TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢl Bộ mônđịakỹthuẶt NỀN MÓNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY Lựl Bộ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT PGS TS HOÀNG VIỆT HÙNG (Chủ biên) PGS TS NGUYỄN HỔNG NAM TS HOÀNG THỊ LỤA NỀN MÓNG NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG L[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢl Bộ mơnđịakỹthuẶt NỀN MĨNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY Lựl Bộ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT PGS TS HOÀNG VIỆT HÙNG (Chủ biên) PGS TS NGUYỄN HỔNG NAM - TS HỒNG THỊ LỤA NỀN MĨNG NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG LỜI NĨI ĐÀU Giáo trình Nền Móng giảo trình giảng dạy lỷ thuyết mơn học Nền móng Đồ án móng cho sinh viên quy chức Ngành khối xây dựng trường Đại học Thủy lợi Giáo trình PGS TS Hồng Việt Hùng viết chương 1, chương 2, chương 3, chương 8, biên tập chương chủ biên toàn sách, PGS TS Nguyên Hồng Nam viết chương TS Hoàng Thị Lụa viết chương 6, chương Nội dung biên soạn sở đề cương môn học, giảng giáo viên có nhiều kinh nghiêm giảng dạy Giáo trình trình bày kiến thức mơn học Nen Móng, viết ngắn gọn, rô ràng thê vắn đề chủ yếu mơn học Nội dung giáo trình bao gơm số khái niệm móng; phương pháp tính tốn móng; biện pháp xử lỷ chủ u cơng trình xây dựng nên đâtyêu; biện pháp thi công Trong phân có trình bày khái niệm, ngun lỷ bản, có hình vẽ minh hoạ ví dụ mẫu để sinh viên dề học Nội dung chương cập nhật, bổ sung để phục vụ đào tạo nhiều ngành xây dựng Thủy lợi, Xây dựng Giao thơng Giáo trình Nen móng chia thành chương: Chương 1: Một số khái niệm Chương 2: Móng nơng thiên nhiên Chương 3: Tính tốn móng mềm Chương 4: Xây dựng cơng trình nển đất yếu Chương 5: Cơng tác hố móng Chương 6: Móng cọc Chương 7: Tính tốn thiết kế móng chịu tải trọng động Chương 8: Sửa chữa gia cường móng Đe đảm bảo tính hệ thống chương, phù hợp với thời lượng giảng dạy, chương Cơng tác hố móng xin tham khảo tác giả Lê Đức Thắng, Bùi Anh Định, Phan Trường Phiệt ngắn gọn, súc tỉch đầy đủ thông tin phục vụ đào tạo mà Thầy dày công biên soạn phục vụ hệ sinh viên, cán Chắc chắn sách cịn sai sót, chúng tơi xin nhận đóng góp ỷ kiến từ người đọc đê có thê cập nhật giảng dạy tái sách có chât lượng cao TM tác giả PGS.TS Hoàng Việt Hùng Chương MỘT SỐ KHÁI NIỆM Cơ BẲN 1.1 KHAI NIẸM VE NEN MONG 1.1.1 Móng Định nghĩa: Móng phận phía cơng trình có tác dụng truyền phân bố tải trọng từ cơng trình lên mật Móng thường có kích thước lớn kết cấu bên đê giảm áp suất mặt Phân loại: Theo biện pháp thi cơng, móng chia làm loại: - Móng nơng loại móng thi cơng phải đào tồn hố móng loại móng thường có độ sâu đặt móng khơng sâu (trong khoảng nhỏ 5m) - Móng sâu loại móng thi cơng móng cần đào phần khơng cần đào hố móng loại móng cọc, móng giếng chìm 1.1.2 Nền Định nghĩa: Nên phạm vi đât (đá) trình truyền qua móng ía móng, chịu trực tiêp tải trọng công Đặc diêm chịu thay đối trạng thái ứng suất biến dạng xây dựng cơng trình (Hình 1-1) Nếu cơng trình đặt lóp đất đá tự nhiên gọi thiên nhiên Cịn xây dựng móng, người ta dùng biện pháp làm tốt hon tính xây dựng gọi nhân tạo Riêng cơng trình thuỷ lợi cần kế thêm đến phạm vi đất chịu ảnh hưởng dòng thấm nước xây dựng sử dụng cơng trình Trong xây dựng cần phải tìm hiếu phạm vi cơng trình để có phương án khảo sát cho phù