Bài giảng Nền móng: Chương 1 - Nguyễn Hữu Thái

Nền Móng<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> Mở Đầu<br /> I.<br /> <br /> Ý nghĩa Môn học Nền Móng<br /> - Khi thiết kế nền móng công trình như nhà ở, cầu đường và đập thường cần các<br /> kiến thức về<br /> (a) tải trọng truyền từ kết cấu phần trên xuống hệ móng,<br /> (b) yêu cầu của các quy tắ xây d<br /> ê ầ ủ á<br /> tắc â dựng đị phương,<br /> địa h<br /> (c) tính chất ứng suất - biến dạng của đất đỡ hệ móng,<br /> (d) điều kiện địa chất đất nền.<br /> Đối với kỹ sư nền móng Hai yếu tố cuối là vô cùng quan trọng vì chúng thuộc<br /> lĩnh vực cơ học đất.<br /> - Để có được độ chính xác các thông số của đất cần phải hiểu thấu đáo những<br /> nguyên lý cơ bản của cơ học đất. Đồng thời phải thấy rằng các trầm tích đất tự<br /> nhiên được xây dựng công trình trên đó phần lớn trường hợp là không đồng<br /> chất. Do vậy, người kỹ sư phải có một sự hiểu biết thấu đáo về địa chất của khu<br /> ậy, g<br /> ỹ<br /> p<br /> ộ ự<br /> ị<br /> vực, đó là nguồn gốc và bản chất của địa tầng cũng như các điều kiện địa chất<br /> thuỷ văn.<br /> - Kỹ thuật nền móng là một sự phối hợp khéo léo của cơ học đất, địa chất công<br /> trình, và suy đoán riêng có được từ kinh nghiệm quá khứ. Ở một mức độ nào đó,<br /> kỹ thuật nền móng có thể được gọi là một nghệ thuật. (Braja M. Das).<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1<br /> <br /> Mở Đầu<br /> II.<br /> <br /> Nội dung Môn học<br /> Môn Nền Móng gồm 5 Chương:<br /> Chương I: Một số khái niệm cơ bản<br /> Chương II: Móng Nông trên Nền Thiên nhiên<br /> Chương III: Tính toán Móng Mềm<br /> Chương IV: Xây dựng Công trình trên Nền Đất yếu<br /> Chương V: Móng Cọc<br /> <br /> II.<br /> <br /> Các Tài Liệu học tập<br /> 1) Nền Móng - Bộ môn Địa Kỹ Thuật, ĐHTL, 1998.<br /> 2) Nguyên lý Kỹ Thuật Nền Móng - Braja M. Das, Bộ môn Địa Kỹ Thuật, ĐHTL,<br /> dịch từ tiếng Anh, 2009.<br /> 3) Bài giảng do giáo viên biên soạn, 2009, 2010.<br /> 4) Các Tiêu chuẩn:<br /> - Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình Thủy công: TCVN 4253 - 86<br /> - Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình dân dụng và công nghiệp: QP45-70,<br /> QP45-78.<br /> - Tiêu chuẩn thiết kế Móng Cọc: TCXD 205 - 98<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 3<br /> <br /> Chương 1:<br /> Một số khái niệm cơ bản<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 4<br /> <br /> 2<br /> <br /> §1.1 Khái niệm Nền và Móng<br /> Kết cấu phần trên<br /> <br /> Công trình nói chung gồm 3 bộ phận:<br /> Kết cấu phần trên + Móng + Nền<br /> <br /> I.<br /> <br /> Móng<br /> <br /> KN về Nền<br /> - Nền là phạm vi đất đá phía dưới móng có trạng<br /> thái ứng suất biến dạng thay đổi do tác dụng của<br /> công trình (Hình).<br /> - Đối với nền các công trình thuỷ lợi còn cần kể<br /> thêm đến phạm vi đất chịu ảnh hưởng sự thay<br /> đổi về thấm nước do xây dựng và sử dụng công<br /> trình (điều kiện ĐCTV thay đổi).<br /> - Phân loại nền: 2 loại<br /> * Nền thiên nhiên: không qua xử lý.<br /> * Nền nhân tạo: đã qua xử lý<br /> <br /> Nền<br /> <br /> Kết cấu phần trên<br /> Móng<br /> <br /> Nền<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> II.<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 5<br /> <br /> KN về Móng<br /> - Móng là bộ phận phía dưới của công trình và tiếp xúc với đất. Có tác dụng đỡ<br /> KCPT, truyền và phân bố tải trọng từ công trình lên mặt nền. Móng thường có kích<br /> thước lớn hơn mặt đáy kết cấu bên trên để giảm áp suất trên mặt nền.<br /> <br /> Nhận xét:<br /> - Cả 3 bộ phận công trình (KCPT, Móng và Nền) cùng làm việc và ảnh hưởng lẫn<br /> nhau. Vì vậy khi quy hoạch và thiết kế nền móng cần phải xét toàn diện trên quan<br /> niệm coi chúng là một hệ thống “Công trình – Nền”, để có thể chọn được phương<br /> án tối ưu.<br /> <br /> III.