Hướng dẫn Đồ án nền móng

Hướng dẫn đồ án nền móng của thầy Trần Thế Kỳ, giảng viên bộ môn Nền móng trường Học viện Kỹ thuật quân sự. Hướng dẫn gồm 4 chương, 122 trang giúp các bạn sinh viên hoàn thành đồ án Nền móng: Chương 1:Một số vấn đề chung Chương 2: Móng nông nền thiên nhiên Chương 3: Móng cọc Chương 4: Nền nhân tạo (Ghi chú: File doc đang để phông chữ .Vntime)

hớng dẫn đồ án nền và móng

tơng quan giữa các đơn vị hệ mkgss và hệ si

đại lợng Tên gọi Ký hiệu hệ đơn vị

mớiChiều dài Centimét

Tấn lực

KGT

9,80665 N9086,65 NTải trọng

phân bố

tuyến tính

Kilôgam lực trên métTấn lực trên mét

KG/mT/m

9,80665N/m9086,65N/mTải trọng

Kilôgam lực trên centimét vuôngTấn lực trên mét vuông

KG/m2

KG/cm2

T/m2

9,80665 Pa0,098 Pa9086,65 Pa

Mô đun đàn

hồi

Kilôgam lực trên centimét vuông

KG/cm2 0,098 Pa

Trọng lợng thể

tích

Gam lực trên centimet khối

Tấn lực trên mét khối

G/cm3

T/cm3

9,80665KN/m3

9,80665KN/m3

Hệ số nén

lún

Centimet vuông trênkilôgam lực

Nền và móng là môn học quan trọng của ngành xây dựng công trình nói chung và đặc biệt cấp thiết với chuyên ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp Sau khi học xong lý thuyết, học viên phải thực hiện một đồ án môn học nền và móng Khi làm đồ án tốt nghiệp sẽ có một phần nền và móng.

Để giúp học viên thực hiện tốt các đồ án này, chúng tôi mạnh dạn biên soạn cuốn “ Hớng dẫn đồ án nền và móng “.

Cuốn sách này bao gồm:

Chơng 1- Một số vấn đề chung;

Chơng 2- Móng nông trên nền thiên nhiên;

Chơng 3- Móng cọc;

Chơng 4- Nền nhân tạo.

Các phụ lục cần thiết cho ngời làm đồ án.

Tài liệu này hớng dẫn những phần sau đây:

1- Đánh giá điều kiện địa chất công trình;

2- Lựa chọn phơng án nền móng;

3- Tính toán thiết kế các loại nền và móng các công trình dân dụng; công nghiệp và các công trình phục vụ quốc phòng;

Ngoài ra cuốn sách còn giúp học viên biết cách trình bày bản vẽ và thuyết minh đồ án Một số bản vẽ móng công trình mẫu giúp học viên tham khảo trong quá trình thể hiện bản vẽ cho phù hợp với qui phạm.

Tuy vậy khi làm các đồ án chuyên đề thì học viên còn phải tham khảo thêm các tài liệu có liên quan

Tác giả xin chân thành cảm ơn TS Đặng Duy T đã hiệu đính tài liệu và các đồng chí trong bộ môn Kỹ thuật cơ sở-khoa Công trình quân sự đã đóng góp các ý kiến quí báu cho lần xuất bản này.

Do trình độ và kinh nghiệm có hạn, nên không khỏi có những thiếu sót Rất mong bạn đọc góp ý kiến và phê bình.

b Nghiên cứu các giải pháp mặt bằng móng tuỳthuộc vào điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn, tính chất vàtrị số tải trọng mà chọn móng nông hay móng sâu, nền tựnhiên hay nhân tạo (2ữ3 phơng án) Mỗi giải pháp mặt bằngmóng cần:

+ Chọn và lập luận chiều sâu chôn móng;

d Nghiên cứu cấu trúc của lớp chống thấm (khi cótầng ngầm và mực nớc ngầm cao)

e Các đề nghị về phơng pháp thi công: các biệnpháp ngăn ngừa khả năng phá hoại cấu tạo tự nhiên của đất nền

1.1.2 Cách trình bày đồ án

a.Viết bản thuyết minh

Trong bản thuyết minh phải viết đầy đủ những luận cứkhoa học, cách giải quyết và tính toán cần thiết đáp ứngnhững nhiệm vụ đợc giao

Nội dung bản thuyết minh gồm:

1 Phần thuyết minh cần nêu các thiết kế nền móngdựa theo “Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình

do (cơ quan có thẩm quyền) lập ngày tháng năm

2 Bản vẽ mặt bằng và mặt cắt công trình với các kíchthích đầy đủ theo số liệu đầu bài

3 Tập hợp tải trọng công trình trên các móng cần tínhtoán, thiết kế Cần trình bày cách tính toán, viết cáckết quả dới dạng bảng biểu

4 Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chấtthuỷ văn với các nội dung chi tiết nh: bản đồ bố trí các lỗkhoan, trên đó có đờng đồng mức địa hình, lựa chọn

vị trí bố trí công trình để khối lợng san đào là ít nhất

và điều kiện địa chất tốt nhất;