họp Hình 1-1 Sơ đồ mơ tả móng: 1- cơng trình; 2- móng; 3- 1.1.3 Quan hệ ba phận cơng trình Cơng trình gồm có ba phận nền, móng kết cấu bên Ba phận làm việc chịu ảnh hưởng lẫn thiết kế cần phải phân tích cách toàn diện để chọn phương án tối ưu Thơng thường, kết cấu bên phân tích lựa chọn trước, sau đến móng cuối đến 1.1.4 Ý nghĩa công tác móng Khi thực cơng tác xây dựng cơng trình, phải ý thỏa mãn yêu cầu: Bảo đảm làm việc bình thường cơng trình q trình thi cơng, vận hành, sửa chữa Bảo đảm ốn định cường độ phận cơng trình tổng thể cơng trình u cầu khơng phụ thuộc vào thân kết cấu cơng trình mà phụ thuộc phần lớn vào cường độ độ ổn định đất đáy cơng trình, đặc biệt cơng trình thường xun chịu tải trọng ngang Bảo đảm thời gian xây dựng cơng trình ngắn giá thành thi công rẻ Thông thường, móng chiếm khoảng 30% giá thành cơng trình, cá biệt chiếm tới 60% giá thành cơng trình Đảm bảo mỹ thuật mơi trường cơng trình, phát huy hiệu tổng họp cơng trình hệ thống cơng trình theo quy hoạch Tài liệu thống kê thực tế cho thấy, hầu hết cơng trình bị hư hỏng chưa giải tốt vấn đề móng Chính thế, việc nghiên cứu Nen Móng cách tồn diện, mặt học, có ý nghĩa quan trọng cán kỹ thuật xây dựng Mật khác người cán kỹ thuật xây dựng cần phải giải thật tốt trường họp cơng trình bị hư hỏng nguyên nhân thuộc đất Phải có biện pháp xử lý móng cách thích họp gặp trường họp phải xây dựng cơng trình đất bùn nhão, đất lún sụt, đất có nhiều hang động Cùng với giáo trình Cơ học đất, giáo trình Nen móng giúp cán kỳ thuật giải tốt yêu cầu nêu thiết kế xây dựng cơng trình Tùy theo đặc thù chun sâu mà có sách viết chung Nen Móng, có sách tính tốn móng, có sách xử lý nền, yêu cầu phải phân biệt đâu nền, đâu móng, tính tính gì, tính móng tính người kỹ sư chủ động tính tốn đưa bước tính tốn, phân tích phù họp 1.2 TÍNH TỐN NỀN MĨNG THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN 1.2.1 Khái niệm cơng trình đạt trạng thái giới hạn Một cơng trình coi đạt trạng thái giới hạn cơng trình khơng cịn đảm bảo điều kiện làm việc bình thường theo yêu cầu thiết kế q trình thi cơng, sử dụng, sửa chữa Cơng trình khơng làm việc binh thường cãc nguyên nhân sau + Tửng phàn công trinh bị hư hóng tồn cóng trinh bị ồn định trượt (phủng sâu hỗn hợp) bị lật (đỏi vởi nên dã) + Biên dạng (5), chcnh lệch biên dạng (AS) chuyền dịch ngang ((’) lớn Riêng đỏi với công trinh ihuỹ lợi cỏn có thê ảnh hướng cùa dõng thâm lớn(j>(/J) Tinh tốn cịng trinh theo trạng thái giới hạn phương pháp khác với phương pháp hệ số an tồn nhắt Phương pháp trạng thái giói hạn đà đưa vảo hệ sổ tinh toán đề xét cách khoa học nhũng yêu tô lien quan tới việc thiẽt ke, thi công sứ dụng công trinh Việc tinh toản móng tiên hãnh theo ba trạng thái giới hạn trạng thái giới họn thử nhãt tinh tốn vê ơn định cường dỏ trang thãi giới hạn thứ hai tinh toán ổn định biến dạng trạng thái giới hạn thử ba tính tốn hình thành phát triển nứt cua cấu kiện bê lòng Trạng thái giới hạn thứ ba chi áp dụng cho tính tốn kèt cáu ban thán móng dược tiên hành theo phương pháp trinh bày tài liệu tính toản kết câu vi chi trinh bày nhùng khái niệm tính theo trạng thãi giới hạn trụng thãi giới hạn II 1.2.2 Tính nển theo trạng thái giói hạn I (trạng thái giói hạn cường độ) Mục dich: Đám bao sức chiu tái cùa nên dè cơng trình làm việc bình thường nghĩa công trinh không bị truợt