Giáo trình Nền móng (Nghề: Kỹ thuật xây dựng - Trình độ Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Nền móng gồm các nội dung chính sau: Khái niệm cơ bản trong thiết kế nền móng; Chương 2. Các chỉ tiêu của đất; Chương 3: Biến dạng lún và sức chịu tải của đất nền; Chương 4: Thiết kế móng đơn dưới cột trên nền thiên nhiên; Chương 5: Thiết kế móng cọc. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Nền móng (Nghề: Kỹ thuật xây dựng - Trình độ Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH Nền móng NGHỀ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Trình độ cao đẳng (Ban hành theo quyết định số:839/QĐ – CĐN ngày 04 tháng 8 năm 2020 của hiệu trưởng trường cao đẳng nghề An Giang) An Giang, tháng 01 năm 2020 0
1
LỜI GIỚI THIỆU Nền móng là loại kết cấu chủ yếu dùng trong xây dựng dân dụng. Kiến thức về nền móng cần thiết cho các cán bộ kỹ thuật xây dựng, các công nhân bậc cao. Giáo trình nền móng trình bày về các lý thuyết tính toán cơ bản theo hệ thống tiêu chuẩn quốc gia ngành xây dựng Việt Nam hiện hành phù hợp với trình độ cao đẳng nghề. Nhằm giúp các sinh viên: - Nắm vững lý thuyết; - Chọn sơ đồ tính; - Xác định tải trọng; - Tính nội lực; - Tính và bố trí cốt thép nhƣ cách thể hiện bản vẽ kết cấu về móng. Giáo trình đƣợc dùng làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên ngành kỹ thuật xây dựng cơ bản ở các trƣờng nghề theo tiêu chuẩn hiện hành. Đối với trình độ cao đẳng thì học hết tất cả các nội dung của giáo trình. Nội dung chính: Chƣơng 1: Khái niệm cơ bản trong thiết kế nền móng. Chƣơng 2. Các chỉ tiêu của đất Chƣơng 3: Biến dạng lún và sức chịu tải của đất nền Chƣơng 4: Thiết kế móng đơn dƣới cột trên nền thiên nhiên Chƣơng 5: Thiết kế móng cọc Tôi xin chân thành cám ơn các giáo viên giảng dạy trong tổ bộ môn lý thuyết chuyên môn đã giúp đỡ tôi, cũng nhƣ các giáo viên trong Khoa Xây dựng đã đóng góp nhiều ý kiến trong quá trình biên soạn. An Giang, ngày 30 tháng 12 năm 2019 Chủ biên Ngô Bích Hòa 2
MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................... 2 MỤC LỤC ............................................................................................................ 3 CHƢƠNG TRÌNH MÔN HỌC ......................................................................... 5 CHƢƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ NỀN MÓNG .. 10 I. KHÁI NIỆM CHUNG. .............................................................................................. 10 II. PHÂN LOẠI MÓNG VÀ NỀN. .............................................................................. 10 III. TÍNH TOÁN NỀN & MÓNG THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN. ....................... 13 IV.ĐIỀU KIỆN VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHI THIẾT KẾ NỀN MÓNG. ....... 15 V. CÁC TÀI LIỆU CẦN THIẾT ĐỂ THIẾT KẾ NỀN VÀ MÓNG. .......................... 15 VI. CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÓNG. .................................................................... 16 CHƢƠNG 2. CÁC CHỈ TIÊU CỦA ĐẤT ...................................................... 18 I. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT .................................................................. 18 II. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ TRẠNG THÁI ĐẤT. ............................................... 22 CHƢƠNG 3: BIẾN DẠNG LÚN VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN..... 33 I. BIẾN DẠNG LÚN CỦA NỀN ................................................................................. 33 II. SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT ........................................................................... 37 CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN DƢỚI CỘT TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN ................................................................................................................ 40 I. KHÁI NIỆM – CẤU TẠO ........................................................................................ 40 II. THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN DƢỚI CỘT CHỊU TẢI ĐÚNG TÂM ............................ 41 III. THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN DƢỚI CỘT CHỊU TẢI LỆCH TÂM ............................ 50 CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ MÓNG CỌC .......................................................... 55 I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI................................................................................. 55 II. CẤU TẠO MÓNG CỌC.......................................................................................... 58 III. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN ........................................ 61 IV. THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI THẤP .................................................................... 62 PHỤ LỤC ........................................................................................................... 69 Bảng chuyển đổi đơn vị ................................................................................................ 69 Phụ lục 1.1: Phân loại tên của đất dựa vào tỷ trọng hạt của đất. .................................. 69 Phụ lục 1.2: Phân loại đất dính theo chỉ số dẻo ............................................................ 69 Phụ lục 1.3: Phân loại đất dính theo độ sệt ................................................................... 70 Phụ lục 1.4: Đánh giá trạng thái của đất dính theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard Penetration Test) (TCVN 9351 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn)70 Phụ lục 1.5: Trị số α của đất dính theo thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (Cone Penetration Test). (TCVN 9352 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tĩnh) ........................................... 70 Phụ lục 1.6: Xác định trạng thái của đất rời dựa vào hệ số rỗng .................................. 71 3
Phụ lục 1.7: Xác định trạng thái của đất rời dựa vào độ chặt tƣơng đối ...................... 71 Phụ lục 1.8: Phân loại đất rời theo kích thƣớc hạt theo TCXD 45 – 78 ....................... 71 Phụ lục 1.9: Đánh giá trạng thái của đất rời theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard Penetration Test) (TCVN 9351 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn)72 Phụ lục 1.10: Đánh giá trạng thái của đất rời theo thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (Cone Penetration Test) (TCVN 9352 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tĩnh) ......................... 