác dụng chôn móng, độ nghiêng của tải tác dụng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 23

Bài giảng Nền Móng

Sức chịu tải của nền đất 4.4. Sức chịu tải của nền đất 4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo 4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo

GV: TS. Trần Văn Tiếng 24

(Bảng 1.20, trang 58, Nền Móng, Châu Ngoc Ẩn, 2011)

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 25

(Bảng 1.21, trang 59, Nền Móng, Châu Ngoc Ẩn, 2011)

Bài giảng Nền Móng

4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạn điểm 4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạn điểm

GV: TS. Trần Văn Tiếng 26

Bài giảng Nền Móng

Theo Terzaghi

 Móng băng

 cN qN

 0 5

q u

c

. BN

q

GV: TS. Trần Văn Tiếng 27

Bài giảng Nền Móng

4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu 4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu

(Bảng 1.22, trang 67, Nền Móng, Châu Ngoc Ẩn, 2011)

chôn móng, độ nghiêng của tải tác dụng chôn móng, độ nghiêng của tải tác dụng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 28

Bài giảng Nền Móng

Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn 5.5. Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn 5.1. TTGH I: tính toán nền móng thỏa các điều kiện cường độ 5.1. TTGH I:

(sức chịu tải, trượt, lật,...), tính với tải trọng tính toán

55..22. TTGH II:

. TTGH II: tính toán nền móng thỏa các điều kiện biến dạng (lún, nghiêng,...), tính với tải trọng tiêu chuẩn

LưuLưu ýý::  Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng mà có thể kiểm sóat được giá trị của nó trong điều kiện thi công hoặc sử dụng công trình bình thường.  Tải trọng tính toán được định nghĩa là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vượt tải n. Hệ số vượt tải từ 1,1 đến 1,4 tùy theo loại tải trọng.

 Khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn biến dạng được tiến hành với tổ hợp chính các tải trọng tiêu chuẩn.  Khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn cường độ được thực hiện với tổ hợp phụ, tổ hợp đặc biệt các tải trọng tính toán.  Khi tính toán nền theo ứng suất cho phép được thực hiện với tổ hợp phụ, tổ hợp đặc biệt các tải trọng tính toán và các hệ số an toàn thích hợp.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 29

Bài giảng Nền Móng

FS

FS

q ult tt p

FS

FS

truot

truot

chongtruot F

gaytruot

 F 

Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn 55.. Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn . TTGH I: tính toán nền móng thỏa các điều kiện cường độ 55..11. TTGH I: (sức chịu tải, trượt, lật,...), tính với tải trọng tính toán

GV: TS. Trần Văn Tiếng 30

M

chonglat

FS

FS

lat

lat

M

gaylat

Bài giảng Nền Móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 31

Bài giảng Nền Móng

Ví dụ minh họa

Điều kiện trượt

R E 

p

FS

FS

hay

H

R E 

truot

d

d

p

truot

d H

d

Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn 5.5. Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn 5.2. TTGH II: tính toán nền móng thỏa các điều kiện biến 5.2. TTGH II: dạng (lún, nghiêng,...), tính với tải trọng tiêu chuẩn

GV: TS. Trần Văn Tiếng 32

Bài giảng Nền Móng

 Tĩnh tải: trọng lượng bản thân công trình  Hoạt tải: hoạt tải sử dụng, hoạt tải sửa chữa, gió, động đất,

cháy nổ, …

 Các tổ hợp tải trọng

Dữ liệu và trình tự thiết kế 6.6. Dữ liệu và trình tự thiết kế 6.1. Các tiêu chuẩn và quy phạm 6.1. Các tiêu chuẩn và quy phạm 6.2. Tải trọng 6.2. Tải trọng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 33

Bài giảng Nền Móng

Mặt bằng, mặt cắt, các yêu cầu công năng, sơ đồ kết cấu, bảng tổ hợp tải trọng (N, M, Q) tác dụng lên móng. (Các loại tải trọng, tổ hợp tải trọng giống như phần kết cấu bên trên)

. Tài liệu về công trình và nền đất 66..33. Tài liệu về công trình và nền đất

GV: TS. Trần Văn Tiếng 34

Bài giảng Nền Móng

THỨC CẦN NẮM KiẾNKiẾN THỨC CẦN NẮM

Các loại móng và nền 1.1. Các loại móng và nền Ôn tập các phương pháp tính ứng suất trong 2.2. Ôn tập các phương pháp tính ứng suất trong đấtđất Các phương pháp tính lún 3.3. Các phương pháp tính lún Các phương pháp tính Sức chịu tải của nền 4.4. Các phương pháp tính Sức chịu tải của nền Tính toán Nền Móng theo các TTGH 5.5. Tính toán Nền Móng theo các TTGH Dữ liệu và trình tự thiết kế 6.6. Dữ liệu và trình tự thiết kế

GV: TS. Trần Văn Tiếng 35

Bài giảng Nền Móng

Bài tập Bài tập

BàiBài giảigiải

1.1. Kiểm tra độ ổn định nền Kiểm tra độ ổn định nền Áp lực tại đấy móng

tc

tc

2

p

, * ,

,

(T / m )

2 2 1 5 14 664 

 tb

D f

N F

,

45 , * 1 8 2 2

sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất dưới đáy móng

tc

R

Dc

 m Ab

BD f

 2

 1

Nền cát chặt trung bình m=1 φ = 28°,  A=0,9834, B=4,9338, D=7,3983

tc

R

Dc

 m Ab

BD f

 2

 1

2

,

*

* , * ,

* , * ,

,

, 16 507

1 0 9834 1 8 1 8 4 9338 1 5 1 8 0 

 

 T / m

 ptc

2

Ab

,

,

16 507 27 73 

R II

 II

BD f

*  II

Dc II

 T / m

m m 2 1 tc k

, * , 1 4 1 2 1

GV: TS. Trần Văn Tiếng 36

Bài giảng Nền Móng

Tính lún theo phương pháp tổng phân tố Tính lún theo phương pháp tổng phân tố

tc

tc

2

D 14,664 1,8 * 1,5 11,964 T / m

D p 

tb

p gl

f

f

2.2. Áp lực tại đấy móng   *   

N F

Chia nền thành các lớp phân tố dày 0,45m Tính các giá trị sau:



gl ( i )

z( i )

k p oi gl

p 1i p 2i

'  bt( i ) p  1i

gl( i )

Tra bảng

k

oi

l / b z / b i

   

Độ lún của lớp phân tố thứ i:

s i

h i

e e  1i 2i 1 e  1i

GV: TS. Trần Văn Tiếng 37

0,9

0,88

0,86

Bài giảng Nền Móng

Biểu đồ e-p

0,84

0,82

0,8

0,78

0,76

0,74

0

20

40

60

80

100

-15

-10

-5

0

5

10

15

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

σbt σz

Lớp

Điểm

z(m)

z/b

ko

p1i

p2i

e1i

e2i

si

σz

σbt

0

0

1

11,964

2,7

0

3,105

14,62633 0,860854 0,814434 0,011225

1

1

0,45

0,25

0,926

11,07866

3,51

2

3,915

13,64771 0,856642 0,816881 0,009637

2

0,9

0,5

0,701

8,386764

4,32

3

4,725

11,82264 0,85243 0,821443 0,007527

3

1,35

0,75

0,4855 5,808522

5,13

4

5,535

10,44921 0,848325 0,824877 0,005709

4

1,8

1

0,336

4,019904

5,94

5

6,345

9,808578 0,844275 0,826957 0,004226

5

2,25

1,25

0,243

2,907252

6,75

6

7,155

9,688377 0,840225 0,827558 0,003098

6

2,7

1,5

0,1805 2,159502

7,56

7

7,965

9,83276 0,836175 0,826836 0,002289

7

3,15

1,75

0,13173 1,576018

8,37

8

8,775

10,20906 0,832125 0,825477 0,001633

8

3,6

2

0,108

1,292112

9,18

9

9,585

10,75448 0,828075 0,824114 0,000975

9

4,05

2,25

0,0875

1,04685

9,99

0,046318

Stotal=

10

Stotal < [sgh]=8cm

GV: TS. Trần Văn Tiếng 38

Bài giảng Nền móng

BÀI GiẢNG MÔN NỀN MÓNG

Chương 2: Móng nông

GV: TS. TRẦN VĂN TiẾNG

Chương 2: MÓNG NÔNG

1. Định nghĩa: Móng nông:

2

fD b

Không kể ma sát và lực dính hai bên móng

2. Phân loại:  Theo hình dạng:

• Móng đơn: chịu tải đúng tâm, lệch tâm nhỏ, lệch tâm lớn. • Móng phối hợp: đặt dưới 2 cột. • Móng băng: 1 phương, 2 phương dưới tường hoặc cột chịu lực. • Móng bè: cho một phần hoặc toàn bộ công trình; cấu tạo: bản, sàn

nấm, bè hộp.

