Giáo trình nền và móng, đại học công nghệ gtvt chương 2 móng nông

Giáo trình móng, đại học cơng nghệ gtvt Chương MĨNG NƠNG 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG 2.1.1 Khái niệm Hình 2.1 Móng nơng Móng nơng móng có sức chịu tải cách truyền tải trọng trực tiếp tới lớp đất hay đá chiều sâu nông (Hình 1) Chiều sâu chơn móng Df (chiều sâu nơng) thơng thường từ ÷ 5m Chiều sâu chơn móng Df tính từ cao độ mặt đất thiên nhiên đường tự nhiên sâu xói ( xói chung xói cục bộ) đến cao độ đặt đáy móng Trong lý thuyết tính tốn sức kháng (sức chịu tải) đất nền, theo Terzaghi D f/B ≤1,0 coi móng nơng  Ưu điểm móng nơng - Hình dạng, cấu tạo đơn giản, với móng trụ mố cầu thường chọn hình chữ nhật - Biện pháp thi cơng đơn giản, dùng biện pháp thi công thủ công giới tùy thuộc vào địa hình chi phí xây dựng  Nhược điểm móng nơng - Móng có chiều sâu chơn móng nhỏ, độ ổn định móng nơng lật, trượt chịu mômen lực ngang tác dụng - Ở lớp đất phía có sức chịu tải không lớn (trừ lớp đá gốc gần mặt đất) nên sức chịu tải đất khơng cao móng nơng chịu tải trọng cơng trình nhỏ - Trong trường hợp mực nước mặt nằm sâu phương án thi cơng tương đối phức tạp phải tăng chiều dài cọc ván cơng trình phụ trợ thi cơng 2.1.2 Phân loại móng nơng 2.1.2.1.Phân loại theo vật liệu a) Móng đá xây Móng đá xây phải thi cơng từ lên khả tạo hình đá xây nên làm kéo dài thời gian thi cơng, giảm hiệu kinh tế (Hình 2) Móng đá xây sử dụng cơng trình cầu đường có yêu cầu thời gian ngắn chất lượng cơng trình cao (a) (b) Hình 2.2 (a) Móng đá hộc xây; (b) Móng gạch xây b) Móng bêtơng Khả tạo hình tốt, thời gian thi cơng nhanh Khả chịu nén tốt khả chịu kéo (Hình 3) Hình 2.3 Móng bê tơng c) Móng bêtơng cốt thép: Có ưu điểm móng bê tơng, đồng thời có khả chịu kéo tốt Hiện loại móng áp dụng phổ biến rộng rãi tính thích ứng thi cơng khả chịu tải tốt (Hình 4) Hình 2.4 Móng bê tơng cốt thép 2.1.2.2.Phân loại theo kích thước móng a) Móng đơn: Móng đơn loại móng có ba kích thước (chiều dài, chiều rộng, chiều cao) khơng chênh lệch nhiều (Hình 5) Hình 2.5 (a) Móng đơn cột, (b) Móng băng dọc, (c) Móng băng giao nhau, (d) Móng bè có sườn ngang dọc b) Móng băng: Móng băng móng có chiều dài lớn nhiều so với chiều rộng chiều dày (Hình 6; 7) Hình 2.6 Móng băng tường Hình 2.7 Móng băng cột Móng bè: Móng bè loại móng có chiều dài chiều rộng lớn nhiều so với chiều dày (Hình 8) Hình 2.8 Móng bè 2.1.2.3.Theo độ cứng móng a) Móng cứng No Móng có độ cứng lớn, tác dụng tải trọng cơng trình móng biến dạng nhỏ bỏ qua, phân bố ứng suất đáy móng coi tuyến tính (Hình 9) Mo Pmin Pmax Các loại móng cứng: + Móng băng tường, vách; B + Móng băng cột, móng bè có độ cứng lớn (có chiều cao móng lớn hệ sườn dày); + Móng đơn cột b) Móng mềm L A Hình 2.9 Móng cứng Móng có độ cứng hữu hạn, tác dụng tải trọng cơng trình móng biến dạng đáng kể, phân bố ứng suất đáy móng phi tuyến (Hình 10) Noi qoi h Moi b M z Po L Hình 2.10 Móng mềm Móng coi mềm khi: Độ cứng móng với đất thỏa mãn