Giáo trình Nền móng: Phần 1

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

Thêm vào BST

Báo xấu

73
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Nền móng: Phần 1 cung cấp đến các bạn những kiến thức bao gồm nguyên tắc cơ bản thiết kế nền móng; nguyên tắc xác định tải trọng xuống móng; nguyên tắc thống kê số liệu địa chất; móng nông trên nền thiên nhiên; trình tự tính toán thiết kế móng băng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Nền móng: Phần 1

Giáo trình nền móng TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG TP. HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KẾT CẤU GIÁO TRÌNH NỀN MÓNG Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 1
Giáo trình nền móng LỜI GIỚI THIỆU Để phục vụ công tác giảng dạy và học tập của sinh viên khoa xây dựng, Bộ môn kết cấu thuộc Khoa xây dựng biên soạn tài liệu “Giáo trình nền móng” theo các tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9362:2012 và TCVN 10304:2012 và các tiêu chuẩn hiện hành có liên quan. Gia cố nền đất yếu là một trong những lĩnh vực phức tạp, nhiều quan điểm tính toán khác nhau. Chúng tôi đã cập nhật một số tiêu chuẩn tiên tiến phục vụ cho giáo viên, sinh viên tìm hiểu và nghiên cứu áp dụng khi tính toán gia cố nền đất yếu. Mỗi chương đều có ví dụ áp dụng, hy vọng cuốn sách giúp cho sinh viên, người thiết kế cách trình bày thuyết minh và bản vẽ thiết kế nền móng công trình. Do thời gian, kinh nghiệm và kiến thức có hạn nên không tránh khỏi thiếu sót. Mọi sự góp ý về nội dung cuốn sách sẽ được tiếp nhận với lòng biết ơn. BỘ MÔN KẾT CẤU Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 2
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng CHƯƠNG 1 NGUYÊN TẮC CƠ BẢN THIẾT KẾ NỀN MÓNG 1.1 CÁC KHÁI NIỆM VỀ NỀN VÀ MÓNG 1.1.1 Khái niệm về nền - Nền là khu vực không gian nền đất dưới đáy móng gánh đỡ tải trọng của công trình do móng truyền xuống. Nền có thể là đất hoặc đá. + Nền đá là nền gồm các loại đá: đá phún xuất, biến chất và trầm tích có liên kết cứng giữa các hạt (dính kết và xi măng hóa) nằm thành khối liên tục hoặc khối nứt nẻ. Đặc điểm của nền đá có sức chống nén lớn, biến dạng bé. Do vậy, khi thiết kế công trình trên nền đá không phải tính lún. + Nền đất là nền gồm các loại đất: đất hòn lớn, đất cát và đất sét. Đặc điểm của nền đất là sức chịu tải không cao, tính biến dạng lớn và không đồng nhất. - Phạm vi của nền sao cho đảm bảo điều kiện dừng tính lún, tức là: + bt  5gl : Đối vối đất ít biến dạng, E ≥ 50 kG/cm2; + bt  10gl : Đối vối đất biến dạng nhiều, E
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng 1.1.2 Khái niệm về móng Móng là một bộ phận của kết cấu công trình, thường nằm âm dưới mặt đất (còn gọi là phần ngầm) gánh đỡ trực tiếp tải trọng của công trình truyền xuống nền. Móng được chia thành: - Móng đặt nông; - Móng cọc; - Móng sâu; - Móng dưới máy. Trong phạm vi giáo trình chủ yếu nghiên cứu các giải pháp móng nông và móng cọc được trình bày ở các chương tiếp theo. 1.2 CÁC TÀI LIỆU PHỤC VỤ CHO THIẾT KẾ NỀN MÓNG 1.2.1 Tài liệu về địa điểm, hiện trạng Các tài liệu về địa chất khu đất được cung cấp dựa trên kết quả đo đạc địa hình, hiện trạng và khảo sát địa chất thủy văn bao gồm: - Xác định địa điểm xây dựng để xác định tải gió, tải động đất; - Bản vẽ khảo sát địa hình hiện trạng: Thể hiện đầy đủ cao độ, đường đồng mức, các công trình và hạ tầng kỹ thuật hiện hữu,…; - Tài liệu khảo sát địa chất thủy văn: Thể hiện đầy đủ mặt cắt địa tầng, mực nước ngầm, các thí nghiệm ngoài hiện trường, các thí nghiệm trong phòng thể hiện đầy đủ có thông số để tính toán thiết kế nền móng. Cần đặc biệt chú ý đến các điều kiện địa chất như: Hiện tượng Castơ, hiện tượng trượt lở, mất ổn định tổng thể cả khu vực xây dựng; - Điều kiện vận chuyển thiết bị thi công nền móng đến công trình và di chuyển trên công trình. 