Bài giảng nền móng công trình

Cơ học : Nền móng  chương: Chương 1: Một số khái niệm móng (6 tiết) Chương 2: Móng nông thiên nhiên.(11 tiết) Chương 3: Tính toán móng mềm (7 tiết) Chương 4: Xây dựng công trình đất yếu (8 tiết) Chương 5: Móng cọc (13 tiết) Bài tập đồ án kết hợp tiết lớp lý thuyết, bao gồm đồ án môn học: Đồ án số – Thiết kế móng nông - tính toán ổn định tường chắn đất Đồ án số – Thiết kế móng mềm - tính toán móng mềm Đồ án số – Thiết kế móng cọc Đài thấp 1.1: Khái niệm móng 1.2: Tính móng theo trạng thái giới hạn 1.3: Các tài liệu cần thiết để tính toán móng theo TTGH 1.4: Đề xuất – so sánh, lựa chọn phương án móng Bài 1.1 - Khái niệm Nền Móng I Định nghĩa Kết cấu phần - Móng: phận phía công trình, có tác dụng truyền phân bố tải trọng từ công trình lên mặt Móng Nền - Nền: phạm vi đất đá phía móng chịu tác dụng trực tiếp tải trọng công trình truyền lên thông qua móng Đặc điểm nền: • Có trạng thái ứng suất biến dạng thay đổi xây dựng công trình • Đối với c/trình thuỷ lợi, phải kể đến phạm vi ảnh hưởng dòng thấm Kết cấu phần Móng Nền Quan hệ ba phận công trình: Nền – móng – kết cấu phần trên: Cùng làm việc chịu ảnh hưởng lẫn - Khi xử lý ba phận ảnh hưởng trực tiếp đến sức chịu tải - Khi thiết kế móng cần xét toàn hệ thống “Công trình - Nền” để chọn phương án tối ưu Kết cấu phần Móng Nền II Phân loại móng phạm vi áp dụng 1- Theo vật liệu làm móng: - Tùy loại vật liệu sử dụng: * Móng gạch: * Móng đá hộc: Dùng nơi sẵn đá, nơi mực nước ngầm thấp cao trình đặt móng * M.thép, gỗ: dùng dạng móng cọc Hạn chế dùng * M.bê tông, bê tông cốt thép: Được dùng phổ biến Móng BTCT có cường độ cao, hình dạng tùy ý muốn, dễ dàng tạo cấu kiện lắp ghép, tốn vật liệu - Tùy khả chịu uốn vật liệu móng: * Móng cứng (móng gạch, đá xây) * Móng mềm (móng btct.) 2- Theo phương pháp thi công đặt móng: * M nông: • Định nghĩa: chiều sâu chôn móng hm < 6m Khi thi công đào toàn hố móng; Khi tính toán bỏ qua làm việc đất từ đáy móng trở lên (bỏ qua sức chống cắt) • Điều kiện áp dụng: Tải trọng không lớn, mực nước ngầm cao, điều kiện thoát nước tốn • Theo kích thước móng chia ra: M.đơn, M.băng, M.bản * M sâu: • Khi thi công đào phần không đào hố móng mà dùng biện pháp thi công đặc biệt để hạ móng tới độ sâu thiết kế Chiều sâu chôn móng thường lớn, 10m • Khi tính toán cần kể đến làm việc đất cao trình đáy móng 3- Theo tính chất chịu tải trọng: * M chịu tải trọng tĩnh: * M chịu tải trọng động: 4- Theo phương pháp chế tạo móng: * M khối làm chỗ: * M lắp ghép: tiến bộ, dễ dàng giới hóa III Phân loại loại * Nền thiên nhiên * Nền nhân tạo: Nền xử lý cải thiện tính chất trước xây dựng Bài 1.2 Khái niệm tính toán Nền Móng theo trạng thái giới hạn (TTGH) 10 III Các loại tải trọng & tổ hợp tải trọng 1- Tải trọng: a) Phân loại theo trị số tải trọng: - Tải trọng tiêu chuẩn (Ntc): trị số tải trọng lớn theo tiêu chuẩn thiết kế quy định để không gây hư hỏng cho công trình trình làm việc - Tải trọng tính toán (Ntt): trị số tải trọng có xét đến sai khác so với tải trọng tiêu chuẩn thiên bất lợi cho công trình n = 1,1 n = 1,2 n = 