điều kiện t= E 0.L B2 E b.h3 >1 đó: Eb: mơ đun đàn hồi bê tông; E0: mô đun biến dạng đất; L: chiều dài móng; B: chiều rộng móng; H: chiều cao móng Các loại móng mềm: + Móng băng hàng cột (băng dọc giao nhau); + Móng hàng cột, âu tàu thuyền, đáy bệ 2.1.2.4 Theo vị trí tác dụng tải trọng Móng có tải trọng tác dụng tâm (Hình 11a): điểm đặt tải trọng nằm trọng tâm móng Móng có tải trọng tác dụng lệch tâm (Hình 11b): điểm đặt tải trọng nằm lệch khỏi trọng tâm móng, điểm đặt tải trọng xa trọng tâm lệch tâm lớn Hình 2.11 (a) Tải trọng tác dụng tâm; (b)Tải trọng tác dụng lêch tâm Móng có tải trọng ngang lớn thường xun: ví dụ mố cầu có chiều cao lớn áp lực đất phía sau móng sinh lực ngang lớn tác dụng lên móng Lưu ý: Khi tải trọng tác dụng lệch tâm phải thiết kế lại hình dạng móng để tải trọng tác dụng khơng nằm ngồi lõi móng 2.2 CẤU TẠO MĨNG NƠNG  Cao độ đặt móng EL0 h Df EL1 EL2 B Hình 2.12.Cao độ đặt móng EL0 : Cao độ mặt đất thiên nhiên cao độ đường tự nhiên sau xói; EL1 : Cao độ đỉnh móng; EL2 : Cao độ đáy móng Cao độ đặt móng phụ thuộc vào địa chất bên dưới, khả xói lở lòng sơng, u cầu mỹ quan cơng trình khu vực xây dựng Tuy nhiên ta vào việc thỏa mãn chủ yếu yêu cầu sau đây: - Đáy móng phải đặt vào tầng đất tốt, có khả chịu tải, lún, tầng đất có địa tầng ổn định khơng trượt lở Thơng thường đặt móng vào sâu tầng đất tốt từ 0,5÷1,0m Đặc biệt móng đặt đá, phải đào bỏ lớp đá phong hóa bên đặt móng vào tầng đá gốc - Cao độ đỉnh móng nên nằm mặt đất thiên nhiên, chiều sâu sau xói (EL - EL1) ≥ 0,5m nhằm đảm bảo tính mỹ quan, tăng diện tích mặt sử dụng phía đài móng, đảm bảo đài móng khơng cản trở dòng chảy gây xói lở cục vị trí móng  Kích thước móng Khi móng có diện tích đáy móng (diện tích có hiệu B’xL’) lớn, sức kháng đất tăng lên, độ lún nhỏ Vì việc lựa chọn kích thước móng phù hợp sức kháng đất phù hợp với tải trọng cơng trình, đồng thời lún gây phải nằm giới hạn cho phép cơng trình Việc lựa chọn kích thước móng phải vào nhiều thơng số, phải lặp lặp lại nhiều lần để có phương án phù hợp Kích thước móng (BxL) phụ thuộc vào yếu tố sau: - Hình dạng, kích thước kết cấu phần trên; - Sức kháng đỡ đất nền, độ lún cho phép cơng trình; - Độ lớn, độ lệch tâm tải trọng cơng trình truyền xuống; - Vật liệu xây dựng móng; - Hiện trạng khu vực xây dựng 1/2 MC "ii-ii" I 1500 1500 2000 1500 38@150=4800 100 100 32@150=4800 100 275 100 7@200=1400 90 V 1730 275 7@200 100 275 26@150=3900 2000 2500 150 100 325 100 8000 IV 180 325 VI 325 2000 1850 III I 1/2 MC "V-V" 100 25@150=3750 1/2 MC "VI-VI" 150 26@150=3900 5000 II mỈt b»ng bè t r Ýt hanh D32 100 100 32@150=4800 7@1000=5250 375 3750 375 5000 4@1000=3000 375 100 32@150=4800 375 100 6000 100 VI 25@150=3750 7@200=1400 V 650 1/2 MC "iv-iv" II A5-14CIII 1500 100 1/2 MC "Iii-Iii" III 8000 Thanh D32 cấy đá L=2.5 m 2000 1/2 MC "I-I" IV Hình 2.13 Ví dụ bố trí cốt thép cho bệ móng trụ cầu đá Chiều cao bệ móng (h): - Chiều cao bệ móng quy định phụ thuộc vào độ lớn tải trọng