 Theo cách thi công: lắp ghép, toàn khối  Theo vật liệu: gạch, đá, bê tông, bê tông cốt thép  Theo độ cứng: móng cứng, móng mềm

GV: TS. Trần Văn Tiếng 1

Bài giảng Nền móng

3. Chiều sâu đặt móng: • Đủ sâu hơn lớp đất bề mặt chịu ảnh hưởng của phong hóa thời tiết • Ít ảnh hưởng đến móng công trình lân cận • Đặt trên lớp đất đủ chịu lực, không đặt trên rễ cây, đường ống dẫn • Đặt đủ sâu thỏa điều kiện trượt và lật cho móng (món lệch tâm, móng

băng)

4. Móng đơn 4.1 Móng đơn chịu tải đúng tâm 4.2 Móng đơn chịu tải lệch tâm

Trình tự tính toán và thiết kế

Tính toán thiết kế

Thông số đầu vào - Tải trọng (N,M,H) tại chân cột - Địa chất: đặc trưng γ, c, , e- p, …

Thông số đầu đầu ra - Chiều sâu đặt móng Df - Kích thước đáy móng b × l - Chiều cao móng h -Thép trong móng

Bản vẽ thi công

TCXD (VN) Eurocode 7 BS, ACI, …

GV: TS. Trần Văn Tiếng 2

Bài giảng Nền móng

4.1 Móng đơn chịu tải đúng tâm

Bước 1. Xác định kích thước đáy móng b× l sao cho nền đất dưới đáy móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

Bước 2. Xác định chiều cao móng h (Dựa vào điều kiện chống xuyên thủng)

Bước 3. Tính toán và bố trí thép

Bước 4. Trình bày bản vẽ

Bước 1. Xác định kích thước đáy móng b× l sao cho nền đất dưới đáy móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng • Điều kiện ổn định

ptc ≤ Rtc ≈ RII

ptc - áp lực tiêu chuẩn tại mặt đáy móng

tc

tc

p

  tb

D f

N F

F = b× l – diện tích đáy móng γtb – trọng lượng riêng trung bình của đất và bê tông

tt

N

tc N  n

Ntc - lực dọc tiêu chuẩn Ntt – lực dọc tính toán

n= 1.15 – hệ số giảm tải

tc

(QPXD 45-70)

Dc

R

Rtc - sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất dưới đáy móng  m Ab

BD f

 2

 1

(QPXD 45-78)

Ab

BD f

R II

*  II

 II

Dc II

RII - sức chịu tải theo trạng thái giới hạn thứ II m m 2 1 tc k

GV: TS. Trần Văn Tiếng 3

Bài giảng Nền móng

Cách xác định bxl thỏa điều kiện ổn định

 Chọn sơ bộ b=1m  Tính Rtc  Xác định diện tích sơ bộ của đáy móng

tc

tc

D R 

ptc ≤ Rtc 

 tb

f

N F

tc

F

tc

R

N 

D tb f

 Móng chịu tải đúng tâm nên có thể chọn

b=l 

 Chọn bxl

F

 Kiểm tra kích thước đã chọn phải thỏa điều kiện ptc ≤ Rtc  Nếu không thỏa thì tăng bxl

• Điều kiện cường độ

tt

p

q

a

q ult FS

ptt - áp lực tính toán dưới đáy móng

tt

tt

p

 tb

D f

N F

qa – sức chịu tải cho phép của đất nền dưới đáy móng qult – sức chịu tải cực hạn của đất nền dưới đáy móng

q

ult

N cN qN c

q

b  2

FS – hệ số an toàn (FS = 23) Nγ, Nc, Nq tra bảng q = γDf là áp lực tác động bên hông móng, γ là trọng lượng riêng từ đấy móng lên mặt đất

Nếu điều kiện ptt qa không thỏa tăng bxl

GV: TS. Trần Văn Tiếng 4

Bài giảng Nền móng

• Điều kiện biến dạng (lún)

s

s  g h

s – độ lún của nền (độ lún ở tâm móng) sgh – độ lún cho phép của móng

Độ lún cho phép của móng được quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh của công trình (tham khảo bảng….), đối với nhà BTCT đổ toàn khối sgh = 8cm.  Trình tự tính toán độ lún s xem mục 1.2 chương 1

n

n

s

i

h i

  s 

n

e e  2 i 1i 1 e 

1

1

1e

p oi

p  i

s

H log i

n

1

C  i 1 e oi

 p oi

s

a oi

p h i i

1

Tính theo đường e-logp

n

Với

1  

s

 i

p h i i

 i E

1

2 2  i 1   i

oi Tính theo đường e-p

Áp lực gây lún trung bình tâm đáy móng

tc

p gl

tb

D f

 *   

N F

Bước 2. Xác định chiều cao móng h Dựa vào điều kiện chống xuyên thủng

P cx

P xt Pxt – lực gây xuyên thủng Pcx – lực chống xuyên thủng

Xét cân bằng lực của phần nón xuyên

tt



P xt

b c

2h o

2h o

p bxl  

 

p

Để kinh tế có thể tính với

tt net

h c tt N bl

P cx

0.75R 2b bt c

2h c

 4h h o o

GV: TS. Trần Văn Tiếng 5

Bài giảng Nền móng

Cách xác định chiều cao móng h

P xt

P cx

i)

BPT bậc 2 theo ho  ho  h = ho + a (làm tròn lên)

P xt

P cx

ii) Chọn trước h  ho = h – a  Kiểm tra điều kiện

GV: TS. Trần Văn Tiếng 6

Bài giảng Nền móng

Bước 3. Tính toán và bố trí thép

 Thép theo phương cạnh dài l

 Moment tại mặt cắt ngàm 1-1

2

tt

tt

M

p

x

b

b

 p l h c

1 1 

l h  c 2

l h  c 2x2

1 8

GV: TS. Trần Văn Tiếng 7

 Diện tích cốt thép

1 1 

A

s1

M 1 1  R h s o

M 0.9R h s o

 Bố trí thép

• Chọn Φ  Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép

sa

2  4

• Số thanh thép

(làm tròn lên)

n s

A s1 a s

• Khoảng cách giữa các thanh

(làm tròn xuống)

Bài giảng Nền móng

@

1

b 2 x100 

 n s

 Thép theo phương cạnh ngắn b: tính tương tự như thép cho phương cạnh dài

Bước 4. Trình bày bản vẽ

 Bê tông lót đá 4x6, B7.5 dày 100mm

(cốt pha đáy)

 Thép móng AI: Rs = 225 Mpa

 Bê tông bảo vệ dày 50mm

 Cát lót đáy dày 100 đến 200mm, giữ

vai trò biên thoát nước khi nền đất

bão hòa bị biến dạng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 8

Bài giảng Nền móng

4.2 Móng đơn chịu tải lệch tâm

Bước 1. Xác định kích thước đáy móng b× l sao cho nền đất dưới đáy móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng (trượt , lún)

Bước 2. Xác định chiều cao móng h (Dựa vào điều kiện chống xuyên thủng)

Bước 3. Tính toán và bố trí thép

Bước 4. Trình bày bản vẽ

4.2 Móng đơn chịu lệch tâm

Bước 1. Xác định kích thước đáy móng b× l sao cho nền đất dưới đáy móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng  Điều kiện ổn định

tc

R

tc

tc p tb p

1.2R

tc max

p

0

tc min

tc

tc

tc

     maxp , , - áp lực tiêu chuẩn trung bình,

minp

tbp

cực đại và cực tiểu

Trường hợp đấy móng hình chữ nhật

tc

M

p

 tb

D f

tc m ax min

tc tc M N y đ x đ F W W x

y

tc

p

 tb

D f

tc 6M y đ 2

tc m ax min

tc 6M x đ 2 b l

bl

N F tc

tc p tb

 tb

D f

N F

GV: TS. Trần Văn Tiếng 9

Tổng hợp moment tại tâm đáy móng

M

Bài giảng Nền móng

tc x đ

M

M H h 

tt y

tt x

tt x đ

M

M H h 

tt x

tt y

tt đy

M

tc đy

tt M x đ n tt M đy n

Công thức theo độ lệch tâm

tc

6e y

x

p

 tb

D f

tc m ax min

N F

6e l

b

 1  

  

M

e

e y

x

tc đx tc

tc y đ tc

M N

N

ex , ey – độ lệch tâm của lực dọc theo phương x và y

Cách xác định bxl thỏa điều kiện ổn định  Chọn sơ bộ b=1m

tc

R

Ab

Dc

 Tính Rtc

 II

BD f

*  II

II

m m 2 1 tc k

 Xác định diện tích sơ bộ của đáy móng

tc

tc

tc

tc

tc

D R 

F

tbp

R 

 tb

f

tc

N F

R

N 

D tb f

 Chọn b và l theo

F

tc

 Kiểm tra kích thước đã chọn phải thỏa điều kiện

R

tc

tc p tb p

1.2R

tc max

p

0

tc min

    

 Nếu không thỏa thì tăng bxl  Giải lặp thử dần để có kết quả tối ưu nhất

GV: TS. Trần Văn Tiếng 10

 Điều kiện cường độ

p

q

tt max

a

q ult FS

tt

- áp lực tính toán cực đại

maxp

tt

M

tt y

p

đ

tt m ax

 tb

D f

Bài giảng Nền móng

tt M N x đ F W W x

y

qult , qa – sức chịu tải cực hạn và cho phép của đất nền dưới đáy móng

q

ult

N cN qN c

q

b  2

FS – hệ số an toàn (FS = 23) Nγ, Nc, Nq tra bảng q



D f

Nếu điều kiện

không thỏa tăng bxl

p

q

tt max

a

 Điều kiện trượt

FS

FS

truot

truot

chong truot  F

gay truot 

 F 

- hệ số an toàn trượt

FS

truot

F

R bE 

d

p

chong truot 

F

H

bE

tt x

a

gay truot 

 

Ea, Ep – áp lực đất chủ động và bị động Rd – lực ma sát giữa móng và nền đất

 c * b * l

R d

 tan   a

a

tt

tt p tb

 tb

D f

N F

FS

- hệ số an toàn trượt cho phép (1.2 1.5)

truot

GV: TS. Trần Văn Tiếng 11

 Điều kiện biến dạng (lún và xoay)

Kiểm tra điều kiện lún như phần móng chịu tải đúng tâm

Kiểm tra xoay

i

i

0,2%

gh

Tính góc xoay theo phương pháp lớp biến dạng tuyến tính

2 

i

k

l

l

tc N e l 3

1  Ek

m

2 

i

k

b

b

1  Ek

m

b 2

l     2   tc N e b 3   

  

Các hệ số kl, kb, km tra bảng; el, eb độ lệch tâm theo phương cạnh dài và cạnh ngắn

Bài giảng Nền móng

Bước 2. Xác định chiều cao móng h

Cách xác định chiều cao móng h

Chọn trước h  ho = h – a  Kiểm tra điều kiện Dựa vào điều kiện chống xuyên thủng

P xt

P cx

Pxt – lực gây xuyên thủng Pcx – lực chống xuyên thủng

Trường hợp Móng lệch tâm 1 phương

2

2

Xét cân bằng lực của mặt tháp xuyên nguy hiểm tt tt p 1 max

x

b

 

b c

2h o

 2b l b c

P xt

b h c

 

 

p  2

1 4

l

2h o

h c 2

tt

p

 tb

D f

tt m ax min

N F

tt 6M đ 2 b * l

GV: TS. Trần Văn Tiếng 12

Bài giảng Nền móng

Bước 2. Xác định chiều cao móng h

Trường hợp Móng lệch tâm 2 phương

2

2

b

 

P xt

* p x tb

b c

2h o

 2b l b c

b h c

tt

 

 

