›
›

Bài giảng môn học Nền và móng - Trần Văn Tiếng

pdf 162 trang hapham 1321
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn học Nền và móng - Trần Văn Tiếng", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mon_hoc_nen_va_mong_tran_van_tieng.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn học Nền và móng - Trần Văn Tiếng

  1. 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
  2. Bài giảng Nền Móng BÀI GiẢNG MÔN NỀN MÓNG GV: TS. TRẦN VĂN TiẾNG Môn học: NỀN MÓNG GV: TS. Trần Văn Tiếng Số tiết: • Trên lớp: 45 tiết – 3TC • Tự học: 90 tiết Đánh giá MH: • Điểm chuyên cần: 10% • Bài tập, báo cáo: 20% • Thi cuối HK: 70 % Hình thức đánh giá: Thi viết 90 phút Được xem tài liệu GV: TS. Trần Văn Tiếng 1
  3. Bài giảng Nền Móng CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC 5 chương Chương 0: Mở đầu Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và thiết kế Nền Móng Chương 2: Móng nông Chương 3: Móng sâu (Móng cọc) Chương 4: Gia cố nền TÀI LIỆU HỌC TẬP - Sách, giáo trình chính: [1] Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng, NXB ĐHQG TP.HCM, 2011 - Sách (TLTK) tham khảo: [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 foundation Engineering, 6th edition, Thomson, 2007 GV: TS. Trần Văn Tiếng 2
  4. Bài giảng Nền Móng CHƯƠNG MỞ ĐẦU + 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: CĐR Kiến 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. Kỹ năng: 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. Thái độ nghề 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
  5. Bài giảng Nền Móng Chương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG 1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng 2. Phân loại Nền và Móng 3. Biến dạng của Nền và lún của Móng 4. Sức chịu tải của nền 5. Tính toán Nền Móng theo các TTGH 6. Dữ liệu và trình tự thiết kế Chương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG 1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng Kết cấu bên trên Móng Nền GV: TS. Trần Văn Tiếng 4
  6. Bài giảng Nền Móng Nền móng là bộ phận công trình rất đặc biệt:  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 GV: TS. Trần Văn Tiếng 5
  7. Bài giảng Nền Móng 1.2. Nền 1 2 3 4 5 2. Phân loại 2.1. Móng GV: TS. Trần Văn Tiếng 6
  8. Bài giảng Nền Móng 1 2 GV: TS. Trần Văn Tiếng 7
  9. Bài giảng Nền Móng GV: TS. Trần Văn Tiếng 8
  10. Bài giảng Nền Móng GV: TS. Trần Văn Tiếng 9
  11. Bài giảng Nền Móng 3 GV: TS. Trần Văn Tiếng 10
  12. Bài giảng Nền Móng 4 2. Phân loại 2.2. Nền 1 2 3 4 GV: TS. Trần Văn Tiếng 11
  13. Bài giảng Nền Móng 1 GV: TS. Trần Văn Tiếng 12
  14. Bài giảng Nền Móng 2 GV: TS. Trần Văn Tiếng 13
  15. Bài giảng Nền Móng GV: TS. Trần Văn Tiếng 14
  16. Bài giảng Nền Móng 3 GV: TS. Trần Văn Tiếng 15
  17. Bài giảng Nền Móng GV: TS. Trần Văn Tiếng 16
  18. Bài giảng Nền Móng GV: TS. Trần Văn Tiếng 17
  19. Bài giảng Nền Móng 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
  20. 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. 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
  21. Bài giảng Nền Móng 3.1. Độ lún đàn hồi pb 1  2 s e 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 Hệ số hình dạng và độ cứng : 1 1 m2 m 1 m 2 1 ln m ln max( tâm ) 2 2 1 m m 1 m 1 max( tâm ) góc 2 m 0.848 max( tâm ) const 0.785 max( tâm ) l m b GV: TS. Trần Văn Tiếng 20
  22. 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
  23. Bài giảng Nền Móng 3.2. 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  *Df  Sau khi xây dựng móng, áp lực tại độ sâu Df là N tc  D F tb f  Áp lực gây lún N tc p (  *)D glF tb f  Chia nền đất dưới đáy móng thành các lớp mỏng có chiều dày hi  0.4  0.6 b  Xác định áp lực tại giữa lớp đất trước và sau khi xây móng p1i & p2i : ' gl(i)  z(i) k oi p gl p1i  bt( i ) Với l / b p p  2i 1i gl( i ) koi zi / b 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 : e1i p 1i Từ quan hệ nén lún e – p e2i p 2i  Tính độ lún của lớp i là e1i e 2i si h i 1 e1i GV: TS. Trần Văn Tiếng 22
  24. Bài giảng Nền Móng Tính lún đến lớp phân tố thứ i có ' gl( i ) 0.2  bt( i ) Đất tốt E 5MPa ' gl( i ) 0.1  bt( i ) Đất yếu E 5MPa Độ lún của móng (tại tâm) n n e1i e 2i s  si  h i i 1 i 1 1 e1i  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. 4. Sức chịu tải của nền đất 4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo 4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạ điểm 4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu chôn móng, độ nghiêng của tải tác dụng GV: TS. Trần Văn Tiếng 23