<br /> <br /> Phân loại móng và phạm vi áp dụng<br /> - Phân loại theo 4 cơ sở:<br /> 1<br /> 1- Theo vật liệu làm móng: Tùy điều kiện cung cấp vật liệu (tại chỗ, hay từ xa đến),<br /> đặc điểm làm việc của công trình, tình hình ĐCCT, ĐCTV (mực nước ngầm…) để<br /> quyết định dùng các vật liệu thích hợp cho móng.<br /> * Móng gạch:<br /> * Móng đá hộc: dùng nơi sẵn đá.<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 6<br /> <br /> 3<br /> <br /> Hai loại móng trên làm bằng các vật liệu chịu kéo kém; thường dùng nơi mực<br /> nước ngầm thấp dưới cao trình đặt móng; khó thi công bằng cơ giới hóa.<br /> * M. thép, gỗ: dùng dưới dạng móng cọc, cần có biện pháp chống han rỉ, hà<br /> mục. Hạn chế dùng.<br /> * M. bê tông, bê tông cốt thép: được dùng phổ biến hơn cả. M.btct. Có cường<br /> độ cao, hì h d<br /> hình dạng bất kỳ tù ý muốn, tố ít vật liệ dễ dà cấu t các cấu kiệ<br /> tùy<br /> ố tốn<br /> ật liệu,<br /> dàng ấ tạo á ấ kiện<br /> lắp ghép.<br /> -Tùy theo khả năng chịu uốn của vật liệu móng lại phân ra:<br /> * Móng cứng (móng gạch, đá xây).<br /> * Móng mềm (móng btct.)<br /> 2- Theo phương pháp thi công đặt móng: Căn cứ vào có đào toàn bộ hố móng<br /> trước hay không, chia làm hai loại:<br /> * M nông:<br /> M.<br /> . Khi thi công phải đào toàn bộ hố móng trước sau đó mới xây móng;<br /> . Chiều sâu chôn móng < 6m.<br /> . Khi tính toán có thể bỏ qua sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên.<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 7<br /> <br /> Áp dụng trong trường hợp: Tải trọng không lớn, Mực nước ngầm quá cao,<br /> đ/kiện thoát nước tốn kém.<br /> Theo kích thước móng, móng nông lại được phân thành: M.đơn, M.băng,<br /> M.bản. (Sẽ đề cập cụ thể trong chương II).<br /> * M. sâu:<br /> . Không đào toàn bộ hố móng, mà dùng biện pháp thi công đặc biệt để hạ móng tới<br /> g<br /> ộ<br /> g<br /> g ệ p p<br /> g ặ<br /> ệ<br /> ạ<br /> g<br /> độ sâu thiết kế (Móng cọc, Móng cọc khoan nhồi, Móng giếng chìm).<br /> . Chiều sâu chôn móng thường rất lớn, từ 10m đến vài chục mét.<br /> . Khi tính toán phải kể đến sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên.<br /> 3- Theo tính chất chịu tải trọng:<br /> * M. chịu tải trọng tĩnh:<br /> * M. chịu tải trọng động:<br /> 4- Theo phương pháp chế tạo móng:<br /> * M khối làm tại chỗ:<br /> M.<br /> * M. lắp ghép: tiến bộ, dễ dàng cơ giới hóa, nhưng đòi hỏi chuyên nghiệp cao.<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 8<br /> <br /> 4<br /> <br /> §1.2 Khái niệm về tính toán Nền Móng<br /> theo trạng thái giới hạn (TTGH)<br /> I.<br /> <br /> TTGH của công trình<br /> 1- Định nghĩa về TTGH<br /> - TTGH của công trình là trạng thái mà công trình không còn đảm bảo được điều<br /> trình,<br /> kiện làm việc bình thường theo yêu cầu thiết kế trong quá trình thi công, sử dụng,<br /> sửa chữa. Thể hiện ở các mặt sau đây:<br /> * Từng bộ phân công trình bị hư hỏng hoặc toàn bộ công trình bị mất ổn định do<br /> trượt (phẳng, sâu, hỗn hợp) hoặc do bị lật (đối với nền đá).<br /> * Biến dạng (S), chênh lệch biến dạng (ΔS) hoặc chuyển dịch ngang (u) quá lớn.<br /> * Đối với các công trình thuỷ lợi còn có thể do ảnh hưởng của dòng thấm quá<br /> lớn ( j > [ j ]).<br /> - Như vậy, khái niệm về TTGH gắn liền với sự phá hoại đ/kiện làm việc bình thường<br /> của công trình: khi đó, công trình hoặc bị phá hoại về cường độ, hoặc không đảm<br /> ề<br /> bảo về đ/kiện biến dạng.<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 9<br /> <br /> Xây dựng năm 1913 gồm 65 xilô bằ<br /> Xâ d<br /> ă 1913, ồ<br /> ilô bằng xi măng cốt thé cao 27 4<br /> i ă<br /> ốt thép,<br /> 27,4m; nặng<br /> ặ<br /> 20.000 tấn; gia tải lần đầu với 22.000 tấn lúa mì, trạm bị nghiêng 270; một phía<br /> lún 8,8 m, phía kia 1,5 m. Sau đó dược làm cân bằng nhờ kích thủy lực và làm<br /> móng trụ mới sâu đến lớp đất đá.- Nguyên nhân: CT bị sự cố do đất nền<br /> mất ổn định và bị ép trồi nhiều về một phía.<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 10<br /> <br /> 5<br /> <br />