1.2.2 Tài liệu về công trình được thiết kế - Bản vẽ kiến trúc công trình: Thể hiện đầy đủ mặt bằng, mặt đứng, mặt cắt và vật dụng, thiết bị để xác định tải trọng và xây dựng mô hình tính toán kết cấu phần tổng thể. - Trên cơ sở mô hình tính toán, xác định được nội lực xuống móng. 1.3 NGUYÊN TẮC XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG XUỐNG MÓNG - Dựa theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737: 1995, tiêu chuẩn thiết kế công trình chịu động đất TCVN 9386:2012, đặc điểm kết cấu của công trình để xác định tải trọng xuống móng. Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 4
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng - Tải trọng xuống móng có thể tại cao trình mặt đất tự nhiên hoặc đỉnh móng. Khi xác định tải trọng xuống móng cần xác định tổ hợp tải trọng cho nội lực tính toán nguy hiểm nhất xuống móng tại cổ móng hoặc cao trình 0,000 như sau:  N max tt  N tttu  N tttu  tt  tt  tt M tu hoặc M max hoặc M tu (1.1)  tt  tt  tt Q tu Q tu Q max - Lưu ý: tt + Tổ hợp cho trị số N max thường dùng cho nhà cao tầng; tt + Tổ hợp cho trị số Q max thường dùng cho công trình có tải ngang lớn như đập nước, tường chắn, cầu trục,...; tt + Tổ hợp cho trị số M max thường dùng cho công trình vượt nhịp, cầu trục,...; - Tiêu chuẩn chia ra thành 2 nhóm tải trọng: + Tải trọng tiêu chuẩn: Dùng để tính toán và kiểm tra theo TTGH 2; + Tải trọng tính toán: Dùng để tính toán và kiểm tra theo TTGH 1.  N 0tt  N 0tc  tt  tc M 0 = n M 0 (1.2)  tt  tc Q 0 Q 0 +n = 1,15: là hệ số vượt tải trung bình. 1.4 NGUYÊN TẮC THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 1.4.1 Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất - Các thông số cơ bản về tính chất cơ học của đất dùng để xác định sức chịu tải và biến dạng của nền là các đặc trưng về độ bền và biến dạng của đất (góc ma sát trong , lực dính đơn vị C và mô đun biến dạng của đất E, cường độ cực hạn về nén một trục của đá cứng Rn ...) - Từ đây trở đi, nếu không có gì đặc biệt thì danh từ “các đặc trưng của đất” phải hiểu không chỉ là các đặc trưng cơ học mà còn là các đặc trưng vật lý của đất. - Trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất (trừ lực dính đơn vị và góc ma sát trong) là trị trung bình cộng các kết quả thí nghiệm riêng rẽ. Trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong là các thông số tìm được bằng phương pháp bình phương cực tiểu từ quan hệ đường thẳng giữa sức chống cắt và áp lực nền. Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 5