1 4

6e y

x

p

tt A

 tb

D f

p

p

p

N F

6e l

b

tt A

tt p D

tt A'

tt D'

 1  

  

Với

* p tb

 4

tt

6e y

x

tt p D

 tb

D f

N F

6e l

b

 1  

  

tt

y

x

p

tt A'

 tb

D f

2

2

N F

12e h / 2 h c o l

12e b / 2 h c o b

 1  

  

tt

y

x

p

1

tt D'

 tb

D f

2

2

N F

12e h / 2 h c o l

12e b / 2 h c o b

  

  

Bước 3. Tính toán và bố trí thép

 Thép theo phương cạnh dài l

 Trường hợp lệch tâm 1 phương

Moment tại mặt cắt ngàm 1-1

Hợp lực P1

p

tt max

tt p 2

x

b

P 1

 2

l h  c 2

Cánh tay đòn d1

x

d 1

l h  c 2x3

 

tt 2 p max tt p max

tt p 2 tt p 2

2

Moment

M

2 p

b

1 1

tt max

tt p 2

l h  c

 



1 24

GV: TS. Trần Văn Tiếng 13

Bài giảng Nền móng

Bước 3. Tính toán và bố trí thép

 Thép theo phương cạnh dài l

 Trường hợp lệch tâm 2 phương tt p , p , p , p ,p ,p C

Tính tt A

tt D

tt B

BC

AD

tt

6e y

x

p

tt A

 tb

D f

N F

6e l

b

 1  

  

tt

6e y

tt p B

 tb

D f

N F

6e x l

b

tt

6e

y

tt p C

 tb

D f

N F

6e x l

b

 1    1  

     

tt

6e y

x

tt p D

 tb

D f

N F

6e l

b

 1  

  

p

AD

tt p D

p

BC

tt p C

 tt 0,5 p A  tt 0,5 p B

 

Bước 3. Tính toán và bố trí thép

 Thép theo phương cạnh dài l

 Trường hợp lệch tâm 2 phương

p

 max p ,p

tt max

AD

BC

tt

 p ,p AD

BC

2p Nội suy từ

Moment

2

M

2 p

b

tt max

tt p 2

l h  c

  1 1



1 24

GV: TS. Trần Văn Tiếng 14

 Diện tích cốt thép

1 1 

A

s1

M 1 1  R h s o

M 0.9R h s o

 Bố trí thép

• Chọn Φ  Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép

sa

2  4

• Số thanh thép

(làm tròn lên)

n s

A s1 a s

• Khoảng cách giữa các thanh

(làm tròn xuống)

Bài giảng Nền móng

@

1

b 2 x100 

 n s

Bước 3. Tính toán và bố trí thép

 Thép theo phương cạnh ngắn b

 Trường hợp lệch tâm 1 phương

 Moment tại mặt cắt ngàm 2-2

Hợp lực P2

l

P 2

 tt p tb

b b  c 2

p

p

tt min

tt max

Với

tt p tb

 2

Cánh tay đòn d2

d

2

b b  c 4

2

M

l

Moment

2 2

 p b b c

tt tb

 

1 8

GV: TS. Trần Văn Tiếng 15

 Thép theo phương cạnh ngắn b

 Trường hợp lệch tâm 2 phương: Tính moment như tính cho phương cạnh

dài l

 Diện tích cốt thép

A

s2

M 2 2  R h  s o

M 2 2  0.9R h s o

 Bố trí thép

• Chọn Φ  Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép

sa

2  4

• Số thanh thép

(làm tròn lên)

n s

A s2 a s

• Khoảng cách giữa các thanh

(làm tròn xuống)

Bài giảng Nền móng

@

1

l 2 x100  n s

Bước 4. Trình bày bản vẽ

 Bê tông lót đá 4x6, B7.5 dày 100mm

(cốt pha đáy)

 Thép móng AI: Rs = 225 Mpa

 Bê tông bảo vệ dày 50mm

 Cát lót đáy dày 100 đến 200mm, giữ

vai trò biên thoát nước khi nền đất

bão hòa bị biến dạng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 16

Bài giảng Nền móng

5. Móng Băng 5.1 Móng băng một phương (dưới dãy cột)

5.1 Móng băng một phương (dưới dãy cột)

Trình tự tính toán và thiết kế

Tính toán thiết kế

Thông số đầu vào - Tải trọng (N,M,H) tại chân cột - Địa chất: đặc trưng γ, c, , e- p, …

Thông số đầu đầu ra - Chiều sâu đặt móng Df - Kích thước đáy móng b × L - Kích thước tiết diện ngang -Thép trong móng

Bản vẽ thi công

sb

TCXD (VN) Eurocode 7 BS, ACI, …

GV: TS. Trần Văn Tiếng 17

Bài giảng Nền móng

5.1 Móng băng một phương (dưới dãy cột)

Bước 1. Chọn Df và Xác định kích thước đáy móng b× L sao cho nền đất dưới đáy móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng (trượt , lún)

Bước 2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện ngang

Bước 3. Tính toán và bố trí thép cho bản móng

Bước 4. Tính toán và bố trí thép cho dầm móng

Bước 5. Trình bày bản vẽ

Bước 1. Chọn Df, Xác định kích thước đáy móng b× L sao cho nền đất dưới đáy móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng  Điều kiện ổn định

tc

R

tc

tc p tb p

1.2R

tc max

p

0

tc min

    

tc

tc

tc

tbp

maxp , , - áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại và cực tiểu

minp

tc

tc

p

 tb

D f

tc m ax min

N M  F W tc

tc

p

 tb

D f

tc m ax min

6M 2 bL

N F tc

tc p tb

 tb

D f

N F

GV: TS. Trần Văn Tiếng 18

Bài giảng Nền móng

Tổng hợp lực và moment tại tâm đáy móng

di cánh tay đòn: khoảng cách từ lực Ntt

i đến trọng tâm đáy móng

Cách xác định bxL thỏa điều kiện ổ định

GV: TS. Trần Văn Tiếng 19

 Điều kiện cường độ

p

q

tt max

a

q ult FS

tt

- áp lực tính toán cực đại

maxp

tt

tt

p

tt m ax

 tb

D f

N F

6M 2 bL

qult , qa – sức chịu tải cực hạn và cho phép của đất nền dưới đáy móng

q

ult

N cN qN c

q

b  2

FS – hệ số an toàn (FS = 23) Nγ, Nc, Nq tra bảng

p

q

tt max

a

Nếu điều kiện

không thỏa tăng b

 Điều kiện trượt

FS

FS

truot

truot

chong truot  F

gay truot 

 F 

- hệ số an toàn trượt

FS

truot

F

R bE 

d

p

chong truot 

F

H

bE

tt x

a

gay truot 

 

Ea, Eb – áp lực đất chủ động và bị động Rd – lực ma sát giữa móng và nền đất

c * b * L

R d

 tan   a

a

tt

tt p tb

 tb

D f

N F

FS

- hệ số an toàn trượt cho phép (1.2 1.5)

truot

 Điều kiện lún: như móng đơn

Bài giảng Nền móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 20

Bài giảng Nền móng

Bước 2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện ngang  Chiều cao dầm móng

sb

 Hàm lượng cốt thép trong dầm móng hợp lý

 Bề rộng dầm móng

bc – bề rộng cột

 0.3 0.6 h 

100mm do cấu tạo cốt pha

100mm

b s b s

 b c

   

 Chiều cao bản móng hb

Dựa vào điều kiện bản không đặt cốt đai (mục 6.2.3.4 – TCXDVN 356:2005)

sb

Q

R * b * h

 1

 b3

 n

bt

bo

0.6R * b * h bt

bo

Đối với bê tông nặng

0.6

 b3 n

0

Xét ảnh hưởng của lực dọc kéo nén, bản móng không có lực dọc

 n

Xét 1m dài theo phương cạnh dài của móng:

sb

* 1 0.6R * 1* h

Q p 

bt

bo

tt max

b b  s 2

p

h   bo

tt max

b b  s 1.2R bt

 hb = hbo + a (làm tròn lên)

GV: TS. Trần Văn Tiếng 21

 Chiều cao bản móng hb

P xt

P cx

Bài giảng Nền móng

Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng

Pxt – lực gây xuyên thủng, lấy bằng lực dọc tính toán lớn nhất tại các chân cột Pcx – lực chống xuyên thủng

sb

Xét cân bằng lực của phần nón xuyên

4h

h

P cx

0.75R 2b bt c

2h c

bo

bo

Là lực dọc lớn nhất tại chân cột

xtP

xtP

 Chiều cao bản móng ha

Chọn theo cấu tạo ha  200mm

Bước 3. Tính toán và bố trí thép trong bản móng

 Thép theo phương ngang cho 1m dài của móng

 Moment tại mặt cắt ngàm 1-1

2

M

x

x1m

tt p tb

 p b b c

tt tb

1 1 

b b  c 2

b b  c 2x2

1 8

GV: TS. Trần Văn Tiếng 22

 Diện tích cốt thép

1 1 

A

s1

M 1 1  R h s o

M 0.9R h s o

 Bố trí thép

• Chọn Φ  Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép

sa

2  4

• Số thanh thép

(làm tròn lên)

n s

A s1 a s

• Khoảng cách giữa các thanh

(làm tròn xuống)

Bài giảng Nền móng

@

1

1000 2 x100  n s

• Chọn d10 , @ = 100  200mm, đầu thanh phải uốn móc

 Thép theo phương cạnh dài : chỉ cần thép cấu tạo 10@200

Bước 4. Tính toán và bố trí thép trong dầm móng (xem là móng cứng)

 Xác định nội lực (M,Q) trong dầm móng

 Phương pháp « dầm lật ngược »: tải là phản lực đất nền phân bố tuyến

tính hướng lên; gối tựa là các cột; giải theo kết cấu dầm siêu tĩnh

x

2

tt

Lực cắt

Q

tt p dx

N

x 1

x

2

tt

Moment

M

Qdx

M

x 1

GV: TS. Trần Văn Tiếng 23

Bài giảng Nền móng

Bước 4. Tính toán và bố trí thép trong dầm móng

A/ Tính cốt dọc

 Xác định moment max tại gối và nhịp

 Xác định trục trung hòa của tiết diện chữ T : xem trục trung hòa đi qua

M

h a 

mép cánh, tính

f

 b

R bh b b

0,5h b

 