5 Lựa chọn các phơng án xử lý nền, thiết kế móng.Phần này nêu ra những phơng án cần nghiên cứu, phântích các yếu tố kinh tế - kỹ thuật - công nghệ Từ nhữnglập luận này, chọn ra các phơng án để đi sâu tínhtoán

6 Móng nông trên nền thiên nhiên Trình bày toàn bộnhững nội dung tính toán: lựa chọn móng, xác địnhchiều sâu chôn móng; (xem cụ thể ở chơng 2)

10 Các bản vẽ và thuyết minh kỹ thuật chống thấm chotầng hầm, phần ngầm (nếu có)

b Thể hiện bản vẽ

Bản vẽ thể hiện trên khổ giấy A1 ữ A0 bằng mực đen,hoặc bằng máy vẽ bởi phần mềm AutoCAD với thành phần gồm:

+ Mặt bằng móng (các móng và dầm móng; cọc; đàicọc+hệ dầm móng với tỷ lệ 1 : 100;

+ Chi tiết các móng; dầm móng; giằng móng; cọc; đài cọctheo tỷ lệ: 1:20 hoặc 1:25 gồm có mặt cắt và mặt bằng cóthể hiện trục định vị, bố trí cốt thép

+ Bảng thống kê cấu kiện: loại móng; cọc; đài cọc; thépcác cấu kiện

+ Bản vẽ chi tiết về móng trên nền nhân tạo với tỷ lệ 1 :

50 (nếu có);

+ Bản vẽ chi tiết chống thấm cho tầng hầm (nếu có)

Chú ý là bản vẽ phải đúng theo yêu cầu vẽ kỹ thuật, phảighi chú đầy đủ các nội dung về phẩm chất vật liệu: nh là mácgạch, đá, vữa xây, bê tông, cốt thép, lớp lót móng; các ghi chúcần thiết khác nhất là nền móng đợc thiết kế theo tài liệu địachất nào? Do cơ quan nào lập, t cách pháp nhân của cơ quanlập;

1.2 phân bố ứng suất trong đất đối với các dạng tải trọng thờng gặp

1.2.1 Tải trọng phân bố đều trên diện tích hình chữ nhật.

ứng suất của những điểm nằm trên trục thẳng đứng điqua góc diện chịu tải đợc xác định theo công thức (1-1):

p

k c

z= .

trong đó: p - tải trong phân bố đều trên diện tích chịu tải;

k c - hệ số tra bảng (1-1), phụ thuộc tỷ số b a và b z;

a - cạnh dài của diện chịu tải;

b - cạnh ngắn diện chịu tải.

Cũng có thể dùng công thức (1-1) để xác định ứng suất

chia diện chịu tải thành bốn hình chữ nhật nhỏ bằng nhau, vớicác cạnh là

; và:

p k

ứng suất của những điểm nằm trên trục thẳng đứng đi

qua góc có tải trọng bằng p xác định theo công thức (1-3):

1.2.3 Tải trọng phân bố đều hình băng (bài toán phẳng).

Trong trờng hợp này ứng suất σz sẽ có dạng đối xứng quatrục đi qua điểm giữa của chiều rộng chịu tải và không phụthuộc vào trục dọc theo chiều dài diện chịu tải ứng suất xác

1.2.4 Tải trọng phân bố tam giác hình băng (bài toán phẳng).

sự gia tải gần móng Ngoài ra cũng có thể do chuyển vị ngangcủa đất ở vùng có độ dốc lớn, do xói ngầm

Mục đích của việc kiểm tra theo điều kiện biến dạng lànhằm đảm bảo cho biến dạng của nền móng không vợt quá cáctrị số giới hạn cho phép để có thể sử dụng công trình một cáchbình thờng, để nội lực phát sinh phụ thêm do lún không đềucủa nền gây ra trong các kết cấu siêu tĩnh không quá lớn saocho kết cấu không bị h hỏng và để đảm bảo mỹ quan côngtrình

+ Đối với nhà khung:

S S Δ

S S

S S Δ

+ Đối với công trình cao cứng:

i i

S S

(1-8)

trong đó: S td - độ lún tuyệt đối, lớn nhất của một móng;

S tb - độ lún trung bình của các móng trong côngtrình;

∆S - độ lún lệch tơng đối với móng nhà khung, độ

võng xuống hoặc vồng lên tơng đối của nhà tờng chịu lực

i - độ nghiêng của công trình;

Trong các công thức (1-6) đến (1-8) các đại lợng bên tráixác định bằng tính toán còn vế phải là các giá trị giới hạn chotrong bảng (1-6)

Độ lún tuyệt đối của nền đợc tính theo: phơng pháp cộnglún các lớp phân tố (với các móng có kích thớc nhỏ) và theo sơ

đồ tính toán nền dới dạng bán không gian biến dạng đàn hồituyến tính (với móng có kích thớc lớn và nền đất tốt) Các ph-

ơng pháp đợc trình bày kỹ trong giáo trình “Cơ học đất”