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng - Trong mọi trường hợp, khi tính nền phải dùng trị tính toán các đặc trưng của đất A, xác định theo công thức: A tc A (1.3) kd Trong đó: + Atc là trị tiêu chuẩn của đặc trưng của đất, xác định theo công thức (1.4); + kđ là hệ số an toàn về đất, xác định theo công thức (1.9). - Khi tính toán theo sức chịu tải thì trị tính toán của các đặc trưng , c và  ký hiệu là I, cI và I; còn để tính theo biến dạng thì ký hiệu là II, cII và II. - Trị tiêu chuẩn Atc các đặc trưng của đất theo kết quả thí nghiệm trực tiếp trong phòng và hiện trường được xác định theo công thức: 1 n A   Ai tc (1.4) n i 1 Trong đó: + Ai là trị số riêng biệt của đặc trưng; + n là số lần thí nghiệm của đặc trưng. - Việc xử lý các kết quả thí nghiệm cắt trong phòng nhằm xác định trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị ctc và góc ma sát trong tc tiến hành bằng cách tính toán theo phương pháp bình phương cực tiểu sự phụ thuộc tuyến tính (1.5) đối với toàn bộ tổng hợp đại lượng thí nghiệm  trong đơn nguyên địa chất công trình:   p.tg  c (1.5) Trong đó: + : là sức chống cắt của mẫu đất; + p: là áp lực pháp tuyến truyền lên mẫu đất. - Trị tiêu chuẩn ctc và tg tc được tính toán theo các công thức: 1 n n n n c tc  .(  i . p i2   p i .  i .p i ) (1.6)  i i 1 i 1 i 1 n n n 1  tc  .(n   i p i    i . p i ) (1.7)  i i 1 i 1 Trong đó: n n +   n. p i2  ( p i ) 2 (1.8) i 1 i 1 Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 6
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng + n: là số lần thí nghiệm của đại lượng . - Hệ số an toàn về đất kđ khi xác định trị tính toán của lực dính đơn vị c, góc ma sát trong , cường độ giới hạn về nén một trục Rn và khối lượng thể tích đất  được tính toán theo công thức: 1 kđ  (1.9) 1  Trong đó: + : là chỉ số độ chính xác đánh giá trị trung bình các đặc trưng của đất được quy định: + Đối với c và tg:  = t.v (1.10) + Đối với Rn và : t  .v = (1.11) n + t là hệ số lấy theo Bảng 1.1 tùy thuộc vào xác suất tin cậy đã cho  và số bậc tự do (n-1) khi xác định trị tính toán Rn và (n - 1) khi thiết lập trị tính toán c và ; + v: là hệ số biến đổi của đặc trưng:  v (1.12) A tc + : là sai số toàn phương trung bình của đặc trưng, tính theo các công thức sau: 1) Đối với c và : 1 n 2  c    . . p i (1.13)  i 1 n  tg    . (1.14)  Trong đó: 1 n   . (p i .tg tc  c tc   i ) 2 (1.15) n  1 i 1 2) Đối với Rn: Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 7
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng 1 n R  . (R ntc  R ni ) 2 (1.16) n n  1 i 1 3) Đối với : 1 n tc   . (    i ) 2 (1.17) n  1 i 1 Bảng 1.1: Hệ số t dùng để xác định chỉ số độ chính xác trị trung bình đặc trưng của đất – TCVN 9362:2012 Số bậc tự do (n-1) đối Hệ số t ứng với xác suất tin cậy  với Rn và , (n-2) đối 0,85 0,9 0,95 0,98 0,99 với c và  2 1,34 1,89 2,92 4,87 6,96 3 1,25 1,64 2,35 3,45 4,54 4 1,19 1,53 2,13 3,02 3,75 5 1,16 1,48 2,01 2,74 3,36 6 1,13 1,44 1,94 2,63 3,14 7 1,12 1,41 1,90 2,54 3,00 8 1,11 1,40 1,86 2,49 2,90 9 1,10 1,38 1,83 2,44 2,82 10 1,10 1,37 1,81 2,40 2,76 11 1,09 1,36 1,80 2,36 2,72 12 1,08 1,36 1,78 2,33 2,68 13 1,08 1,35 1,77 2,30 2,65 14 1,08 1,34 1,76 2,28 2,62 15 1,07 1,34 1,75 2,27 2,60 16 1,07 1,34 1,75 2,26 2,58 17 1,07 1,33 1,74 2,25 2,57 18 1,07 1,33 1,73 2,24 2,55 19 1,07 1,33 1,73 2,23 2,54 20 1,06 1,32 1,72 2,22 2,53 25 1,06 1,32 1,71 2,19 2,49 30 1,05 1,31 1,70 2,17 2,46 40 1,05 1,30 1,68 2,14 2,42 60 1,05 1,30 1,67 2,12 2,39 Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 8
