cacvandecobanvenenmong (1)

6 CHƯƠNG CÁC VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ NỀN MÓNG 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1.1 Khái niệm nền, móng a Nền cơng trình Nền cơng trình chiều dày lớp đất, đá nằm đáy móng, có tác dụng tiếp thu tải trọng cơng trình bên móng truyền xuống từ phân tán tải trọng vào bên Một cách đơn giản hiểu nửa khơng gian phía đáy móng, cịn cách cụ thể phải hiểu khơng gian có h giới hạn đáy móng Giới hạn gần giống với hình bóng đèn hình trái xoan, bắt H đầu từ đáy móng phát triển tới độ sâu Hnc từ đáy móng Hnc gọi chiều sâu nén chặt xác định từ điều kiện tính lún móng Tại độ sâu đó, ứng suất gây lún 1/5 lần (bằng 1/10 lần đất yếu) ứng suất trọng lượng Hình 1.1 Nền móng thân đất gây b Móng cơng trình Móng cơng trình phận kết cấu bên cơng trình, liên kết với kết cấu chịu lực bên cột, tường… Móng có nhiệm vụ tiếp thu tải trọng từ cơng trình truyền tải trọng phân tán xuống Mặt tiếp xúc đáy móng với bắt buộc phải phẳng nằm ngang (khơng có độ dốc) Mặt gọi đáy móng Khoảng cách h từ đáy móng tới mặt đất tự nhiên gọi chiều sâu chơn móng Vì đất có cường độ nhỏ nhiều so với vật liệu bê tông, gạch, đá… nên phần tiếp giáp cơng trình đất thường mở rộng thêm, phần gọi móng (có thể gọi móng) Để tiết kiệm vật liệu, người ta thường giật cấp vát góc móng Đối với móng BTCT thường gồm phận sau: - Giằng móng (đà kiềng): Có tác dụng đỡ tường ngăn bên làm giảm độ lún lệch móng cơng trình Khi giằng móng kết hợp làm dầm móng để giảm độ lệch tâm móng phải tính tốn dầm kết cấu khung - Cổ móng: Kích thước cổ móng với cột tầng thường mở rộng thêm phía 2,5cm để tăng lớp bê tông bảo vệ cốt thép cổ móng - Móng (bản móng, đài móng): Thường có đáy dạng chữ nhật, bị vát có độ dốc vừa phải, tính tốn để có kích thước hợp lý (tính tốn chương 2, 3) - Lớp bê tơng lót: Thường dày 100, bê tông đá 4x6 bê tông gạch vỡ, vữa ximăng mác 50÷100, có tác dụng làm sạch, phẳng hố móng, chống nước xi măng, ngồi cịn làm ván khn để đổ bê tơng móng - Cuối cơng trình 1.1.2 Phân loại nền, móng a Phân loại Có hai loại thiên nhiên nhân tạo Nền thiên nhiên: Là đất với kết cấu tự nhiên, nằm sát bên móng chịu đựng trực tiếp tải trọng cơng trình móng truyền sang xây dựng cơng trình khơng cần dùng biện pháp kỹ thuật để cải thiện tính chất xây dựng Nền nhân tạo: Khi lớp đất sát bên móng khơng đủ khả chịu lực với kết cấu tự nhiên, cần phải áp dụng biện pháp nhằm nâng cao khả chịu lực như: - Đệm vật liệu rời đệm cát, đệm đá thay phần đất yếu sát đáy móng để chịu đựng tải trọng cơng trình - Gia tải trước cách tác động tải trọng mặt đất để cải tạo khả chịu tải đất yếu, nhằm làm giảm hệ số rỗng khung hạt đất - Ngoài gia tải trước kết hợp với biện pháp tăng tốc độ thoát nước thiết bị thoát nước giếng cát bấc thấm nhằm rút ngắn thời gian giảm thể tích lỗ rỗng đất yếu có độ thấm nước - Cọc vật liệu rời cọc cát nhằm làm giảm hệ số rỗng khung hạt đất cát có độ thấm nước tốt giúp tăng cường độ đất - Sợi vải địa kỹ thuật, trải nhiều lớp cơng trình đất đắp lớp đệm vật liệu rời để tăng cường khả chịu kéo giảm độ lún đất - Phụt vữa xi măng vật liệu liên kết vào vùng chịu lực