Phơng pháp cộng lún từng lớp cho phép xác định độ lúnchẳng những của móng riêng rẽ mà cả đối với móng mà tảitrọng do các móng lân cận truyền tới gây ảnh hởng đến độlún của nó,

Phơng pháp tính lún dùng sơ đồ nền là bán không gianbiến dạng đàn hồi tuyến tính xác định bằng phơng pháp cộnglún các lớp trong phạm vi chiều dày chịu nén của nền Thừanhận rằng đối với các móng có chiều rộng hoặc đờng kính trên

dới 10m, độ lún xảy ra là do áp lực phụ thêm bằng hiệu số của

áp lực trung bình do móng truyền lên và áp lực thiên nhiên dotrọng lợng của đất trớc khi đào hố móng gây ra, nhng chiềudày chịu nén xác định theo qui ớc

Trong cả hai trờng hợp, áp lực phụ thêm (do tải trọng công trình gây ra) xác định theo phơng thẳng đứng đi

qua trọng tâm đáy móng và dùng để tính toán độ lún nằm ngang trong tầng chịu nén của nền.

1.3.2.Tính toán độ lún theo phơng pháp tổng các lớp phân tố

Hiện nay với mức độ phát triển mạnh của máy tính

điện tử, có thể lập trình để tính toán độ lún của móng theo phơng pháp tổng các lớp phân tố, sau đây là chơng trình tính đợc lập trên ngôn ngữ PASCAL 7.0 với trờng hợp nền đồng nhất Phần chơng trình đợc trình bày ở (PL-04).

a.Sơ đồ khối, hình 1-1

* Khối nhập số liệu:

Khối này gồm có các số liệu về nền đất nh trọng lợng riêng

tự nhiên γ ; mô đun biến dạng E ; Các số liệu về tải trọng (lực dọc N 0 tc ) Các số liệu về móng nh chiều sâu chôn móng, kíchthớc của móng

+

+++

++

=

1 n m m n m 1

1 n m 2 m n 1

n m m

n arctg

2

4

2 2 2 2 2

2 2 2

2

z

.

.

πσ

m= . .

+ Khối tính lún, độ lún đợc tính theo công thức:

i i zi

i h E

.

+ Khối so sánh:

Đây là cơ sở để xác định phạm vi tính lún, nếu đất nền

có E > 500T/m 2 thì tại đáy lớp đất có trị số ứng suất gây lún

bằng hoặc nhỏ hơn 5 lần ứng suất bản thân, còn nếu E ≤

500T/m 2 thì trị số ứng suất gây lún bằng hoặc nhỏ hơn 10lần ứng suất bản thân.

+ Khối tính lún sau khi thoả mãn điều kiện so sánh thìtính trị số độ lún

Hình 1-1 Sơ đồ khối tính độ lún của móng

b Ví dụ về kết quả tính toán.

Với chơng trình này, lấy ví dụ cho hai bài toán, cho kếtquả nh sau:

Các giá trị nhập vào là γ; E; h ; a; b; N 0 tc Các kết quả

xuất ra là phạm vị tính lún H và độ lún của móng S (trình bày

tc k

trong đó N - lực ngoài tác dụng lên nền;

Φ - sức chịu tải của nền (cờng độ) theo phơng lực N , chẳng hạn nếu N làm cho móng trợt thì Φ là sức chống trợt, còn nếu N là mô men làm cho móng bị

lật đổ thì Φ là mô men chống lật (mô men giữ)

v.v

k tc - hệ số tin cậy do cơ quan thiết kế qui định tuỳ

theo tính chất quan trọng của nhà hoặc công trình,

ý nghĩa của nhà hoặc công trình khi tận dụng hếtsức chịu tải của nền, lấy không nhỏ hơn 1,2

e 2 a a

.

.

(1-11)

ea ; eb - lần lợt là độ lệch tâm của hợp lực theo

ph-ơng chiều dài và chiều rộng của móng;

1.4.2 Đối với nền đất:

q q q I I

n i D

n i B

n i A

.

.

.

λλ

λγ γ γ

(1-13)

λγ ; λq ; λc - các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào trị sốtính toán góc ma sát trong ϕI của đất nền, xác định theo hình(1-2)

iγ ; iq ; i c - hệ số ảnh hởng góc nghiêng của tải trọng,

phụ thuộc vào trị tính toán của góc ma sattrong ϕI của đất nền và góc nghiêng δ của hợplực so với phơng thẳng đứng trên đáy móng,xác định theo hình (1-3)

n

5 1 1 n

n

25 0 1 n

c

q

, ,

,

γ

(1-14)

a; b - chiều dài và chiều rộng đế móng;

γI ; γI’ - trị tính toán thứ nhất của trọng lợng riêng

đất ở dới đáy móng và từ đáy móng trở lên;

c I - trị tính toán thứ nhất của lực dính đơn

vị của đất;

h - độ sâu chôn móng, khi cốt nền ở các phía

chênh lệch nhau thì lấy theo cốt thấp;