  25. Bài giảng Nền Móng 4. Sức chịu tải của nền đất 4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo GV: TS. Trần Văn Tiếng 24
  26. Bài giảng Nền Móng (Bảng 1.20, trang 58, Nền Móng, Châu Ngoc Ẩn, 2011) GV: TS. Trần Văn Tiếng 25
  27. Bài giảng Nền Móng (Bảng 1.21, trang 59, Nền Móng, Châu Ngoc Ẩn, 2011) 4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạn điểm GV: TS. Trần Văn Tiếng 26
  28. Bài giảng Nền Móng Theo Terzaghi  Móng băng qu cN c qN q 0 . 5 BN GV: TS. Trần Văn Tiếng 27
  29. Bài giảng Nền Móng 4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu chôn móng, độ nghiêng của tải tác dụng (Bảng 1.22, trang 67, Nền Móng, Châu Ngoc Ẩn, 2011) GV: TS. Trần Văn Tiếng 28
  30. Bài giảng Nền Móng 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 (sức chịu tải, trượt, lật, ), tính với tải trọng tính toán 5.2. TTGH II: tính toán nền móng thỏa các điều kiện biến dạng (lún, nghiêng, ), tính với tải trọng tiêu chuẩn Lưu ý:  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
  31. Bài giảng Nền Móng 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 (sức chịu tải, trượt, lật, ), tính với tải trọng tính toán q FS ult  FS ptt Fchongtruot FStruot  FStruot Fgaytruot GV: TS. Trần Văn Tiếng 30
  32. Bài giảng Nền Móng M FSchonglat FS lat  lat Mgaylat GV: TS. Trần Văn Tiếng 31
  33. Bài giảng Nền Móng Ví dụ minh họa Điều kiện trượt RE FS d p FS HREd d p hay truot  truot Hd 5. Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn 5.2. TTGH II: tính toán nền móng thỏa các điều kiện biến dạng (lún, nghiêng, ), tính với tải trọng tiêu chuẩn GV: TS. Trần Văn Tiếng 32
  34. Bài giảng Nền Móng 6. Dữ liệu và trình tự thiết kế 6.1. Các tiêu chuẩn và quy phạm 6.2. Tải trọng  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 GV: TS. Trần Văn Tiếng 33
  35. Bài giảng Nền Móng 6.3. Tài liệu về công trình và nền đất 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) GV: TS. Trần Văn Tiếng 34
  36. Bài giảng Nền Móng KiẾN THỨC CẦN NẮM 1. Các loại móng và nền 2. Ôn tập các phương pháp tính ứng suất trong đất 3. Các phương pháp tính lún 4. Các phương pháp tính Sức chịu tải của nền 5. Tính toán Nền Móng theo các TTGH 6. Dữ liệu và trình tự thiết kế GV: TS. Trần Văn Tiếng 35
  37. Bài giảng Nền Móng Bài tập Bài giải 1. Kiểm tra độ ổn định nền Áp lực tại đấy móng N tc 45 ptc  D 2 ,*, 2 1 5 14 ,(T/m) 664 2 F,*,tb f 1 8 2 2 sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất dưới đáy móng tc R m Ab2 BDf  1 Dc Nền cát chặt trung bình m=1 φ = 28°, A=0,9834, B=4,9338, D=7,3983 tc R m Ab2 BDf  1 Dc 1*, 09834 *,*, 18 18 49338 , *,*, 15 18 0 16507 , T/m2 ptc<Rtc thỏa điều kiện ổn định nền còn làm việc ở trạng thái đàn hồi m1 m 2 * 1,*, 4 1 2 2 RII tc Ab II BD f  II Dc II 16 , 507 27 , 73 T / m k 1 GV: TS. Trần Văn Tiếng 36
  38. Bài giảng Nền Móng 2. Tính lún theo phương pháp tổng phân tố Áp lực tại đấy móng tc N * tc 2 pgl  tb  D f p  D f 14,6641,8*1,5 11,964T/m F Chia nền thành các lớp phân tố dày 0,45m Tính các giá trị sau: '   k p p1i  bt( i ) gl(i) z(i) oi gl l / b p2i p 1i  gl( i ) koi Tra bảng zi / b Độ lún của lớp phân tố thứ i: e1i e 2i si h i 1 e1i GV: TS. Trần Văn Tiếng 37
  39. Bài giảng Nền Móng 0,9 0,88 0,86 0,84 Biểu đồ e-p 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 σbt 1,5 σz 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Lớp Điểm z(m) z/b ko σz σbt p1i p2i e1i e2i si 1 0 0 0 1 11,964 2,7 3,105 14,62633 0,860854 0,814434 0,011225 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 10 Stotal= 0,046318 Stotal < [sgh]=8cm GV: TS. Trần Văn Tiếng 38
  40. 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: D Móng nông: f 2 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
  41. 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 Thông số đầu vào Thông số đầu đầu ra - Chiều sâu đặt móng D - Tải trọng (N,M,H) tại chân cột Tính toán f - Kích thước đáy móng b × l - Địa chất: đặc trưng γ, c, , e- thiết kế p, - Chiều cao móng h -Thép trong móng Bản vẽ thi công TCXD (VN) Eurocode 7 BS, ACI, GV: TS. Trần Văn Tiếng 2
