Bài giảng Nền móng: Chương 4 - Nguyễn Hữu Thái

Chia sẻ: Haha Haha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

0
26
lượt xem
3
download

Bài giảng Nền móng: Chương 4 - Nguyễn Hữu Thái

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 4 - Xây dựng công trình trên nền đất yếu. Chương này trình bày những nội dung chính sau: Khái niệm về đất yếu và nền đất yếu, các biện pháp về kết cấu công trình, các biện pháp về móng, các biện pháp xử lý nền. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nền móng: Chương 4 - Nguyễn Hữu Thái

Nền Móng<br /> g<br /> Chương IV: Xây dựng công trình<br /> trên nền đất yếu<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> §4.1 Khái niệm về đất yếu và nền đất yếu<br /> I.<br /> <br /> Khái niệm về đất yếu<br /> - Đất yếu gồm các loại đất sét mềm bão hoà nước; các loại cát hạt nhỏ, mịn; than bùn;<br /> các trầm tích bị mùn hoá v. v... chúng rất đa dạng về thành phần khoáng vật, nhưng<br /> thường giống nhau về tính chất cơ lý và chất lượng xây dựng (kém).<br /> - Đất yếu nói chung có các đặc điểm sau:<br /> . Hầu như hoàn toàn bão hoà nước, có hệ số rỗng (ε) lớn thường > 1,0.<br /> . Khả năng chịu lực vào khoảng 50 - 100 kN/m2.<br /> . Tính nén lún mạnh, hệ số nén lún (a) lớn; môđun biến dạng nhỏ (E ≤ 5000kN/m2)<br /> trị số sức kháng cắt không đáng kể.<br /> <br /> II.<br /> <br /> Khái niệm về nền đất yếu<br /> - Nền đất yếu là phạm vi đất nền gồm các lớp đất yếu có khả năng chịu lực kém, nằm<br /> ở bên dưới móng công trình và chịu tác động của tải trọng công trình truyền xuống.<br /> Xét về mặt cấu trúc tầng đất nền này có thể được hợp thành là do một hoặc nhiều lớp<br /> trúc,<br /> đất yếu xen kẽ nhau hoặc xen giữa các lớp đất khác có khả năng chịu lực tốt hơn.<br /> - Khi tính toán nền công trình theo trạng thái giới hạn, nếu không thoả mãn các yêu<br /> cầu về cường độ và biến dạng mà vội vàng coi nền là yếu và tiến hành Xử lý nền thì<br /> nhiều khi gây tốn kém không cần thiết (đặc biệt đ/với công trình lớn). Cần phải áp<br /> dụng toàn diện các biện pháp xử lý đối với kết cấu phần trên, kết cấu móng và đối với<br /> nền.<br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1<br /> <br /> - Trong đa số trường hợp, chỉ sau khi đã thay đổi kết cấu phần trên, đã mở rộng hợp<br /> lý diện tích đáy móng mà những điều kiện cần đảm bảo khi thiết kế (về cường độ, biến<br /> dạng) không đạt mới cần phải xử lý nền. Nền cần phải xử lý gọi là “nền đất yếu”.<br /> - Khái niệm về nền đất yếu phải hiểu một cách tương đối trong một hoàn cảnh và điều<br /> kiện xây dựng cụ thể nhất định. Việc làm sáng tỏ khái niệm này có ý nghĩa kinh tế<br /> và kỹ thuật trong việc lựa chọn phương án hợp lý nhất.<br /> - Các biện pháp xử lý:<br /> . Các biện pháp về kết cấu công trình.<br /> . Các biện pháp về móng<br /> . Các biện pháp xử lý nền.<br /> . Các biện pháp thi công để xử lý nền.<br /> <br /> §4.2 Các biện pháp về kết cấu công trình<br /> + Nguyên nhân xử lý:<br /> Kết cấu công trình có thể bị phá hỏng toàn bộ hay từng bộ phận do:<br /> - Các điều kiện về biến dạng không được thoả mãn (S >[Sgh], ∆S >[∆Sgh]… )<br /> - Áp lực tác dụng lên mặt nền quá lớn (Ntt > Rgh)<br /> + Mục đích xử lý:<br /> - Giảm tải trọng tác dụng lên móng → Làm giảm trị số VT<br /> - Tăng khả năng chịu lực của kết cấu. → Làm tăng trị số VP<br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 3<br /> <br /> + Các biện pháp kết cấu công trình:<br /> - Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ.<br /> - Làm tăng độ mềm của công trình.<br /> - Làm tăng cường độ cho kết cấu công trình<br /> <br /> I. Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ<br /> - Mục đích của biện pháp này là làm giảm trọng lượng của kết cấu công trình. Do đó giảm<br /> nền.