bài giảng nền móng

TR B NG Đ I H C TH Y L I MƠN Đ A KỸ THU T N N MĨNG PGS.TS Nguyễn Hồng Nam Hà N i, 1/2010 Nguyễn Hồng Nam, 2010 N I DUNG Ch ơng I: Các khái niệm Ch ơng II: Móng nơng thiên nhiên Ch ơng III: Tính tốn móng mềm Ch ơng IV: Xây dựng cơng trình đất yếu • Ch ơng V: Móng c c • • • • Nguyễn Hồng Nam, 2010 Ch ơng I: Cỏc khỏi nim c bn ã Đ1.1: Khỏi nim v nn v múng ã Đ1.2: Tớnh nn múng theo tr ng thỏi gi i h n ã Đ1.3: Cỏc tài liệu cần thiết để tính tốn móng theo tr ng thỏi gi i h n ã Đ1.4: xuất-so sánh lựa ch n ph ơng án móng Nguyễn Hồng Nam, 2010 Ch ơng I: Các khỏi nim c bn ã Đ1.1: Khỏi nim v nn móng 1.1.1 Đ nh nghĩa 1.1.2 Phân lo i móng 1.1.3 Phân lo i 1.1.4 Nguyên tắc thiết kế Nguyễn Hồng Nam, 2010 1.1.1 Đ nh nghĩa Móng Móng b phận phía d i cơng trình, có tác tác d ng truyền tải tr ng cơng trình lên mặt N n Nền ph m vi đất phía d i móng ch u ảnh h ởng c a tải tr ng phần Kết cấu phần Mặt đất tự nhiên Móng Nền Nguyễn Hồng Nam, 2010 Nền, móng kết cấu phần b phận c a cơng trình Nhận xét • Nền, móng kết cấu phần có quan hệ mật thiết, tác đ ng qua l i v i ch u tác d ng c a tải tr ng Nguyễn Hồng Nam, 2010 1.1.2 Phân lo i móng A Phân lo i móng theo giáo trình cũ • • • • • • • • • • • • • a) Phân loại theo v t liệu Móng g ch xây, đá xây, bê tơng Móng bê tơng cốt thép Móng thép (cơng trình cơng nghiệp), g (cơng trình t m) b) Phân loại theo phương pháp thi cơng Móng nơng: đào tồn b hố móng thi cơng móng Móng sâu: khơng đào đào m t phần hố móng thi công c) Phân loại theo phương pháp ch tạo Móng có cấu t o tồn khối, đổ t i ch Móng lắp ghép d) Phân loại móng theo đặc tính ch u tải Móng ch u tải tr ng tĩnh Móng ch u tải tr ng đ ng (móng d i bệ máy) Nguyễn Hồng Nam, 2010 1.1.2 Phân lo i móng B Phân lo i theo giáo trình m i • Móng chia làm lo i sau: - Móng nơng (móng đơn, móng băng, móng bản) Móng nơng truyền tải tr ng kết cấu lên đất gần bề mặt - Móng sâu (móng c c) Móng sâu truyền m t phần hay toàn b tải tr ng kết cấu xuống đất phía sâu Nguyễn Hồng Nam, 2010 Phân lo i móng (theo Coduto, 2001) Nguyễn Hồng Nam, 2010 1.1.3 Phân lo i • Có thể phân làm lo i: - tự nhiên: bao gồm l p đất thiên nhiên - Nền nhân t o: Nền đ c xử lý cải thiện tính c a tr c xây dựng Nguyễn Hồng Nam, 2010 10 1.1.4 Nguyên tắc thiết kế • • • • Yêu cầu c ng đ Yêu cầu khả ph c v Yêu cầu tính khả thi xây dựng Yêu cầu kinh tế 11 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Tải tr ng thiết kế • • • • • Có lo i tải tr ng thiết kế: -Lực pháp tuyến P - Lực tiếp tuyến V -Mô men M -Lực xoắn T Nguyễn Hồng Nam, 2010 12 Tải tr ng thiết kế • Tải tr ng thiết kế đ c phân lo i dựa trên: -Th i gian tác d ng: Tải tr ng th ng xuyên, tải tr ng t m th i (lâu, ngắn) -C ng đ : Tải tr ng tiêu chuẩn, tải tr ng tính tốn -Ph ơng thức tác d ng: tải tr ng đ ng, tải tr ng tĩnh 13 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Yêu