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng 1.5 TÍNH TOÁN NỀN THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1.5.1 Khái niệm về trạng thái giới hạn (TTGH) - Trạng thái giới hạn là ngưỡng cuối cùng về phương diện kỹ thuật để cho kết cấu một phần hay toàn bộ công trình làm việc ổn định, bền vững, không bị phá hoại hoặc không bị lún, nứt và chuyển vị quá mức ảnh hưởng đến điều kiện sử dụng bình thường của công trình. - TTGH chia thành 2 nhóm chính: + TTGH 1: Cường độ và ổn định; + TTGH 2: Biến dạng (lún, chuyển vị, nghiêng) và nứt. 1.5.2 Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất (TTGH1) - Mục đích tính nền theo sức chịu tải (theo nhóm trạng thái) giới hạn thứ nhất là đảm bảo độ bền của nền và tính ổn định của nền đất (không phải đá), cũng như không cho phép móng trượt theo đáy và không cho phép lật vì sẽ dẫn đến sự chuyển vị đáng kể của từng móng hoặc của toàn bộ công trình và do đó công trình không thể sử dụng được. Khi tính toán theo TTGH 1 ta phải dùng nhóm tải trọng tính toán. - Khi dùng trong tính toán sơ đồ phá hoại của nền (lúc đạt đến trạng thái giới hạn của nền) phải xét cả về mặt tĩnh cũng như mặt động đối với móng hoặc công trình cho trước. 1.5.2.1 Tính toán theo cường độ  N (1.18) K tc Trong đó: + N: là tải trọng tính toán trên nền; + : là sức chịu tải của nền; + Ktc: là hệ số độ tin cậy do cơ quan thiết kế quy định tùy theo tính chất quan trọng của nhà hoặc công trình, ý nghĩa của nhà hoặc công trình khi tận dụng hết sức chịu tải của nền, mức độ nghiên cứu điều kiện đất đai và lấy không nhỏ hơn 1,2. 1.5.2.2 Tính toán ổn định trượt về vị trí - Khi tính toán nền móng, đối với các công trình có xô ngang lớn (đê, đập, tường chắn,…) cần phải kiểm tra điều kiện ổn định trượt theo mặt tiếp xúc với nền. Điều kiện kiểm tra trượt như sau: Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 9
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng Tg KT   [K T ] (1.19) Tt Trong đó: + Tg: là tổng tất cả các lực gây ra móng bị trượt; + [KT]: là hệ số lật cho phép trượt; + Tt: là tổng lực giới hạn giữ không cho móng bị trượt với mặt tiếp xúc với nền; - Lưu ý: Trong mọi trường hợp, hệ số KT  [KT] =1,5. Theo thông lệ các tiêu chuẩn thiết kế của các nước hệ số KT  [KT] = (1,50 – 2,00) tùy theo tính chất và tầm quan trọng của công trình. 1.5.2.3 Tính toán ổn định lật - Khi tính toán nền móng, đối với các công trình có mô men lớn (vượt nhịp, cao tầng,…) cần phải kiểm tra điều kiện ổn định lật. Điều kiện kiểm tra lật như sau: Mcl KL   [KL] (1.20) Mgl Trong đó: + Mcl: là tổng mô men của tất cả các lực giữ không cho móng bị lật (bị xoay); + Mgl: là tổng mô men của tất cả các lực gây ra móng bị lật; + [K]: là hệ số lật cho phép. - Lưu ý: Trong mọi trường hợp, hệ số KL  [KL] =1,50. Theo thông lệ các tiêu chuẩn thiết kế của các nước hệ số KL  [KL] = (1,50 – 3,00) tùy theo tính chất và tầm quan trọng của công trình. 1.5.3 Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ hai (TTGH2) - Mục đích của tính toán theo TTGH 2 là nhằm khống chế biến dạng của công trình không vượt quá giới hạn cho phép để sử dụng công trình được bình thường, nội lực bổ sung xuất hiện trong kết cấu siêu tĩnh do sự lún không đều gây ra không làm hư hỏng kết cấu. - Tính toán theo TTGH 2 ta sử dụng nhóm tải trọng tiêu chuẩn để tính toán và kiểm tra. - Khi tính toán theo TTGH2 ta phải kiểm tra các điều kiện sau đây: S  Sgh (1.21) Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 10
Giáo trình nền móng Chương 1: Nguyên lý thiết kế nền móng S  Sgh (1.22) i  i gh (1.23) Trong đó: + S: là độ lún tuyệt đối lớn nhất hoặc độ lún trung bình của các móng, xác định theo tính toán. + S: là độ lún lệch tương đối; + i: là độ nghiêng theo phương x hoặc y; + Sgh, Sgh, igh: là trị số giới hạn cho phép của các loại biến dạng tương ứng, tra theo Bảng 2.4 hoặc Bảng 3.21. Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 11