Phơng pháp này dùng đợc khi đảm bảo đồng thời hai

điều kiện: đất nền đồng nhất và phụ tải ở các phía móngchênh nhau không quá 25%

Ví dụ 1-1:

Một móng hình chữ nhật có kích thớc a x b = 2,4 x 2,0 m, chiều sâu chôn móng h = 1,4 m Móng chịu tác dụng tải trọng

nghiêng δ = 80 so với phơng thẳng đứng, đặt lệch tâm e a = 0,15 m; e b = 0,10 m Nền đất đồng nhất là á sét có γI = 1,7

T/m 3; ϕI = 160 ; c I = 2,9 T/m 2 Hãy tính thành phần tải trọngthẳng đứng cho phép tác dụng lên nền

m 1 2 15 0 2 4 2 e 2 a a

b

a

, , ,

, , ,

3 0 1 n

3 0 1 n

25 2 2 1

5 1 1 n

5 1 1 n

20833 1

2 1

25 0 1 n

25 0 1 n

2 1 0 2

4 2 b

a n

c

q

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, ,

, , ,

=+

=+

=

=+

=+

=

=+

=+

=

=

=

=γ

tra trên đồ thị ở hình (1-3) ta đợc iγ = 0,56; i q = 0,75; i c = 0,68.

Do đó:

03 10 25 1 68 0 8 11 n i D

425 7 25 2 75 0 4 4 n i B

88 0 20833 1

56 0 3 1 n i A

c c c I

q q q I I

, ,

, ,

.

; , ,

, ,

.

; , ,

, ,

λγ γ γ

T 5 1176 29

03 10 7 1 4 1 425 7 7 1 8 1 88 0 8 1 1

1

5 1176 k

Phơng pháp cung trợt tròn ứng dụng để đánh giá ổn

định của nền móng có các đặc điểm sau:

Mặt trợt trụ tròn phải đi qua một mép móng, phía có áplực lớn nhất Các phân tố trợt có chứa diện tích đáy móng thìtrọng lợng đất trong phân tố đó cộng với tổng hợp lực của áp lực

M

Để xác định sức chịu tải của nền theo phơng pháp nàycần phải tìm đợc vị trí tâm và độ lớn bán kính vòng trònnguy hiểm nhất của phần thể tích bị trợt của đất nền Muốn

cho nền ổn định thì k min ≥ 1,2

Hình 1- 2: Biểu đồ xác định các hệ số sức chịu tải λ

Thông thờng dùng phơng pháp này dới dạng phân mảnh,chiều rộng của mảnh đợc lấy bằng 

1

bán kính của cungtrợt Đối với đất có tính dẻo cao, có thể dùng phơng pháp củaW.Feneiux để tìm tâm trợt nhằm đơn giản trong tính toán

Phơng pháp cung trợt tròn dùng đợc trong mọi trờng hợp đốivới nền đất, cụ thể là:

+ Nền gồm nhiều lớp, không đồng nhất;

+ Độ lớn của phụ tải ở các phía khác nhau lớn hơn 25%;+ Móng đặt trên, dới mái dốc hoặc trên các lớp đất có độnghiêng lớn;

+ Có thể xuất hiện trạng thái không ổn định của đất.Tuy vậy phơng pháp này có khối lợng tính toán tơng đốilớn, nhng với công nghệ của máy tính điện tử, ta có thể tìm đ-

ợc tâm trợt nguy hiểm một cách dễ dàng Có thể tham khảo ví

dụ tính toán trong cuốn “Bài tập Cơ học đất”-HVKTQS - 1988

c Đối với móng chịu tải trọng ngang lớn:

Ta phải kiểm tra khả năng trợt theo đáy móng Để móngkhông bị trợt thì:

2 1 T

T k

t

g ,

00,00

00,00

00,00

00,00

00,00

00,00

00,00

0

0,0200,0310,0350,0360,0370,0370,0370,0370,0380,038

0,0210,0370,0530,0600,0610,0620,0630,0630,0640,064

0,0150,0280,0310,0680,0750,0780,0780,0790,0800,080

0,0100,0200,0390,0530,0630,0680,0710,0710,0720,072

0,0070,0130,0290,0390,0490,0550,0590,0620,0630,063

0,0040,0070,0150,0220,0290,0350,0410,0460,0470,048

0,0010,0030,0060,0090,0120,0170,0220,0260,0280,030

0 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 3,0 5,00,15

0,1010,1160,1600,1700,1730,1750,1750,1760,177

0,0250,0510,0850,1080,1130,1170,1190,1200,121

0,0120,0260,0500,0690,0800,870,0900,0900,093

0,0080,0170,0310,0450,0560,0640,0710,0750,076

0,0050,0100,0160,0240,0330,0410,0470,0510,052

0,0010,0040,0070,0090,0140,0190,0220,0250,032

1,000,990,900,830,74

0,500,500,500,490,48

0,010,020,040,08

0,010,02

0,410,370,330,300,280,200,150,120,10

0,190,200,210,210,200,170,140,120,10

0,070,100,110,130,140,130,120,110,10

0,030,040,060,070,080,100,100,09-

0,00 0 0,00 1 0,02 3 0,04 2 0,06 1 0,09 6 0,09 2 0,08 0 0,06 7 0,05 7 0,05 0

0,00 0 0,07 5 0,12 7 0,15 3 0,15 9 0,14 5 0,12 7 0,09 6 0,07 5 0,05 9 0,05 1

0,250 0,256 0,263 0,248 0,223 0,178 0,146 0,103 0,076 0,062 0,052

0,500 0,480 0,410 0,335 0,175 0,200 0,155 0,104 0,085 0,063 0,053

0,750 0,643 0,477 0,361 0,279 0,202 0,163 0,108 0,082 0,068 0,053

0,50 0 0,42 4 0,35 3 0,29 3 0,24 1 0,18 5 0,15 3 0,10 4 0,07 5 0,06 5 0,05 3

0,000 0,015 0,056 0,108 0,129 0,124 0,108 0,090 0,073 0,061 0,050

0,000 0,003 0,017 0,024 0,045 0,062 0,069 0,071 0,060 0,051 0,050

0,000 0,000 0,003 0,009 0,013 0,041 0,050 0,050 0,049 0,047 0,045

Trị biến dạng giới hạn của nền S gh

bằng gạch không có cốt Nh trên 0,001 Nh trên 103.3 Khối lớn và thể xây

bằng gạch có cốt hoặc có

giằng bê tông cốt thép

Độ võng hoặc võng tơng đối 0,0012

Độ lún trung bình S ghtb 15 3.4 Không phụ thuộc vật

liệu của tờng Độ nghiêngtheo hớng

-

-25 25 d) Thân xilô dặt riêng

rẽ, kết cấu toàn khối

Độ nghiêng ngang và dọc 0,004 - 40 e) Nh trên, kết cấu lắp

4.2 ống khói có chiều cao

H(m):

t-đờng thẳng Với các loại khác nh móng băng giao nhau, móngbăng dới cột, móng bè; và áp lực phân bố theo đờng cong đợcviết ở các sách chuyên sâu.

2.1 thứ tự thiết kế

1- Đánh giá điều kiện địa chất công trình, điều kiện

địa chất thuỷ văn;

2- Xác định tải trọng tác dụng xuống móng, tìm các tổhợp bất lợi;

3- Chọn giải pháp về móng ở mặt bằng, xác định độsâu đặt móng;

4- Xác định kích thớc sơ bộ đế móng;

5- Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ hai;

6- Tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất (nếucần);

7- Tính toán độ bền và cấu tạo móng;

8- Viết thuyết minh và thể hiện bản vẽ

2.2 Đánh giá điều kiện địa chất công trình địa chất thuỷ văn

Trớc khi thiết kế nền móng ngời thiết kế đợc cung cấp bảnbáo cáo “Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình” củakhu vực xây dựng công trình do cơ quan chủ đầu t cung cấp

Đây là tài liệu không thể thiếu đợc khi thiết kế Trong báo cáonày nêu vị trí khu đất, các phơng pháp thăm dò đợc dùng, mặtbằng bố trí các hố thăm dò (khoan; hố đào; xuyên tĩnh; xuyên

động; SPT; cắt quay; nén ngang; ) Trong báo cáo còn mô tảcác lớp đất từ trên xuống dới, các mặt cắt địa chất, các cộtkhoan địa chất, bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất trên cơ sở thínghiệm các mẫu đất trong phòng và ngoài trời, các trạng tháivật lý của đất và xử lý các kết quả thí nghiệm tìm ra trị sốtiêu chuẩn và tính toán theo các trạng thái giới hạn Cao độ mựcnớc dới đất, độ pH, khả năng ăn mòn vật liệu của nớc ngầm, khảnăng mao dẫn của nớc Kiến nghị về giải pháp nền móng và cácvấn đề lu ý khi thi công

Theo các kết quả báo cáo này, dựa vào loại đất, trạng tháicác lớp đất, góc ma sát trong, lực dính đơn vị, hệ số nén lún;mô đun biến dạng; căn cứ vào đặc điểm kết cấu và tảitrọng công trình, khả năng thi công ngời thiết kế chọn loại nền,lớp đất đặt móng và loại móng cho thích hợp

2.3 Xác định tải trọng tác dụng lên móng

Tải trọng tác dụng lên móng đợc lấy theo tiêu chuẩn tảitrọng và tác động TCVN 2737-1995 Tải trọng công trìnhtruyền lên móng thông qua kết cấu chịu lực, ví dụ nh cột (đốivới kết cấu chịu lực của công trình là khung) là các giá trị mômen; lực cắt; lực dọc; sau khi giải nội lực của khung và tổ hợpnội lực Ta sẽ chọn một số cặp nội lực nguy hiểm nhất để tínhtoán móng

Cần lu ý rằng tuỳ theo giải pháp móng mà chúng ta phải

kể hết các lực tác dụng lên chân cột xuống móng, chẳng hạnkhi chọn phơng án giằng móng đỡ tờng tầng 1 thì phải kể tảitrọng này vào móng Thông thờng khi tính toán khung ta coi cột