lật (nền đả) Nội dung linh tốn: Tinh tài trọng cơng trinh gày trượt tính tốn ,v" Tinh tái trọng chong trượt giới hạn ịRị Đè công trinh không bi trượt iV' < R Xét đến yếu tố bầt lợi cho cóng trinh, theo tiêu chuân Quốc gia - Cõng trinli thủy lợi - Nen cịng trinh thuy cơng - Ycu cầu thict kc (TCVN 4253-2012) dè nghi dưa vào hệ sơ tinh tốn: K, vws^ (1-1) dó: n - hệ só tị hợp tai trọng, xác định sau: Tố hợp lãi trọng băn: n( ■ 1.00; Tỏ hợp tai trọng dăc biệt: II, = 0.90; Tố hợp tải trọng thời kỹ thi công sữa chữa: n, = 0,95; in - hệ sô diêu kiện lâm việc: Hệ sô in xét tới loại hĩnh cõng trinh, két cầu nên dợng vật liệu, tinh gần cùa so đồ tinh, nhóm trạng thải giói hạn yếu lố khác quy định lủi liệu lieu chuân thiêt ke hãnh cho loại còng trinh, kết câu khác Một vi dụ hệ số điều kiện làm việc cũa sổ cơng trình thủy lợi diên hĩnh quy đinh bang 1.1: Báng 1.1: Hệ số điều kiện làm việc cua số loại công trinh thủy lọi Hệ số điều kiện làm việc (m) Loại công trinh vã loại Cơng trình bê tỏng bè tòng cốt thép nen đất đá nửa cứng 1.00 Cơng trình bê tơng vã bẽ tơng cốt thép nen đá: - Khi mjt trưựt qua khe nứt đá 1.00 - Khi mạt trượt qua mặt tiếp xúc giừa bẽ tông đá đá nên có phan qua khe nin, phản qua nguyên khối 0,95 Dập vịm cịng trinh ngàn chóng khác đá 0.75 Các mái dốc tự nhiên vá nhân tạo 1,00 Chú thích: Trong trường hợp cân thiết, cỏ luận chững thích (táng, ngồi cảc hệ số nêu hùng, (tược phép lồy hệ sổ (tiều kiện làm việc hIẤ'J Đơi với cơng trình dè dập hệ sơ [K] chọn theo tiêu chuân riêng K (|-2> 1.23 Tính theo trạng thái giói hạn II (trạng thái giới hạn biến dạng) Việc tinh toán theo trạng thái giới hạn thứ II áp dụng cho tât cã cơng trình, trữ trường họp cịng trinh xây dựng đá Dộ lún độ chênh lún ánh hướng rãi nhiều đẽn sụ lảm việc binh thưởng cũa cơng trinh vã có thê dẫn đẻn phá hoại cơng trinh Mục đich: Khống chế biến dạng (S) í Sg* chênh lệch biến dạng (AS) s AS-J chuyến dịch ngang (ư) < Ufh đẻ cóng trinh lãm việc binh thưởng Nội dung linh toàn: - Tinh độ lún s tinh độ chênh lệch lún AS theo cãc bước linh toán cãc sách kỳ thuật cùa TCVN, tính chuyển vị ngang theo TCVN 4253-2012 - Xác định trị số độ lún giỏi hạn SXA trị số chênh lệch độ lún giỏi hạn ASsh (tuỳ công trinh cụ thê người thiết ke phái định cho phũ họp) Riêng đỏi vói cóng trình xây dựng dãn dụng cõng nghiệp trị so độ lún giới hạn Sffc chênh lệch độ lún giới hạn ASX6 đà cho sẫn TCVN 9362-2012 Tiêu chuẩn Ọuổc gia - Tiêu chuẩn thiết kể Nen nhã vã Cóng trinh - Trị số chuyến vị ngang theo TCVN 4253-2012 Chủý: Đê công trinh lãm việc binh thường cân thiết phái đâm bão cã hai trạng thái giới hạn ve cưởng độ vã biến dạng không nhãt thiết phải tinh cho cá hai trạng thái giới hạn Vi dụ tinh theo trạng thái giới hạn II: tính s, AS cân có diều kiện đắt làm việc giai đoạn biển dạng tuyến tinh (/’ < đương nhiên điều kiện cưỡng độ lã đăm bão (cơng trinh khơng bị trượt), nghía lả khơng phái linh theo trạng thải giới hạn / Nhưng công trinh thường phái tính theo trạng thãi giới hạn I cõng trinh xây dựng nên đá: còng trình xây doc; cịng trinh thường xun chịu lực ngang lớn Nhưng công trinh thưởng phái tinh theo trạng thãi giời hạn II công trinh dược xây dựng trẽn nên đât chịu lực tháng đứng thường xun Riêng đơi vói tinh toản kêl câu móng cân phái tinh thêm trạng thái giởi hạn III lã khổng chế nứt nẽ cùa cấu kiện bẽ tỏng