phải đảm bảo móng chịu mơmen uốn, chống đâm thủng cột đủ chiều sâu chôn để móng ổn định - Chiều cao bệ móng bê tơng cốt thường có giá trị: • 1.0 – 1.5m với móng cơng trình chịu tải trọng nhỏ; • 1.5 – 2.0m với móng cơng trình chịu tải trọng trung bình; • 2.0 – 3.0m với móng cơng trình chịu tải trọng lớn 2.3 SỨC KHÁNG ĐỠ (SỨC CHỊU TẢI) CỦA MĨNG NƠNG 2.3.1 Các dạng phá hoại đất móng nơng Các dạng phá hoại móng nơng: Khi Terzaghi phát triển công thức xác định sức chịu tải, tác giả tính cho trường hợp phá hoại tổng qt Vesic (1973) tiến hành thí nghiệm cho móng tròn đất cát thấy dạng phá hoại phụ thuộc vào độ chặt tương đối I d (Dr)và tỷ số Df/B* (Hình 14) Trong đó: - B* = B: Khi đáy móng có dạng hình tròn vng; - B* = B.L : Khi đáy móng có dạng hình chữ nhật ( B + L ) Hình 2.14 Các dạng phá hoại phụ thuộc vào độ chặt đất độ sâu chơn móng Các dạng phá hoại đất móng nơng (Hình 15) sau: - Dạng phá hoại tổng quát thường xảy với cát trạng thái chặt (Id>0,67); - Khi đất rời trạng thái chặt vừa (0,3 < Id< 0,67) thường xảy dạng phá cục bộ; - Khi đất rời trạng thái rời rạc (Id < 0,3) thường xảy dạng phá xuyên xuống Phá hoại tổng quát Phá hoại cục Phá hoại xuyên xuống Hình 2.15 Các chế phá hoại móng nơng Khơng có lời giải cho dạng phá hoại xuyên thủng hay cục nhiên với hai dạng thường kiểm tốn theo hai cách: - Kiểm tốn thơng thường khống chế độ lún nền, khống chế lún xem không cho phá hoại cục hay xuyên xuống xảy ra; - Chiết giảm số sức kháng cắt đất tính tốn sức kháng đỡ q ult nền, thường lấy c’=0,67.c; φ’=arctg(0.67tgφ) 2.3.2 Sức kháng đỡ theo Terzaghi Nhiều phương pháp cân giới hạn sử dụng để xác định sức chịu tải móng nơng, kết Terzaghi (1943) áp dụng rộng rãi Phương pháp sử dụng giả thiết sau đây: • Độ sâu chơn móng nhỏ bề rộng móng (Df ≤ B); • Đáy móng đủ nhám để khơng có trượt móng đất; • Đất móng đồng nhất, xem bán khơng gian vơ hạn; • Sức kháng đất xác định theo độ bền Coulomb s = c'+σ ' tan ϕ ' • Q trình trượt đáy móng theo dạng trượt chung (Hình 16) • Móng cứng so với đất • Đất nằm phía đáy móng xem khơng có cường độ xem tải trọng hơng • Tải trọng tác dụng tải trọng nén thẳng góc trọng tâm đáy móng Terzaghi xem xét vùng đất (Hình 16), vùng nêm đáy móng di chuyển với móng cố thể Vùng trượt quạt có dạng hàm loga, cuối vùng trượt trạng thái bị động phía ngồi 0.55 0.09 0.12 0.14 0.20 0.26 0.30 0.60 0.06 0.09 0.10 0.16 0.22 0.25 0.65 0.04 0.06 0.07 0.12 0.17 0.21 0.70 0.03 0.04 0.05 0.09 0.13 0.16 Bảng 2.10 Các hệ số xét độ nghiêng tải trọng iγ iq cho tải trọng nghiêng theo bề rộng móng (BARKER người khác 1991) H/V iγ Băng iq Vuông Băng Vuông 0.0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.10 0.81 0.78 0.77 0.90 0.87 0.85 0.15 0.72 0.68 0.67 0.85 0.81 0.78 0.20 0.64 0.59 0.57 0.80 0.74 0.72 0.25 0.56 0.51 0.49 0.75 0.68 0.65 0.30 0.49 0.44 0.41 0.70 0.62 0.59 0.35 0.42 0.37 0.34 0.65 0.56 0.52 0.40 0.36 0.30 0.28 0.60 0.51 0.46 0.45 0.30 0.25 0.22 0.55 0.45 0.41 0.50 0.25 0.20 0.18 0.50 0.40 