Môn học: NỀN MÓNG - GV: TS. Lê Trọng Nghĩa

Hình thức đánh giá: Thi viết 90 phút Được xem tài liệu Lý thuyết: 20 tiết Bài tập: 10 tiết CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC 5 chương Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và thiết kế Nền Móng C

Hình thức đánh giá: Thi viết 90 phút

Được xem tài liệu

Lý thuyết: 20 tiết Bài tập: 10 tiết

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC

5 chương Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và thiết kế Nền Móng

Chương 2: Móng nông

Chương 3: Sức chịu tải của cọc

Chương 4: Móng cọc và cọc chịu tải trọng ngang

Chương 5: Gia cố nền

TÀI LIỆU THAM KHẢO1) Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn , NXB ĐHQG TPHCM, 2004

3) Nền và Móng các công trình dân dụng và công nghiệp,

Nguyễn Văn Quảng , NXB XD, 1996

4) Foundation Analysis and Design, 5 th edition, Joseph

E Bowles , McGraw Hill, 1997

2) Nền Móng công trình, Châu Ngọc Ẩn , NXB Xây dựng, 2008

5) Pile Foundation Analysis and Design, 5 rd edition,

H.G Poulos and E H Davis , 1980

Chương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH TOÁN

2 Phân loại

2.1 Móng Móng nông

Móng sâu

Móng cọc

Móng kép, móng gánh Móng bè : dạng bản, bản dầm, hộp Móng băng : 1 phương , 2 phương (giao nhau) Móng đơn : đúng tâm , lệch tâm

Móng giếng chìm

Đá Thép:

BTCT Cọc ống, chữ H, C, I … Gỗ: Cừ tràm, bạch đàn, đước …

Đóng, ép:

Khoan nhồi,

BTCT thường, UST Barrette

Đàgiằng

Móng gánh (có giằng) Móng kép (dạng bản)

Móng băng (dạng bản dầm)

Khối gia cường

Hệ cọc

Móng cọc đài đơn CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM

Đệm vật liệu rời Nền tự nhiên

Nền gia cố

Cột vật liệu rời

Vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật

Giếng cát Bấc thấm Bơm hút chân không

19

Area of Soil, A soil

Area of Column, A column

a

c s

ν, E – hệ số Poisson và mô-đun đàn hồi của đất dưới đáy móng

Ip– 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

p b

) ( )

m

m m

1.00

Tâm

0.79 0.85 0.64

-

-Tròn

0.88 1.07 1.21 1.42 1.70 2.10 2.46 3.00 3.43

0.95 1.15 1.30 1.51 1.78 2.15 2.53 3.03 3.40

0.76 0.97 1.12 1.36 1.68 2.10 2.54 3.13 3.57

0.56 0.68 0.77 0.89 1.05 1.27 1.49 1.78 2.00

1 1.5 2 3 5 10 20 50 100

Chữ nhật

Trung bình

Biên (điểm giữa cạnh dài) Góc

Móng cứng Móng mềm

Ip

m (l /b)

Hình dạng móng

Trường hợp 1: Hệ số hình dạng và độ cứng Ipcho 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 Ip

b

Lớp đàn hồi vô hạn

Trường hợp 2: Hệ số hình dạng và độ cứng Ipcho diện truyền tải hình tròn và chữ

nhật trên bán không gian đàn hồi hữu hạn

Bảng tra hệ số hình dạng và độ cứng Ip

0.00 0.08 0.25 0.34 0.45 0.81

0.00 0.08 0.25 0.34 0.45 0.82

0.00 0.08 0.25 0.34 0.46 0.80

0.00 0.08 0.28 0.34 0.44 0.66

0.00 0.09 0.27 0.32 0.38 0.49

0.00 0.04 0.10 0.18 0.38 0.54

0.00 0.04 0.10 0.18 0.39 0.55

0.00 0.04 0.12 0.22 0.40 0.52

0.00 0.05 0.15 0.23 0.36 0.44

Góc của móng mềm chữ nhật Tâm móng

h i – chiều dày lớp đất i; h i= [0.4 ÷ 0.6] b

e 1i , e 2i– hệ số rỗng lớp đất i trước và sau khi lún

p 1i , p 2i– áp lực tại giữa lớp đất i trước và sau xây dựng công trình

2 2 1 1

i i i i p e p e

σ K0i∈ z l i//b b

với vàvà

z i– khoảng cách từ đáy móng đến giữa lớp đất i

2 1

p gl

σgl

γtb

Xác định áp lực tại giữa lớp đất trước và

sau khi xây móng p1i& p2i:

Suy ra hệ số rỗng tại giữa lớp đất trước và

sau khi lún e1i& e2i:

Tính độ lún của lớp i là i

i i i

e e e s

1 2 1+1

N

γ+

gli=K ×0 p

σ

với và

gli i

efg

/

/

0 z l b b K

i i

h e e e s s

2 1

=

gli i v i

Đất tốtĐất yếu

++

2 1 13

h h

h D

3 13

23=p + gl

2++

2 1 3

h h h z

Thí dụ tính độ lún của lớp e(i=3)

và

13 23 13

3= +e e e

5 Tải trọng, tổ hợp tải trọng và các trạng thái giới hạn

5.1 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, …

5 Tải trọng, tổ hợp tải trọng và các trạng thái giới hạn

5.2 Tổ hợp tải trọng dùng tính toán móng

5.2 Các trạng thái giới hạn (TTGH)

5.2.1 Trạng thái giới hạn I: Tính toán nền móng thỏa các điều kiện cường

độ (sức chịu tải, trượt, lật …)

a Kiểm tra cường độ

Hệ số an toàn của sức chịu tải

[ ] FS p

q

FS

q q

a

tt ≤ =

trong đó:

qult– sức chịu tải cực hạn của nền đất dưới đáy móng

qa– sức chịu tải cho phép của nền đất dưới đáy móng

FS, [FS] – hệ số an toàn và hệ số an toàn cho phép

≥ FS FS

ptt– áp lực tính toán tại mặt đáy móng

b Kiểm tra ổn định

Hệ số an toàn trượt

[ ]truot

truot gay

truot chong FS F

F

truot

truot chong truot

F

trong đó:

[ ] = 1 5

≥ truot truot FS FS

Hệ số an toàn lật

lat gay

lat chong

M

trong đó:

FSlat, [FS]lat– hệ số an toàn lật và hệ số an toàn lậtcho phép

[ ] = 1 5

lat FS FS

lực cản do ma sát (Rd) và áp lực

đất bị động được huy động (Ep)

Lực gây trượt bằng tổng của

lực ngang do kết cấu bên trên

p

H E R

h d

tt N

- Tải trọng (N,M,H) tại chân cột - Chiều sâu đặt móng D f

- Địa chất: đặc trưngγ, c, ϕ, e-p, … - Kích thước đáy móng b ×l

- Chiều cao móng h

- Thép trong móng

tính toán thiết kế

TCXD (VN) Eurocode 7

BS, ACI, …

Bản vẽ thi công

- 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

móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

tt

D R

N

tc f tb

tc

R D F

N

≤γ+

Nếu điều kiện p tt≤ q a không thỏa ⇒ tăng b × l

• Điều kiện biến dạng (lún)

[ ]s

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 [s] = 8cm

[s] – độ lún cho phép của móng

Trình tự tính toán độ lún s xem ở mục 3.2.2 chương 1

Nếu điều kiện lún s≤ [s] không thỏa ⇒ tăng b × l

∑

i i n

h e e e s

s

2 1

Dựa vào điều kiện xuyên thủng

ii)

(a = 7cm)

tt net

p

h 0

45 0

D f

45 0 h

p

N tt

N tt

tt net

p

tt net

p

tt net

p

bt

R

75 0

bt

R

75 0

bt

R

75 0

h0

45 0

Df

tt net

p

bt

R

75 0

P =

xuyên tháp đáy ngoài

tt tt

2++

× b c b c h0 h0

22

2++

0

h h h

+

(dt 2 mặt bên b c ) (dt 2 mặt bên h c )

75.0

p

bt

R

75 0

h c +2h 0 b c +2 h 0

Diện tích xung quanh tháp xuyên = Diện tích 4 mặt hình thang có chiều cao h0 2

1 Thép theo phương cạnh dài l, thanh sốc

net

2 1

1

h R

M h R

M A

s s

s

-

×

=

@

-

-s

n b

ns ∅ ? @ ?