 

 Đối với nhịp hoặc gối có moment căng thớ trên:

M

M  Trục trung hòa đi qua cánh, tính với tiết diện chữ nhật b*h

nhip( goi ) max

f

M

M  Trục trung hòa đi qua sườn, tính với tiết diện chữ T

nhip( goi ) max

f

sb

 Đối với gối hoặc nhịp có moment căng thớ dưới: Tính thép với tiết diện chữ nhật bs*h

Bước 4. Tính toán và bố trí thép trong dầm móng

A/ Tính cốt dọc

 Công thức tính: Áp dụng công thức tính phần cấu kiện cơ bản chịu uốn

(BTCT1: Cấu kiện cơ bản)

 Bố trí thép:

Cắt bớt thép dọc: (dựa vào biểu đồ bao vật liệu), cốt thép phải được kéo dài so với điểm cắt lý thuyết 1 đoạn

2 sw

sw

Với

q

W

5d

20d

sw

R n d  4s

0,8Q 2q

sw

GV: TS. Trần Văn Tiếng 24

Bài giảng Nền móng

Bước 4. Tính toán và bố trí thép trong dầm móng

A/ Tính cốt đai

 Cốt đai trong dầm sườn được tính từ điều kiện lực cắt và giống cấu kiện

chịu uốn, dsw 6 (BTCT1: Cấu kiện cơ bản)

 Số nhánh cốt đai phụ thuộc vào bs

;

;

400

n 2

800

n 3

800

n 4

 

 

 

sb

400 b s

sb

Q

R b h  Tính cốt đai

 Kiểm tra điều kiện:

 1

max

 b3

   b f

bt

s o

 Kiểm tra điều kiện:

Q

0 ,3

max

   w1 b1 b

s o

bt

R b h  Không bị phá hoại trên tiết diện nghiêng

 Khi h 700 thì đặt thêm cốt giá ( theo qui định TCVN)

Bước 5. Trình bày bản vẽ

GV: TS. Trần Văn Tiếng 25

 Bê tông lót đá 4x6, B7.5 dày 100mm (cốt pha đáy)

 Thép móng AI: Rs = 225 Mpa

 Bê tông bảo vệ dày 50mm

 Cát lót đáy dày 100 đến 200mm, giữ vai trò biên thoát nước khi nền đất

bão hòa bị biến dạng

Bài giảng Nền móng

6. Móng Mềm

Móng được xem là móng mềm khi:

10

t 10 

3 E L o E b F

6.1. Phương pháp dầm trên nền đàn hồi cục bộ Winkler:

• Đất nền được tương đồng với một hệ vô số lò xo đàn hồi tuyến tính, hằng số

đàn hồi của hệ các lò xo gọi là hệ số nền k

3

k

( kN / m )

p gl s

pgl – áp lực gây lún s – độ lún của nền

• Chia dầm móng thành các đoạn nhỏ, mỗi nút tương ứng với 1 lò xo có độ cứng ki = k.Ai; Ai diện tích đáy móng tác động trong phạm vi nút thứ i.

• Dùng các phần mềm tính toán để giải tìm nội lực

GV: TS. Trần Văn Tiếng 26

Bài giảng Nền móng

6.1 Phương pháp dầm trên nền đàn hồi cục bộ Winkler:  Hệ phương trình cơ bản cho dầm trên nề Winkler

Từ cơ sỏ của vật liệu làm móng

M E I  F F

2 d y 2 dx

Mặt khác:

Q

dM dx

EF – Môdun Young của vật liệu làm móng IF – Moment quán tính của tiết diện ngang của dầm M – Moment tại tiết diện bất kỳ Q – Lực cắt tại tiết diện x

6.1. Phương pháp dầm trên nền đàn hồi cục bộ Winkler:  Hệ phương trình cơ bản cho dầm trên nề Winkler

 q x

 p x

q(x) – áp lực lên móng tại tiết diện x p(x) – áp lực của đất nền tại tiết diện x

 q x

 p x

 q x

 p x

E I F F

dQ dx 2 d M 2 dx 2 d M 2 dx

4 d y 4 dx

 Theo định nghĩa hệ số nền ta có

 p x

 kb * y x

 k * y x

 Phương trình vi phân trục võng của móng băng:

 q x

 p x

E I F F

4 d y 4 dx   4

 k * y x

 q x

E I y F F

GV: TS. Trần Văn Tiếng 27

Bài giảng Nền móng

6.1. Phương pháp dầm trên nền đàn hồi cục bộ Winkler:

Kết quả tính cho các trường hợp cơ bản: Lực tập trung, moment tập trung ở điểm giữa dầm dài, bản vuông hoặc tròn. Có thể giải các bài toán móng dầm, bản chịu nhiều lực tập trung bằng cách áp dụng các bài toán cơ bản với nguyên lý cộng áp dụng. (tham khảo: Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn)

7. Móng Bè

GV: TS. Trần Văn Tiếng 28

Bài giảng Nền móng

7. Móng Bè

 Việc tính toán móng bè một cách tương đối chính xác tiến hành theo lý thuyết tính bản trên nền đàn hồi có kể đến độ cứng chống uốn của kết cấu móng. Việc giải bài toán này cần sự hỗ trợ của máy tính.

 Với mức độ chính xác có thể chấp nhận được, việc tính móng bè dùng phương pháp đơn giản nhất là xem áp lực dưới đáy móng phân bố đều rồi tính móng bè như bản sàn lật ngược.

 Đối với móng bè bản phẳng, sau khi tính và kiểm tra áp lực dưới đáy móng, tính toán như sàn nấm lật ngược.

 Đối với móng bè có sườn, sau khi tính và kiểm tra áp lực dưới đáy móng, tính toán như sàn có dầm lật ngược.

7. Móng Bè 7.1. Móng bè bản phẳng theo phương pháp phản lực nền phân bố tuyến tính

GV: TS. Trần Văn Tiếng 29

Bài giảng Nền móng

7. Móng Bè 7.1. Móng bè bản phẳng theo phương pháp phản lực nền phân bố

tuyến tính

1/ Xác định chiều sâu móng, kích thước móng a*b, chiều cao bản móng h = (1/8  1/6) L, L khoảng cách giữa các cột, h phải thỏa điều kiện:

o

4a b

2  o

 3 A aE 1 f  3 Eh 1 

2  

p

2/ Xác định tổng hợp lực tại tâm đáy móng; tc 3/ Xác định áp lực đáy móng max(min) 4/ Tính Rtc và Kiểm tra điều kiện ổn định với Rtc (hoặc kiểm tra sức chịu tải cho phép); 5/ Tính lún tại tâm móng; 6/ Chia móng thành nhiều dãi theo phương x và y. Tính kết cấu từng dãi với giả thuyết phản lực phân bố đều hoặc hình thang; 7/ Vẽ biểu đồ lực cắt và moment cho mỗi dãi 8/ Kiểm tra điều kiện chống cắt 9/ Từ biểu đồ moment, tính thép theo moment cực đại và cực tiểu

7. Móng Bè 7.1. Móng bè bản phẳng theo phương pháp phản lực nền phân bố

tuyến tính

3/ Xác định áp lực đáy móng

M

tc dy

tc dx

p

X

Y

tc max(min)

 tb

D f

tc N d F

I

M I

y

x

p

tc max(min)

 tb

D f

tc N d F

6e a a

6e b b

 1  

  

3

Moment quán tính quanh trục x

I

x

I

Moment quán tính quanh trục y

y

ba 12 3 ab 12

Độ lệch tâm theo phương cạnh a (trục y)

e a

tc M dx tc N d M

Độ lệch tâm theo phương cạnh b (trục x)

e b

tc dy tc N d

GV: TS. Trần Văn Tiếng 30

Bài giảng Nền móng

BÀI GiẢNG MÔN NỀN MÓNG

Chương 3: Móng Cọc

GV: TS. TRẦN VĂN TiẾNG

Chương 3: MÓNG CỌC

1. Định nghĩa cọc:

Móng cọc thuộc loại móng sâu, là loại móng khi tính sức chịu tải theo đất nền có kể đến thành phần ma sát xung quanh móng với đất và có chiều sâu chôn móng khá lớn:

5

eD B

Khi tải trọng quá lớn, đất nền bên dưới gần mặt đất là loại đất yếu chịu lực kém  Móng sâu

GV: TS. Trần Văn Tiếng 1

Bài giảng Nền móng

Chương 3: MÓNG CỌC

2. Phân loại:  Theo vật liệu:

• Gỗ: thông, tràm, tre  nằm dưới mực nước ngầm. • Bê tông cốt thép:

 Cọc tiền chế: Bê tông cốt thép thường, BTCT ứng suất trước  Khoan nhồi: tròn, chữ thập, H, barret, …; ổn định bằng thành vách hoặc bentonite

• Thép: Hộp, H, I, ống (bịt đầu hoặc không bịt đầu)...(dung trong

trường hợp không thể dùng cọc BTCT: ổn định bờ, sửa chữa cấp bách ct cảng… • Cọc Composite

2. Phân Loại

 Cọc tiền chế BTCT:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 2

Bài giảng Nền móng

2. Phân loại

 Cọc tiền chế:

2. Phân loại

 Cọc tiền chế:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 3

Bài giảng Nền móng

2. Phân loại

 Cọc tiền chế:

2. Phân loại

 Cọc khoan nhồi:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 4

Bài giảng Nền móng

2. Phân loại

 Cọc khoan nhồi:

2. Phân loại

 Cọc khoan nhồi:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 5

Bài giảng Nền móng

2. Phân loại

 Cọc thép:

2. Phân loại

 Cọc gỗ:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 6

Bài giảng Nền móng

2. Phân loại

 Cọc composite:

Chương 3: MÓNG CỌC

2. Phân loại:  Theo đặc tính chịu lực:

• Cọc chịu mũi (cọc chống): khi phần lớn tải trọng được truyền qua

mũi vào lớp đất cứng ở mũi cọc.