  42. 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 tc tc p ≤ R ≈ RII ptc - áp lực tiêu chuẩn tại mặt đáy móng Ntc ptc  D F tb f F = b× l – diện tích đáy móng γtb – trọng lượng riêng trung bình của đất và bê tông N tt N tc n Ntc - lực dọc tiêu chuẩn Ntt – lực dọc tính toán n= 1.15 – hệ số giảm tải Rtc - sức chịu tải tiêu chuẩn của nền đất dưới đáy móng tc (QPXD 45-70) R m Ab2 BDf  1 Dc RII - sức chịu tải theo trạng thái giới hạn thứ II m1 m 2 * (QPXD 45-78) RII tc Ab II BD f  II Dc II k GV: TS. Trần Văn Tiếng 3
  43. 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 N tc ptc ≤ Rtc  DR tc F tb f N tc F tc RD  tb f  Móng chịu tải đúng tâm nên có thể chọn b=l F Chọn bxl  Kiểm tra kích thước đã chọn phải thỏa điều kiện ptc ≤ Rtc  Nếu không thỏa thì tăng bxl • Điều kiện cường độ q ptt q ult a FS ptt - áp lực tính toán dưới đáy móng N tt ptt  D F tb 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  b q N cN qN ult2  c q 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 tt Nếu điều kiện p qa không thỏa tăng bxl GV: TS. Trần Văn Tiếng 4
  44. 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 e1i e 2i s si h i   n 1 1 1 e1e C p p s i H log oi i n  i 1 1 eoi p oi s  aoi p i h i 1 Tính theo đường e-logp n  2 2 i Với  1 i s  pi h i i 1 Eoi 1 i Tính theo đường e-p Áp lực gây lún trung bình tâm đáy móng tc N * pgl  tb  D f F Bước 2. Xác định chiều cao móng h Dựa vào điều kiện chống xuyên thủng PPxt cx Pxt – lực gây xuyên thủng Pcx – lực chống xuyên thủng Xét cân bằng lực của phần nón xuyên tt Pxt p bxl b c 2h o h c 2h o tt tt N Để kinh tế có thể tính với p net bl Pcx 0.75R bt 2b c 2h c 4h o h o GV: TS. Trần Văn Tiếng 5
  45. Bài giảng Nền móng Cách xác định chiều cao móng h PP i) xt cx BPT bậc 2 theo ho ho h = ho + a (làm tròn lên) ii) Chọn trước h ho = h – a Kiểm tra điều kiện PPxt cx GV: TS. Trần Văn Tiếng 6
  46. 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 l h l h 1 2 M pttc x c b p tt l h b 1 12 2x2 8 c GV: TS. Trần Văn Tiếng 7
  47. Bài giảng Nền móng  Diện tích cốt thép MM1 1 1 1 As1  Rs h o 0.9R s h o  Bố trí thép  2 • Chọn Φ Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép a s 4 A • Số thanh thép s1 (làm tròn lên) ns as b 2x100 • Khoảng cách giữa các thanh @ (làm tròn xuống) ns 1  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
  48. 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 tc ptb R tc tc pmax 1.2R tc pmin 0 tc tc tc ptb , p max , p min - áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại và cực tiểu Trường hợp đấy móng hình chữ nhật tc tc tc tc N Mđx Mđy pmax  tb D f min FWWx y tc tc tc tc N 6Mđx 6Mđy pmax 2 2  tb D f min F b l bl N tc ptc  D tbF tb f GV: TS. Trần Văn Tiếng 9
  49. Bài giảng Nền móng Tổng hợp moment tại tâm đáy móng tt tc Mđx tt tt tt Mđx Mđx M x H y h n Mtt M tt H tt h M tt đy y x M tc đy đy n Công thức theo độ lệch tâm tc tc N 6ex 6ey pmax 1  tb D f min F l b M tc M tc e đy e đx x N tc y N tc 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 tcm1 m 2 *  Tính R R tc AbII BD f  II Dc II k  Xác định diện tích sơ bộ của đáy móng tc tc tc tc N N p R tc tb  tbDR f F tc F RD  tb f  Chọn b và l theo F  Kiểm tra kích thước đã chọn phải thỏa điều kiện tc tc ptb R tc tc pmax 1.2R tc pmin 0  Nếu không thỏa thì tăng bxl  Giải lặp thử dần để có kết quả tối ưu nhất GV: TS. Trần Văn Tiếng 10
  50. Bài giảng Nền móng  Điều kiện cường độ q ptt q ult max a FS tt pmax - áp lực tính toán cực đại tt tt tt tt N Mđx Mđy pm ax  tb D f FWWx y qult , qa – sức chịu tải cực hạn và cho phép của đất nền dưới đáy móng  b q N cN qN ult2  c q FS – hệ số an toàn (FS = 23) Nγ, Nc, Nq tra bảng q  Df tt Nếu điều kiện pmax q a không thỏa tăng bxl  Điều kiện trượt F FS  chong truot FS truot  truot Fgay truot FStruot - hệ số an toàn trượt Fchong truot R d bE p tt Fgay truot H x bE a Ea, Ep – áp lực đất chủ động và bị động Rd – lực ma sát giữa móng và nền đất Rd  tan a c a * b* l N tt  ptt  D tbF tb f FS  truot - hệ số an toàn trượt cho phép (1.2 1.5) GV: TS. Trần Văn Tiếng 11
  51. Bài giảng Nền móng  Điều kiện biến dạng (lún và xoay) Kiểm tra điều kiện lún như phần móng chịu tải đúng tâm Kiểm tra xoay i igh 0,2% Tính góc xoay theo phương pháp lớp biến dạng tuyến tính 2 tc 1  N el il k l 3 Ekm l 2 2 tc 1  N eb ib k b 3 Ekm b 2 Các hệ số kl, kb, km tra bảng; el, eb độ lệch tâm theo phương cạnh dài và cạnh ngắn 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 PPxt cx Pxt – lực gây xuyên thủng Pcx – lực chống xuyên thủng Trường hợp Móng lệch tâm 1 phương Xét cân bằng lực của mặt tháp xuyên nguy hiểm tt tt p p 1 2 P 1 max xbb2h 2 2blbbh xt2 4 c o c c l hc 2h o 2 tt tt tt N 6Mđ pmax 2  tb D f min F b* l GV: TS. Trần Văn Tiếng 12