Phản lực của đất nền lên đáy móng

Áp lực của đất và đài lên đáy móng

⇒ Phản lực ròng của đất nền lên đáy móng

f tb

net =

b h h p

2

M h R

M A

s s

×

=

@

-

─ Bê tông bảo vệ dày 50

- 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

2.2 MÓNG ĐƠN CHỊU TẢI LỆCH TÂM

- Đặt đủ sâu thỏa điều kiện trượt và lật cho móng

Bước 2 Xác định kích thước đáy móng b×lsao cho nền đất dưới đáy

móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

M

tc N

tc đx M

f tb

tc đy tc đx tc

b

M b

M F

tb R

tc tc

R

pmax≤1.20

≥min

M

tc N

tc đx M

đáy móng y

y ex ey O

Cách viết khác

f tb y x tc

b

e F

N

min max

l

tt

tt đx

M

tt đy

M

e =

h H M

y tt x tt

h H M

x tt y tt

n

M M

tt đy tc

n

M M

tt đx tc

Tổng hợp momen tại trọng tâm đáy móng

(A b B D c D)

K m m

• Chọn sơ bộ b = 1m

• Tính Rtc

• Xác định sơ bộ diện tích đáy móng

tb R p R p p

f tb tc

tc tc

tc

N F R

p

γ-

≥

⇔

• Nếu điều kiệnổn địnhkhông thỏa ⇒ tăng b × l

Lưu ý: ─ Giải lặp thử dần để có kết quả tối ưu nhất

• Điều kiện 2: cường độ

FS

q q

tt đy tt đx tt

b

M b

M F

N

×+

×+

max

l l

tc x

tt

pmin

─ Áp lực dưới đáy móng

• Điều kiện 2: cường độ

truot chong

FS F

γtb

tc x

tt tt

[FS]trượt– Hệ số an toàn trượt cho phép (= 1.2÷1.5)

• Điều kiện 3: biến dạng (lún)

Trình tự tính toán độ lún s xem ở mục 3.2.2 chương 1

∑

-i

i i i i n

i

e e e s s

2 1

Dựa vào điều kiện xuyên thủng

cx

xt P

Xét cân bằng lực của mặt tháp xuyên

nguy hiểm (móng lệch tâm 1 phương)

p

tt

net tt

(a = 7cm)

22+

×+

) min(

) max(

p p

net tt

net tt

net

tt

2 )

tt

h a

h 0

45 0

Df

tt net

pmax( )

tt net

pmin( )

tt N tc x

tt net

net

2 ) ( 2 ) max(

1

h R

M h R

M A

s s

s

-

×

=

@

-

-s

n b

1

tt net

pmax( )

1 1

( l – h c )/2

tt net

p2( )

tt net tt

net

2 ) ( 2 ) max(

+2

=

) ( 2 ) max(

) ( 2 ) max(

1

c tt

net tt

net

tt net tt

p p

p p

-b h p

p

tt net tt

net

×2

×2

2

M h R

M A

s s

×

=

@

-

p( )

2 2

tt net

p

22

=

2

c

b b

-×2

×

2

c tt

net tb

b b p

II MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới

dãy cột)

Bê tông lót Dầm (sườn) móng

Bản (cánh) móng

Cột (cổ cột)

- Tương tự móng đơn chịu tải lệch tâm

II MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG (dưới

dãy cột)

Trình tự tính toán và thiết kế

- Tải trọng (N,M,H) tại các chân cột - Chiều sâu đặt móng D f

- Địa chất: đặc trưngγ, c, ϕ, e-p, … - Kích thước đáy móng b × L

- Kích thước tiết diện ngang

- Thép trong móng

tính toán

& thiết kế

TCXD (VN) Eurocode 7

móng thỏa các điều kiện ổn định, cường độ và biến dạng

D L b

M F

tt tc

=

n

M M

tt tc

tb R

tc tc

R

pmax≤1.20

≥min

tt i tt tt tt

tt N N N N N

1 5 2

1+ + + =

(N d) H h M

M

n

i

tt i n

i i tt i n

i

tt i

Tổng hợp lực và momen tại trọng tâm đáy móng

Như trên hình minh họa

d i– cánh tay đòn, khoảng cách từ lực đến trọng tâm đáy móngtt

i N

(A b B D c D)