cầu c • C • C ng đ ng đ đất ng đ kết cấu Nguyễn Hồng Nam, 2010 14 Yêu cầu c ng đ đất Cơng trình khơng b tr t lật So sánh lực cắt v i c ng đ chống cắt c a đất PP thiết kế ứng suất cho phép (ASD) 15 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Yêu cầu c ng đ kết cấu • Tính ngun vẹn c a kết cấu khả ch u tải an tồn • Phân tích c ng đ kết cấu sử d ng ph ơng pháp ASD LRFD ph thu c vào lo i móng, vật liệu kết cấu, luật Nguyễn Hồng Nam, 2010 16 Yêu cầu khả ph c v • • • • • • Lún Trồi Nghiêng D ch chuyển ngang Rung Bền Nguyễn Hồng Nam, 2010 §1.2 17 Tính n n móng theo trạng thái giới hạn Đ nh nghĩa: • Cơng trình đ t tr ng thái gi i h n khơng đảm bảo điều kiện làm việc bình th ng theo yêu cầu thiết kế Nguyên nhân: • Mất ổn đ nh c ng đ tr t lật • Do lún, chênh lệch lún, d ch chuyển ngang l n • Riêng đối v i cơng trình thuỷ l i, tr ng thái gi i h n ảnh h ởng c a dòng thấm l n gây Nguyễn Hồng Nam, 2010 18 Tính n n theo trạng thái giới hạn (giới hạn v cường đ ) a) Mục đích & phạm vi áp dụng: Đảm bảo SCT c a để cơng trình làm việc bình th ng (khơng tr t, lật) Tính tốn theo TTGH1 th ng đ c áp d ng đ/v công trình đá; mái dốc; th ng xuyên ch u lực ngang l n b) Nội dung tính tốn: Tính lực gây tr t N Tính lực chống tr t gi i h n R Kiểm tra điều kiện cơng trình khơng b tr t: N≤R Nếu xét yếu tố bất l i (TCVN 4253-86): mR (1-1) nc N ≤ Kn Trong đó: nc: hệ số tổ h p tải tr ng: tổ h p bản: nc=1.0, tổ h p đặc biệt: nc=0.9; tổ h p tải tr ng thi công nc=0.95 m: hệ số điều kiện làm việc, ph thu c cơng trình M kn: Hệ số đ tin cậy, tuỳ theo cấp cơng trình k = ctr ≥ k n Cơng trình cấp 1: kn=1.25; cấp 4-5, kn=1.10 M gtr Nếu kiểm ổn đ nh theo mặt tr t d ng tr tròn: (1-2) 19 Nguyễn Hồngtra Nam, 2010 Đối v i cơng trình đê đập, hệ số kn đ c ch n theo quy ph m riêng Tính n n theo trạng thái giới hạn (giới hạn v bi n dạng) a) Mục đích & phạm vi áp dụng: Khống chế lún, chênh lệch lún chuyển v ngang gi i h n cho phép để cơng trình làm việc bình th ng Tính tốn theo TTGH2 th ng đ c áp d ng đối v i cơng trình đất, ch u lực thẳng đứng tác d ng th ng xuyên b) Nội dung tính tốn: Tính đ lún S, chênh lún ∆S, chuyển v ngang U Xác đ nh tr số gi i h n đ lún, chênh lún, chuyển v ngang [S], [∆S], [U] Kiểm tra điều kiện: S ≤ [S] ∆S ≤ [∆S] U ≤ [U] Chú ý: Để cơng trình làm việc bình th ng, nên đảm bảo điều kiện c ng đ biến d ng Tuy nhiên, đối v i m i công trình, khơng thiết phải tính cho hai tr ng thái gi i h n Ví d , tính theo TTGH2, tính lún, chênh lún cần điều kiện đất làm việc giai đo n biến d ng tuyến tính P ≤ PIgh Điều kiện cho thấy điều kiện c ng đ đ c đảm bả khơng phải tính theo TTGH1 Nguyễn Hồng Nam, 2010 20 10 Các ch tiêu lý đất dùng tính tốn n n móng theo TTGH • Giá tr riêng Ai: tr số c a m t đặc tr ng lý c a đất đ c xác đ nh từ m t mẫu thí nghiệm đơn lẻ • Giá tr tiêu chuẩn Atc: giá tr trung bình