  52. Bài giảng Nền móng Bước 2. Xác định chiều cao móng h Trường hợp Móng lệch tâm 2 phương 1 2 P px* b 2 b2h 2blbbh xt tb4 c o c c N tt 6e 6e ptt 1 x y  D tt tt tt tt A tb f * pA p D p A' p D' F l b Với ptb Và 4 tt 6e tt N 6ex y pD 1  tb D f F l b tt tt N 12ex h c / 2 h o 12ey b c / 2 h o pA' 1 2 2  tb D f F l b tt tt N 12ex h c / 2 h o 12ey b c / 2 h o pD' 1 2 2  tb D f F l 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 ptt p tt l h P max 2 x c b 1 2 2 Cánh tay đòn d1 tt tt 2pmax p 2 l h c d1 tt tt x pmax p 2 2x3 1 2 Moment tt tt M1 1 2p max p 2 l h c b 24 GV: TS. Trần Văn Tiếng 13
  53. 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 tt tt tt Tính p,p,p,p,pA B C D AD ,p BC tt tt N 6ex 6ey pA 1  tb D f F l b tt 6e tt N 6ex y pB 1  tb D f F l b tt tt N 6ex 6ey pC 1  tb D f F l b tt 6e tt N 6ex y pD 1  tb D f F l b tt tt pAD 0,5 p A p D tt tt pBC 0,5 p B p C Bước 3. Tính toán và bố trí thép  Thép theo phương cạnh dài l  Trường hợp lệch tâm 2 phương tt pmax max p AD ,p BC tt Nội suy từ p2 pAD ,p BC Moment 1 tt tt 2 M1 1 2p max p 2 l h c b 24 GV: TS. Trần Văn Tiếng 14
  54. Bài giảng Nền móng  Diện tích cốt thép MM1 1 1 1 As1  Rs h o 0.9R s h o  Bố trí thép  2 • Chọn Φ Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép a s 4 A • Số thanh thép s1 (làm tròn lên) ns as b 2x100 • Khoảng cách giữa các thanh @ (làm tròn xuống) ns 1 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 b b P ptt c l 2 tb 2 ptt p tt Với ptt min max tb 2 b bc Cánh tay đòn d2 d 2 4 1 tt 2 Moment M p b b l 2 28 tb c GV: TS. Trần Văn Tiếng 15
  55. Bài giảng Nền móng  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 MM2 2 2 2 As2  Rs h o 0.9R s h o  Bố trí thép  2 • Chọn Φ Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép a s 4 A • Số thanh thép s2 (làm tròn lên) ns as l 2x100 • Khoảng cách giữa các thanh @ (làm tròn xuống) ns 1 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
  56. 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 Thông số đầu vào Thông số đầu đầu ra - Chiều sâu đặt móng D - Tải trọng (N,M,H) tại chân cột Tính toán f - Kích thước đáy móng b × L - Địa chất: đặc trưng γ, c, , e- thiết kế p, - Kích thước tiết diện ngang -Thép trong móng Bản vẽ thi công TCXD (VN) Eurocode 7 BS, ACI, bs GV: TS. Trần Văn Tiếng 17
  57. 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 tc ptb R tc tc pmax 1.2R tc pmin 0 tc tc tc ptb , p max , p min - áp lực tiêu chuẩn trung bình, cực đại và cực tiểu tc tc tc N M pmax  tb D f min FW tc tc tc N 6M pmax 2  tb D f min F bL N tc ptc  D tbF tb f GV: TS. Trần Văn Tiếng 18
  58. Bài giảng Nền móng Tổng hợp lực và moment tại tâm đáy móng tt di cánh tay đòn: khoảng cách từ lực N i đến trọng tâm đáy móng Cách xác định bxL thỏa điều kiện ổ định GV: TS. Trần Văn Tiếng 19
  59. Bài giảng Nền móng  Điều kiện cường độ q ptt q ult max a FS tt pmax - áp lực tính toán cực đại Ntt 6M tt ptt  D m axF bL2 tb f qult , qa – sức chịu tải cực hạn và cho phép của đất nền dưới đáy móng  b q N cN qN ult2  c q FS – hệ số an toàn (FS = 23) Nγ, Nc, Nq tra bảng tt Nếu điều kiện pmax q a không thỏa tăng b  Điều kiện trượt F FS  chong truot FS truot  truot Fgay truot FStruot - hệ số an toàn trượt Fchong truot R d bE p tt Fgay truot H x bE a Ea, Eb – áp lực đất chủ động và bị động Rd – lực ma sát giữa móng và nền đất Rd  tan a c a * b* L N tt  ptt  D tbF tb f FStruot - hệ số an toàn trượt cho phép (1.2 1.5)  Điều kiện lún: như móng đơn GV: TS. Trần Văn Tiếng 20
  60. Bài giảng Nền móng Bước 2. Chọn sơ bộ kích thước tiết diện ngang  Chiều cao dầm móng bs Hàm lượng cốt thép trong dầm móng hợp lý  Bề rộng dầm móng bs  0.3  0.6 h bc – bề rộng cột bs b c 100mm 100mm do cấu tạo cốt pha  Chiều cao bản móng hb Dựa vào điều kiện bản không đặt cốt đai (mục 6.2.3.4 – TCXDVN 356:2005) bs Q b3 1 nbt R*b*h bo 0.6R*b*h bt bo Đối với bê tông nặng b3 0.6 n Xét ảnh hưởng của lực dọc kéo nén, bản móng không có lực dọc n 0 Xét 1m dài theo phương cạnh dài của móng: b b bs Q ptt s *1 0.6R*1*h max2 bt bo tt b bs hbo p max 1.2Rbt hb = hbo + a (làm tròn lên) GV: TS. Trần Văn Tiếng 21