• Cọc ma sát: khi cọc không tựa lên đất cứng, tải trọng được phân bố

phần lớn qua ma sát với đất xung quanh cọc

GV: TS. Trần Văn Tiếng 7

Bài giảng Nền móng

Chương 3: MÓNG CỌC

2. Phân loại:  Theo vị trí đài cọc: • Móng cọc đài thấp • Móng cọc đài cao

Chương 3: MÓNG CỌC

2. Phân loại:  Theo trạng thái chịu lực:

• Cọc chịu kéo • Cọc chịu nén • Cọc chịu uốn

GV: TS. Trần Văn Tiếng 8

Bài giảng Nền móng

Chương 3: MÓNG CỌC

3. Những ảnh hưởng khi thi công cọc:  Đối với đất dính:

 Đất xung quanh cọc bị thay đổi cấu trúc  Trạng thái ứng suất ở đất xung quanh cọc bị thay đổi  Độ bền thay đổi theo thời gian: Mặt đất có thể bị trồi lên; sức kháng chủ yếu là sức kháng mũi làm đất xấu đi  Tăng và quá trình thóat nước của áp lực nước lỗ rổng  Tăg cường độ thoát nước

 Đối với đất cát

 Làm chặt cát  Tăng ứng suất ngang  tăng ma sát

Chương 3: MÓNG CỌC

3. Những ảnh hưởng khi thi công cọc:  Đối với đất cát

 Làm chặt cát  Tăng ứng suất ngang  tăng ma sát

GV: TS. Trần Văn Tiếng 9

Bài giảng Nền móng

Chương 3: MÓNG CỌC

3. Những ảnh hưởng khi thi công cọc:  Đối với đất cát

 Làm chặt cát  Tăng ứng suất ngang  tăng ma sát

• Vùng I: vài mm đến 1cm, dính bám với cọc và cung chuyển dịch với cọc • Vùng II: ứng suất đáng kể  hệ số rỗng giảm, độ ẩm giảm, đối với nền cát rời anh hưởng nén chặt lớn • Vùng III: ứng suất, biến dạng nhỏ hệ số rỗng và độ ẩm thay đổi it

Chương 3: MÓNG CỌC

3. Những ảnh hưởng khi thi công cọc:  Đối với công trình lân cận

 Làm chuyển dịch móng  Làm trồi đất

 Ảnh hưởng của nhóm cọc:

 Các cọc giữa lún nhiều hơn vì có lực ma sát hơi lớn hơn các cọc biên nhưng vì có đài  các cọc lún đều nhau  cọc biên chịu tải lớn hơn;  Đẩy trồi: làm các công trình lân cận bị nâng lên hạ xuống không đều;  Sụt bề mặt: các công trình bên hạ xuống không đều;  Cọc ép trước bị cọc ép sau đẩy trồi  Cọc ép đất có thể làm mái đất trượt ngang

GV: TS. Trần Văn Tiếng 10

Bài giảng Nền móng

Chương 3: MÓNG CỌC

3. Những ảnh hưởng khi thi công cọc:  Ảnh hưởng của nhóm cọc:

Chương 3: MÓNG CỌC

3. Những ảnh hưởng khi thi công cọc:  Ảnh hưởng thi công cọc khoan nhồi:

 Ảnh hưởng của sự thay đổi đô ẩm trên lục dính giữa đất và cọc

 Đất hút nước từ cọc khoan nhồi ướt  Nước từ đất chảy vào lỗ khoan

 Đất xung quanh cọc và mũi cọc bị phá hủy kết cấu do việc khoan  Dung dịch bentonite tạo ra lớp áo phủ trên bề mặt tiếp xúc giữa cọc và đất  Giảm ma sát giữa đất và cọc

GV: TS. Trần Văn Tiếng 11

Bài giảng Nền móng

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.1. Sức chịu tải theo vật liệu:

Cọc tròn, vuông:

Cọc chữ nhật:

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.1. Sức chịu tải theo vật liệu:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 12

Bài giảng Nền móng

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.1. Sức chịu tải theo vật liệu:

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.1. Sức chịu tải theo vật liệu:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 13

Bài giảng Nền móng

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.1. Sức chịu tải theo vật liệu:

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.2. Sức chịu tải theo nền đất:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 14

Bài giảng Nền móng

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.2. Sức chịu tải theo nền đất:

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.2. Sức chịu tải theo nền đất:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 15

Bài giảng Nền móng

4. Sức chịu tải dọc trục của cọc: 4.2. Sức chịu tải theo nền đất: 4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc:

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.1. Không thoát nước – tổng ứng suất

0

q

  u N 1  q

p

N xc c u

 vp

0

N 

 Sét – ngắn hạn

9

cN

Skempton (1959)

GV: TS. Trần Văn Tiếng 16

Bài giảng Nền móng

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.1. Không thoát nước – tổng ứng suất

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.2. Thoát nước –ứng suất hữu hiệu

 Cát hay Sét – dài hạn

q

c 0

p

' N  vp q

GV: TS. Trần Văn Tiếng 17

Bài giảng Nền móng

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.2. Thoát nước –ứng suất hữu hiệu

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.2. Thoát nước –ứng suất hữu hiệu

GV: TS. Trần Văn Tiếng 18

Bài giảng Nền móng

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.2. Thoát nước –ứng suất hữu hiệu

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.2. Thoát nước –ứng suất hữu hiệu

GV: TS. Trần Văn Tiếng 19

Bài giảng Nền móng

4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.2. Thoát nước –ứng suất hữu hiệu

c

K

tan

f s

a

'  v s

 a

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc:

4.2.2.1. Không thoát nước – tổng ứng suất

 Phương pháp  (Tomlinson)

0

c

 u

f s

c    a u

 Sét – ngắn hạn

GV: TS. Trần Văn Tiếng 20

 Phương pháp  (Tomlinson)

 Phương pháp  (Tomlinson)

Bài giảng Nền móng

Bảng 3.13, trang 214 Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn, 2011)

GV: TS. Trần Văn Tiếng 21

Bài giảng Nền móng

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.1. Không thoát nước – tổng ứng suất

 Phương pháp  (Tomlinson)

 Sét – ngắn hạn

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.1. Không thoát nước – tổng ứng suất

 Phương pháp  (Tomlinson)

 Cọc khoan nhồi

 Sét – ngắn hạn

GV: TS. Trần Văn Tiếng 22

Bài giảng Nền móng

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.1. Không thoát nước – tổng ứng suất

 Phương pháp  (Focht & Vijayvergiya, 1972)

2c

f s

u

 Sét – ngắn hạn

 '   m

- Với ’m ứng suất trung bình ở giữa chiều dài cọc -  biến đổi theo chiều sâu đóng cọc, tra biểu đồ hình 3.31 trang 221, Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn 2011

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.2. Thoát nước – ứng suất hữu hiệu

 Cát hay Sét – dài hạn

 Phương pháp 

GV: TS. Trần Văn Tiếng 23

Bài giảng Nền móng

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.2. Thoát nước – ứng suất hữu hiệu

 Cát hay Sét – dài hạn

 Phương pháp 

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.2. Thoát nước – ứng suất hữu hiệu

 Cát hay Sét – dài hạn

 Phương pháp 

GV: TS. Trần Văn Tiếng 24

Bài giảng Nền móng

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.2. Thoát nước – ứng suất hữu hiệu

 Cát hay Sét – dài hạn

 Cọc khoan nhồi

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.2. Thoát nước – ứng suất hữu hiệu

 Đối với đất cát

GV: TS. Trần Văn Tiếng 25

Bài giảng Nền móng

4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.2. Thoát nước – ứng suất hữu hiệu

 Đối với đất cát

4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả SPT

GV: TS. Trần Văn Tiếng 26

Bài giảng Nền móng

4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả SPT

 CN MPa

 q f p

b

4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả SPT

A BN kPa

sf

GV: TS. Trần Văn Tiếng 27

Bài giảng Nền móng

4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả CPT

4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả CPT

GV: TS. Trần Văn Tiếng 28

Bài giảng Nền móng

4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả CPT

- Nottingham và Schmertman (1975)

4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả CPT

GV: TS. Trần Văn Tiếng 29

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.1. Dựa theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (đơn giản, tính toán tiền

dự án)

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.1. Dựa theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (đơn giản, tính toán tiền

dự án)

GV: TS. Trần Văn Tiếng 30

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.1. Dựa theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền (đơn giản, tính toán tiền

dự án)

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.1. Dựa theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

GV: TS. Trần Văn Tiếng 31

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.1. Dựa theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.1. Dựa theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

GV: TS. Trần Văn Tiếng 32

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

TCXDVN: 160-1987; 189-1996; 195-1997; 205-1998

A q W

Q Q Q W 

u

s

A f si si

p p

W 

Q a

p Q p FS

p

Q s FS s

FS 1,5 2

s FS

2 3

 

p

Công thức tổng quát tính sức chịu tải đơn vị:

q

cN

BN  

p

c

 vp

N q

K

f s

c a

' tg   a v s

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

 Đất sét –ngắn hạn: Sử dụng phương pháp  để tính sct do ma sát

.c

Q A .  s

u

u

p

c

u

 vp

 A N c

 Cọc đóng: theo slide 40, 41, 42, hoặc theo TCXD 205:1998  Cọc nhồi

Với: Nc = 9 cho cọc đóng trong sét cố kết thường, = 6 cho cọc nhồi. cu có giá trị giới hạn là 100kPa

GV: TS. Trần Văn Tiếng 33

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

 Đất rời: Sử dụng phương pháp  để tính sct do ma sát

tan

Q A K 

u

s

'  v s

 a

' A  p vp

N q

 Sử dụng phương pháp Vesic (slide 46  51)  Độ sâu tới hạn Zc đối với đất cát rời (tra bảng 3.33, NM, CNA, 2012)

 TCXD 205:1998

z c

z c

 

 f z s  q z p

z c

 f z s  q z p

 z c

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo kết quả thí nghiệm xuyên CPT

q

p

K q c

c

f si

q ci  i

cq

sức chống xuyên trung bình, lấy trong khoảng 3d phía trên và 3d bên dưới mũi cọc.

Kc, i : các hệ số có thể tra theo bảng 3.34, trang 285, sách Nền

móng, Châu Ngọc Ẩn, 2011, hoặc bảng tra ở slide 69.

Hệ số an toàn khi tính SCT từ CPT: FS = 2 3.

 Xác định cu từ CPT

c

q  c

u

 v 15

GV: TS. Trần Văn Tiếng 34

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo kết quả thí nghiệm xuyên CPT

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo kết quả thí nghiệm xuyên động SPT

 Theo Meyerhof (1956):

Q K .N.A 1 p

u

K .N .A s

tb

2

N : chỉ số SPT trung bình của đất trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d

trên mũi cọc.