K m m

tc tc

tc

D R

N F R

p

γ-

• Nếu điều kiệnổn địnhkhông thỏa ⇒ tăng b

tb R p R p p

• Chiều dài móng: L = la+ l1+ l2+ … + lb (có trước)

la,lb= [1/5 ÷1/3] lnhịp biên (giá trị tham khảo)

• Điều kiện 2: cường độ

FS

q q

tt tt tt

D L b

M F

N

×+

FS p

truot chong

FS F

x truot

tt tt

= c , ϕa= ϕ)[FS]trượt– Hệ số an toàn trượt cho phép (= 1.2÷1.5)

• Điều kiện 3: Biến dạng (lún)

Trình tự tính toán độ lún s xem ở mục 3.2.2 chương 1

∑

-i

i i

i i n

i

e

e e s

s

2 1

p = + γ -γ*

Bước 3 Chọn sơ bộ kích thước tiết diện móng

b b

net b

R

b b p

h

2.1

×

) max(

max(

×+

=

L b

M F

N p

tt tt tt

2 0

4 +ϕϕ

ϕb3 = 0.6 đối với bê-tông nặng

pmax( )

tt net

pmin( )

M400 38,53

B30

M1000 102,75

B80 M350

35,32 B27,5

M1000 96,33

B75 M350

32,11 B25

M900 89,90

B70 M300

28,90 B22,5

M900 83,48

B65 M250

25,69 B20

M800 77,06

B60 M200

19,27 B15

M700 70,64

B55 M150

16,05 B12,5

M700 64,22

B50 M150

12,84 B10

M600 57,80

B45 M100

9,63 B7,5

M500 51,37

B40 M75

6,42 B5

M450 44,95

B35 M50

4,50 B3,5

Mác theo cường độ chịu nén

Cường độ trung bình của mẫu thử tiêu chuẩn, MPa

Cấp độ bền chịu nén

Mác theo cường độ chịu nén

Tương quan giữa cấp độ bền chịu nén của bê-tông và mác bê-tông

theo cường độ chịu nén (TCXDVN 356 : 2005 – Phụ lục A – Bảng A.1)

380 ÷ 520

295 min.

Nhật (JIS G 3112 -1991) SR295

380 ÷ 520

235 min.

Nhật (JIS G 3112 -1991) SR235

380 min.

235 min.

Việt Nam (TCVN 1651 : 1985) Nga (GOST 5781-82 * )

CI A-I

235 Tròn trơn Thép cacbon cán nóng

Theo giới hạn chảy thực tế

Giới hạn bền Giới hạn

chảy, MPa Nước sản xuất và tiêu chuẩn sản xuất

Ký hiệu thép

Giới hạn chảy dùng

để quy đổi, MPa

Hình dáng tiết diện Loại thép Nhóm quy đổi

Phân loại thép theo giới hạn chảy của một số loại thép

(TCXDVN 356 : 2005 – Phụ lục B – Bảng B.1)

900 min.

590 min.

Việt Nam (TCVN 1651 : 1985) Nga (GOST 5781-82*) CIV

A-IV 590

885 min.

590 min.

Trung Quốc (GB 1499-91) RL590

590

835 min.

540 min.

Trung Quốc (GB 1499-91) RL540

540

–

540 min.

Nga (GOST 5781-82*) A-IIIB

SD490 490

600 min.

600 min.

Việt Nam (TCVN 1651 : 1985) Nga (GOST 5781-82*) CIII

A-III 390

560 min.

390 ÷ 510 Nhật (JIS G 3112 -1991)

SD390 390

490 min.

345 ÷ 440 Nhật (JIS G 3112 -1991)

SD345 345

510 min.

335 ÷ 460 Trung Quốc (GB 1499-91)

RL335 335

A-II

300

440 ÷ 600

295 ÷ 390 Nhật (JIS G 3112 -1991)

SD295B

440 ÷ 600

295 min.

Nhật (JIS G 3112 -1991) SD295A

Ký hiệu thép Giới hạn chảy