bg nen mong cong trinh xay dung chuong 1 5396

FOUNDATION ENGINEERING NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG VIỆN KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH ĐẶC BIỆT Instructor: Nguyễn Tương Lai Course: Nền móng cơng trình Xây dựng  Móng phần mở rộng cơng trình với chức tiếp nhận tải trọng từ phần thân truyền xuống đất phía xung quanh móng Nền môi trường đất đá bên xung quanh móng, trực tiếp nhận tải trọng từ cơng trình truyền xuống qua móng Phần ngầm  Mọi kết cấu cơng trình, dù nhà, cầu, mặt đường, cầu cảng, gồm có phần thân (phía mặt đất) phần móng (phía mặt đất) Phần móng  Phần thân 1.1 Khái niệm móng 1.2 Yêu cầu thiết kế móng Rational Design of Foundations / Thiết kế hợp lý móng   Nhiệm vụ thiết kế móng đảm bảo khơng có phần cơng trình gồm phần thân móng bị cố dạng (về độ bền, ổn định, biến dạng) trình chịu tải Các yêu cầu thiết kế – móng cơng trình:       Đảm bảo bền vững toàn cơng trình phận;  Đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cơng trình;  Đảm bảo tính khả thi xây dựng;  Hiệu kinh tế (chi phí xây dựng khai thác, bảo trì) Các để thiết kế – móng:    Các tài liệu đầu vào: số liệu khảo sát địa kỹ thuật, đặc điểm CT, khu vực XD,… Phương pháp tính tốn, thiết kế Cơng nghệ thiết bị thi công 1.2 Yêu cầu thiết kế móng Rational Design of Foundations / Thiết kế hợp lý móng Việc thiết kế móng thường gồm hai phần Các phần đề cập đến là: Thiết kế địa kỹ thuật (TKĐKT) Thiết kế kết cấu (TKKC)  Mục tiêu chủ yếu TKĐKT nhằm xác định độ sâu đặt móng kích thước mặt móng thỏa mãn yêu cầu thiết kế đất đá khả chịu tải (độ bền, độ ổn định) điều kiện biến dạng  TKKC triển khai sau hoàn thành nội dung TKĐKT Mục tiêu chủ yếu TKKC nhằm xác định kích thước chiều cao móng chi tiết cốt thép gia cường vị trí móng nhằm đảm bảo điều kiện bền biến dạng kết cấu móng Tuy nhiên, việc thiết kế móng cần phải tuân thủ tiêu chuẩn hành phải vào lực xây lắp để đảm bảo tính khả thi  1.2 Yêu cầu thiết kế móng The Problem of Constructability / Về tính khả thi xây dựng “The successful transfer of design objectives into construction is accomplished by consideration of construction operations during the design phase In recent years the amount of coordination between design and construction has steadily decreased; primarily due to graduate engineers who specialize in design and who are never exposed to construction operations In past years, engineers either began their careers in construction and advanced into design, or were assigned the design and construction responsibilities for projects Present lack of coordination stemming from inexperience with field operations can result in a technically superior set of construction plans and specifications which cannot be built Rational construction control is vital to assure a safe, cost-effective foundation and to avoid unnecessary court of claims actions” (Chaney & Chassie, Soils and Foundations Workshop Manual, FHWA HI-88-009) 1.3 Phân loại móng 1.3.1 Phân loại  Theo cấu tạo: tự nhiên nhân tạo  Theo vật liệu: đất đá 1.3.2 Phân loại móng  Theo cấu tạo: móng đơn, móng băng, móng bè, móng cọc, móng giếng, móng hộp,…  Theo vật liệu: móng gạch, móng đá, móng bê tơng, móng BTCT Theo phương pháp xây dựng: móng tồn khối, móng lắp ghép  Theo đặc điểm thi cơng làm việc: móng nơng, móng sâu   Theo đặc điểm tải trọng: móng chịu tải trọng tĩnh, móng chịu tải trọng động 1.3 Phân loại móng 1.3.2 Phân loại móng Móng băng tường