<br /> áp suất tác dụng lên mặt nền<br /> - Có thể bố trí vật liệu và kết cấu nhẹ ở những bộ phận công trình một cách hợp lý, sẽ<br /> giảm độ lệch tâm của tải trọng, → ∆S giảm.<br /> - Đối với những công trình không chịu tác dụng của lực ngang lớn thì việc giảm trọng<br /> lượng kết cấu công trình sẽ không ảnh hưởng nhiều đến tính ổn định của công trình.<br /> Đối với những công trình thường xuyên chịu tác dụng của lực đẩy ngang lớn<br /> thì khi giảm trọng lượng của công trình cần có những biện pháp khác để đảm<br /> bảo tính ổn định về trượt.<br /> <br /> II. Làm tăng độ mềm của công trình<br /> - Mục đích: Khi nền móng lún không đều sẽ phát sinh ư/s phụ tại các liên kết của kết cấu<br /> công trình, có thể phá hỏng kết cấu. Làm tăng độ mềm của công trình (kể cả móng) sẽ khử<br /> được các ứng suất phụ.<br /> -Biện pháp: Có hai biện pháp:<br /> + Biện pháp khe lún.<br /> + Dùng kết cấu tĩnh định.<br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 4<br /> <br /> 2<br /> <br /> 1- Biện pháp dùng khe lún<br /> - Tại những chỗ có chiều dầy lớp đất thay đổi đột biến và tính nén của đất nền khác<br /> nhau lớn (Hình 1), tại chỗ có thay đổi lớn về chiều cao công trình hoặc chênh lệch lớn<br /> về tải trọng (Hình 2), tại vị trí có sự thay đổi về bố trí mặt bằng công trình (Hình 3)<br /> <br /> P1<br /> <br /> P2<br /> <br /> δ = 3-5cm<br /> <br /> -Yêu cầu:<br /> + Cần hạn chế số lượng khe lún trong một công trình, vì mặc dù tác dụng kỹ<br /> thuật tốt nhưng tốn kém, thêm nhiều vật liệu xây dựng (phải làm thêm các tường<br /> ngăn ngang, dọc tại chỗ bố trí khe lún, làm khớp nối v.v...), và quản lý khó khăn<br /> nhất là trong các công trình thuỷ lợi.<br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> + Các khớp nối bố trí ở các khe lún phải mềm<br /> mại và chịu được độ chênh lún giữa hai bộ phận ở<br /> hai bên khe lún do đó phải tính toán kiểm tra khớp<br /> nối.<br /> -Khớp nối là tấm đồng Ω: Thường dùng cho<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 5<br /> <br /> khớp nối là tấm đồng Ω<br /> <br /> công trình thuỷ lợi<br /> <br /> -Khớp nối bằng chất dẻo polime: Rộng 18cm;<br /> p<br /> g<br /> p<br /> ộ g<br /> dầy 0,4cm; mấu nhô 0,4cm; phần uốn cong rộng<br /> 2,5cm. (Theo Sản phẩm của Phòng kết cấu –Viên<br /> NCKHTL-HN)<br /> <br /> khớp nối bằng chất dẻo<br /> polime<br /> <br /> + Chiều rộng khe lún phải tính toán vừa đủ để<br /> cho các bộ phận đã được tách ra không tựa sát<br /> bên nhau (làm nứt nẻ công trình) khi chúng bị lún<br /> không đều hoặc bị nghiêng. Chiều rộng tối thiểu<br /> khe lún được xác định theo công thức:<br /> <br /> δ = k h ( tgθp - tgθtr )<br /> k.h.(<br /> (4.1)<br /> (4 1)<br /> h: chiều cao khe lún<br /> θp, θtr: góc nghiêng của phần công trình ở bên<br /> phải và trái khe lún<br /> k: hệ số an toàn xét đến tính không đồng nhất<br /> của đất nền, có<br /> thể lấy k = 1,3 - 1,5<br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> δ = 3-5cm<br /> <br /> Dùng khe lún để phân<br /> tách công trình<br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 6<br /> <br /> 3<br /> <br /> 2- Biện pháp kết cấu tĩnh định<br /> - Thay các liên kết cứng giữa các bộ phận của công trình bằng liên kết khớp hoặc liên<br /> kết tựa cũng có tác dụng làm tăng độ mềm của công trình và khử được ứng suất phụ<br /> thêm phát sinh khi công trình bị biến dạng lệch.<br /> - Việc thay các liên kết cứng bằng các liên kết mềm (khớp, tựa) làm cho công trình có<br /> tính chất tĩnh định nên phần nào làm nó nặng nề thêm và kém phần mỹ thuật. Do đó<br /> cần hết sức giảm bớt khớp nối mềm trong công trình<br /> trình.<br /> - Tốt nhất là dự tính được các yếu tố biến dạng của công trình rồi từ đó tính toán nội<br /> lực trong kết cấu siêu tĩnh của các bộ phận công trình.