0.35 0.55 0.20 0.16 0.14 0.45 0.34 0.30 0.60 0.16 0.12 0.10 0.40 0.29 0.25 0.65 0.12 0.09 0.07 0.35 0.25 0.21 0.70 0.09 0.06 0.05 0.03 0.02 0.16 Bước 2-5 : Xác định dq dq L/B = : hệ số độ sâu quy định Bảng 11 dq phụ thuộc vào góc ma sát đất ϕf tỷ số Df/B Bảng 2.11 Hệ số độ sâu dq cho loại đất khơng dính (Barker người khác 1991) Góc ma sát ϕf 32 37 42 Df/B dq 1.20 1.30 1.35 1.40 1.20 1.25 1.30 1.35 1.15 1.20 1.25 1.30 Bước : Hệ số sức kháng Từ bảng 2, có hệ số sức kháng dùng cho đất rời (cát) Lựa chọn hệ số giá trị sức kháng cụ thể phụ thuộc vào phương pháp khảo sát dùng để xác định tiêu đất Ví dụ đánh giá từ kết thí nghiệm SPT, hệ số sức kháng ϕ = 0.35 qR = ϕqn = ϕqult Chú ý: Trong Bảng & 8, phải lấy q ứng suất thẳng đứng ban đầu hữu hiệu độ sâu chơn móng, nghĩa ứng suất thẳng đứng đáy móng trước đào, hiệu chỉnh áp lực nước Trong Bảng 10, phải lấy H V tải trọng nằm ngang thẳng đứng chưa nhân hệ số Trong Bảng 11, phải lấy giá trị dq trường hợp đất nằm đáy móng tốt đất đáy móng Nếu đất yếu hơn, dùng dq = 1.0 c) Sức kháng đỡ danh định tính theo phương pháp thực nghiệm Sức kháng đỡ danh định đất móng ước tính từ kết thí nghiệm trường sức kháng quan sát từ đất tương tự Việc sử dụng thí nghiệm trường riêng lẻ nội suy kết thí nghiệm phải xem xét đến điều kiện địa phương Các thí nghiệm trường sau thường dùng: + Thí nghiệm xun tiêu chuẩn SPT + Thí nghiệm xun CPT  Sức kháng đỡ danh định dùng kết thí nghiệm SPT Sức kháng đỡ danh định cát (MPa) dựa kết SPT lấy theo công thức (10.6.3.1.3b-1) sau: qult = 3.2x10-5 N corr B(Cw1 +Cw2.(Df/B))Ri (2.23) Trong đó: : giá trị số búa trung bình SPT hiệu chỉnh giới hạn chiều sâu từ đáy móng N corr đến 1.5B đáy móng (búa/300mm) B : chiều rộng đế móng (mm) Cw1, Cw2 : hệ số hiệu chỉnh không thứ nguyên xét đến ảnh hưởng nước ngầm Df : chiều sâu chơn móng lấy đến đế móng (mm) Ri : hệ số chiết giảm khơng thứ ngun tính đến ảnh hưởng độ nghiêng tải trọng cho bảng 10.6.3.1.3b-1 10.6.3.1.3b-2 H : tải trọng ngang chưa nhân hệ số để xác định H/V bảng 10.6.3.1.3b-1 10.6.3.1.3b-2 (N) (N/mm); V : tải trọng ngang chưa nhân hệ số để xác định H/V bảng 10.6.3.1.3b-1 10.6.3.1.3b-2 (N) (N/mm)  Sức kháng đỡ danh định dùng kết thí nghiệm CPT Sức kháng đỡ danh định cát sỏi (MPa) dựa kết CPT lấy theo công thức (10.6.3.1.3c-1) sau: qult = 8.2x10-5qcB(Cw1 +Cw2.(Df/B))Ri (2.24) Trong đó: qc : sức kháng chùy hình nón trung bình tồn chiều sâu B đế móng (MPa) B : chiều rộng đế móng (mm) Cw1, Cw2 bảng : hệ số hiệu chỉnh không thứ nguyên xét đến ảnh hưởng nước ngầm Df : chiều sâu chon móng lấy đến đế móng (mm) Ri : hệ số triết giảm khơng thứ nguyên tính đến ảnh hưởng độ nghiêng tải trọng cho bảng 10.6.3.1.3b-1 10.6.3.1.3b-2 2.4.2.3 Phá hoại trượt Phải kiểm tra móng phá hoại trượt gây tải trọng ngang, tải trọng nghiêng hay móng đặt mái dốc Đối với móng đặt đất sét cần phải xem xét đến khoảng co ngót đất móng Nếu sức kháng bị động xem phần sức kháng cắt cần thiết để chống lại trượt cần phải quan tâm