c a giá tr riêng n Atc = Atb = ∑ Ai (1-3) n i =1 Trong đó: n số mẫu thí nghiệm (theo quy đ nh n ≥ mẫu cho l p đất) • Đối v i lực dính c góc ma sát ϕ: giá tr tiêu chuẩn đ c xác đ nh ph ơng pháp xử lý kết thí nghiệm theo ph ơng pháp bình ph ơng nhỏ (TCVN 4253-86) Nguyễn Hồng Nam, 2010 21 Các ch tiêu lý đất dùng tính tốn n n móng theo TTGH • Giá tr tính tốn Att: Là giá tr c a m t đặc tr ng lý c a l p đất đ c sử d ng để tính tốn móng nh m t số vật lý: A Att = tc (1-4) Kd Kd = Trong đó: Kd: hệ số an tồn đối v i đất ± ρ Trong (1-5) ρ: số đ xác việc đánh giá tr số trung bình c a đặc tr ng c a tập h p thống kê • Dấu tr c ρ đ c ch n để đảm bảo đ tin cậy l n (thiên an tồn) • Đối v i tiêu xem nh đ i l ng đ c lập (γ, ∆, w) V ρ = tα (1-6) • Đối v i c tgϕ: (1-7) ρ = tα V σ n Trong đó: V = n • V: hệ số biến thiên (hệ số biến sai) (1-8) Atc ( Atc − Ai ) ∑ • σ: đ lệch quân ph ơng c a tập h p σ = i =1 tα: hệ số lấy theo bảng (TCVN 4253-86) ph thu c: n −1 • xác suất tin cậy m t phía α: xác suất mà giá tr thực tế c a đặc tr ng khơng v t khơng v t ngồi gi i h n d i (hoặc trên) c a khoảng cách tin cậy m t phía • số bậc tự c a tập h p thống kê (= n-1 cho tiêu đ c lập, = n-2 cho 22 Nguyễn c Hồng ϕ) Nam, 2010 11 §1.3 Các tài liệu cần thi t để tính n n móng theo TTGH Tài liệu địa chất thủy văn: • Mực n c ngầm ổn đ nh, dao đ ng, có tầng chứa n c áp lực khơng • Tính chất hoá lý c a n c ngầm, nồng đ pH để xét mức đ xâm thực cơng trình BTCT g ch đá xây • Mực n c dâng bình th ng (MNDBT), mực n c l n nhất, nhỏ phía th ng l u h l u cơng trình Nguyễn Hồng Nam, 2010 23 §1.3 Các tài liệu cần thi t để tính n n móng theo TTGH Tài liệu địa chất cơng trình: • Bản đồ đ a hình đ a m o khu vực xây dựng cơng trình • Các hình tr hố khoan, mặt cắt đ a chất • Bảng tổng h p tiêu lý c a l p đất ph ơng pháp chỉnh lý thống kê số liệu thí nghiệm để lựa ch n giá tr tiêu chuẩn giá tr tính tốn đối v i tiêu lý c a l p đất Nguyễn Hồng Nam, 2010 24 12 §1.3 Các tài liệu cần thi t để tính n n móng theo TTGH Tài liệu cơng trình: • Bản vẽ mặt mặt cắt ngang, d c cơng trình; Đặc điểm c a cơng trình; Cấp cơng trình • Tài liệu tải trọng: Tr ng l ng thân, Áp lực đất, áp lực n c tĩnh phía th ng, h l u cơng trình • Áp lực sóng, gió, lực hãm c a đ ng ph ơng tiện vận chuyển • Lực đ ng đất, lực cố h hỏng gây Tài liệu khác: Quy ho ch vùng Nguyễn Hồng Nam, 2010 25 §1.4 Đ xuất, so sánh chọn phương án n n móng 1.4.1 Lựa chọn nhân tố chủ y u a) Chiều sâu đặt móng (Hm) Điều kiện đ a chất đ a chất th y văn ảnh h ởng nhiều Các yếu tố khác: đặc điểm cấu t o cơng trình, khả thi cơng, ảnh h ởng c a cơng trình lân cận, giá thành a) Lo i móng vật liệu làm móng Ph thu c điều kiện ĐC, ĐCTV, khả thi công 1.4.2 So sánh lựa chọn phương án n n móng Các ph ơng án móng cần đ c so sánh nhằm lựa ch n m t PA tối u kỹ thuật-kinh tế Nguyễn Hồng Nam, 2010 26 13