để tăng lực dính hạt đất giảm thể tích lỗ rỗng - Cột đất trộn xi măng (phương pháp DCM – deep cement mixing), số loại thiết bị khoan đặc biệt cho phép trộn đất yếu với xi măng hình thành cột đất trộn xi măng ứng dụng gia cố đường đất yếu, thành hố đào móng Hình 1.2 Cột đất trộn xi măng để gia cố thành hố đào móng b Phân loại móng Có nhiều cách phân loại móng khác nhau: - Phân loại theo vật liệu móng: Móng gỗ (cọc gỗ), gạch, đá hộc, bê tông, bê tông cốt thép, thép… - Phân loại theo độ cứng móng: Móng cứng, móng mềm - Theo phương pháp chế tạo móng: Móng đổ tồn khối, móng lắp ghép, bán lắp ghép - Theo đặc tính chịu tải: Móng chịu tải trọng tĩnh, móng chịu tải trọng động (thường gặp móng máy) - Phân loại theo độ sâu chơn móng vào đất: Móng nơng, móng sâu +Móng nơng: Là loại móng thi cơng hố đào trần, sau lấp đất lại, độ sâu chơn móng khơng q lớn thường từ 1,5÷3m, nhiều trường hợp đặc biệt chiều sâu chơn móng chọn 5÷6m Trong thực tế, ta phân biệt móng nơng dựa vào tỷ lệ độ sâu chơn móng bề rộng móng (h/b) Tuy nhiên, tỷ lệ định lượng chưa thật rõ ràng Chính xác dựa vào phương diện làm việc đất nền, chịu tải trọng khơng tính đến ma sát hơng đất xung quanh với móng móng nơng, ngược lại móng sâu Một số loại móng nơng thường gặp: Móng đơn (móng đơn tâm, lệch tâm, móng chân vịt), móng băng tường, móng băng cột (móng băng phương, móng băng giao thoa), móng bè Hình 1.3 Móng băng giao thoa Hình 1.4 Thi cơng móng đơn 10 +Móng sâu: Là loại móng mà thi cơng khơng cần đào hố móng đào phần dùng thiết bị thi cơng để hạ móng đến độ sâu thiết kế Nó thường dùng cho cơng trình có tải trọng lớn Các loại móng sâu thường gặp: Móng cọc (đóng, ép), cọc khoan nhồi, cọc barét, móng giếng chìm, giếng chìm ép… Hình 1.5 Thi cơng móng cọc ép Hình 1.6 Một đài cọc sau đổ bê tơng xong 11 Hình 1.7 Thi cơng móng cọc khoan nhồi 1.1.3 Khái niệm thiết kế móng a Ý nghĩa cơng tác thiết kế móng Khi tính tốn, thiết kế xây dựng cơng trình, phải đảm bảo thỏa mãn ba yêu cầu sau: - Bảo đảm làm việc bình thường cơng trình q trình xây dựng sử dụng lâu dài sau - Bảo đảm ổn định mặt cường độ biến dạng kết cấu tồn cơng trình - Bảo đảm thời gian xây dựng ngắn với giá thành hợp lý b Nội dung cơng tác thiết kế móng Trong tính tốn thiết kế móng cơng trình, người ta chủ yếu tính theo trạng thái giới hạn (TTGH) Trạng thái giới hạn trạng thái mà vượt q kết cấu khơng cịn thỏa mãn u cầu đề thiết kế Việc tính tốn móng tiến hành tính tốn theo trạng thái giới hạn sau: - Trạng thái giới hạn thứ I: Tính tốn cường độ ổn định móng - Trạng thái giới hạn thứ II: Tính tốn biến dạng 12 - Trạng thái giới hạn thứ III: Tính tốn hình thành phát triển khe nứt (chỉ áp dụng cho kết cấu đặc biệt tường tầng hầm, đáy chứa chất lỏng ) Đối với móng Tất loại móng phải tính tốn theo TTGH I Hầu hết móng cơng trình dân dụng cơng nghiệp cần tính tốn, thiết kế theo TTGH I tức tính kích thước móng, cấu tạo móng, tính cốt thép bố trí cho móng… Đối với Nền đất có hai TTGH: cường độ biến dạng Theo TCXD 45 – 78, “Tiêu chuẩn thiết kế nền, nhà cơng trình”, trường hợp sau phải tính theo TTGH I: - Nền sét cứng, cát chặt, đất nửa đá đá (*) - Nền cơng