  61. Bài giảng Nền móng  Chiều cao bản móng hb Kiểm tra điều kiện chống xuyên thủng PPxt cx Pxt – lực gây xuyên thủng, lấy bằng lực dọc tính toán lớn nhất tại các chân cột P – lực chống xuyên thủng cx bs Xét cân bằng lực của phần nón xuyên Pcx 0.75R bt 2b c 2h c 4h bo h bo Là lực dọc lớn nhất tại chân cột Pxt Pxt  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 b b b b 1 2 M pttc x c x1m p tt b b 1 1 tb2 2x2 8 tb c GV: TS. Trần Văn Tiếng 22
  62. Bài giảng Nền móng  Diện tích cốt thép MM1 1 1 1 As1  Rs h o 0.9R s h o  Bố trí thép  2 • Chọn Φ Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép a s 4 A • Số thanh thép s1 (làm tròn lên) ns as 1000 2x100 • Khoảng cách giữa các thanh@ (làm tròn xuống) ns 1 • 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 x2 Lực cắt Q ptt dx  N tt x1 x2 Moment M Qdx  M tt x1 GV: TS. Trần Văn Tiếng 23
  63. 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 mép cánh, tính Mf  b R b bh b h a 0,5h b  Đối với nhịp hoặc gối có moment căng thớ trên: nhip( goi ) MMmax f Trục trung hòa đi qua cánh, tính với tiết diện chữ nhật b*h nhip( goi ) MMmax f Trục trung hòa đi qua sườn, tính với tiết diện chữ T bs  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 0,8Q R n d 2 W 5d 20d Với q sw sw sw 4s 2qsw GV: TS. Trần Văn Tiếng 24
  64. 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 bs 400 n 2 ; 400 bs 800 n 3 ; bs 800 n 4 Tính cốt đai  Kiểm tra điều kiện: Qmax b3 1 f  bbtso R b h  Kiểm tra điều kiện: Qmax 0,3 w1b1b  R btso 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
  65. Bài giảng Nền móng  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 6. Móng Mềm E L3 Móng được xem là móng mềm khi: t 10o 10 EF b 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 p k gl ( kN / m3 ) 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
  66. 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 d2 y Từ cơ sỏ của vật liệu làm móng MEI FF 2 dM dx Mặt khác: Q 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 dQ q x p x dx q(x) – áp lực lên móng tại tiết diện x d2 M q x p x p(x) – áp lực của đất nền tại tiết diện x dx2 d2 M d 4 y E I q x p x dx2FF dx 4  Theo định nghĩa hệ số nền ta có px kb*yx k*yx  Phương trình vi phân trục võng của móng băng: d4 y E I q x p x FF dx4 4 EFF I y k * y x q x GV: TS. Trần Văn Tiếng 27
  67. 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
  68. 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
  69. 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: 2 3 Af aE o 1  4a 3 2 Eh 1 o b 2/ Xác định tổng hợp lực tại tâm đáy móng; tc 3/ Xác định áp lực đáy móng pmax(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 tctc tc tc NMdMdy dx pmax(min) X Y  tb D f FIIy x tc tc Nd 6e a 6e b pmax(min) 1  tb D f F a b ba3 I Moment quán tính quanh trục x x 12 ab3 Iy Moment quán tính quanh trục y 12 M tc Độ lệch tâm theo phương cạnh a (trục y) dx ea tc Nd M tc Độ lệch tâm theo phương cạnh b (trục x) dy eb tc Nd GV: TS. Trần Văn Tiếng 30
  70. 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 D chiều sâu chôn móng khá lớn: e 5 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
  71. 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
  72. Bài giảng Nền móng 2. Phân loại  Cọc tiền chế: 2. Phân loại  Cọc tiền chế: GV: TS. Trần Văn Tiếng 3
  73. Bài giảng Nền móng 2. Phân loại  Cọc tiền chế: 2. Phân loại  Cọc khoan nhồi: GV: TS. Trần Văn Tiếng 4
  74. Bài giảng Nền móng 2. Phân loại  Cọc khoan nhồi: 2. Phân loại  Cọc khoan nhồi: GV: TS. Trần Văn Tiếng 5
  75. Bài giảng Nền móng 2. Phân loại  Cọc thép: 2. Phân loại  Cọc gỗ: GV: TS. Trần Văn Tiếng 6
  76. 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
  77. 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
  78. 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
  79. 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
  80. 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
  81. 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
  82. 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
  83. 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
  84. 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
  85. 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  Sét – ngắn hạn u 0 Nq 1 qp N c xc u  vp N 0 Skempton (1959) Nc 9 GV: TS. Trần Văn Tiếng 16
  86. 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 ' c 0 qp N q vp GV: TS. Trần Văn Tiếng 17
  87. 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
  88. 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