đợc ngàm và móng tại đỉnh móng, do đó phải chọn cao trình

đỉnh móng hợp lý để khỏi phải xác định lại tải trọng

Tải trọng tác dụng lên móng có thể gồm trọng lợng bảnthân công trình; trọng lợng các thiết bị nếu có; áp lực tĩnh của

dòng nớc; áp lực thấm; tải trọng do xe cộ, cần trục, ngời; lực vachạm của tàu bè, vật trôi; tải trọng chấn động do máy; tải trọng

do động đất; tải trọng do công trình xảy ra sự cố

2.4 giải pháp móng ở mặt bằng và Chọn độ sâu chôn móng

Khi thiết kế nền móng, nhiệm vụ của ngời thiết kế là phảichọn đợc phơng án tốt nhất cả về kinh tế lẫn kỹ thuật Thôngthờng, với nhiệm vụ thiết kế đã cho, ngời ta có thể đề ra nhiềuphơng án móng khác nhau Các phơng án nền móng có thểkhác nhau về cơ bản nh: phơng án móng nông trên nền thiênnhiên, phơng án móng nông trên nền nhân tạo, phơng án móngnông với vật liệu bằng gạch hoặc bê tông, vv Mỗi phơng án lớn

nh thế lại có thể có nhiều phơng án nhỏ ví dụ phơng án móngnông có thể là móng đơn, móng băng hay móng bè, vv Mỗi ph-

ơng án nhỏ lại có thể có nhiều phơng án nhỏ hơn, khác nhau vềhình dáng, kích thớc và cách bố trí

Tất nhiên không phải bất cứ một công trình nào ta cũng

đề ra một số lợng đầy đủ tất cả các phơng án lớn, phơng ánnhỏ và phơng án nhỏ hơn nh trình bày ở trên Do những lý dohiển nhiên, do kinh nghiệm thiết kế, chúng ta có thể gạt ngaynhững phơng án bất hợp lý, chỉ để lại vài ba phơng án để tínhtoán cụ thể phục vụ cho việc so sánh và cuối cùng chọn đợc ph-

ơng án tối u nhất trong số các phơng án đó

Khi tính toán sơ bộ để so sánh các phơng án thờng ngời tadựa vào chỉ tiêu kinh tế để quyết định Để làm chỉ tiêu kinh

tế thờng chúng ta dùng tổng giá thành xây dựng nền móng baogồm chi phí vật liệu, chi phí nhân công, chi phí máy và thờigian thi công

Tuy nhiên, khi quyết định chính thức phơng án nền móngthì không thể chỉ dựa vào các chỉ tiêu kinh tế mà còn phảidựa vào các điều kiện kỹ thuật, vào điều kiện thi công và thờigian thi công

Việc so sánh và lựa chọn phơng án nền móng là một côngviệc khó khăn và là giai đoạn quan trọng nhất trong quá trìnhthiết kế nền móng Muốn giải quyết tốt công việc này, trớc hếtngời thiết kế phải nắm vững các khái niệm cơ bản và các lýthuyết tính toán cơ học đất nền móng Tuy nhiên, chỉ nắmvững lý thuyết thì cha đủ, chúng ta còn phải dựa vào kinhnghiệm thực tế tích luỹ đợc trong quá trình công tác để phục

vụ tốt cho việc chọn phơng án tối u về nền móng công trình

Độ sâu của móng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

• Điều kiện địa chất và địa chất thuỷ văn nơi xây dựng;

• Trị số và đặc tính của tải trọng;

• Các đặc điểm cấu tạo của công trình;

• Các điều kiện và khả năng thi công;

hình (2-1)

G = F γtb h trong đó F - diện tích đế móng;

γtb - trọng lợng thể tích trung bình giữa vật liệu làmmóng và đất, lấy bằng 2,0 ữ 2,2 T/m 3

Lực N tc

0 và G gây ra áp lực p tb Nh đã biết trong phần lý

thuyết Cơ học đất khi tải trọng ngoài (bằng p tb nhng ngợc

chiều) có trị số vợt quá R tc thì vùng biến dạng dẻo trong nền (haibên mép móng) sẽ phát triển quá rộng, cho nên đất nền khôngcòn làm việc trong giai đoạn biến dạng tuyến tính đợc nữa Vìthế để có thể áp dụng đợc lý thuyết cơ học về môi trờng biến

dạng tuyến tính trong việc tính toán ứng suất và biến dạng, tiêuchuẩn TCXD-45-78 qui định:

Khi lấy dấu đẳng thức ở biểu thức (2-1) thì kích thớc sơ

bộ đế móng đảm bảo cả về kinh tế lẫn kỹ thuật;

N

tc 0

k

m m

R = . γ + .γ + . −γ . (2-3)

trong đó m 1 ; m 2 - các hệ số điều kiện làm việc của nền đất

và hệ số làm việc của nhà hoặc công trình cótác dụng qua lại đối với nền, xác định theo bảng2-1;

k tc - hệ số độ tin cậy lấy bằng 1,0 khi thí nghiệmmẫu đất tại nơi xây dựng; lấy bằng 1,1 khi không

có số liệu trực tiếp (kết quả gián tiếp hoặc thốngkê);