Móng đơn cột MĨNG NƠNG 1.3 Phân loại móng 1.3.2 Phân loại móng Móng đơn cột Móng băng tường 1.3 Phân loại móng 1.3.2 Phân loại móng Móng bè (móng hợp khối) Móng băng giật cấp (tối thiểu 2H:1V) 1.3 Phân loại móng 1.3.2 Phân loại móng Móng có sườn Các loại móng nông nhà thấp tầng 1.3 Phân loại móng 1.3.2 Phân loại móng Móng đơn cột kết hợp với giằng móng (để giảm ảnh hưởng lệch tâm mơ men) 1.3 Phân loại móng 1.3.2 Phân loại móng Móng bè tồn cơng trình (sử dụng đất yếu, diện tích móng cần thiết chiếm 50% diện tích cơng trình) 1.3 Phân loại móng Móng nơng    Định nghĩa: Là móng xây hố móng đào lộ thiên, sau lấp lại, độ sâu chơn móng từ 1,2÷3,5m Đặc điểm: thi cơng đơn giản, khơng u cầu máy móc cơng nghệ phức tạp; tải trọng truyền trực tiếp xuống đáy móng; tính tốn bỏ qua ảnh hưởng đất từ đáy móng trở lên Phạm vi áp dụng: cơng trình có tải trọng nhỏ TB, đất tốt Móng sâu    Định nghĩa: Là loại móng thi cơng khơng cần đào hố móng đào phần dùng phương pháp hạ, đưa móng xuống độ sâu TK Đặc điểm: thi công phức tạp, phụ thuộc nhiều vào máy móc cơng nghệ; tải trọng truyền xuống đáy xung quanh móng; quản lý chất lượng khó khăn Phạm vi áp dụng: cơng trình có tải trọng lớn, đất tốt nằm sâu 1.3 Phân loại móng 1.3.2 Phân loại móng Móng cọc đài đơn Móng băng cọc LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MĨNG Tải trọng trung bình phân bố diện rộng Tải trọng lớn lệch tâm lớn Tải trọng nhỏ Nền đất yếu Nền đất tốt trung bình Tầng hầm Nền đá Hạn chế khả chịu tải móng nơng Móng nơng chịu tải trọng nén tâm tải trọng nén lệch tâm  Khả chịu tải trọng nhổ móng nơng bị khống chế trọng lượng móng  Ưu điểm khả chịu tải móng sâu Móng sâu chịu tải trọng nén, mô men uốn tải trọng ngang lớn  Khả chịu tải trọng nhổ móng sâu bị khống chế ma sát dọc theo độ sâu móng  LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MĨNG Tải trọng trung bình phân bố diện rộng Tải trọng lớn phân bố diện hẹp Tải trọng nhỏ Sét dẻo đến mềm Cát chặt Đá cứng 1.4 Tính tốn, TK – móng theo TTGH Trạng thái giới hạn trạng thái ứng với công trình khơng điều kiện sử dụng bình thường (võng lớn, biến dạng lớn, nứt phạm vi cho phép, ổn định) bị phá hoại hoàn toàn  Việc thiết kế móng thường gồm hai phần Các phần đề cập đến là: Thiết kế địa kỹ thuật (TKĐKT) Thiết kế kết cấu (TKKC)  Nhiệm vụ chủ yếu TKĐKT nhằm xác định độ sâu đặt móng kích thước mặt móng thỏa mãn yêu cầu thiết kế đất đá khả chịu tải (độ bền, độ ổn định – TTGHI) điều kiện biến dạng (độ lún, độ nghiêng – TTGHII)  TKKC triển khai sau hoàn thành nội dung TKĐKT Mục tiêu chủ yếu TKKC nhằm xác định kích thước chiều cao móng chi tiết cốt thép gia cường vị trí móng nhằm đảm bảo điều kiện bền biến dạng kết cấu móng Tuy nhiên, việc thiết kế móng cần phải tuân thủ tiêu chuẩn hành phải vào lực xây lắp để đảm bảo tính khả thi  1.4 Tính tốn, TK – móng theo TTGH 1.4.1 Tải trọng tổ hợp tải trọng  Tải trọng: chủ yếu từ cơng trình truyền xuống, ngồi cịn từ truyền vào     Khi thiết kế móng thường phân biệt: tải tính tốn tải tiêu chuẩn    Tĩnh tải (tải trọng thường xuyên): tải trọng tồn suốt trình thi công xây dựng khai thác sử dụng công trình (trọng lượng thân cơng trình, móng đất đế móng); Hoạt tải (tải trọng tạm thời): tải trọng xuất thời gian định (trọng lượng người thiết bị cơng trình, tải trọng gió, nhiệt độ, áp lực đất nước,…); Tải trọng đặc biệt: hoạt tải bom đạn, sóng nổ, động đất, va chạm vật thể khác lên cơng trình,… Tải trọng tiêu chuẩn: tải lớn tác dụng lên