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên CHƯƠNG 2 MÓNG NÔNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN 2.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI MÓNG NÔNG 2.1.1 Khái niệm về móng nông - Móng nông là móng có độ sâu chôn móng đặt nông, khi tính toán ta bỏ qua thành phần lực ma sát giữa móng và đất nền. Hình 2.1: Móng nông - Độ sâu chôn móng là nông khi: hm +  [0,5  1,0] Bm + Thông thường hm = 1,0÷3,0m; + Khi có tầng hầm thì độ sâu chôn móng theo độ sâu của tầng hầm. - Khi tính toán móng nông ta bỏ qua thành phần lực ma sát giữa đất và móng theo phương thẳng đứng (fms = 0). - Móng nông được chia thành: + Móng đơn; + Móng băng; + Móng bè. 2.1.2 Móng đơn Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 12
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên - Móng đơn là móng mà đài móng chỉ đỡ một cột, dùng để thiết kế dưới cột nhà dân dụng, nhà công nghiệp, trụ cầu, trụ điện,…; - Móng đơn chia thành 3 loại theo sự lệch tâm của cột và tâm móng: + Tâm cột trùng tâm móng (hình 2.2a); + Tâm cột lệch ít so với tâm móng (hình 2.2b);; + Tâm cột lệch tâm nhiều so với tâm móng còn gọi là móng chân vịt (hình 2.2c); hm hm hm e e Bm Bm Bm Lm Lm Lm a) b) c) Hình 2.2: Phân loại móng đơn - Khi thiết kế các móng có tâm cột lệch so với tâm móng cần phải bố trí hệ giằng móng. 2.1.3 Móng băng - Móng băng là móng mà đài móng đỡ 1 dãy cột ( 2 cột), đỡ tường nhà, tường chắn đất. C B B 2 Maët caét 1-1 1 1 A L 1 2 3 4 Hình 2.3: Móng băng 1 phương Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 13
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên - Móng băng một phương: Móng băng đỡ dãy cột được dùng khi tải trọng lớn, các cột ở gần nhau, nếu dùng móng đơn thì không đáp ứng được khả năng chịu lực và biến dạng của nền. Móng băng một phương thường được thiết kế bằng bê tông cốt thép. - Móng băng giao thoa: Khi móng băng theo một hướng mà không đảm bảo điều kiện chịu lực và biến dạng hoặc độ cứng tổng thể thì dùng móng băng theo hai hướng. Móng băng như vậy gọi là móng băng giao thoa. Móng băng giao thoa thường được thiết kế bằng bê tông cốt thép. C B B 2 1 1 Maët caét 1-1 A L 1 2 3 4 Hình 2.4: Móng băng giao thoa (2 phương) - Móng băng dưới tường nhà, tường chắn: Có thể thiết kế xây bằng gạch, đá, bê tông hay bê tông cốt thép. 2.1.4 Móng bè - Móng bè là móng mà đài móng đỡ nhiều dãy cột. - Tùy theo độ cứng của móng bè mà chia thành: + Móng bè dạng bản; + Móng bè có dầm móng theo lưới cột; + Móng bè dạng hộp. Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 14
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên C B B 1 1 A L 1 2 3 4 L 1 2 Maët caét 1-1 3 4 Hình 2.5: Móng bè 2.2 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ MÓNG NÔNG Thiết kế móng nông (móng đơn, móng băng và móng bè) trên nền thiên nhiên bao gồm các bước như sau: 1) Xác định tải trọng nguy hiểm nhất xuống móng; 2) Thống kê số liệu địa hình, địa chất và thủy văn; 3) Xác định độ sâu chôn móng; 4) Xác định kích thước sơ bộ của đáy móng; 5) Tính toán nền móng theo TTGH 2; 6) Tính toán nền móng theo TTGH 1 (nếu cần); 7) Tính toán kết cấu móng; 8) Trình bày thuyết minh và thể hiện bản vẽ. 2.2.1 Xác định tải trọng xuống móng - Tải trọng xuống móng có thể tại cao trình mặt đất tự nhiên hoặc đỉnh móng. Khi xác định tải trọng xuống móng cần xác định tổ hợp tải trọng cho nội lực tính toán nguy hiểm nhất xuống như sau: Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 15