đến dịch chuyển sau đất phía trước móng Cơng thức kiểm tốn: H = ∑ γ iηi H i ≤ QR = φ Qn (2.25) Sức kháng nhân hệ số, tính theo N, chống lại trượt tính theo cơng thức (10.6.3.31) sau: QR = ϕQn = ϕτ Qτ + ϕ ep Qep (2.26) đó: H = ∑ γ iη i H i : tổng tải trọng ngang gây trượt nhân hệ số (N) Qn : sức kháng trượt danh định (N) ϕτ : hệ số sức kháng đất đáy móng (xem bảng 10.5.5-1) Qτ : sức kháng trượt danh định đất móng (N) ϕep : hệ số sức kháng sức kháng bị động (xem bảng 10.5.5-1) Qep : sức kháng bị động danh định đất tác dụng suốt tuổi thọ thiết kế cơng trình (N) Nếu đất đáy móng đất rời, sức kháng trượt danh định đất đáy móng lấy theo cơng thức (10.6.3.3-2) sau : Rτ = V tan δ (2.27) đó: tan δ : (tanφ f ) móng bê tơng đúc chỗ; : (0.8tanφ f ) móng bê tơng đúc sẵn; φf : góc ma sát đất (độ); V : Tổng lực thẳng đứng (N) Đối với móng đặt đất sét, sức kháng trượt lấy giá trị nhỏ trong: - Lực dính đất sét, - Khi đế móng đặt 150mm vật liệu hạt đầm chặt, nửa ứng suất pháp tuyến giao diện móng đất hình 24 BƯt êng Những ký hiệu sau áp dụng cho hình 24: qs : sức kháng cắt đơn vị, S u hay 0.5σ’v, lấy giá trị nhỏ Rτ : sức kháng trượt danh dịnh đất móng (N) thể phần diện tích đánh dấu biểu đồ qs Su : cường độ kháng căt khơng nước (MPa) σ’v : ứng suất hiệu thẳng đứng (MPa) Hình 2.24 Phương pháp ước tính sức kháng trượt tường đất sét 2.4.2.4 Kiểm toán lật hay tiếp xúc mức Điều kiện Kiểm tra lật sau: - Khi móng đặt đất, vị trí hợp lực lực phản lực phải nằm phạm vi 1/4 chiều rộng móng (e < 1/4B) - Khi móng đặt đá, vị trí hợp lực lực phản lực phải nằm phạm vi 3/8 chiều rộng móng (e < 3/8B) Dưới ví dụ xác định độ lệch tâm tải trọng: - Giả sử xét tường chắn hình 26, chiều dài tường lấy qui ước L = 1m - Sức kháng lật phải kiểm tra theo TTGH cường độ có sử dụng tải trọng sức kháng có nhân hệ số, phân bố áp lực đất theo giả thiết sau đây: - Khi tường đặt đất: ứng suất thẳng đứng tính tốn theo giả thiết áp lực phân bố phần diện tích móng có hiệu Hình 25 ứng suất thẳng đứng tính sau: σV = ∑V B − 2e đó: V : tổng lực thẳng đứng; e : độ lệch tâm hợp lực; B : bề rộng móng (2.28) Hình 2.25 Phân bố ứng suất đáy móng tường đặt đất - Khi móng đặt đá: ứng suất thẳng đứng tính theo giả thiết áp lực phân bố tuyến tính phần diện tích có hiệu móng hình 26 - Nếu e < B/6 thì: σ V max = ∑V 1 + e  B  B (2.29) σ V = ∑V 1 − e  B  B (2.30) - Nếu e > B/6 thì: σ V max = (2.31) 2∑ V 3[ ( B / 2) − e] σ V = (2.32) Hình 2.26 Phân bố ứng suất đáy móng tường đặt đá 2.4.3 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng (TTGHSD) 2.4.3.1 Tổng quát Thiết kế móng nơng theo TTGH sử dụng phải bao gồm độ lún tổng chênh lệch lún ổn định tổng thể Ổn định tổng thể móng phải xem xét đến hay nhiều điều kiện sau: - Có tải trọng ngang hay tải trọng nghiêng; - Móng đặt đắp; - Móng đặt gần hay phạm vi mái dốc; - Khả chống đỡ xói; - Địa tầng chịu tải nghiêng lớn Các tiêu chuẩn chuyển vị thẳng đứng ngang móng phải phát triển phù hợp với chức loại kết cấu, tuổi