Ntb : giá trị trung bình N dọc theo thân cọc trong phạm vi lớp đất rời.

 Cọc đóng:

K1 = 400

K2 = 2

 Cọc nhồi:

K1 = 120

K2 = 1

 Với các giá trị này của K1,K2 thì K1.N và K2.Ntb có đơn vị kPa

GV: TS. Trần Văn Tiếng 35

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo kết quả thí nghiệm xuyên động SPT

 Theo TCXD 195-1997: SCT cọc nhồi trong đất rời

Q q .A f .A s

u

p

p

s

Với:

q

 K .N 0,1MPa

p

1

: Trong cát không dùng bentonite khi khoan

f s

: Trong cát dùng bentonite khi khoan

0,03.N 0,1 0,1MPa

 0,018.N 0,1MPa 

f s

N: Chỉ số SPT trung bình Hệ số an toàn khi tính cách này: FS = 2,5 3; FSs = 2 2,5;

FSp = 2,5 3

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo kết quả thí nghiệm xuyên động SPT

 Theo TCXD 195-1997: SCT cho phép của cọc nhồi trong nền gồm

các lớp đất dính và đất rời

Đơn vị :Tf

W



Q 1,5NA p

a

0,15N L c c

0,43N L s s

p

N

N

:chỉ số xuyên động tiêu chuẩn trung bình của đất trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc. Nếu N > 60, khi tính toán lấy = 60 ; nếu N N > 50 thì trong công thức lấy

=50;

Nc : giá trị trung bình của chỉ số xuyên động tiêu chuẩn trong lớp đất rời; Ns : giá trị trung bình của chỉ số xuyên động tiêu chuẩn trong lớp đất dính; Ap (m2) : diện tích tiết diện mũi cọc; Ls (m) : chiều dài phần thân cọc nằm trong lớp đất dính; Lc (m) : chiều dài phần thân cọc nằm trong lớp đất rời;  (m): chu vi tiết diện cọc; Wp : hiệu số giữa trọng lượng cọc và đất nền do cọc thay thế.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 36

Bài giảng Nền móng

4.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam 4.2.4.2. Dựa theo kết quả thí nghiệm xuyên động SPT

 Theo công thức của Nhật: SCT cho phép của cọc trong các lớp đất

cát và đất sét

 0,2N L N L u 

Q a

N A a p

c c

s s

 

 

1 3

Na: chỉ số SPT trung bình của đất trong khoảng 1d dưới mũi cọc và 4d trên mũi cọc;

Nc : giá trị trung bình của chỉ số SPT dọc theo thân cọc trong lớp đất rời; Ns : giá trị trung bình của chỉ số SPT dọc theo thân cọc trong lớp đất dính; Ap (m2) : diện tích tiết diện mũi cọc; Ls (m) : chiều dài phần thân cọc nằm trong lớp đất dính; Lc (m) : chiều dài phần thân cọc nằm trong lớp đất rời; u (m): chu vi tiết diện cọc; : hệ số phụ thuộc biện pháp thi công:  = 30 với cọc đóng;  = 15 với cọc khoan nhồi.

4.2.5. Sức chịu tải theo công thức đóng cọc

 Theo Wellington

Q u

c

kE 

WH c e  f

e f

W : trọng lượng phần rơi của búa; H : chiều cao rơi của búa; ef : độ chối của búa (độ xuyên của cọc vào đất sau khi để cọc nghỉ nhằm tránh hiện tượng chối giả); c : hằng số xét đến năng lượng thất thoát c = 2,54 cm với búa rơi; c = 2,54 mm với búa hơi và búa diesel;

E : năng lượng búa; k : hệ số năng lượng búa; Công thức trên được tính với hệ số an toàn FS = 6.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 37

Bài giảng Nền móng

4.2.5. Sức chịu tải theo công thức đóng cọc

 Theo Wellington

K- Kobe Diesel; L–Link, Belt, Cedar Rapids,Iowa; M–Mitsubishi Int. Corporation; MKT-McKienan- Terry, New Jersey; V–Vulcan Iron Works, Florida

4.2.5. Sức chịu tải theo công thức đóng cọc

 Theo Hilley: với FS > 3

2

kE

Q u

W e W  c W W  c

c

c

e f

c 1

2

3

1 2

e: hệ số hồi phục có giá trị như sau : • cọc có đầu bịt thép, e = 0,55; • cọc thép có đệm đầu cọc bằng gỗ mềm, e = 0,4; • cọc bê tông cốt thép có đệm đầu cọc bằng gỗ, e=0,25; c1 (m): biến dạng đàn hồi của đầu cọc, đệm đầu cọc và cọc dẫn; c2 (m): biến dạng đàn hồi của cọc:

c

2

Q L u A E p

p

c3: biến dạng đàn hồi của đất nền của cọc, thường được lấy bằng 0,005m

GV: TS. Trần Văn Tiếng 38

Bài giảng Nền móng

4.2.5. Sức chịu tải theo công thức đóng cọc

Thời gian nghỉ để xác định độ chối:

 3 ngày đêm đối với cát (trừ cát nhỏ và cát bụi bão hòa nước);

 6 ngày đêm đối với đất sét và đất không đồng nhất;

 10 ngày đêm khi cọc xuyên qua cát nhỏ và cát bụi bão hòa nước;

 20 ngày đêm khi cọc xuyên qua đất sét, á sét dẻo mềm, dẻo chảy.

! Sinh viên tham khảo thêm tài liệu về SCT theo công thức đóng cọc !

4.2.6. Sức chịu tải dựa theo thử tải tại hiện trường:

! Sinh viên tham khảo thêm tài liệu : Nền móng, Châu Ngọc Ẩn, 2011 và các tài liệu khác !

5. Thiêt kế móng cọc

5.1. Dữ liệu tính toán

5.2. Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp

5.3. Xác định SCT của cọc

5.4. Xác định số lượng cọc và bố trí

5.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc

5.6. Kiểm tra độ lún của móng

5.7. Kiểm tra chuyển vị ngang của cọc

5.8. Kiểm tra xuyên thủng đài cọc

5.9. Tính thép cho đài cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

GV: TS. Trần Văn Tiếng 39

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.1. Dữ liệu tính toán

 Dữ liệu bài toán và các đặc tính của móng cọc;

 Số liệu tải trọng (tính toán);

 Chọn vật liệu thiết kế móng: cấp độ bền BT, cường độ thép, tiết

diện và chiều dài cọc (cắm vào đất tốt ≥ 2m), đoạn neo ngàm

trong đài cọc (đoạn ngàm + đập đầu cọc ≈ 0,5 ÷ 0,6m); chọn

đường kính cốt thép dọc trong cọc.

5. Thiêt kế móng cọc

5.2. Kiểm tra móng cọc làm việc đài thấp

H

K

a

2 b D d f

Ep - Ea

K1  p  2 FS 

  

2H

D f

K

a

b  d

K p FS

  

  

H: tải trọng ngang; bd: cạnh của đáy đài theo phương vuông góc với lực H; Ka: hệ số áp lực chủ động của đất; Kp: hệ số áp lực bị động, lấy FS = 3 (vì áp lực sau đài chưa đạt trạng thái bị động).

GV: TS. Trần Văn Tiếng 40

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.3. Xác định SCT của cọc

 Theo vật liệu làm cọc: slide 23  26

 Theo chỉ tiêu đất nền (cơ lý và cường độ): slide 59  67

 Theo thí nghiệm CPT: slide 68  69

 Theo thí nghiệm SPT: slide 70  73

 Và theo các thí nghiệm khác

5. Thiêt kế móng cọc

5.4. Xác định số lượng cọc và bố trí

tt

n

N W  d Q a

n: số cọc; Ntt: lực dọc tính toán; Wd: trọng lượng đài; : hệ số xét đến ảnh hưởng của moment, lấy từ 1 đến 1,5 tùy giá trị

moment; Qa: Sức chịu tải cho phép của một cọc;

 Bố trí cọc: theo mạng lưới tam giác hoặc vuông, khoảng cách từ 3d

đến 6d. Khi có tải lệch tâm có thể bố trí sao cho các cọc chịu tải giống

nhau.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 41

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc

tt

N

i

i

x ,y

tt M x y n

tt M y x n

P 

 n

x

y

2 i

2 i

P

i 1 

Q a

max

tt

N

P

0

Q n

min

P

i 1  tt M x y max n

tt M y x max n

max min

 n

x

y

2 i

2 i

i 1 

i 1 

5. Thiêt kế móng cọc

5.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc

 Ảnh hưởng của nhóm cọc

n 1

 1 n 2

 1 n 1

1

 n  2 90n n 1 2

  

arctg

deg

d s

        

  

n1 : số hàng cọc n2 : số cọc trong 1 hàng d : đường kính hoặc cạnh cọc s : khoảng cách giữa các cọc

 Sức chịu tải của 1 cọc trong nhóm:

Q



a( nh om)(1coc )

Q a

GV: TS. Trần Văn Tiếng 42

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.6. Kiểm tra độ lún của móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.6. Kiểm tra độ lún của móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 43

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.6. Kiểm tra độ lún của móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.6. Kiểm tra độ lún của móng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 44

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.6. Kiểm tra độ lún của móng

 Kiểm tra độ ổn định của nền dưới móng khối qui ước

5. Thiêt kế móng cọc

5.6. Kiểm tra độ lún của móng

 Xác định độ lún

GV: TS. Trần Văn Tiếng 45

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.7. Kiểm tra chuyển vị ngang của cọc

H

H

1coc

ng

 

Sức chịu tải ngang của cọc

H

ng

 

  

H    n  ng 1000l

EJ 3 o

Δng = 1 cm: chuyển vị ngang tại đầu cho phép; EJ : độ cứng của cọc; β = 0,65 : khi cọc đóng trong đất sét; β = 1,2 : khi cọc đóng trong đất cát; lo ≈ 0,7 d ; d [cm]: cạnh hay đường kính cọc.

5. Thiêt kế móng cọc

5.8. Kiểm tra xuyên thủng đài cọc

Pxt ≤ Pcx Pxt = Σ phản lực của những cọc nằm ngoài tháp xuyên ở phía nguy hiểm nhất

Pcx = 0,75 Rk Stháp xuyên = 0,75 Rk(bc + ho)ho

Còn nhiều cách tính khác SV tham khảo thêm tài liệu!