72 Phụ lục 2.1: Giá trị hệ số thay đổi áp lực phụ thêm ở trong đất K0 ............................. 73 Phụ lục 2.2: Hệ số điều kiện làm việc của nền đất và của công trình có tác dụng qua lại với nền. m1, m2 ........................................................................................................................ 74 Phụ lục 4.1: Hệ số uốn dọc  ....................................................................................... 75 Phụ lục 4.2: Hệ số điều kiện làm việc của cọc đóng .................................................... 75 Phụ lục 4.3: Cƣờng độ tính toán sức chịu tải R của đất nền dƣới mũi cọc. đối với đất sét .............................................................................................................................................. 77 Phụ lục 4.4: Cƣờng độ tính toán sức chịu tải R của đất nền dƣới mũi cọc. đối với đất cát ............................................................................................................................................. 78 Phụ lục 4.5: Cƣờng độ tính toán theo mặt xung quanh cọc f....................................... 79 4
CHƢƠNG TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học : NỀN MÓNG Mã môn học: MH08 Thời gian thực hiện môn học: 90giờ (Lý thuyết: 57 giờ, Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập:24 giờ, Kiểm tra: 9 giờ). I. Vị trí, tính chất của môn học - Vị trí: Là một môn học đƣợc bố trí giảng dạy môn học, modun cơ sở . - Tính chất: Là môn học lý thuyết chuyên môn phục vụ cho các môn học, các mô đun cơ sở. II. Mục tiêu của môn học - Kiến thức: + Trình bày đƣợc khái niệm và phân loại móng và nền; + Trình bày đƣợc các loại tải trọng tác dụng lên móng; + Trình bày đƣợc độ lún theo biến dạng và sức chịu tải của đất nền; + Trình bày đƣợc các bƣớc thiết kế móng nông, móng cọc. - Kỹ năng: + Tính toán đƣợc các tính chất cơ lý của đất; + Tính toán đƣợc độ lún theo biến dạng và sức chịu tải của đất nền; + Thiết kế móng nông, móng cọc. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm:Rèn luyện tính cẩn thận, ti mỉ và chính xác. III. Nội dung môn học 1. Nội dung tổng quát và phân bố thời gian: Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên chƣơng, mục Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập Chƣơng 1: Khái niệm cơ bản trong 1 3 3 thiết kế nền móng I. Khái niệm chung. 1. Móng. 2. Nền 3. Nền móng 5
Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên chƣơng, mục Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 4. Áp lực đáy móng và phản lực đất nền. II. Phân loại móng và nền. 1. Các loại móng. 2. Các loại nền III. Tính toán nền & móng theo trạng thái giới hạn(TTGH) 1. Khái niệm về trạng thái giới hạn 2. Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất (theo cƣờng độ và ổn định). 3.Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai (theo biến dạng). 4. Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng xuống móng. IV.Điều kiện về địa chất công trình khi thiết kế nền móng. V. Các tài liệu cần thiết để thiết kế nền và móng. VI. Các biện pháp bảo vệ móng. 2 Chƣơng 2. Các chỉ tiêu của đất 18 15 3 I. Các tính chất vật lý của đất 1. Trọng lƣợng riêng của đất. 2. Độ ẩm tự nhiên, độ rỗng, hệ số rỗng, tỉ trọng hạt của đất. 3. Mối liên hệ giữa các chỉ tiêu vật lý của đất 4. Bài tập. 6
Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên chƣơng, mục Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập II. Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái đất. 1. Đối với đất dính 2. Đối với đất rời 3. Bài tập. III. Phân bố ứng suất trong đất. 1. Khái niệm. 2. Ƣng suất do trọng lƣợng bản thân đất nền gây ra. 3. Ƣng suất do tải trong ngoài gây ra 4. Bài tập. Chƣơng 3: Biến dạng lún và sức chịu 3 12 6 3 3 tải của đất nền I. Biến dạng lún của nền 1. Khái niệm. 2. Điều kiện tính lún. 3. Tính lún bằng phƣơng pháp tổng phân tố 4. Bài tập. II. Sức chịu tải của nền đất 1. Khái niệm. 2. Xác định tải trọng tới hạn tiêu chuẩn. 3. Tính sức chịu tải của nền đất. 4. Bài tập. Kiểm tra định kỳ lần 1 Chƣơng 4: Thiết kế móng đơn dƣới 4 27 15 9 3 cột trên nền thiên nhiên 7
Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên chƣơng, mục Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập I. Khái niệm – Cấu tạo 1. Móng đơn dƣới cột và dƣới trụ. 2. Cấu tạo của móng đơn dƣới cột II. Thiết kế móng đơn dƣới cột chịu tải đúng tâm 1. Chọn độ sâu chôn móng 2. Chọn kích thƣớc sơ bộ đáy móng 3. Chọn chiều cao của móng 4. Tính và bố trí cốt thép trong móng 5. Bài tập III. Thiết kế móng đơn dƣới cột chịu tải lệch tâm 1. Chọn độ sâu chôn móng 2. Chọn kích thƣớc sơ bộ đáy móng 3. Chọn chiều cao của móng 4. Tính và bố trí cốt thép trong móng Kiểm tra định kỳ lần 2 5 Chƣơng 5: Thiết kế móng cọc 27 15 9 3 I. Khái niệm và phân loại 1. Khái niệm móng cọc 2. Phân loại móng cọc II. Cấu tạo móng cọc 1. Cấu tạo cọc 2. Cấu tạo đài cọc III. Xác định khả năng chịu tải của cọc đơn 1. Xác định khả năng chịu tải theo vật liệu làm cọc. 8
Thời gian (giờ) Thực Số hành, thí Tên chƣơng, mục Tổng Lý Kiểm TT nghiệm, số thuyết tra thảo luận, bài tập 2. Xác định khả năng chịu tải của cọc theo đất nền. 3. Bài tập IV. Thiết kế móng cọc đài thấp 1. Chọn vật liệu làm móng và cọc. 2. Các bƣớc tính toán 3. Bài tập Kiểm tra định kỳ lần 3 8 Ôn tập 3 3 Cộng 90 57 24 9 9
CHƢƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ NỀN MÓNG I. KHÁI NIỆM CHUNG. Hình 1.1 Sự liên kết giữa kết cấu bên trên và đất nền 1. Móng. Phần dƣới của công trình tiếp nhận tải trọng từ bên trên truyền vào đất sao cho đất không bị phá hoại kết cấu và không có biến dạng quá lớn, nhằm đảm bảo an toàn của công trình. 2. Nền Khu vực đất nằm ngay sát dƣới móng trực tiếp gánh đỡ móng. 3. Nền móng Móng là phần công trình làm việc chung với lớp đất nền bên dƣới trực tiếp gánh đỡ tải trọng bên trên truyền xuống. 4. Áp lực đáy móng và phản lực đất nền. Áp lực đáy móng là áp lực do toàn bộ tải trọng công trình (kể cả trọng lƣợng bản thân móng và phần đất trên móng) thông qua đáy móng truyền xuống đất nền. Phản lực nền là phản lực của đất nền tác dụng lên đáy móng khi có áp lực đáy móng, nó có cùng trị số nhƣng chiều tác dụng ngƣợc với áp lực đáy móng. II. PHÂN LOẠI MÓNG VÀ NỀN. 1. Các loại móng. a) Theo vật liệu làm móng. - Móng gạch: sử dụng cho các công trình có tải trọng nhỏ, nền đất tốt, ở nơi không thƣờng xuyên ngập nƣớc và mực nƣớc ngầm nằm sâu. 10