1,3 n < 1,0 Ntt = n.Ntc với trọng lượng thân loại vật liệu với lớp đất đắp trọng lượng thiết bị kỹ thuật với thiết bị vận chuyển với tải trọng không gây bất lợi cho công trình 16 b) Theo thời gian tác dụng: * Tải trọng thường xuyên: Luôn có trình thi công sử dụng (trọng lượng thân c/trình, áp lực đất, nước ) * Tải trọng tạm thời: Có thể có mặt giai đoạn xây dựng sử dụng riêng biệt - Tải trọng tạm thời dài hạn: trọng lượng thiết bị máy bơm, máy phát điện ) - Tải trọng tạm thời ngắn hạn: t/bị thi công, sửa chữa cần cẩu, cần trục vận chuyển - Tải trọng đặc biệt: không xảy sử dụng động đất, mực nước lũ kiểm tra, có cố công trình c) Theo phương thức tác dụng: * Tải trọng t.dụng tĩnh: trọng lượng thân, áp lực đất, nước * Tải trọng tác dụng động: động cơ, áp lực sóng, gió 17 2- Tổ hợp Tải trọng: Định nghĩa: Tổ Hợp Tải Trọng (THTT) nhóm tải trọng bao gồm tải trọng định có xác suất tác dụng đồng thời lên công trình - Trong thiết kế phân Tổ Hợp Tải Trọng: Tổ hợp Tải trọng Loại tải trọng Cơ Các Đặc biệt Các TT.tạm thời dài hạn Các Các TT.t/ thời ngắn hạn Một Một số TT thường xuyên TT đặc biệt Phụ Các Các Một số (xuất thi công) Một 18 - Ý nghĩa kinh tế kỹ thuật  Việc sử dụng tổ hợp tải trọng kết hợp với hệ số tổ hợp tải trọng nc khác giảm kinh phí mà đảm bảo công trình làm việc bình thường  Việc chia tải trọng theo trị số Ntc Ntt có ý nghĩa lớn: − Khi tính theo TTGH-I phải kiểm tra với tổ hợp phụ tổ hợp đặc biệt sử dụng tải trọng tính toán (Ntt) − Khi tính toán móng theo TTGH-II (về biến dạng) kiểm tra với THTT sử dụng tải trọng tiêu chuẩn (Ntc) 19 IV Các tiêu lý đất tính toán móng theo TTGH 1- Giá trị riêng (Ai): kết TN mẫu vị trí lớp đất (chỉ tiêu vật lý, đặc trưng học) 2- Giá trị tiêu chuẩn (Atc): giá trị trung bình tất giá trị riêng: Atc = Atb = n A i 1 n i (1-3) n - số mẫu thí nghiệm (n ≥ 6) Có thể lấy số giá trị tiêu chuẩn đặc trưng TCVN 4253-86 20 3- Giá trị tính toán (Att): trị số tiêu vật lý đặc trưng học lớp đất, dùng tính toán móng số : Att = A tc kđ (1-4) kđ - hệ số an toàn đất; Xác định Kđ theo đặc trưng tập hợp thống kê (được quy định tiêu chuẩn thiết kế công trình riêng biệt, thí dụ: TCVN 4253-86) 21 Chú Ý: Để đảm bảo tính kinh tế - kỹ thuật việc lựa chọn giá trị tải trọng, THTT tiêu đất phải phù hợp với việc tính toán theo TTGH: • Tính theo TTGH-1: Sử dụng tổ hợp tải trọng đặc biệt, trị số Ntt , Att • Tính theo TTGH-2: Sử dụng tổ hợp tải trọng bản, trị số Ntc , Atc 22 Bài 1.3 Các tài liệu cần thiết để tính toán Nền Móng theo TTGH 23 I Tài liệu Địa chất Thủy văn ĐCCT 1- Tài liệu địa chất thuỷ văn: - Mực nước ngầm, mức độ ổn định dao động nước ngầm, có chứa tầng áp lực hay không - Tính chất hoá lý, nồng độ pH nước ngầm - Mực nước thượng lưu, hạ lưu chênh lệch thượng - hạ lưu công trình 2- Tài liệu địa chất công trình: - Bản đồ địa hình địa mạo khu vực xây dựng công trình - Các tài liệu địa chất: mặt cắt địa chất, bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất 24 II.Tài liệu Công trình Tải trọng 1- Tài liệu công trình: - Bản vẽ mặt bằng, mặt cắt ngang, dọc công trình Đặc điểm