thọ phục vụ dự kiến, hậu chuyển vị không cho phép khả làm việc kết cấu Các tiêu chuẩn chuyển vị chấp nhận phải thiết lập phương pháp thực nghiệm hay phân tích kết cấu, hai Trừ có qui định khác, hệ số sức kháng theo TTGH sử dụng lấy 1.0 2.4.3.2 Tải trọng Lún tức thời phải tính theo tổ hợp tải trọng sử dụng Lún theo thời gian đất dính tính với tải trọng thường xuyên, không xét đến tải trọng ngang tải trọng tức thời 2.4.3.3 Phân tích lún Độ lún cuối tác dụng tải trọng từ móng truyền xuống dự báo trước phương pháp đề cập giáo trình học đất (phương pháp phân tầng cộng lún ) Phải ước tính độ lún móng cách dùng phân tích biến dạng dựa kết thí nghiệm phòng ngồi trường Các thơng số đất dùng phân tích phải chọn để phản ánh lịch sử chịu tải đất, trình tự thi công ảnh hưởng phân tầng đất Phải xem xét tổng lún lún khác nhau, bao gồm ảnh hưởng thời gian Tổng độ lún bao gồm lún đàn hồi, cố kết, thành phần lún thứ cấp: St= Se + Sc + Ss đó: Se : độ lún đàn hồi (mm); Sc : độ lún cố kết (mm); Ss : độ lún thứ cấp (mm) (2.33) Các yếu tố khác ảnh hưởng đến độ lún, chẳng hạn tải trọng đắp tải trọng ngang hay lệch tâm móng đất dạng hạt, tải trọng rung động hoạt tải động hay tải trọng động đất cần xem xét thích hợp Sự phân bố ứng suất thẳng đứng bên móng tròn (hay vng) móng chữ nhật dài, nghĩa L > 5B ước tính theo Hỡnh 27 Móng dài vô hạn (a) Móng vuông (b) Hình 2.27 Các đường đẳng ứng suất thẳng đứng theo BOUSSINEQS móng liên tục vng SOWERS sửa đổi (1979) Độ lún móng đất khơng dính Có thể ước tính độ lún móng đất khơng dính phương pháp kinh nghiệm hay lý thuyết đàn hồi Có thể dự tính độ lún đàn hồi móng đất khơng dính theo cơng thức (10.6.2.2.3b-1) sau: Se = [q (1- v ) A ] E sβ z (2.34) đó: q0 : cường độ tải trọng (MPa) A : diện tích móng (mm2) Es : mô đun biến dạng đất lấy theo quy định Bảng 10.6.2.2.3b-1 thay cho kết thí nghiệm phòng (MPa) βZ : hệ số hình dạng lấy theo quy định Bảng 310.6.2.2.3b-2 ν : hệ số Poisson lấy theo quy định Bảng 10.6.2.2.3b-1 thay cho kết thí nghiệm phòng (DIM) Trừ phi Es thay đổi đáng kể theo chiều sâu, cần xác định E S độ sâu móng khoảng 1/2 đến 2/3 B Nếu môđun đất thay đổi đáng kể theo chiều sâu, dùng giá trị trung bình có trọng số Es Ký hiệu sau áp dụng theo Bảng 10.6.2.2.3b-1: N : sức kháng theo xuyên tiêu chuẩn ( SPT) N1 : SPT hiệu chỉnh theo độ sâu Su : cường độ chống cắt khơng nước (MPa) qc : sức kháng xun tĩnh ( MPa) Độ lún móng đất dính Lún cố kết sơ cấp Đối với móng đất dính cứng, xác định độ lún đàn hồi phương trình 10.6.2.2.3b-1 Đối với móng đất dính, phải khảo sát lún tức thời lún cố kết Đối với đất sét hữu độ dẻo cao, độ lún thứ cấp đáng kể phải xét tính tốn - Nếu kết thí nghiệm phòng biểu thị theo hệ số rỗng (e) tính sau cho độ lún cố kết móng đất dính bão hồ gần bão hoà: Đối với đất cố kết ban đầu ( nghĩa σ′ p > σ′ o ): σ 'p  H C   σ 'f   Sc =  C log + C log   c   cr σ 'o σ 'p   ( 1+ eo )   (2.35) Đối với đất cố kết thông thường ban đầu ( nghĩa σ/p = σ′ o)  H C   σ 'f   