- Móng bê tông, đá hộc: sử dụng cho các công trình có tải trọng lớn hơn (so với móng gạch), nền đất tốt hoặc tƣơng đối tốt, thƣờng sử dụng ở những vùng vật liệu sẵn có và ở gần địa điểm xây dựng. - Móng thép: thép đƣợc sử dụng chủ yếu cho các móng cọc. Thép là loạivật liệu có cƣờng độ lớn, thi công nhanh, nhƣng dễ bị hoen gỉ. Ở nƣớc ta thép thƣờng sử dụng để làm móng cho các công trình yêu cầu về mặt tiến độ. - Móng gỗ: cũng sử dụng chủ yếu cho các móng cọc. Gỗ là loại vật liệu sẵn có, thi công đơn giản, nhƣng cƣờng độ nhỏ và dễ mục nát. Thƣờng sử dụng cho các công trình tạm thời và ở nơi mực nƣớc ngầm ổn định. - Móng bê tông cốt thép: đƣợc sử dụng nhiều nhất để làm móng cho các công trình xây dựng. b) Theo cách chế tạo móng - Móng toàn khối: loại móng đƣợc thi công ngay tại vị trí mà móng sẽ làm việc. - Móng lắp ghép: các cấu kiện cấu tạo nên móng đƣợc chế tạo sẵn ở một nơi nào đó, rồi vận chuyển tới vị trí làm móng và tiến hành lắp ghép lại với nhau. c) Theo phƣơng pháp thi công Móng nông: Phần mở rộng của chân cột hoặc đáy công trình để tăng diện tích tiếp xúc và giảm áp lực truyền lên nền đất; không xét đến lực ma sát xung quanh thành móng khi tính sức chịu tải của đất nền (R). Móng nông thƣờng đƣợc chia thành các loại móng nhƣ: móng đơn chịu tải đúng tâm, lệch tâm, lệch tâm lớn (móng chân vịt), móng phối hợp (móng kép), móng băng, móng bè. 11
Hình 1.2 Một số hình dạng của móng đơn Hình 1.3 Móng phối hợp Hình 1.4 Móng bè tại công trình Hình 1.5 Móng đơn tại công trình Hình 1.6 Móng băng tại công trình Móng sâu: Khi độ sâu chôn móng lớn hơn chiều sâu tới hạn; xét đến thành phần ma sát giữa đất và thành móng. Móng sâu gồm các loại móng nhƣ: móng cọc BTCT, móng trụ, móng barrette. 12
Móng trụ gồm các cột lớn chôn sâu gánh đỡ các công trình cầu, cảng, giàn khoan ngoài biển,…. Móng cọc là một loại móng sâu, thay vì đƣợc cấu tạo thành một trụ to, ngƣời ta có cấu tạo thành nhiều thanh có kích thƣớc bé hơn trụ bao gồm cọc gỗ, cọc thép, cọc BTCT (đúc sẵn, khoan nhồi). Móng nửa sâu: Khi độ sâu chôn móng nhỏ hơn chiều sâu tới hạn nhƣng không phải là móng nông, nhƣ: móng cọc ngắn, móng trụ ngắn, móng caisson. 2. Các loại nền Nền tự nhiên: là nền gồm các lớp đất có kết cấu tự nhiên nằm ngay sát dƣới móng, chịu đựng trực tiếp tải trọng công trình do móng truyền sang. Nền nhân tạo: khi các lớp đất dƣới móng không đủ khả năng chịu lực với kết cấu tự nhiên (thƣờng gặp là sét, á sét, á cát ở trạng thái dẻo chảy, chảy, bùn, cát xốp, 20kN/m2 ≤ Rtc ≤ 80kN/m2), cần phải áp dụng các biện pháp nhằm nâng cao khả năng chịu lực của nó, hoặc thay đất yếu bằng đất tốt hơn. Cải tạo kết cấu của khung hạt đất nhằm gia tăng khả năng chịu tải và giảm độ biến dạng lún của nền đất: Đệm vật liệu rời (đệm đá, sỏi, cát, …); Gia tải trƣớc; Giếng cát hay bấc thấm có gia tải; Bơm hút chân không; Cọc vật liệu rời: cọc cát, cọc đá; Cọc đất + vôi hoặc xi măng; Phƣơng pháp điện thấm (hút nƣớc); … Tăng cƣờng các vật liệu chịu kéo cho nền đất nhƣ: Vải địa kỹ thuật; Lƣới địa kỹ thuật; Thanh địa kỹ thuật; Thanh neo;… III. TÍNH TOÁN NỀN & MÓNG THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN. 1. Khái niệm về trạng thái giới hạn Trạng thái giới hạn là trạng thái ứng với khi công trình không ở điều kiện sử dụng bình thƣờng (võng quá lớn, biến dạng lớn, nứt quá phạm vi cho phép, mất ổn định) hoặc phá hoại hoàn toàn. 2. Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất (theo cƣờng độ và ổn định). Mục đích của việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất là đảm bảo cƣờng độ và ổn định cho công trình trong mọi tình huống bất lợi nhất. Với nền là đá, đất sét rất cứng, cát rất chặt có biến dạng rất nhỏ, khi chịu tác dụng của tải trọng công trình sẽ đạt tới trạng thái giới hạn thứ nhất trƣớc khi xuất hiện trạng thái giới hạn thứ hai. Hoặc khi móng chịu tác dụng của lực nằm ngang lớn thì nền đất dù là loại gì cũng có khả năng bị phá hỏng về cƣờng độ trƣớc khi có biến dạng lớn. Vì vậy theo qui phạm việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất chỉ áp dụng đối với các loại nền sau: + Các nền là đá, là đất sét rất cứng, đất cát rất chặt. + Các nền nằm trên mái dốc hay dƣới mái dốc 13
+ Các nền đặt móng chịu tải trọng ngang thƣờng xuyên có trị số lớn + Nền là loại đất sét yếu no nƣớc và đất than bùn 3.Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai (theo biến dạng). - Mục đích của việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai hạn chế độ lún, độ lún lệch, và độ nghiêng của móng để đảm bảo sự sử dụng bình thƣờng của công trình. - Việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai đƣợc áp dụng cho tất cả mọi công trình, trừ trƣờng hợp công trình có nền là đá. 4. Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng xuống móng. Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737 – 1995, dựa theo đặc điểm kết cấu của công trình, ngƣời ta xác định tải trọng tác dụng xuống móng gồm: a) Các loại tải trọng. Tải trọng thƣờng xuyên (tĩnh tải): là tải trọng tác dụng liên tục khi thi công công trình và suốt quá trình sử dụng công trình nhƣ trọng lƣợng bản thân, áp lực đất, áp lực nƣớc,.... Tải trọng tạm thời (hoạt tải) - Tải trọng ngắn hạn chỉ xuất hiện trong từng giai đoạn thi công hoặc trong quá trình sử dụng nhƣ: Tải trọng gió, sóng, …. - Tải trọng dài hạn tác động trong một thời gian tƣơng đối dài khi thi công hoặc trong quá trình sử dụng công trình nhƣ: Trọng lƣợng dụng cụ, thiết bị tĩnh, tải tác dụng lên mái công trình, …. - Tải trọng đặc biệt xuất hiện trong trƣờng hợp đặc biệt nhƣ động đất, sụp đổ một số bộ phận công trình, …. b) Tổ hợp tải trọng. Tổ hợp chính: bao gồm tải trọng thƣờng xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và 01 tải trọng tạm thời ngắn hạn. Tổ hợp phụ: bao gồm tải trọng thƣờng xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và ít nhất 02 tải trọng tạm thời ngắn hạn. Tổ hợp đặc biệt: bao gồm tải trọng thƣờng xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn, một số tải trọng tạm thời ngắn hạn và 1 tải đặc biệt. Tải trọng tiêu chuẩn: là tải trọng có thể kiểm soát đƣợc giá trị của nó trong điều kiện thi công và sử dụng công trình bình thƣờng. Tải trọng tính toán: là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vƣợt tải n. Khi tính toán nền theo TTGHII (biến dạng) thì lấy tổ hợp chính và các tải 14