A , B , D - các hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc góc ma sát

trong của lớp đất đặt móng, xác định theo bảng2-2;

b - chiều rộng đế móng;

h - chiều sâu chôn móng;

γd - trọng lợng riêng tự nhiên lớp đất dới đế móng;

γt - trọng lợng riêng tự nhiên lớp đất trên đế móng;

h 0 = h - h td - chiều sâu từ mặt đất đến nền tầng hầm, nếu

không có tầng hầm thì h 0 = 0;

h td - chiều sâu đặt móng tính đổi kể từ nền tầnghầm bên trong nhà có tầng hầm, tính theo côngthức:

t

kc 2 1

td h h h

h 1 - chiều dày lớp đất phía trên đế móng;

h 2 - chiều dày kết cấu sàn tầng hầm;

γkc - trọng lợng thể tích vật liệu kết cấu sàn tầng hầm.Thay (2-3) và (2-2’) vào (2-1’) ta có phơng trình bậc bacủa chiều rộng đế móng (trờng hợp không có tầng hầm):

(2-4)

trong đó:

d 2 1 tc

tb 3 d

tc 2 d

t 1

k h M

c M h

M K

γ

γγ

γ

γ

.

.

d 2 1 tc tc 3

k N M K

γ

α .

.

Phơng trình (2-4) có thể đợc giải nhanh chóng nhờ toán

đồ Đamantốp, nh chỉ ra ở hình (2-2) và (2-3)

Các hệ số M i phụ thuộc góc ma sát trong, xác định nhsau:

π

ϕϕ

,

cot 25 0

g 2

Loại Hệ Hệ số m2 đối với nhà và công trình có

sơ đồ kết cấu cứng với tỷ số giữa

chiều dài của nhà

đất số hoặc từng đơn nguyên với chiều cao

B > 0,5

Chú thích:

1- Sơ đồ kết cấu cứng là những nhà và công trình mà kếtcấu của nó có khả năng chịu lực đặc biệt để chịu nội lựcthêm gây ra biến dạng bởi biến dạng của nền;

2- Đối với nhà có sơ đồ kết cấu mềm thì hệ số m2 lấy bằng1,0;

3- Khi tỷ số chiều dài trên chiều cao của nhà, công trình nằmgiữa các trị số nói trên thì giá trị hệ số m2 xác địnhbằng nội suy đờng thẳng

tc 0

d 2 1

tc

tc o 3 2 3

k N M K K

b

γ

.

.

++

2.5.2 Trờng hợp móng chịu tải trọng lệch tâm:

Trong trờng hợp móng chịu tải trọng lệch tâm, thì biểu

đồ áp lực đáy móng có dạng hình thang hoặc hình tam giác.Kích thớc đế móng xác định theo các điều kiện sau đây:

R 2 1 p

R p

, max

(2-10)

trong đó p - áp lực lớn nhất tại đáy móng, xác định theo

e 6 1 b a

sau đó thử lại theo điều kiện (2-10) Tuỳ độ lệch tâm e mà giá trị p max sẽ thay đổi, e càng lớn thì p max càng lớn, điều kiện(2-10) càng khó đảm bảo Để giải quyết vấn đề này có haicách là:

Thứ nhất là tăng kích thớc đế móng (cách này hay dùng) cho

đến khi điều kiện (2-10) thoả mãn Thứ hai là xê dịch trọng tâm

đế móng sang phía lệch tâm để giảm sự chênh lệch giữa p max

và p min ; trờng hợp này không phải lúc nào cũng thực hiện đợc, vàcũng chỉ thực hiện đợc trong những móng có độ lệch tâm nhỏ,(cần chú ý tới tải trọng ngang tác dụng của tải trọng gió theo cácphía khác nhau lúc này sẽ xảy ra lệch tâm từ 2 phía, không thểhiện theo phơng pháp này đợc)

2.5.3 Kiểm tra kích thớc đế móng theo lớp đất yếu bên dới.

Trên đây ta đã xác định kích thớc đế móng dựa vào ờng hợp nền đồng nhất, trong trờng hợp ở phạm vi tầng chịunén của nền có lớp đất yếu (các chỉ tiêu cơ lý nhỏ hơn lớp

tr-đặt móng) thì ta cần nêu ảnh hởng của lớp đất này tới kích

th-ớc của móng

Cụ thể ta kiểm tra theo công thức (2-12):

σ z + σ bt ≤ R y (2-12)trong đó σ z - ứng suất do tải trọng công trình gây ra tại bề

mặt lớp đất yếu;

Hình 2-2 Toán đồ Đa man tốp xác định chiều rộng đế

móng cho móng có b = 1 ữ 10 m Cách tra toán đồ: Tính các giá trị K 1 và K 2 sau đó nối bằng