SC =  C log     c σ 'p   ( 1+ eo )   (2.36) Đối với đất chưa cố kết hoàn toàn ban đầu (nghĩa σ′ p < σ′ o)  σ '   H c    f  Sc =   C clog '   σ pc   (1+ eo )     (2.37) - Nếu kết thí nghiệm phòng biểu thị theo biến dạng thẳng đứng, ε V, lấy độ lún cố kết sau: Đối với đất cố kết (nghĩa σ′ p > σ′ o)   σ 'p   '   + C log σ f  Sc = H c C re log re  '    σ 'o     σ p   Đối với đất cố kết thông thường nghĩa σ′ p = σ′ o): (2.38)  σ'  Sc = H cC celog f   σ'   p (2.39) Đối với đất chưa cố kết hoàn toàn (nghĩa σ′ p < σ′ o):  σ 'f  S c = H c Cce log '  σ   pc  (2.40) đó: Hc : chiều cao lớp đất chịu nén (mm); e0 : tỷ số rỗng ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu (DIM); Ccr : số nén ép lại, xác định theo quy định Hình 28; (DIM) Cc : số nén ép , xác định theo quy định Hình 28 (DIM); cce : tỷ số nén ép xác định theo quy định Hình 29 (DIM); Cre : tỷ số nén ép lại, xác định theo quy định Hình 29; (DIM); σ′ p : ứng suất hữu hiệu thẳng đứng lớn khứ đất điểm lớp đất xét (MPa) σ′ o : ứng suất thẳng đứng hữu hiệu ban đầu đất điểm lớp đất xét (MPa) σ′ f : ứng suất thẳng đứng cuối hữu hiệu đất điểm lớp đất xét (MPa) σ′ pc : ứng suất hữu hiệu thẳng đứng có đất không bao gồm ứng suất tăng thêm tải trọng móng, điểm lớp đất xét (MPa) Hệsố rỗng e ứ ng suất thẳng đứng có hiƯu σ/ (tû lƯLogarit) Hình 2.28 Đường cong nén cố kết điển hình đất cố kết - quan hệ tỷ số rỗng với ứng BiÕn d¹ ng thẳng đứng Ev sut thng ng hu hiu EPRI (1983) ứ ng suất thẳng đứng có hiệu, / (tỷ lƯLogarit) Hình 2.29 Đường cong nén cố kết điển hình đất cố kết - quan hệ biến dạng thẳng đứng với ứng suất thẳng đứng hữu hiệu EPRI (1983) Nếu bề rộng móng liên quan với chiều dày lớp đất bị ép, phải xét ảnh hưởng tải trọng chiều lấy sau: Sc (3 - D) = µcSc(1-D) (2.41) đó: µc : hệ số chiết giảm lấy theo quy định hình 30 Sc(1-D) : độ lún cố kết chiều (mm) HƯsè qu¸ cè kÕt, σp / o Hệsố chiết giảm, àc / Sét / Hình 2.30 Hệ số chiết giảm có xét đến ảnh hưởng độ lún cố kết ba chiều, EPRI (1983) Thời gian (t) để đạt tỷ lệ phần trăm cho tổng độ lún cố kết chiều dự tính tính sau: TH 2d t= cv (2.42) đó: T : hệ số thời gian lấy theo quy định Hình 31 Hd : chiều cao đường thoát nước dài lớp đất bị nén (mm) cv : hệ số lấy từ kết thí nghiệm cố kết phòng mẫu đất nguyên dạng từ việc đo trường dụng cụ qua thử áp lực hay mũi hình nón thử áp lực (mm2/nm) Số phần trăm cố kết, U Hệsố thời gian, T Ban đầu Hỡnh 2.31 S phn trm ca cố kết hàm số hệ số thời gian, T, EPRI (1983) Lún cố kết thứ cấp Có thể tính độ lún thứ cấp móng đất dính sau: t  S s = Cae H c log  ÷  t1  (2.43) : t1 : thời điểm lúc bắt đầu có lún thứ cấp, nghĩa điển hình thời điểm tương đương với 90% độ cố kết trung bình (năm) ; t2 : thời gian tùy ý biểu thị thời kỳ sử dụng kết cấu (năm) ; Cae : hệ số ước tính từ kết thí nghiệm cố kết phòng mẫu đất nguyên dạng Lún móng đá Đối với móng đá đủ (được thiết kế theo Điều 10.6.3.2.2), nói chung, giả thiết độ lún đàn hồi 15mm Khi xét thấy độ lún đàn hồi có đại lượng