trọng tiêu chuẩn để đƣa vào tính toán. Khi tính toán nền theo TTGHI (cƣờng độ) thì lấy tổ hợp phụ, tổ hợp đặc biệt và các tải trọng tính toán để đƣa vào tính toán. IV.ĐIỀU KIỆN VỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHI THIẾT KẾ NỀN MÓNG. Điều kiện để thiết kế đƣợc móng công trình là phải biết đặc điểm cấu tạo địa chất khu vực xây dựng công trình đó. Do đó công tác khảo sát địa chất đóng vai trò rất quan trọng và không thể thiếu. Công tác này thƣờng thực hiện bằng các phƣơng pháp sau: Khoan lấy mẫu và xác định các chỉ tiêu, xuyên động SPT – đất rời, xuyên tĩnh CPT – đất dính. Số lƣợng và chiều sâu hố khoan tùy thuộc vào các yếu tố: - Cấu tạo địa chất đồng nhất hay phức tạp. - Quy mô và mức độ quan trọng của công trình. Phƣơng án móng dự kiến thực hiện. V. CÁC TÀI LIỆU CẦN THIẾT ĐỂ THIẾT KẾ NỀN VÀ MÓNG. Để thiết kế nền móng ngƣời thiết kế cần có các tài liệu cơ bản sau đây: a) Địa điểm và đặc điểm của khu đất xây dựng - Ngƣời thiết kế cần biết địa điểm của khu đất xây dựng để xác định ảnh hƣởng của thiên nhiên đối với công trình và nền móng của công trình nhƣ mƣa, gió, sự thay đổi nhiệt độ theo mùa, động đất vv… - Đặc điểm của khu vực xây dựng đƣợc cung cấp bởi các hồ sơ sau: + Bản đồ địa hình địa mạo nơi xây dựng công trình nhƣ: bình đồ khu đất xây dựng, bản vẽ san nền, mặt bằng vị trí xây dựng công trình và các công trình hiện có gần công trình thiết kế. + Các tài liệu về địa chất công trình và địa chất thuỷ văn: đây là tài liệu quan trọng nhất trong công tác thiết kế nền móng. - Ở đây cần phải chú ý đến cách chọn các chỉ tiêu cơ – lý của đất đá. Để có thể đánh giá một cách hợp lý tính chất của đất nền cũng nhƣ của các vật liệu xây dựng khác khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn ngƣời ta phân biệt hai loại chỉ tiêu: chỉ tiêu tiêu chuẩn và chỉ tiêu tính toán. - Chỉ tiêu tiêu chuẩn: là chỉ tiêu tiêu biểu cho tính chất của một lớp đất trong nền (hoặc một loại vật liệu nào đó) khi có đủ số liệu cho yêu cầu thống kê theo qui định lấy bằng trị số trung bình của các chỉ tiêu có đƣợc từ kết quả thí nghiệm. 15
b) Tài liệu về công trình thiết kế Tài liệu này bao gồm mặt bằng, mặt cắt, sơ đồ kết cấu, bảng tổ hợp tải trọng (các loại tải trọng, tổ hợp tải trọng) tác dụng lên móng, các đặc điểm của công trình nhƣ có tầng hầm, cầu trục hay không và nếu có thì công năng sử dụng sức nâng tải của nó là bao nhiêu. c) Vật liệu xây dựng và máy móc thiết bị Tình hình vật liệu xây dựng ở địa phƣơng và các máy móc thiết bị hiện có của các đơn vị thi công trên địa bàn cũng có vai trò quan trọng trong việc lựa chọn loại nền móng. Vì nếu có đƣợc các thông tin này nhà tƣ vấn thiết kế sẽ lựa chọn loại móng sử dụng các vật liệu sẵng có ở gần và phù hợp với khả năng hiện có của các đơn vị thi công ở địa phƣơng, do đó giá thành làm móng sẽ giảm xuống. VI. CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÓNG. Móng đặt trong đất thƣờng chịu tác động ăn mòn của các hoá chất có trong nƣớc nhƣ muối, phèn ở các vùng mặn. Ở các vùng đô thị, nƣớc thải từ các đƣờng ống thoát nƣớc lâu ngày ngấm ra cũng tác động mạnh đến bê tông cốt thép của móng. Để chống sự xâm thực của nƣớc đối với kết cấu móng, thƣờng dùng bê tông mác cao, dùng bê tông có tính năng chống ăn mòn. Trƣờng hợp nƣớc ngầm có tính xâm thực nhỏ, có thể dùng các biện pháp thô sơ nhƣ quét lên mặt ngoài của móng và lớp nhựa đƣờng rồi đắp đất sét đƣợc đầm chặt bao lấy mặt ngoài của móng. Còn nƣớc ngầm có tính xâm thực mạnh thì cần thiết phải dùng các lớp cách nƣớc có cấu tạo đặc biệt. Khi mực nƣớc ngầm nằm thấp hơn đáy móng, nhƣng do tác dụng