đờng thẳng, cắt đờng chiều rộng đế móng “b” ở vị trí cho

qu F

trong đó:

z

tc

qu N F

Công thức (2-13) đợc xác định với giả thiết tại bề mặt lớp

đất yếu các cạnh của móng khối qui ớc mở đều về mỗi phía với

F b

Hình 2-4 Sơ đồ kiểm tra lớp đất đất yếu bên dới

Trong công thức tính R y thì chiều sâu h (chiều sâu chôn móng) đợc thay bằng h qu - tính từ mặt đất tới bề mặt lớp đất

yếu Nếu trong phạm vi h qu có nhiều lớp đất thì trọng lợng riêng

tự nhiên γt đợc tính là giá trị trung bình γtb , xác định theocông thức sau:

trong đó γi - trọng lợng riêng tự nhiên của lớp thứ i ;

h i - chiều dày lớp đất thứ i;

Theo công thức (1-1a) và bảng 2-1 với tỉ số , 1 , 4 ;

4

6 5 b

a= =

=α

8 0 4

.

. = = ; ta có k c = 0,212.

ứng suất tiếp xuất đế móng: 44 64

4 6 5

1000

, =

ứng suất tại bề mặt lớp đất yếu là σz = 4 0,212 44,64 = 37,85

T/m 2; ứng suất do trọng lợng bản thân đất gây ra là σbt = (2,0 +

1,6).1,8 = 6,48 T/m 2 Tổng ứng suất tại bề mặt lớp đất yếu : σz

+ σbt = 37,85 + 6,48 = 44,33 T/m 2

85 37

1000 N

b a

,

,

Δ= − = − = Theo biểuthức (2-13), ta có: b qu= F qu+Δ 2−Δ= 26 , 24+0 , 8 2−0 , 8=4 , 4 m.

Tính R tc của lớp đất yếu, chú ý là các trị số chiều rộngmóng là chiều rộng qui ớc, chiều sâu chôn móng là từ mặt đấttới bề mặt lớp đất yếu Lớp đất yếu có ϕtc = 180 tra bảng (2-2)

có A = 0,4313; B = 2,7252; D = 5,3095, m 1 = m 2 = k tc = 1

[0 4313 4 4 1 75 2 7252 2 0 1 6 1 8 5 3095 2 8] 35 85 1

1 1

R tc= . , , , + , ( , + , ) , + , , = ,

T/m 2

So sánh ta thấy tổng ứng suất lớn hơn áp lực cho phép44,33 = σz + σbt ≥ Rtc =35,85 nh vậy kích thớc móng đã chọnkhông thoả mãn điều kiện biến dạng của lớp đất yếu này, cầnphải tăng kích thớc đế móng hoặc nghiên cứu một phơng ánnền móng khác để đáp ứng yêu cầu xây dựng

2.5.4 Xác định kích thớc sơ bộ đế móng theo

ch-ơng trình MTĐT.

Kính thớc đế móng có thể xác định với sơ đồ khối chỉ radới hình (2-5)

+ Khối nhập số liệu:

Khối này gồm có các số liệu về nền đất nh trọng lợng riêng

tự nhiên γ ; mô đun biến dạng E ; góc ma sát trong; lực dính, Các số liệu về tải trọng (lực dọc N 0 tc ) Các số liệu về móng nhchiều sâu chôn móng, tỷ số các cạnh đế móng; độ lún chophép

[S]

Nội dung của tính toán này xem phần 1-3 chơng 1.

2.7 tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất

Nội dung của tính toán này xem phần 1-4 chơng 1

2.8.tính toán độ bền và cấu tạo móng

2.8.1.Xác định chiều cao của móng.

a Móng gạch, đá hộc:

Với các loại móng chế tạo bằng khối xây gạch, đá hộc ờng cấu tạo làm cứng), chiều cao móng đợc xác định theo điềukiện góc mở của móng phải nhỏ hơn góc cứng của vật liệu làmmóng, cụ thể theo công thức:

trong đó α - góc mở của móng, do ngời thiết kế cấu tạo;

αvl - góc cứng của vật liệu, phụ thuộc vào vật liệu chế

tạo móng, áp lực đế móng và loại móng, có thể tham khảo bảng(2-4) cho móng bê tông Một số giá trị tham khảo: với móng xâybằng gạch chỉ góc αvl = 26 0 , móng xây bằng đá thì αvl =

b b

H - chiều cao của móng.

Trong thực hành xây dựng móng để tiết kiệm vật liệu,

khi H lớn, ta cấu tạo móng thành nhiều bậc: khi H ≤ 0,35 m, cấu tạo móng một bậc, khi H ≤ 0,90m, cấu tạo móng hai bậc, khi

H > 0,90m, cấu tạo móng ba bậc Với móng xây bằng gạch chỉ

thì chiều cao bậc móng là bội số chiều dày viên gạch, còn phầnnhô ra của bậc thờng lấy là một phần t viên gạch Tuy vậy chiềucao mỗi bậc cũng phải thoả mãn điều kiện:

α

tg h

c i

trong đó c i - phần nhô ra của bậc; h i - chiều cao của bậc