riên biệt công trình (tầng hầm, công sự,…) Tầm quan trọng công trình mặt kinh tế xã hội 2- Tài liệu tải trọng: - Trọng lượng thân công trình Trọng lượng người ở, hội họp; trọng lượng thiết bị thi công, sử dụng - Áp lực đất - nước tĩnh phía thượng, hạ lưu công trình - Áp lực sóng, áp lực gió, lực hãm động phương tiện vận chuyển - Lực động đất, lực cố - hư hỏng gây 25 III Một số tài liệu cần thiết khác Khi xây dựng sử dụng, công trình tác động chịu tác động công trình lân cận, môi trường xung quanh, nên cần có: - Cần có tài liệu quy hoạch tổng thể toàn vùng Phân tích tài liệu công trình xây dựng Tìm hiểu tài liệu công trình dự kiến xây dựng để dự đoán khả ảnh hưởng 26 Bài 1.4 Đề xuất, So sánh Lựa chọn phương án NM 27 I Lựa chọn nhân tố chủ yếu móng 1- Chiều sâu đặt móng (Hm): Nguyên tắc: Chọn chiều sâu Hm để móng đặt lên lớp đất tốt tương đối dày Ngoài việc chọn sâu Hm tuỳ thuộc vào mực nước ngầm, đặc điểm cấu tạo công trình, khả thi công móng ảnh hưởng công trình lân cận… 2- Loại móng vật liệu làm móng: Móng đơn Móng nông Móng băng Móng Móng sâu Móng cọc Vật liệu • Đặc điểm ĐCCT, ĐCTV • Khả cung cấp vật liệu • Kết cấu bên 28 II So sánh chọn phương án móng Dựa vào kinh nghiệm, người thiết kết cần chọn vài ba phương án móng tối ưu: Móng nông Móng sâu Xử lý Không xử lý Móng đơn Móng băng Kích thước Vật liệu Móng Hình dáng Móng cọc Phương án móng tối ưu nhất: sơ phương án móng có tổng giá thành xây dựng nhỏ Tuy nhiên cần phải xét đến khả thi công 29 30 [...]... tạo của công trình, khả năng thi công móng và ảnh hưởng những công trình lân cận… 2- Loại móng và vật liệu làm móng: Móng đơn Móng nông Móng băng Móng bản Móng sâu Móng cọc Vật liệu • Đặc điểm ĐCCT, ĐCTV • Khả năng cung cấp vật liệu • Kết cấu bên trên 28 II So sánh và chọn phương án nền móng Dựa vào kinh nghiệm, người thiết kết cần chọn ra vài ba phương án móng tối ưu: Móng nông Móng sâu Xử lý nền Không... dựng công trình - Các tài liệu địa chất: các mặt cắt địa chất, bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của từng lớp đất 24 II.Tài liệu về Công trình và Tải trọng 1- Tài liệu về công trình: - Bản vẽ mặt bằng, các mặt cắt ngang, dọc công trình Đặc điểm riên biệt của công trình (tầng hầm, công sự,…) Tầm quan trọng của công trình về mặt kinh tế và xã hội 2- Tài liệu về tải trọng: - Trọng lượng bản thân công trình. .. toàn, tùy thuộc cấp công trình (> 1) m – hệ số điều kiện làm việc (đặc điểm KCCTr và loại nền) 14 Vận dụng: Tính toán theo TTGH-1 với công trình đặt trên mái dốc hoặc đặt trên nền đá Công trình thường xuyên chịu tác dụng của lực ngang lớn Chú ý: Đvới mỗi công trình luôn luôn phải đảm bảo cả hai TTGH, tuy nhiên không cần thiết phải tính cho cả hai trạng thái giới hạn Ví dụ: Khi kiểm tra nền theo TTGH-2,... TTGH là Trạng thái mà tại đó công trình không còn đảm bảo được điều kiện làm việc bình thường theo yêu cầu thiết kế trong quá trình thi công, sử dụng, sửa chữa Nguyên nhân: • Từng bộ phân công trình bị hư hỏng hoặc toàn bộ công trình bị mất ổn định do trượt hoặc do lật (do cường độ) • Độ lún (S), chênh lệch lún (S) hoặc chuyển dịch ngang (u) quá lớn • Riêng với các công trình thuỷ lợi, TTGH còn có... người thiết kết cần chọn ra vài ba phương án móng tối ưu: Móng nông Móng sâu Xử lý nền Không xử lý Móng đơn Móng băng Kích thước Vật liệu Móng bản Hình dáng Móng cọc Phương án nền móng tối ưu nhất: sơ bộ là phương án nền móng có tổng giá thành xây dựng nhỏ nhất Tuy nhiên cần phải xét đến cả khả năng thi công 29 30 ... điều kiện: S≤ Sgh ; ∆S ≤ ∆Sgh ; U ≤ Ugh Vận dụng: Công trình đặt trên nền đất, chịu tác dụng chủ yếu của các lực thẳng đứng thường xuyên 13 2- Tính Nền theo TTGH thứ nhất (TTGH-1) Mục đích: Đảm bảo SCT của nền để nền làm việc bình thường (không bị trượt, lật) Nội dung: • Tính tải trọng gây trượt: N • Tính tải trọng chống trượt: R • Kiểm tra điều kiện công trình không bị trượt: N < R • Để xét đến mọi yếu... quy hoạch tổng thể toàn vùng Phân tích những tài liệu của những công trình đã và đang xây dựng Tìm hiểu tài liệu những công trình dự kiến sẽ xây dựng để dự đoán những khả năng ảnh hưởng 26 Bài 1.4 Đề xuất, So sánh Lựa chọn phương án NM 27 I Lựa chọn những nhân tố chủ yếu về móng 1- Chiều sâu đặt móng (Hm): Nguyên tắc: Chọn chiều sâu Hm để móng được đặt lên lớp đất tốt và tương đối dày Ngoài ra việc chọn... Ntc , Atc 22 Bài 1.3 Các tài liệu cần thiết để tính toán Nền Móng theo TTGH 23 I Tài liệu Địa chất Thủy văn và ĐCCT 1- Tài liệu địa chất thuỷ văn: - Mực nước ngầm, mức độ ổn định hoặc dao động của nước ngầm, có chứa tầng áp lực hay không - Tính chất hoá lý, nồng độ pH của nước ngầm - Mực nước thượng lưu, hạ lưu và chênh lệch giữa thượng - hạ lưu công trình 2- Tài liệu địa chất công trình: - Bản đồ... nhưng thiên về bất lợi cho công trình n = 1,1 n = 1,2 n = 1,3 n < 1,0 Ntt = n.Ntc với trọng lượng bản thân các loại vật liệu với các lớp đất đắp và trọng lượng các thiết bị kỹ thuật với các thiết bị vận chuyển với tải trọng không gây bất lợi cho công trình 16 b) Theo thời gian tác dụng: * Tải trọng thường xuyên: Luôn có trong quá trình thi công và sử dụng (trọng lượng bản thân c /trình, áp lực đất, nước... họp; trọng lượng của các thiết bị khi thi công, sử dụng - Áp lực đất - nước tĩnh ở phía thượng, hạ lưu công trình - Áp lực sóng, áp lực gió, lực hãm của các động cơ và của các phương tiện vận chuyển - Lực động đất, lực do sự cố - hư hỏng gây ra 25 III Một số tài liệu cần thiết khác Khi xây dựng sử dụng, công trình sẽ tác động và chịu sự tác động của các công trình lân cận, của môi trường xung quanh, ... Kết cấu phần - Móng: phận phía công trình, có tác dụng truyền phân bố tải trọng từ công trình lên mặt Móng Nền - Nền: phạm vi đất đá phía móng chịu tác dụng trực tiếp tải trọng công trình truyền... vật liệu móng: * Móng cứng (móng gạch, đá xây) * Móng mềm (móng btct.) 2- Theo phương pháp thi công đặt móng: * M nông: • Định nghĩa: chiều sâu chôn móng hm < 6m Khi thi công đào toàn hố móng; Khi... II.Tài liệu Công trình Tải trọng 1- Tài liệu công trình: - Bản vẽ mặt bằng, mặt cắt ngang, dọc công trình Đặc điểm riên biệt công trình (tầng hầm, công sự,…) Tầm quan trọng công trình mặt kinh