mao dẫn nên nƣớc ngầm có thể thấm qua sàn tầng hầm, thì sàn và tƣờng phải cách nhau bằng các lớp vữa xi măng xây hoặc trát, còn bên ngoài móng thì bọc một lớp matit cách nƣớc. Khi mực nƣớc ngầm cao hơn sàn tầng hầm, thì lớp cách nƣớc phải kéo dài đến vị trí cao hơn mực nƣớc ngầm cao nhất. Trong truờng hợp này phải dùng lớp cách nƣớc có kết cấu đủ khả năng chống lại áp lực nƣớc. Nếu mực nƣớc ngầm cao hơn sàn tầng hầm lớn, cần phải kết hợp làm hệ thống thoát nƣớc tốt và dùng móng bê tông cốt thép toàn bộ công trình. Ở những nơi biệt lập và cao, ngƣời ta có thể dùng giải pháp đặt đƣờng ống để thoát nƣớc. CÂU HỎI ÔN TẬP 16
1 - Khái niệm nền, móng? Phân tích vai trò, nhiệm vụ của nền, móng đối với công trình xây dựng. 2 - Phân loại móng, phạm vi ứng dụng hợp lý cho từng loại. 3 - Cấu tạo từng loại móng 4 - Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng dùng để tính toán thiết kế nền & móng. 5 - Nội dung cơ bản về tính toán nền, móng theo TTGH. 6 - Các tài liệu cần thiết để tính toán thiết kế nền, móng. 7 - Phân tích vai trò quan trọng của địa chất công trình đối với công tác tính toán thiết kế nền & móng. 8 - Mục đích, ý nghĩa công tác thiết kế nền móng. 17
CHƢƠNG 2. CÁC CHỈ TIÊU CỦA ĐẤT I. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT Đất gồm có ba phần là hạt đất, nƣớc và khí. Tỷ lệ giữa ba thành phần này sẽ gián tiếp cho biết đất là rỗng hay chặt, nặng hay nhẹ, khô hay ƣớt Xét một mẫu đất có trọng lƣợng là Q và có thể tích là V. Phần hạt nén chặt không còn lỗ rỗng có trọng lƣợng là: Qh và thể tích là Vh. Phần nƣớc trong đất có trọng lƣợng Qn và thể tích Vn. Phần khí trong đất có trọng lƣợng Qk và thể tích là Vk. Phần rỗng của đất có trọng lƣợng là Qr và thể tích là Vr (hình 1.9) Hình 2.1 Sơ đồ ba thể của đất 1. Trọng lƣợng riêng của đất. a) Trọng lƣợng riêng tự nhiên của đất: Là trọng lƣợng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái tự nhiên. Ký hiệu:  Công thức xác định: (2.1) Trong đó: Q – Trọng lƣợng đất ở trạng thái tự nhiên (kN). V – Thể tích đất ở trạng thái tự nhiên (m3). b) Trọng lƣợng riêng no nƣớc: Là trọng lƣợng của một đơn vị thể tich đất ở trạng thái no nƣớc (là trạng thái mà các lỗ hổng trong đất đều chứa đầy nƣớc). Ký hiệu: . Công thức xác định: (2.2) Trong đó: 18
Qh – Trọng lƣợng phần hạt rắn của đất (kN). Qn – Trọng lƣợng nƣớc lấp đầy các lỗ rỗng (kN). c) Trọng lƣợng riêng đẩy nổi: Là trọng lƣợng của một đơn vị thể tích đất nằm dƣới mặt nƣớc tự do, ở trạng thái này đất chịu tác dụng của lực đẩy nổi Ac- si-mét. Ký hiệu: Công thức xác định: (2.3) Trong đó: + Qh – Trọng lƣợng phần hạt rắn của đất (kN). + V – Thể tích đất ở trạng thái tự nhiên (m3). + Vh – Thể tích phần hạt rắn đất (m3). + – Trọng lƣợng riêng của nƣớc. d) Trọng lƣợng riêng khô: Là trọng lƣợng của hạt đất trong một đơn vị thể tích đất. Ký hiệu: Công thức xác định: (2.4) e) Trọng lƣợng riêng hạt của đất: Là trọng lƣợng riêng của một đơn vị thể tích hạt đất. Điều đáng chú ý là nó thay đổi trong phạm vi hẹp từ 26 ÷ 28 kN/m3. Ký hiệu: Công thức xác định: ; (2.5) 2. Độ ẩm tự nhiên, độ rỗng, hệ số rỗng, tỉ trọng hạt của đất. a) Độ ẩm tự nhiên: Ký hiệu: W, có đơn vị là (%) hoặc không có đơn vị. Công thức xác định: (2.6) b) Độ bão hòa: Độ bão hoà ký hiệu: , có đơn vị là (%) hoặc không có đơn vị. 19