GV: TS. Trần Văn Tiếng 46

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.9. Tính thép cho đài cọc

Tính moment: dầm consol, ngàm tại mép cột, lực tác dụng lên dầm là phản lực đầu cọc.

 Diện tích cốt thép

1 1 

A

s1

M 1 1  R h s o

M 0.9R h s o

 Bố trí thép

 Chọn Φ  Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép

sa

2  4

 Số thanh thép

(làm tròn lên)

n s

A s1 a s

 Khoảng cách giữa các thanh

(làm tròn xuống)

@

1

b( L ) 2 x100  n  s

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

GV: TS. Trần Văn Tiếng 47

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

GV: TS. Trần Văn Tiếng 48

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

ze : chiều sâu tính đổi, ze = αbd z le : chiều dài cọc trong đất tính đổi, le = αbd l αbd : hệ số biến dạng (1/m)

bc : chiều rộng qui ước của cọc: d ≥ 0,8 m => bc = d + 1 m; d < 0,8 m => bc = 1,5d + 0,5 m (TCXD 205-1998)

GV: TS. Trần Văn Tiếng 49

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

GV: TS. Trần Văn Tiếng 50

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

GV: TS. Trần Văn Tiếng 51

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

Mp : moment do tải thường xuyên; Mv : moment do tải tạm thời; n = 2,5, trừ:

n = 4 cho móng 1 hàng cọc chịu tải trọng lệch tâm thẳng đứng;

Đối với công trình quan trọng:

le ≤ 2,5 lấy n = 4; le ≥ 2,5 lấy n = 2,5 le : chiều dài cọc trong đất tính đổi, le = αbd l

GV: TS. Trần Văn Tiếng 52

Bài giảng Nền móng

5. Thiêt kế móng cọc

5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment

 Khi le ≤ 2,5 : cọc ngắn hay cọc cứng, ổn định nền theo phương ngang được kiểm tra tại hai độ sâu z = L và z = L/3;

 Khi le > 2.5 : Cọc dài hay cọc chịu uốn, ổn định nền theo phương ngang được kiểm tra tại độ sâu:

z

0,85 

bd

GV: TS. Trần Văn Tiếng 53

Bài giảng Nền móng

BÀI BÀI GiẢNG

NỀN MÓNG GiẢNG MÔN MÔN NỀN MÓNG

Chương 4: Biện pháp xử lý và gia cố nền đất yếu

GV: TS. TRẦN VĂN TiẾNG

Chương 4 Biện pháp xử lý và gia cố nền đất yếu

 Khái niệm Nền đất yếu:

Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến dạng nhiều, do vậy không thể làm nền thiên nhiên cho công trình xây dựng.

Khi xây dựng các công trình dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền đất yếu, tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải của nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 1

Bài giảng Nền móng

Chương 4 Biện pháp xử lý và gia cố nền đất yếu

 Các nền đất yếu thường gặp:

 Đất sét mềm: gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bão hòa nước, có cường độ thấp;

 Bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hạt rất mịn (<200µm) ở trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu lực;  Than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết quả phân hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 – 80%);  Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc pha loãng đáng kể. Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang trạng thái chảy gọi là cát chảy;  Đất bazan: Đây cũng là đất yếu với đặc diểm độ rỗng lớn, dung trọng khô bé, khả năng thấm nước cao, dễ bị lún sập.

Chương 4 Biện pháp xử lý và gia cố nền đất yếu

 Xử lý nền đất yếu: nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số modun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất .v.v.

Đối với công trình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính

thấm của đất, đảm bảo ổn định cho khối đất đắp.  Các biện pháp xử lý:

1. Đệm cát 2. Cọc vật liệu rời 3. Cọc đất trộn vôi/cement 4. Gia tải trước 5. Giếng cát, bấc thấm + gia tải trước 6. Bơm hút chân không

GV: TS. Trần Văn Tiếng 2

Bài giảng Nền móng

Đệm cát thường sử dụng khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước như sét nhão; cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay thế bằng lớp cát có khả năng chịu lực lớn hơn.

1. Đệm cát

 Đệm cát có các tác dụng :  Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải trọng công trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chịu tải của đất nền.  Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát.  Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng.  Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải của nền và rút ngắn quá trình lún.  Những trường hợp không nên sử dụng đệm cát :  Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có chiều dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế.  Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém và đệm cát không ổn định.

1. Đệm cát

GV: TS. Trần Văn Tiếng 3

Bài giảng Nền móng

 Phương pháp gần đúng xác định ứng suất thẳng đứng

1. Đệm cát

 Xác định hđ : có thể chọn (1,5 2,5m) rồi kiểm tra

 ĐK1

R

z    2

bt 1

tc R  D h  d f

II , D h f d

D f k p o gl

h d d  k p o

D f

bt    1 z  2

k

o

l z , b b

  

Dc

* 

R II

Ab  z

B D h f d

 

 

 f    m m 2 1 k

tc

1. Đệm cát

2 : Ư/s do tải trọng ngoài tại đáy lớp đệm

z bz : bề rộng móng tính đổi

GV: TS. Trần Văn Tiếng 4

Bài giảng Nền móng

 Xác định hđ

 ĐK1

 Móng băng:

b z

  tc N z l2 

2

 Móng chữ nhật:

a

a

b z

tc

F z

a

F z  N z  2 l b  2

 ĐK2

s

s

s

s

d e m

d a t

g h

1. Đệm cát

h tan

2

b  

1. Đệm cát

b d

d Góc truyền lực, có thể lấy bằng góc nội ma sát hoặc từ 30°  45°

 Xác định bđ:

 Một số vấn đề khi thi công lớp đệm cát

 Đào bỏ hết lớp đất yếu

 w

W

 Dùng loại cát hạt to, trung, hàm lượng chất bẩn  3%

opt

(Wopt) và đầm.

 Rải từng lớp dày 20 – 30cm, tưới nước vừa đủ ẩm , e 0 7  s  Có thể thay cát bằng các loại đất tốt khác: cát pha sét

lẫn sỏi, sỏi đỏ.

 Độ chặt cần thiết D = 0,65  0,7

GV: TS. Trần Văn Tiếng 5

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời

2. Cọc vật liệu rời

GV: TS. Trần Văn Tiếng 6

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời

2. Cọc vật liệu rời

GV: TS. Trần Văn Tiếng 7

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời

2. Cọc vật liệu rời

GV: TS. Trần Văn Tiếng 8

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời

2.1. Phạm vi sử dụng

 Các công trình chịu tải trọng không lớn trên nền đất

yếu như: gia cố nền nhà kho, gia cố nền đường, gia cố

đoạn đường vào cầu, gia cố nền các bến, bãi, ... thường

sử dụng cọc vật liệu rời để gia cố nền.

 Điều kiện là cọc vật liệu rời phải chịu được tải trọng

đứng và chất lượng làm cọc phải ổn định, đồng nhất.

2. Cọc vật liệu rời 2.2. Tác dụng:  Làm cho độ rỗng, độ ẩm của nền đất giảm đi, trọng lượng thể tích, modun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên.  Do nền đất được nén chặt, nên sức chịu tải tăng lên, độ lún và biến dạng không đều của đất nền dưới đế móng giảm đi một cách đáng kể.  Dưới tác dụng của tải trọng, cọc cát và vùng đất xung quanh cọc cùng làm việc đồng thời, đất được nén chặt đều trong khoảng cách giữa các cọc. Vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền có thể được coi như một nền thiên nhiên.  Khi dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất diễn ra nhanh hơn nhiều so với nền thiên nhiên hoặc nền gia cố bằng cọc cứng. Phần lớn độ lún của công trình diễn ra trong quá trình thi công, do vậy công trình mau chóng đạt đến giới hạn ổn định.  Sử dụng cọc cát rất kinh tế so với cọc cứng (so với cọc bê tông giá thành giảm 50%, so với cọc gỗ giảm 30%), không bị ăn mòn, xâm thực. Biện pháp thi công đơn giản không đòi hỏi những thiết bị thi công phức tạp.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 9

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời

2.3. Các cơ chế phá hoại cọc vật liệu rời

2. Cọc vật liệu rời

2.3. Các cơ chế phá hoại cọc vật liệu rời

GV: TS. Trần Văn Tiếng 10

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời 2.4. Bố trí và tỷ số diện tích thay thế

s

c

Tỷ số diện tích thay thế:

As

Ac

 Cọc bố trí vuông : De = 1,13 S  Cọc bố trí tam giác: De = 1,05 S

2. Cọc vật liệu rời 2.5. Vùng ảnh hưởng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 11

Bài giảng Nền móng

 Ư/S trung bình a

(1

  

s

s

c

a ) s

 Ư/S tác dụng lên đất

c

  c

 n 

 1 a

s

1  

 

 Ư/S tác dụng lên cọc vật liệu rời

s

  s

n n

 

 1 a

s

1  

 

 Hệ số tập trung Ư/S

s

n

 

c

S R R

 s 

2. Cọc vật liệu rời 2.6. Tập trung ứng suất

2. Cọc vật liệu rời  Tập trung ứng suất

GV: TS. Trần Văn Tiếng 12

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời 2.7. Sức chịu tải giới hạn

2.7.1. Cọc đơn

 Dựa theo cơ chế phá hoại phình trồi

2. Cọc vật liệu rời 2.5. Sức chịu tải giới hạn

2.5.1. Cọc đơn

 Dựa theo cơ chế phá hoại phình trồi

GV: TS. Trần Văn Tiếng 13

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời 2.7. Sức chịu tải giới hạn

2.7.1. Cọc đơn

 Dựa theo cơ chế phá hoại phình trồi

2. Cọc vật liệu rời 2.7. Sức chịu tải giới hạn

2.7.1. Cọc đơn

 Dựa theo cơ chế phá hoại cắt

q

c ' N

q N

B N

u

q

c

1 2

GV: TS. Trần Văn Tiếng 14

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời 2.7. Sức chịu tải giới hạn