  89. Bài giảng Nền móng 4.2.1. Sức chịu tải mũi cọc: 4.2.1.2. Thoát nước –ứng suất hữu hiệu 4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: ' fs c a K s v tan  a 4.2.2.1. Không thoát nước – tổng ứng suất  Sét – ngắn hạn  Phương pháp (Tomlinson)  0 u fs c a c u GV: TS. Trần Văn Tiếng 20
  90. Bài giảng Nền móng  Phương pháp (Tomlinson)  Phương pháp (Tomlinson) Bảng 3.13, trang 214 Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn, 2011) GV: TS. Trần Văn Tiếng 21
  91. 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  Sét – ngắn hạn  Phương pháp (Tomlinson) 4.2.2. Sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc: 4.2.2.1. Không thoát nước – tổng ứng suất  Sét – ngắn hạn  Phương pháp (Tomlinson)  Cọc khoan nhồi GV: TS. Trần Văn Tiếng 22
  92. 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  Sét – ngắn hạn  Phương pháp  (Focht & Vijayvergiya, 1972) ' fs   m 2c u - 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
  93. 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
  94. 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
  95. 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
  96. 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 qp f b CN MPa 4.2.3. Sức chịu tải dựa theo kết quả ngoài hiện trường: 4.2.3.1. Dựa theo kết quả SPT fs A BN kPa GV: TS. Trần Văn Tiếng 27
  97. 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
  98. 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
  99. 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
  100. 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
  101. 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
  102. 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 Qu Q s Q p W  A si f si A p q p W Qs Qp QWa FSs FS p FSs 1,5  2 FSp 2  3 Công thức tổng quát tính sức chịu tải đơn vị: qp cN c  vp N q  BN  ' fs c a K s v tg  a 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 Qu A s . .c u A p N c cu vp  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
  103. 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 '' Qu A s K s v tan  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 fs z z c f s z z c qp z z c q p z 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 qp K c qc qci fsi i sức chống xuyên trung bình, lấy trong khoảng 3d phía trên và 3d qc 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 q  c c v u 15 GV: TS. Trần Văn Tiếng 34
  104. 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): Qu K 1 .N.A p K 2 .N tb .A s 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
  105. 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 Qu q p .A p f s .A s Với: qp K 1 .N 0,1MPa : Trong cát không dùng bentonite khi khoan fs 0,018.N 0,1MPa fs 0,03.N 0,1 0,1MPa : Trong cát dùng bentonite khi khoan 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 Qa 1,5NA p 0,15NL c c 0,43NL s s  W p 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 N = 60 ; nếu N > 50 thì trong công thức lấy N =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; 2 Ap (m ) : 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
  106. 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 1 Q NA 0,2NL NLu a3 a p s s c c 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; 2 Ap (m ) : 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 WH kE Qu ef c e f c 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
  107. 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 kE W e2 W Q c u 1 WW e c c c c f2 1 2 3 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: QLu c2 AEp p c3: biến dạng đàn hồi của đất nền của cọc, thường được lấy bằng 0,005m GV: TS. Trần Văn Tiếng 38
  108. 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
  109. 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 1 K p 2 H Ka  b d D f Ep - Ea 2 FS 2H Df K p Ka  b d 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
  110. 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 NWtt n  d Qa 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
  111. Bài giảng Nền móng 5. Thiêt kế móng cọc 5.5. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc N tt Mtt x tt  y i Mx y i P x ,y n n n 2 2 xi  y i i 1 i 1 PQmax a Ntt Mtt x tt  y max Mx y max Pmin Q n 0 Pmax n n min n 2 2 xi  y 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 n1 1 n 2 n 2 1 n 1  1  90n1 n 2 d  arctg deg 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: QQa(nhom)(1coc)  a GV: TS. Trần Văn Tiếng 42