cơng trình mà khơng gây hư hỏng hay ảnh hưởng đến khả khai thác bình thường cơng trình; Tải trọng tính tốn: tải trọng có xét đến sai khác tải trọng thật tải tiêu chuẩn theo hướng gây bất lợi cho cơng trình; Tải trọng dùng thiết kế phải xác định theo tiêu chuẩn, quy phạm 1.4 Tính tốn, TK – móng theo TTGH 1.4.2 Tính tốn, thiết kế N-M theo trạng thái giới hạn I    Tùy theo đặc điểm làm việc cơng trình, việc tính tốn theo TTGH I cần thực theo hay toàn nội dung kiểm tra nền: cường độ, ổn định trượt, ổn định lật Việc tính tốn móng theo TTGH I nhằm kiểm tra khả phá hoại kết cấu móng chịu lực, tùy theo đặc điểm làm việc móng thực phần hay tồn nội dung kiểm tra: khả chịu cắt, khả chống chọc thủng, khả chịu uốn, khả chịu lực dọc Công thức tổng qt để kiểm tốn móng theo TTGH I: N ≤Φ đó: N - ngoại lực tác dụng lên móng; Φ - sức chịu tải móng theo phương tác dụng N 1.4.2 Tính tốn, thiết kế N-M theo trạng thái giới hạn I  Kiểm toán cường độ: thực vị trí đáy móng bề mặt lớp đất yếu: σ tbd ≤ R ;  d σ max ≤ 1, R ; ng σ max ≤ Rng đó: 𝑑𝑑 𝑑𝑑 , 𝜎𝜎max - ứng suất trung bình ứng suất lớn theo phương đứng đáy móng; 𝜎𝜎𝑡𝑡𝑡𝑡 𝑛𝑛𝑛𝑛 𝜎𝜎max - ứng suất lớn tác dụng theo phương ngang mặt bên móng; 𝑅𝑅, 𝑅𝑅𝑛𝑛𝑛𝑛 - sức chịu tải theo phương đứng theo phương ngang Kiểm toán ổn định trượt (trượt phẳng, trượt sâu): = K t Tgi Tt ≥ [ K t ]  đó: 𝐾𝐾𝑡𝑡 - hệ số ổn định trượt; 𝑇𝑇𝑔𝑔𝑔𝑔 - tổng lực giữ; 𝑇𝑇𝑡𝑡 - tổng lực gây trượt; 𝐾𝐾𝑡𝑡 - hệ số ổn định trượt cho phép Kiểm toán ổn định = lật: K L M gi M L ≥ [ K L ] đó: 𝐾𝐾𝐿𝐿 - hệ số ổn định lật; 𝑀𝑀𝑔𝑔𝑔𝑔 - tổng mô men giữ; 𝑀𝑀𝐿𝐿 - tổng mô men gây lật; 𝑀𝑀𝐿𝐿 - hệ số ổn định lật cho phép 1.4.2 Tính tốn, thiết kế N-M theo trạng thái giới hạn I     Kiểm tốn kết cấu móng khả chống chọc thủng: Pct ≤ Rct đó: 𝑃𝑃𝑐𝑐𝑐𝑐 - hợp lực lực gây chọc thủng móng (phản lực nền, phản lực đầu cọc); 𝑅𝑅𝑐𝑐𝑐𝑐 - sức kháng chống chọc thủng móng Kiểm tốn kết cấu móng khả chống cắt: Pc ≤ Rc đó: 𝑃𝑃𝑐𝑐 - hợp lực lực gây cắt móng (phản lực nền, phản lực đầu cọc); 𝑅𝑅𝑐𝑐 - sức kháng chống cắt móng Kiểm tốn móng khả chịu uốn: M u ≤ Ru đó: 𝑀𝑀𝑢𝑢 - mơ men gây uốn móng tác dụng phản lực nền, phản lực đầu cọc; 𝑅𝑅𝑢𝑢 - sức kháng chống uốn móng tiết diện tính 𝑀𝑀𝑢𝑢 Kiểm tốn móng khả chịu lực dọc: N d ≤ Rd đó: 𝑁𝑁𝑑𝑑 - lực dọc tính tốn kết cấu móng (cọc, cổ móng); 𝑅𝑅𝑑𝑑 - độ bền chịu lực dọc móng tiết diện tính 𝑁𝑁𝑑𝑑 1.4.3 Tính tốn, thiết kế N-M theo trạng thái giới hạn II  Mục đích nhằm hạn chế độ lún, độ lún lệch móng cơng trình khai thác bình thường khơng bị hư hỏng hay phá hoại Việc tính tốn thực theo công thức sau: S ≤ S gh ∆S ≤ ∆S gh θ ≤ θ gh U ≤ U gh C0 ≤ C0 gh đó: 𝑆𝑆, ∆𝑆𝑆, 𝜃𝜃, 𝑈𝑈 - tương ứng độ lún, độ lún lệch, góc xoay chuyển vị ngang móng; 𝑆𝑆𝑔𝑔𝑔 , ∆𝑆𝑆𝑔𝑔𝑔 , 𝜃𝜃𝑔𝑔𝑔 𝑈𝑈𝑔𝑔𝑔 - tương ứng độ lún, độ lún lệch, góc xoay chuyển vị ngang giới hạn móng; 𝐶𝐶0 , 𝐶𝐶0𝑔𝑔𝑔 - tương ứng độ lệch tâm tương đối độ lệch tâm tương đối giới hạn móng  ... trọng động 1. 3 Phân loại móng 1. 3.2 Phân loại móng Móng băng tường Móng đơn cột MĨNG NƠNG 1. 3 Phân loại móng 1. 3.2 Phân loại móng Móng đơn cột Móng băng tường 1. 3 Phân loại móng 1. 3.2 Phân loại... hợp khối) Móng băng giật cấp (tối thiểu 2H:1V) 1. 3 Phân loại móng 1. 3.2 Phân loại móng Móng có sườn Các loại móng nơng nhà thấp tầng 1. 3 Phân loại móng 1. 3.2 Phân loại móng Móng đơn cột kết hợp... and Foundations Workshop Manual, FHWA HI-88-009) 1. 3 Phân loại móng 1. 3 .1 Phân loại  Theo cấu tạo: tự nhiên nhân tạo  Theo vật liệu: đất đá 1. 3.2 Phân loại móng  Theo cấu tạo: móng đơn, móng