khơng thể chấp nhận hay đá khơng đủ phải phân tích lún sở đặc tính khối đá đá bị vỡ hay nứt thành mảng không thoả mãn tiêu chuẩn đá đủ phải xét phân tích lún ảnh hưởng loại đá, trạng thái không liên tục mức độ phong hố Độ lún đàn hồi móng đá bị vỡ hay nứt thành mảng tính sau: - Đối với móng tròn (hay vng): ρ = q0 (1− v ) rI p (2.44) Em Ιp = đó: ( π) βz (2.45) - Đối với móng chữ nhật: ρ = q0 (1− v ) BI p (2.46) Em 1/ L   B Ip =   βz (2.47) Với: đó: qo : ứng suất thẳng đứng đáy diện tích chịu tải (MPa) v : hệ số Poisson (DIM) r : bán kính móng tròn hay B/2 móng vng (mm) Ip : hệ số ảnh hưởng xét đến độ cứng kích thước móng (DIM) Em : mô đun khối đá (MPa) βz : hệ số xét đến hình dạng độ cứng móng (DIM) Đối với móng cứng tính giá trị I p cách dùng giá trị βz cho Bảng 29 Nếu khơng có kết thí nghiệm phòng hệ số Poisson v loại đá điển hình lấy theo quy định Bảng 10.6.2.2.3d-1 Khi xác định môđun đá E m, cần dựa kết thí nghiệm phòng trường Nếu khơng có, ước tính giá trị Em cách nhân mô đun Eo đá nguyên dạng lấy từ kết thí nghiệm nén trục với hệ số chiết giảm αE có xét đến tần số xuất tính chất đứt quãng, biểu thị qua số xác định chất lượng đá (RQD) với quan hệ sau (Gardner 1987): Em= αEEo (2.48) αE = 0,0231(RQD) – 1,32 ≥ 0,15 đó: (2.49) Khi thiết kế sơ hay khơng thể có số liệu thí nghiệm trường cụ thể, sử dụng giá trị ước tính Eo theo Bảng 10.6.2.2.3d-2 Khi phân tích sơ hay thiết kế cuối mà khơng có kết thí nghiệm trường, cần dùng giá trị αE = 0,15 để tính Em Độ lún cho phép Giới hạn độ lún cho phép phải dựa vào chức loại kết cấu, tuổi thọ thiết kế ảnh hưởng chuyển vị dự kiến đến làm việc kết cấu Kĩ sư thiết kế phải tính tốn có lựa chọn giới hạn độ lún cho phù hợp để kết cấu không bị phá hoại, hư hỏng biến dạng mức cho phép để sử dụng cơng trình cách bình thường Ổn định tổng thể Sử dụng phương pháp phân tích cân giới hạn để đánh giá ổn định tổng thể mố cầu tường chắn, mái đất chắn giữ đất hay đá Cần phải có khoan thăm dò, thí nghiệm phân tích đặc biệt mố cầu tường chắn qua trầm tích yếu Ổn định tổng thể móng xem xét với tổ hợp tải trọng theo TTGH sử dụng (Điều 10.5.2.3 11.6.2.3) Đánh giá ổn định tổng thể mái đất có hay khơng có cơng trình móng phải tính theo tổ hợp tải trọng sử dụng hệ số sức kháng phù hợp Nếu khơng có thơng tin tốt hơn, hệ số sức kháng ϕ, lấy sau T ờng chắn Mặt tr ợ t ... dựng 1 /2 MC "ii-ii" I 1500 1500 20 00 1500 38@150=4800 100 100 32@ 150=4800 100 27 5 100 7 @20 0=1400 90 V 1730 27 5 7 @20 0 100 27 5 26 @150=3900 20 00 25 00 150 100 325 100 8000 IV 180 325 VI 325 20 00 1850... Các hệ số Cw1, Cw2 cho chiều sâu nước ngầm khác Bước 2: Tính hệ số khả chịu Nγ m Nqm sau: Nγ m = N γ sγ c γ i γ (2. 21) Nqm = Nqsqcqiqdq (2. 22) Bước 2- 1 : Từ công thức (2. 21) (2. 22) trước tiên ta... 0.65 0.67 0. 72 0.76 0.78 0 .20 0.51 0.55 0.57 0.64 0.69 0. 72 0 .25 0. 42 0.46 0.49 0.56 0. 62 0.65 0.30 0.34 0.39 0.41 0.49 0.55 0.59 0.35 0 .27 0. 32 0.34 0. 42 0.49 0. 52 0.40 0 .22 0 .26 0 .26 0.36 0.43