  112. 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
  113. 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
  114. 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
  115. Bài giảng Nền móng 5. Thiêt kế móng cọc 5.7. Kiểm tra chuyển vị ngang của cọc H HH 1cocn ng  EJ H ng Sức chịu tải ngang của cọc ng 3 1000lo 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
  116. 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 MM1 1 1 1 As1  Rs h o 0.9R s h o  Bố trí thép  2  Chọn Φ Diện tích tiết diện ngang 1 thanh thép a s 4 As1  Số thanh thép ns (làm tròn lên) as b(L) 2x100  Khoảng cách giữa các thanh @ (làm tròn xuống) ns 1 5. Thiêt kế móng cọc 5.10. Tính cọc chịu tải ngang và moment GV: TS. Trần Văn Tiếng 47
  117. 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
  118. 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 bc = 1,5d + 0,5 m (TCXD 205-1998) GV: TS. Trần Văn Tiếng 49
  119. 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
  120. 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
  121. 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
  122. 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: 0,85 z bd GV: TS. Trần Văn Tiếng 53
  123. Bài giảng Nền móng BÀI GiẢNG 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
  124. 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
  125. Bài giảng Nền móng 1. Đệm cát 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. GV: TS. Trần Văn Tiếng 3
  126. Bài giảng Nền móng 1. Đệm cát  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 bt  z RR tc 1 2 Df h d II , D f h d bt 1 Df  d h d z 2 ko p gl k o p  D f l z ko f , b b m m 1 2 * RII Ab z B D f h d  Dc ktc z  2 : Ư/s do tải trọng ngoài tại đáy lớp đệm bz : bề rộng móng tính đổi GV: TS. Trần Văn Tiếng 4
  127. Bài giảng Nền móng 1. Đệm cát  Xác định hđ  ĐK1 N tc  Móng băng:  bz z  2 l  Móng chữ nhật: 2 bz F z a a N tc Fz z  2 l b a 2  ĐK2 s sdem s d at s g h 1. Đệm cát  Xác định bđ: bd b 2 h d tan Góc truyền lực, có thể lấy bằng góc nội ma sát hoặc từ 30° 45°  Một số vấn đề khi thi công lớp đệm cát  Đào bỏ hết lớp đất yếu  Dùng loại cát hạt to, trung, hàm lượng chất bẩn 3%  Rải từng lớp dày 20 – 30cm, tưới nước vừa đủ ẩm 0, 7 e w (Wopt) và đầm. Wopt  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
  128. Bài giảng Nền móng 2. Cọc vật liệu rời 2. Cọc vật liệu rời GV: TS. Trần Văn Tiếng 6
  129. Bài giảng Nền móng 2. Cọc vật liệu rời 2. Cọc vật liệu rời GV: TS. Trần Văn Tiếng 7
  130. Bài giảng Nền móng 2. Cọc vật liệu rời 2. Cọc vật liệu rời GV: TS. Trần Văn Tiếng 8
  131. 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
  132. 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
  133. 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 2. Cọc vật liệu rời 2.5. Vùng ảnh hưởng  Cọc bố trí vuông : De = 1,13 S  Cọc bố trí tam giác: De = 1,05 S GV: TS. Trần Văn Tiếng 11
  134. Bài giảng Nền móng 2. Cọc vật liệu rời 2.6. Tập trung ứng suất  Ư/S trung bình  sa s  c (1 a s )  Ư/S tác dụng lên đất  c  c  1 n 1 a s  Ư/S tác dụng lên cọc vật liệu rời n s  s  1 n 1 a s   Hệ số tập trung Ư/S n s  c  SRR s  2. Cọc vật liệu rời  Tập trung ứng suất GV: TS. Trần Văn Tiếng 12
  135. 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
  136. 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 1 q c ' N q N  B N u c q 2  GV: TS. Trần Văn Tiếng 14
  137. 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
  138. 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
  139. Bài giảng Nền móng 2. Cọc vật liệu rời 2.8. Độ lún  Độ lún của nền đất theo thời gian 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  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; GV: TS. Trần Văn Tiếng 17
  140. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng GV: TS. Trần Văn Tiếng 18
  141. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng GV: TS. Trần Văn Tiếng 19
  142. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng GV: TS. Trần Văn Tiếng 20
  143. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Mô hình và mối quan hệ 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Mô hình và mối quan hệ GV: TS. Trần Văn Tiếng 21
  144. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Mô hình và mối quan hệ 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục GV: TS. Trần Văn Tiếng 22
  145. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục GV: TS. Trần Văn Tiếng 23