trình thường xun chịu tải trọng ngang với trị số lớn (tường chắn, đê, đập, cơng trình cầu…) trường hợp tính động đất - Móng cơng trình đặt mép mái dốc (ở hay mái dốc) hay gần lớp đất có dộ dốc lớn - Các đất sét yếu bão hòa nước than bùn - Ngồi ra, áp lực hơng hai bên móng chênh lệch lớn (thường tơn phía cơng trình cao) phải kiểm tra trượt, lật móng Cơng thức để tính tốn theo trạng thái giới hạn thứ là: N  k at (1.1) Trong đó: N - Yếu tố lực ngồi tác dụng lên gây trạng thái giới hạn  - Sức chịu tải (cường độ) theo phương lực N; chẳng hạn N làm cho móng trượt  sức chống trượt; M moment làm cho móng bị lật đổ  moment chống lật kat - Hệ số an toàn, móng thường lấy từ 1,5 3 Trong tính toán thực tế, điều kiện (1.1) biểu diễn dạng cụ thể sau đây: Về cường độ: z  max  PghII k at ng  max  Rng (1.2) (1.3) 13 Trong đó: z  max - Ứng suất lớn theo phương đứng đáy móng P IIgh - Tải trọng giới hạn thứ II (tính theo Cơ học đất) kat - Hệ số an toàn thường chọn từ 1,5   ng max - Ứng suất lớn tác dụng theo phương ngang mặt bên móng Rng - Sức chịu tải theo phương ngang Về ổn định trượt: K ôđ  T T  K ôđ  gi (1.4) t Trong đó: Kơđ - Hệ số ổn định trượt Tgi - Tổng lực giữ (chống trượt) Tt - Tổng lực gây trượt [Kôđ] - Hệ số ổn định trượt cho phép Về ổn định lật: K ôđ  M M gi  K ơđ  (1.5) l Trong đó: Kôđ - Hệ số ổn định lật Mgi - Tổng moment giữ (chống lật) Ml - Tổng moment gây lật [Kơđ] - Hệ số ổn định lật cho phép Tính tốn theo trạng thái giới hạn II: Việc tính tốn bắt buộc cho cơng trình, trừ cơng trình đặt nêu (*) nhằm khống chế biến dạng tuyệt đối, tương đối không vượt giới hạn cho phép nhằm đảm bảo điều kiện làm việc bình thường cho cơng trình Kiểm tra theo TTGH II kiểm tra điều kiện sau đây: - Độ lún ổn định: S  Sgh - Độ lún lệch tương đối: S/L  (S/L)gh - Góc nghiêng móng: i  igh - Chuyển vị ngang móng: u  u gh Các giá trị giới hạn tra theo quy phạm phụ thuộc vào loại cơng trình 14 Bảng 1.1 – Biến dạng giới hạn cơng trình Trị biến dạng giới hạn Độ lún tuyệt đối Tên đặc điểm kết cấu cơng trình Biến dạng tương đối Dạng Độ lớn trung bình lớn (cm) Dạng Độ lớn Nhà sản xuất nhà dân dụng nhiều tầng khung hoàn toàn: Độ lún lệch Độ lún tuyệt tương đối Như (nt) 0,002 0,004 đối lớn Như (nt) 12 c) Khung BTCT có tường chèn d) Khung thép có tường chèn nt nt 0,001 0,002 nt nt 12 Nhà cơng trình khơng xuất ứng lực thêm kết cấu lún nt 0,006 nt 15 a) Khung BTCT khơng có tường chèn b) Khung thép khơng có tường chèn khơng Nhà nhiều tầng khơng khung, tường chịu lực bằng: a Tấm lớn vồng tương đối b Khối lớn thể xây gạch nt khơng có cốt c Khối lớn thể xây gạch có nt cốt có giằng BTCT d Khơng phụ thuộc vật liệu tường Độ lún trung Võng Độ nghiêng 0,0007 0,001 bình nt 10 10 0,0012 nt 10 0,005 nt 15 theo hướng ngang Công trình cao, cứng: a) Cơng trình máy nâng kết cấu BTCT: a1) Nhà làm việc thân xilô kết cấu tồn khối đặt móng a2) Như trên, kết cấu lắp ghép a3) Nhà làm việc đặt riêng rẽ a4) Thân xilô đặt riêng lẻ, kết cấu toàn Độ nghiêng Độ lún trung ngang dọc 0,003 bình 40 nt Độ nghiêng 0,003 nt 30 ngang Độ nghiêng 0,003 nt 25 dọc 0,004 nt 25 15 Độ nghiêng ngang dọc 0,004 nt 40 nt 0,004 nt 30 100