2.7.1. Cọc đơn

 Dựa theo cơ chế phá hoại cắt

2. Cọc vật liệu rời 2.7. Sức chịu tải giới hạn

2.7.2. Sức chịu tải của nhóm cọc

 Terzaghi và Sowers

GV: TS. Trần Văn Tiếng 15

Bài giảng Nền móng

2. Cọc vật liệu rời 2.7. Sức chịu tải giới hạn

2.7.2. Sức chịu tải của nhóm cọc

 Terzaghi và Sowers

2. Cọc vật liệu rời 2.8. Độ lún

Độ lún của nền có cọc vật liệu rời:

Với:

S: độ lún nền không có cọc vlr

o: US bản thân đất nền

 : us gây lún

H : Chiều sâu tính lún

Tỷ số giảm độ lún:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 16

Bài giảng Nền móng

 Độ lún của nền đất theo thời gian

2. Cọc vật liệu rời 2.8. Độ lún

 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:

Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: than bùn, bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão. Vệc sử dụng cọc vôi có những tác dụng sau:

 Sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ tăng lên 20% làm cho đất xung quanh nén chặt lại.  Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó tỏa ra một nhiệt lượng lớn làm cho nước lỗ rỗng bốc hơi làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt.  Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể:

+ Độ ẩm của đất giảm 5-8%; + Lực dính tăng lên khoảng 1,5 –3 lần; + Modun biến dạng tăng lên 3-4 lần; + Cường độ của đất giữa các cọc vôi có thể tăng lên đến 2 lần;

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 17

Bài giảng Nền móng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 18

Bài giảng Nền móng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 19

Bài giảng Nền móng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 20

Bài giảng Nền móng

 Mô hình và mối quan hệ

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Mô hình và mối quan hệ

GV: TS. Trần Văn Tiếng 21

Bài giảng Nền móng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Mô hình và mối quan hệ

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 22

Bài giảng Nền móng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 23

Bài giảng Nền móng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 24

Bài giảng Nền móng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Cường độ nén 1 trục

 Ảnh hưởng của hàm lượng hữu cơ

 Masaaki (1996); Gotoh (1996):

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

Cường độ giảm

tăng hàm lượng hữu cơ của đất tự

nhiên.

 Kawasaki et al. (1984)

không thích hợp khi hàm lượng hữu cơ > 2.

GV: TS. Trần Văn Tiếng 25

Bài giảng Nền móng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 26

Bài giảng Nền móng

 Cường độ nén 1 trục

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Cường độ từ thí nghiệm SPT

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 27

Bài giảng Nền móng

 Sức chịu tải cực hạn

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Sức chịu tải cực hạn

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 28

Bài giảng Nền móng

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Cường độ chịu kéo

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 29

Bài giảng Nền móng

 Cường độ chịu uốn

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Áp lực tiền cố kết

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 30

Bài giảng Nền móng

 Modun đàn hồi

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Biến dạng phá hoại

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 31

Bài giảng Nền móng

 Hệ số Poisson

 Michell (1981)

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 = 0.1 to 0.2 cho đất cát trộn cement

 = 0.15 to 0.35 cho đất sét trộn cement

 Phương pháp đánh giá độ ổn định (CDIT 2002)

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 32

Bài giảng Nền móng

 Ổn định trượt

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Trượt tròn

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 33

Bài giảng Nền móng

 Sức chịu tải cuả cọc đơn theo đất nền

2

Q

d H

s o il u

c o l

u

 

 2 , 2 5 d C 

 Sức chịu tải cuả cọc đơn theo vật liệu cọc

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

Cọc vôi

3 , 5 C

3

Q

A

c o l

c o l

h

c o l u

Cọc xi măng

Q

A

2 C

3

c o l u

c o l

h

co l

Q

  6 5 %

8 0 % Q

Dài hạn, có xét từ biến

  

u ,c re e p

c o l u

d: đường kính cọc Hcol: chiều dài cọc Cu: sức chống cắt trung bình của đất xung quanh cọc Acol: tiết diện cọc Ccol: lực dính của vật liệu cọc h: áp lực tổng theo phương ngang tác dụng ở tiết diện nguy hiểm

 Sức chịu tải

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 34

Bài giảng Nền móng

 Ư/S Thẳng đứng giới hạn

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

 Độ lún

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

S = S1 + S2 S1: độ lún của khối đất và cọc S2: độ lún của đất nền không xử lý ở bên dưới cọc

q

c o l

+ US trong cọc

  c o l

Q A

s o il

c o l

a

a

 1

M M

c o l

+ tỷ số diện tích

a

n A c o l B x L

Msoil, Mcol: mô đun nén của đất nền xung quanh cọc và của cọc q: áp lực đáy móng; n : số cọc

GV: TS. Trần Văn Tiếng 35

Bài giảng Nền móng

 Độ lún

 Trường hợp A: tải tác dụng nhỏ và us trong cọc chưa vượt quá giới hạn từ biến

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

Mcol = 50  100 Cu (15  25MPa) Msoil = 250Cu

B L

q B L 2 n A

M

c o l

s o il

q B L 1 n A M c o l

c o l

q 1 a M

q 2  a M

 1

c o l

s o il

q1, q2: áp lực đáy móng do cọc chịu và đất nền xung quanh cọc chịu

S

1

a M

 a M

q H  1 

c o l

s o il

H: chiều cao cọc S2: xác định bằng cách chia nền bên dưới thành nhiều lớp, sự phân bố US trong nền bên dưới khối theo đường truyền có độ dốc 2:1

 Độ lún

 Trường hợp B: tải tác dụng lớn và us trong cọc vượt quá giới hạn từ biến

n Q

q

1

q

q

c o l ,c re e p B L q

2

1

3. Cọc đất trộn vôi/xi măng

q1, q2: áp lực đáy móng do cọc chịu và đất nền xung quanh cọc chịu + q2 dùng để tính lún S1 và tính theo phương pháp tổng phân tố + S2 được tính với cả q1 và q2

GV: TS. Trần Văn Tiếng 36

Bài giảng Nền móng

4. Gia tải trước

4.1. Đặc điểm và phạm vi ứng dụng

 Nén trước bằng tải trọng tĩnh sử dụng trong trường hợp gặp nền đất yếu như cát rời, đất xốp, than bùn, bùn, sét và sét pha dẻo nhão… Mục đích của gia tải trước là :

 Tăng cường sức chịu tải của đất nền.  Tăng nhanh thời gian cố kết, tức là làm cho lún ổn định nhanh hơn.

 Muốn đạt được mục đích trên, người ta dùng các biện pháp sau đây :

 Chất tải trọng bằng cát, sỏi, gạch, đá… bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình dự định xây dựng để cho nền chịu tải trước và lún trước khi xây dựng. Dùng giếng cát hoặc bất thấm để thoát nước lỗ rỗng, tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền đối với nền sét yếu thấm nước kém.

4. Gia tải trước 4.2. Điều kiện địa chất để sử dụng gia tải trước không kết hợp thiết

bị thoát nước:

Để đạt được mục đích nén chặt đất và nước trong lỗ rỗng thoát ra, điều kiện cơ bản là phải có chỗ cho nước thoát ra được. Những sơ dồ về địa chất sau đây được xem là phù hợp cho phương pháp này :

GV: TS. Trần Văn Tiếng 37

Bài giảng Nền móng

Kỹ thuật gia tải trước thường có 2 dạng:

- Chất tải trước với tải trọng lớn hơn tải trọng công trình - Chất tải trước theo từng cấp tải trọng

 Lún cố kết sơ cấp dưới tải trọng được gia tải trước:

p

f

Độ lún cuối do tải công trình:

S

C lo g

f

c

1

2 H e 

, v o 

o

 , v o

  

  

p

, v o

f

s

S

C lo g

Độ lún cuối do gia tải trước:

f

s

c

1

2 H e 

o

p  ,  v o

  

  

lo g 1

p 

f , v o

f

  

U

f

s

S S

f

s

s

lo g 1

1

   p p

p 

f , v o

f

  

  

  

  

Độ độ cố kết ở thời điểm tSR mà độ lún do gia tải gay ra bằng độ lún cuối dưới tải công trình:

4. Gia tải trước 4.3. Tính toán gia tải trước:

 Lún cố kết sơ cấp dưới tải trọng được gia tải trước:

Nhân tố thời gian Tvz theo Sivaram và Swanmee:

2

f

U % s 

4

1 0 0

  

T

v z

0 ,3 5 7

f

U % s 

1 0 0

   

  

 1  

   5 ,6   

Thời gian gia tải tính từ quan hệ:

T

v z

C t v z 2 H

4. Gia tải trước 4.3. Tính toán gia tải trước:

Hai bài toán thiết kế: 1/ Với gia tải chọn trước tính thời gian gia tải cần thiết? 2/ Để có thể dở tải trong khoảng thời gian tSR thì gia tải phải là bao nhiêu?

GV: TS. Trần Văn Tiếng 38

Bài giảng Nền móng

 Lún cố kết thứ cấp do gia tải trước: Độ lún sơ cấp do tải công trình sẽ kết thúc ở thời điểm tp, sau đó độ lún thứ cấp bắt đầu và ở thời điểm ts được xác định như sau:

s

S

s

C H lo g p



t t

p

Hp chiều dày lớp đất ở thời điểm tp C= d/dlogt : hệ số nén thứ cấp

 Để độ lún sơ cấp và thứ cấp do tải trọng công trình pf không xảy ra khi dở tải thì gia tải pf+ps phải được kéo dài trong khoảng thời gian tsR sao cho độ lún sơ cấp SsR do gia tải bằng độ lún sơ cấp và thứ cấp do một mình tải công trình:

S

S

S

s R

f

s

4. Gia tải trước 4.3. Tính toán gia tải trước:

 Lún cố kết thứ cấp do gia tải trước:

Độ độ cố kết ở thời điểm tsR mà độ lún do gia tải gay ra bằng độ lún cuối dưới tải công trình:

s

s



lo g 1

e

lo g

 1

o

1 C lo g 

t t

C C

t t

p 

p

f , v o

p

c

  

  

s R

   

   

U

f

s

S S

f

s

s

lo g 1

1

p p

p 

f , v o

f

  

  

  

  

4. Gia tải trước 4.3. Tính toán gia tải trước:

GV: TS. Trần Văn Tiếng 39

Bài giảng Nền móng

SV tham khảo giáo trình Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn, 2011 và Công trình trên đất yếu, Trần Quang Hộ, 2011

5. Gia tải trước kết hợp thoát nước theo phương đứng

GV: TS. Trần Văn Tiếng 40