  146. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục GV: TS. Trần Văn Tiếng 24
  147. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  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): 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
  148. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục GV: TS. Trần Văn Tiếng 26
  149. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ nén 1 trục 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ từ thí nghiệm SPT GV: TS. Trần Văn Tiếng 27
  150. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Sức chịu tải cực hạn 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Sức chịu tải cực hạn GV: TS. Trần Văn Tiếng 28
  151. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ chịu kéo GV: TS. Trần Văn Tiếng 29
  152. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Cường độ chịu uốn 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Áp lực tiền cố kết GV: TS. Trần Văn Tiếng 30
  153. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Modun đàn hồi 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Biến dạng phá hoại GV: TS. Trần Văn Tiếng 31
  154. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Hệ số Poisson  Michell (1981)  = 0.1 to 0.2 cho đất cát trộn cement  = 0.15 to 0.35 cho đất sét trộn cement 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Phương pháp đánh giá độ ổn định (CDIT 2002) GV: TS. Trần Văn Tiếng 32
  155. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Ổn định trượt 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Trượt tròn GV: TS. Trần Văn Tiếng 33
  156. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Sức chịu tải cuả cọc đơn theo đất nền so il 2 Qu dH co l 2 ,2 5 d C u  Sức chịu tải cuả cọc đơn theo vật liệu cọc co l Qu A co l 3 ,5 C co l 3  h Cọc vôi co l Cọc xi măng Qu A co l 2C co l 3  h co l Qu ,cre e p 65 % 8 0 % Q u Dài hạn, có xét từ biến 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 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Sức chịu tải GV: TS. Trần Văn Tiếng 34
  157. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Ư/S Thẳng đứng giới hạn 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Độ lún 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 q + US trong cọc  co l co l A M co l a 1 a so il M co l n A + tỷ số diện tích a co l B xL 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
  158. Bài giảng Nền móng 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Độ lún  Trường hợp A: tải tác dụng nhỏ và us trong cọc chưa vượt quá giới hạn từ biến Mcol = 50 100 Cu (15 25MPa) Msoil = 250Cu q B L q B L 1 2 n Acol M col B L n A col M soil q q 1 2 a Mco l 1 a M so il q1, q2: áp lực đáy móng do cọc chịu và đất nền xung quanh cọc chịu q H S1 a Mco l 1 a M soil 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 3. Cọc đất trộn vôi/xi măng  Độ lún  Trường hợp B: tải tác dụng lớn và us trong cọc vượt quá giới hạn từ biến n Q q co l ,c re e p 1 BL q2 q q 1 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
  159. 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
  160. Bài giảng Nền móng 4. Gia tải trước 4.3. Tính toán gia tải trước: 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: 2 H  , p Độ lún cuối do tải công trình: vo f Sf C c lo g , 1 e o  vo , 2 H  vo p f p s Độ lún cuối do gia tải trước: Sf s C c lo g , 1 e o  vo p f Độ độ cố kết ở thời điểm log 1 , S f  vo t mà độ lún do gia tải gay U SR f s S f s p f p s ra bằng độ lún cuối dưới tải log 1 , 1  p công trình: vo f 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 U% f s 4 10 0 Tvz 0 ,3 5 7 U% 5 ,6 1 f s 1 00 C t Thời gian gia tải tính từ quan hệ: T vz vz H 2 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
  161. Bài giảng Nền móng 4. Gia tải trước 4.3. Tính toán gia tải trước:  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: t s Ss C  H p lo g 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: SSSs 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: t p C t 1Clog s log1 f  1elog s  , o S tp  vo C c t p U s R f s S f s p f p s log 1 , 1  v o p f GV: TS. Trần Văn Tiếng 39
  162. Bài giảng Nền móng 5. Gia tải trước kết hợp thoát nước theo phương đứng SV tham khảo giáo trình Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn, 2011 và Công trình trên đất yếu, Trần Quang Hộ, 2011 GV: TS. Trần Văn Tiếng 40