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên  N max tt  N tttu  N tttu  tt  tt  tt M tu hoặc M max hoặc M tu (2.1)  tt  tt  tt Q tu Q tu Q max - Tiêu chuẩn chia ra thành 2 loại tải trọng: + Tải trọng tiêu chuẩn: Dùng để tính toán và kiểm tra theo TTGH 2. + Tải trọng tính toán: Dùng để tính toán và kiểm tra theo TTGH 1.  N 0tt  N 0tc  tt  tc M 0 = n M 0 (2.2)  tt  tc Q 0 Q 0 +Với n = 1,15 là hệ số vượt tải trung bình. 2.2.2 Đánh giá điều kiện địa chất, thủy văn và địa hình hiện trạng khu đất 2.2.2.1 Điều kiện địa hình - Cần chú ý địa hình nơi xây dựng: như đường ống, máy móc, thiết bị của công trình hiện hữu; - Khi thiết kế cần chú ý cao trình mặt đất tự nhiên, cao trình san lấp, độ nghiêng của thế đất,…để có giải pháp thiết kế hợp lý. 2.2.2.2 Điều kiện địa chất - Nhóm chỉ tiêu vật lý; - Nhóm chỉ tiêu cường độ; - Nhóm chỉ tiêu nén lún; - Các thí nghiệm tại hiện trường: Bàn nén tại hiện trường, thí nghiệm SPT, CPT,…; - Khi tính toán theo sức chịu tải thì trị tính toán của các đặc trưng , c và  ký hiệu là I, cI và I; còn để tính theo biến dạng thì ký hiệu là II, cII và II. 2.2.2.3 Điều kiện thủy văn - Khi thiết kế nền cần chú ý đến sự dao động mực nước trong đất (nước ngầm tầng mặt) theo từng mùa và trong nhiều năm cũng như khả năng hình thành mức nước trung bình mới cao hơn hoặc thấp hơn mức cũ. - Dựa vào kết quả khảo sát địa chất công trình và các dự báo trên cơ sở các tính toán đặc biệt mà xác định vị trí tính toán của mực nước ngầm và khả năng thay đổi độ ẩm của đất trong quá trình xây dựng, sử dụng nhà và công trình. 2.2.3 Phân tích lựa chọn độ sâu chôn móng Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 16
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên - Chiều sâu đặt móng được quyết định bởi: + Chức năng cũng như đặc điểm kết cấu của nhà và công trình (ví dụ có hay không có tầng hầm, đường ống ngầm, móng của thiết bị, ...); + Trị số và đặc điểm của tải trọng và các tác động tác dụng lên nền; + Chiều sâu đặt móng của nhà, công trình và thiết bị bên cạnh; + Địa hình hiện tại và địa hình thiết kế của nơi xây dựng; + Điều kiện địa chất của nơi xây dựng (tính chất xây dựng của đất, đặc điểm thành lớp của từng loại đất, có các lớp đất nằm nghiêng dễ trượt, các hang lỗ do phong hóa hoặc do hòa tan muối,..); + Điều kiện địa chất thủy văn (mực nước ngầm, tầng nước mặt và khả năng thay đổi khi xây dựng và sử dụng nhà và công trình, tính ăn mòn của nước ngầm,...); + Sự xói mòn đất ở chân các công trình xây ở các lòng sông (mố cầu, trụ các đường ống,...). - Thông thường độ sâu đặt móng thỏa mãn các điều kiện nêu trên và đối với móng nông trên nền thiên nhiên thường được chọn hm = (1,0  3,0)m. - Đối với công trình có tầng hầm thì chiều sâu chôn móng theo chiều sâu của tầng hầm. 2.2.4 Xác định kích thước sơ bộ của móng - Xuất phát từ điều kiện quy định tại mục 4.6.9 của TCVN 9362:2012: p tctb  R N 0tc  Fm h m  tb => R Fm N 0tc => Fm  R   tb h m - Diện tích sơ bộ của móng được xác định như sau: kN 0tc Fsb  (2.3) R   tb h m Trong đó: + N 0tc : là tổng tải trọng đứng tiêu chuẩn đến cao trình mặt đất tự nhiên + tb: là dung trọng trung bình của đài và đất kể từ đáy đài trở lên, thông thường có thể lấy tb = (2,02,4) T/m3; Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 17
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên + hm: là độ sâu chôn móng. + k: là hệ số kể đế sự lệch tâm do Q0tc và M0tc, thông thường k = 1,0  1,7; tùy theo độ lớn của Q0tc và M0tc và từng loại móng. - R: là cường độ tính toán của nền, theo TCVN 9362:2012 xác định như sau: m1 m 2 R (AB m  II  Bh m  II  Dc II   II h 0 ) ' (2.4) k tc Trong đó: + m1 và m2: là lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền, lấy theo Bảng 2.1; + Bm: là cạnh bé (bề rộng) của đáy móng, ban đầu giả định Bm = 1,0m; + hm: là chiều sâu đặt móng so với cốt qui định bị bạt đi hoặc đắp thêm; + II’: là trị trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất nằm phía trên độ sâu đặt móng; + II: là trọng lượng thể tích đất nằm phía dưới đáy móng; + cII: là trị tính toán của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng; + ho =h - htđ: là chiều sâu đến nền tầng hầm. Khi không có tầng hầm thì lấy ho=0; + htđ: là chiều sâu đặt móng tính đổi kể từ nền tầng hầm bên trong nhà có tầng hầm, tính theo công thức:  kc h tđ  h 1  h 2 (2.5)  + h1: là chiều dày lớp đất ở phía trên đáy móng; + h2: là chiều dày của kết cấu sàn tầng hầm; + kc: là trị tính toán trung bình của trọng lượng thể tích của kết cấu sàn tầng hầm. + ktc là hệ số tin cậy, tùy thuộc vào phương pháp xác định các đặc trưng tính toán của đất mà hệ số tin cậy có trị số khác nhau. Nếu dựa vào các kết quả thí nghiệm tiếp các mẫu đất tại nơi xây dựng thì ktc=1. Nếu theo Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 18
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên tài liệu gián tiếp (không thí nghiệm trực tiếp) dùng các bảng dựa vào kết quả thống kê thì ktc = 1,1. + A, B và D là các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị tính toán của góc nội ma sát II lấy theo bảng 2.2 Bảng 2.1: Hệ số điều kiện làm việc m1 và m2 theo TCVN 9362:2012 Hệ số m2 đối với nhà và công trình có sơ đồ kết cấu cứng với tỷ số giữa Hệ số chiều dài của nhà (công trình) hoặc Loại đất từng đơn nguyên với chiều cao L/H m1 trong khoảng: 4 và lớn hơn 7,5 và nhỏ hơn Đất hòn lớn có chất nhét là 1,4 1,2 1,4 cát và đất cát không kể đất phấn và bụi Cát mịn: - Khô và ít ẩm 1,3 1,1 1,3 - No nước 1,2 1,1 1,3 Cát bụi: - Khô và ít ẩm 1,2 1,0 1,2 - No nước 1,1 1,0 1,2 Đất hòn lớn có chất nhét là 1,2 1,0 1,1 sét và đất sét có chỉ số sệt Is ≤ 0,5 Như trên có chỉ số sệt Is > 0,5 1,1 1,0 1,0 - Lưu ý: + Sơ đồ kết cấu cứng là những nhà và công trình mà kết cấu của nó có khả năng đặc biệt để chịu nội lực thêm gây ra bởi biến dạng của nền; Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 19
Giáo trình nền móng Chương 2: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên + Đối với nhà có sơ đồ kết cấu mềm thì hệ số m2 lấy bằng 1; + Khi tỷ số chiều dài trên chiều cao của nhà công trình nằm giữa các trị số nói trên thì hệ số m2 xác định bằng nội suy. Bảng 2.2 - Các hệ số A, B và D theo TCVN 9362:2012 Trị tính toán của góc ma Các hệ số sát trong  A B D (0 ) 0 0 1,00 3,14 2 0,03 1,12 3,32 4 0,06 1,25 3,51 6 0,10 1,39 3,71 8 0,14 1,55 3,93 10 0,18 1,73 4,17 12 0,23 1,94 4,42 14 0,29 2,17 4,69 16 0,36 2,43 5,00 18 0,43 2,72 5,31 20 0,51 3,06 5,66 22 0,61 3,44 6,04 24 0,72 3,87 6,45 26 0,84 4,37 6,90 28 0,98 4,93 7,40 30 1,15 5,59 7,95 32 1,34 6,35 8,55 34 2,55 7,21 9,21 36 1,81 8,25 9,98 38 2,11 9,44 10,80 40 2,46 10,84 11,73 42 2,87 12,50 12,77 44 3,37 14,48 13,96 45 3,66 15,64 14,64 Trường Cao Đẳng Xây Dựng Tp.HCM Trang | 20