<br /> <br /> ∆S=SA-SB<br /> <br /> SA<br /> <br /> A<br /> <br /> B<br /> <br /> SB<br /> <br /> L<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 7<br /> <br /> 3- Tăng thêm cường độ cho kết cấu công trình<br /> * Mục đích, Yêu cầu:<br /> - Làm tăng thêm cường độ cho kết cấu công trình để các bộ phận của nó đủ sức<br /> chịu thêm các ứng lực sinh ra do công trình bị lún không đều là một phương hướng chủ<br /> động tích cực khi thiết kế công trình theo trạng thái giới hạn có xét đến tác dụng tương<br /> hỗ giữa ba bộ phận của một công trình.<br /> - Không được làm ảnh hưởng nhiều đến độ mềm của công trình<br /> * Biện pháp:<br /> - Trong các công trình dân dụng và công nghiệp người ta sử dụng các giằng bê tông cốt<br /> thép (giằng tường, giằng móng), (xem Hình)<br /> - Các giằng có tác dụng tăng cường khả năng chịu<br /> ứng suất kéo phát sinh khi tường chịu uốn mà không<br /> ảnh hưởng đến độ mềm của công trình.<br /> <br /> Giằng bê tông<br /> cốt thép<br /> <br /> - Tính toán kết cấu giằng gia cường theo p/pháp dầm<br /> trên ề đàn hồi. Trong thiết kế th ờ<br /> t ê nền đà hồi T<br /> thường lấ cốt thé<br /> lấy ốt thép<br /> cấu tạo là 5 - 15 cm2.<br /> - Có thể dùng biện pháp gia cố cục bộ để tăng cường<br /> độ chống cắt cục bộ của tường hay của bộ phận công<br /> trình bằng cách đặt giằng hoặc đặt thêm cốt thép tại<br /> những nơi dự đoán có phát sinh ứng lực cắt lớn.<br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> Giằng cốt thép<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 8<br /> <br /> 4<br /> <br /> §4.3 Các biện pháp về móng<br /> - Thay đổi chiều sâu chôn móng.<br /> - Thay đổi kích thước đáy móng.<br /> - Thay đổi loại móng và độ cứng móng.<br /> <br /> I.<br /> <br /> Thay đổi chiều sâu chôn móng<br /> - Cơ sở của phương pháp:<br /> + Công thức tính sức chịu tải và cường độ tiêu chuẩn của nền có dạng chung là:<br /> <br /> pgh = Aγ.b + Bq + Dc<br /> <br /> A, B, D:<br /> γ, c:<br /> b:<br /> q:<br /> <br /> các hệ số phụ thuộc góc ma sát trong ϕ của đất.<br /> trọng lượng riêng và lực dính đơn vị của đất.<br /> chiều rộng móng.<br /> tải trọng bên móng.<br /> <br /> Như vậy, khi tăng độ sâu đặt<br /> móng hm , tức là tăng (q = γ hm) thì<br /> γ.h ),<br /> khả năng chịu tải của nền (pgh) được<br /> tăng lên.<br /> + Mặt khác, nền nói chung có độ<br /> chặt tăng theo chiều sâu, nên khi hm<br /> tăng là đã đặt móng tại lớp đất tốt<br /> hơn, do đó độ lún S giảm.<br /> <br /> pgh<br /> q= γ.hm<br /> <br /> hm<br /> o<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 9<br /> <br /> - Xét các trường hợp thực tế:<br /> * Trường hợp cao trình đặt móng thiết kế không thay đổi: Do nhiều điều kiện khống<br /> chế, móng thường phải đặt tại một cao trình thiết kế nhất định.<br /> . Bảo đảm được cao trình đặt móng thiết kế (tức là bảo đảm cao trình của các bộ<br /> phận công trình) là một vấn đề rất quan trọng và khó khăn, nhất là đối với nền đất yếu.<br /> . Để giảm bớt độ chênh lệch giữa cao trình đặt móng thiết kế với cao trình đáy<br /> g<br /> ộ<br /> ệ g<br /> ặ<br /> g<br /> y<br /> móng sau khi lún ổn định thì thường phải nâng cao trình đặt móng thiết kế lên một trị<br /> số dự phòng, tính gần đúng theo công thức:<br /> <br /> Sdp = ½ ( S + Stc )<br /> <br /> (4.2)<br /> Sdp - độ nâng thêm của cao trình dự<br /> phòng.<br /> S - độ lún ổn định do tính toán.<br /> Stc - độ lún xảy ra khi thi công.<br /> <br /> . Đối với các công trình dân dụng công<br /> nghiệp xây trên nền đất loại sét có thể lấy:<br /> Sdp = 0,7S<br /> <br /> TK<br /> <br /> hm<br /> <br /> Sdp<br /> <br /> (4.3)<br /> <br /> NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH<br /> <br /> NỀN MÓNG<br /> <br /> 10<br /> <br /> 5<br /> <br />

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản