ĐÁP ÁN NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH HỆ CAO ĐẲNG, ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG HỆ CAO ĐẲNG -2017 Đề số Câu Nêu định nghĩa nền, móng cơng trình? Vẽ hình minh họa? Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào yếu tố nào? Đáp án: - Nền vùng đất chịu ảnh hưởng trực tiếp tải trọng móng truyền xuống, giới hạn đường cong dạng bóng đèn tròn, ngồi phạm vi ứng suất gây móng truyền tới khơng đáng kể, khơng gây nên biến dạng đất - Móng phận liên kết với kết cấu bên cơng trình có nhiệm vụ truyền tồn tải trọng cơng trình phân bố tải trọng xuống đất Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào yếu tố sau: + Điều kiện địa chất; + Kết cấu cơng trình bên trên; + Yêu cầu độ tin cậy (tầm quan trọng quy mơ cơng trình); Điểm + Điều kiện thi công (công nghệ, môi trường thi công…) - Câu Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng, ưu nhược điểm phương pháp cọc xi măng đất? Trình bày dạng bố trí thường dùng cọc xi măng đất xử lý đường? Đáp án: Nguyên lý: hỗn hợp đất nguyên trạng nơi gia cố ximăng phun xuống đất thiết bị khoan phun Mũi khoan khoan xuống lam tơi đất đạt độ sâu lớp đất cần gia cố quay ngược lại dịch chuyển lên Trong trình dịch chuyển lên, ximăng phun vào đất (bằng áp lực khí nén hỗn hợp khô bơm vữa hỗn hợp dạng vữa ướt) - Phạm vi áp dụng: Thích hợp với phương án xử lý đất yếu cho - cơng trình khu vực đất yếu bãi bồi ven sông, ven biển, đất bồi tích, đất yếu từ cát thơ bùn yếu chiều dày lớp đất yếu lớn (có thể lớn 50m) Ưu điểm: So với giải pháp xử lý khác, cơng nghệ cọc ximăng đất có ưu điểm có khả xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với loại đất yếu (từ cát thơ bùn yếu), thi công điều kiện ngập sâu nước điều kiện công trường chật hẹp Khi tầng đất yếu bên dày phương án sử Điểm dụng cọc ximăng đất tiết kiệm phương án dùng cọc bê tông cốt thép hay cọc khoan nhồi Thi công nhanh, kĩ thuật thi cơng khơng phức tạp, khơng có yếu tố rủi ro cao Tiết kiệm thời gian thi công đến 50% chờ đúc cọc đạt đủ cường độ Hiệu kinh tế cao, so với phương án dùng cọc bê tơng cốt thép, cọc khoan nhồi giá thành rẻ nhiều Thích hợp với phương án xử lý đất yếu cho cơng trình khu vực đất yếu bãi bồi ven sông, ven biển Nếu địa chất cát phù hợp với công nghệ cọc ximăng đất, độ tin cậy cao Biến dạng đất gia cố nhỏ giảm thiểu độ lún cơng trình lân cận, tăng khả chịu cắt cho cơng trình Dễ dàng điều chỉnh cường độ cách điều chỉnh hàm lượng xi măng thi công Dễ quản lý, giám sát chất lượng thi công, hạn chế gây nhiễm mơi trường Nhược điểm: hóa chất xi măng tác dụng với muối nước để tạo thành chất tan Trình bày dạng bố trí thường dùng cọc xi măng đất xử lý đường: Dải; Nhóm; Lưới tam giác; Lưới vuông Kiểu tường; Kiểu kẻ ô; Kiểu khối; Kiểu diện Đề bài: Kiểm toán sức kháng đỡ sức kháng trượt đất nền? (bài tốn móng nơng) Câu Điểm Kiểm tốn sức kháng đỡ Cơng thức kiểm tốn: V  φ.qult.A’ Trong đó: - Đối với đất dính tiêu lý dùng phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT  = 0,5 - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Ý - Chiều rộng móng có hiệu - 1000 103 = 3500 -  2833,33(mm) 3000 B’ = B – 2eB Chiều rộng móng có hiệu Mx = nên ta có L’ = L- 2.eL = = 4000 -  4000 (mm) Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ = 2833,33 4000 = 11333320 (mm2) Sức kháng danh định đất đáy móng - Đối với đất sét: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9(MPa) Trong D f  3000(mm) γ=1800kg/m3 c2  0, 09( MPa) Df 3000   1, 06 �2,5 ' B 2833,33 Ý Ý 1.5 B ' 2833,33   0, 708 �1 L' 4000 Hx 270   0,13 �0, V 2100 Móng đặt đất tương đối ; � �� �� �D f � �B ' � � �H � N cm  N c �  0, � ' �  0, .�  1, � � �� � �' � � �V � � �B � �L � � �� ��  5*   0, 2*1, 06  *   0, *0, 708 *   1, 3* 0,13  5, 75 � qult  0, 09 *5, 75  9,81*1800*3000*10 9  0,57 -Sức kháng tính tốn đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0, 57  0, 285 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0, 285* 4000 * 2833,33  3229996,2N > V= 3000000(N) Vậy móng đạt cường độ b Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính tốn chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’  v' ) Trong q sức kháng cắt đơn vị, q = (s = c ; 0,5 � s s u u V 2100000   0,1853 A ' 4000 * 2833,33  v' ) = min(0,09;0,093)= 0,09MPa q = min(s = c ;0,5 �  v'  s u u QT = qsA’ = 0,094000*2833,33=1019998,8 N 1.5  v' = 0,147 =0,8 Ta có cu =0,08 < 0,5 � QR=+ =0,81019998,8 + =815999,04 N Ta thấy Hx=405000 N QR= 815999,04 N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Sức kháng đỡ phụ thuộc vào thơng số nào? Phân tích? Đáp án: từ cơng thức tính sức kháng đỡ nền: Câu Cho đất rời: qult = 0.5gγBCw1 Nγm x10-9 + gγCw2DfNqmx10-9; Cho đất dính: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9 Sức kháng đỡ phụ thuộc vào: -Chiều sâu chơn móng ( chiều sâu chơn móng lớn, áp lực tiền cố kết lớn, sức kháng đỡ lớn) - Đặc tính lý đất nền: φ,c ( Các yếu tố lớn, tính chống cắt đất lớn, đất có khản chịu lực) - Phụ thuộc vào mực nước ngầm - Phụ thuộc vào hình dạng kích thước móng - Phụ thuộc vào tải trọng tác dung lên móng (H/V) Điểm - Độ lệch tâm tải trọng (việc định kích thước B’, L’) Trình bày ngun lý, phạm vi áp dụng ưu nhược điểm biện pháp bấc thấm xử lý đất yếu? Vẽ sơ đồ đất yếu xử lý bấc thấm giải thích? Đáp án : Nguyên lý biện pháp bấc thấm: Bấc thấm đứng làm chức thoát nước lỗ rỗng từ đất yếu lên tầng đệm cát (đệm cát thường dày 50 ÷ 60cm) bấc thấm ngang để ngồi, tăng nhanh trình cố kết đất yếu hạn chế độ lún tương lai - Câu Phạm vi áp dụng bấc thấm: Bấc thấm sử dụng phổ biến vùng có đất yếu dày sâu (có số tài liệu khuyến cáo khơng nên dùng đất bùn có hàm lượng chất hữu cao, sợi hữu bị hút vào bấc thấm, làm tắc đường dẫn nước, nhiên vấn đề chưa kết luận), khơng dùng phía lớp đất yếu đất cứng, không ấn cần dẫn bấc thấm - Ưu điểm : Sử dụng vùng có đất yếu dày, nằm sâu Thiết bị thi công tương đối đơn giản, thường cải tiến từ máy đào, cần cẩu thuỷ lực Tiến độ thi công nhanh (hơn giếng cát) Giá thành rẻ giếng cát Tiết kiệm khối lượng đào đắp (nếu thay đất), giảm chi phí vận chuyển - Nhược điểm: Khơng có tác dụng thay đất giếng cát hay cọc cát Dùng hiệu lớp đất yếu bùn hữu (vấn đề nghiên cứu) Chiều sâu cắm bấc thấm sâu hạn chế hiệu thoát nước, bấc bị thay biến hình, khơng thẳng, bị đứt, bấc dài > 20m Phương pháp xử lý - Điểm nhiều tồn nghi ngờ khơng đảm bảo liên tục biến dạng lớn Vẽ sơ đồ đất yếu xử lý bấc thấm giải thích: - + Bấc thấm băng có lõi polypropylene, có tiết diện hình khía phẳng hình chữ nhật có nhiều lỗ rỗng tròn, bên ngồi bọc vỏ lọc vải địa kỹ thuật không dệt +Tầng đệm cát rải phía bấc thấm có chiều dày tối thiểu 50cm phải lớn độ lún dự báo (20 ÷ 40cm Tầng đệm cát phải chịu tải trọng xe máy thi công cắm bấc thấm, cắm bấc thấm qua tầng đệm cát dễ dàng thoát nước tốt bấc thấm dẫn từ tầng đất yếu lên + Vải địa kỹ thuật có tác dụng lọc ngược không cho đất yếu vào tầng đệm cát làm đảm bảo lớp đệm cát thoát nước tốt +Phần gia tải tạo áp lực nén đẩy nước ngồi theo bấc thấm đứng + Thiết bị quan trắc ( bàn đo lún, đo áp lực nước lỗ rỗng) tính tốn độ lún sau gia tải Câu Đề bài: Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo điều kiện đất cho cọc 350*350 Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo đất nền: QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong đó: - Đối với đất rời (cát): φ = 0,45 v = 0,45 x 0,8 = 0,36 qp Ý - Đối với đất dính tính theo phương pháp α: φqs = 0,7λ v = 0,7 x 0,8 = 0,56 - Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqs = 0,45λv = 0,45 x 0,8 = 0,36 Sức kháng thân cọc Qs - Ý Qs = qs As Đối với đất sét Sức kháng thân cọc tính theo phương pháp α: qs = α Su α: hệ số kết dính phụ thuộc vào sức kháng cắt tính theo phương pháp API Nếu Su ≤ 0,025 MPa => α = 1.0 Điểm 0,5 Tên lớp Lớp (cát) Lớp (sét) Lớp (cát) � S  0, 025 �    0,5 � u 0, 075  0, 025 � � � Nếu 0,025 MPa ≤ Su ≤ 0,075 MPa => Nếu Su ≥ 0,075 MPa => α = 0.5 Đối với đất rời: Với cọc đóng dịch chuyển dùng cơng thức: qs = 0,0019 N Chiều dày (mm) Chu vi U (mm) Diện tích (mm2) N 3000 1400 4,2*106 11000 1400 15,4*106 7000 1400 9,8*106 Su Hệ số (MPa) α 0,07 27 0,55 qs (MPa) Qs =qs As (N) 0,0171 71820 0,0385 592900 0,0513 502740 Ý b Sức kháng mũi cọc Qp Qp = qp.Ap Trong đó: Ap: diện tích mũi cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Do mũi cọc nằm đất rời nên ta có: qp  Với: 0.038 Ncorr D b �q l D � � 1.92 �� Ncorr  � 0.77log � �N � � 10 � 'v � � � � � � Ta có: ’v = 9,81*10-9*[ (1650-1000)*7000+(1800-1000)*11000+(1850-1000)*7000] = 0,189MPa Db = 7000mm; D =350mm 1,92 N corr  [0, 77 *log10 ( )]* 27  20,93 0,189  Ncorr = 0, 038* 20,93*7000  15,91MPa 350 Tính ta qp = ; tính ql = 0,4.Ncorr = 0,4*20,93 = 8,372 MPa Lấy qp = 8,372 MPa Ap= 350 x 350 = 122500 mm2 Qp = 8,372*122500 N = 1025570 kN Ý Vậy sức kháng tính tốn cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs =0,36 x (1025570 + 502740+ 71820) + 0,56 x 592900 = 908070,8 N 0,5 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Câu Khái niệm, vẽ hình minh họa móng cọc? Thế cọc ma sát, cọc chống, cọc hỗn hợp? Đáp án: Khái niệm móng cọc: Móng cọc loại móng sâu mà sức chống có truyền tải trọng tới đất hay đá độ sâu bên kết cấu khả chịu lực đáy, dính bám hay ma sát, hai Điểm - Cọc ma sát: Khi sức kháng mũi Hình vẽ minh họa móng cọc: cọc nhỏ khả chịu lực chủ yếu có từ sức kháng đất bao quanh dọc thân cọc chôn đất - Cọc chống: Sức kháng dọc trục cọc hình thành chủ yếu sức kháng mũi cọc Khi mũi cọc tựa vào tầng cứng (tầng đá) chuyển vị cọc nhỏ sức kháng cọc chủ yếu thành phần sức chống mũi cọc tạo nên - Cọc hỗn hợp: Sức kháng dọc trục cọc hình thành từ tổ hợp sức chịu mũi cọc sức kháng bao quanh dọc thân cọc Câu Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng, ưu nhược điểm phương pháp cọc xi măng đất? Trình bày dạng bố trí thường dùng cọc xi măng đất xử lý đường? Đáp án: Nguyên lý: hỗn hợp đất nguyên trạng nơi gia cố ximăng phun xuống đất thiết bị khoan phun Mũi khoan khoan xuống lam tơi đất đạt độ sâu lớp đất cần gia cố quay ngược lại dịch chuyển lên Trong trình dịch chuyển lên, ximăng phun vào đất (bằng áp lực khí nén hỗn hợp khô bơm vữa hỗn hợp dạng vữa ướt) - Điểm Phạm vi áp dụng: Thích hợp với phương án xử lý đất yếu cho - cơng trình khu vực đất yếu bãi bồi ven sông, ven biển, đất bồi tích, đất yếu từ cát thơ bùn yếu chiều dày lớp đất yếu lớn (có thể lớn 50m) Ưu điểm: So với giải pháp xử lý khác, công nghệ cọc ximăng đất có ưu điểm có khả xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với loại đất yếu (từ cát thô bùn yếu), thi công điều kiện ngập sâu nước điều kiện công trường chật hẹp Khi tầng đất yếu bên dày phương án sử dụng cọc ximăng đất tiết kiệm phương án dùng cọc bê tông cốt thép hay cọc khoan nhồi Thi công nhanh, kĩ thuật thi cơng khơng phức tạp, khơng có yếu tố rủi ro cao Tiết kiệm thời gian thi công đến 50% chờ đúc cọc đạt đủ cường độ Hiệu kinh tế cao, so với phương án dùng cọc bê tơng cốt thép, cọc khoan nhồi giá thành rẻ nhiều Thích hợp với phương án xử lý đất yếu cho cơng trình khu vực đất yếu bãi bồi ven sông, ven biển Nếu địa chất cát phù hợp với công nghệ cọc ximăng đất, độ tin cậy cao Biến dạng đất gia cố nhỏ giảm thiểu độ lún cơng trình lân cận, tăng khả chịu cắt cho cơng trình Dễ dàng điều chỉnh cường độ cách điều chỉnh hàm lượng xi măng thi công Dễ quản lý, giám sát chất lượng thi công, hạn chế gây nhiễm mơi trường Nhược điểm: hóa chất xi măng tác dụng với muối nước để tạo thành chất tan Trình bày dạng bố trí thường dùng cọc xi măng đất xử lý đường: Dải; Nhóm; Lưới tam giác; Lưới vuông Kiểu tường; Kiểu kẻ ô; Kiểu khối; Kiểu diện Câu Đề bài: Kiểm toán sức kháng đỡ sức kháng trượt đất nền? (bài tốn móng nơng) Kiểm tốn sức kháng đỡ Cơng thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Trong đó: Điểm Ý - Đối với đất dính tiêu lý dùng phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT  = 0,5 - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Chiều rộng móng có hiệu 700 103 = 3500 -  3281,25(mm) 3200 B’ = B – 2eB Chiều rộng móng có hiệu Mx = nên ta có L’ = L- 2.eL = = 4000 -  4000 (mm) - - Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ = 3281,25 4000 = 13125000 (mm2) Thể phần diện tích móng có hiệu hình vẽ Sức kháng danh định đất đáy móng - Ý Đối với đất sét: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9(MPa) Trong D f  2,5(m)  2500(mm) γ = 1800kg/m3 c2  0, 08( MPa) Df 2500   0, 762 �2,5 ' B 3281, 25 B ' 3281, 25   0,82 �1 L' 4000 Hx 200   0,1 �0, V 2000 Móng đặt đất tương đối ; � �� �� �D � �B ' � � �H � N cm  N c �  0, � f' � �  0, � ' � �  1, � � � � � �V � � �B � �L � � �� ��  5*   0, * 0, 762 *   0, *0,82  *   1, 3* 0,1  5,84 � qult  0, 08*5,84  9,81*1800* 2500*10 9  0,51MPa -Sức kháng tính tốn đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0,51  0, 255 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0, 255* 4000*3281, 25  3346875 N > V= 3200000(N) Ý Vậy đạt cường độ c Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính toán chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’ 1.5 v ) Trong qs sức kháng cắt đơn vị, qs= (su = cu; 0,5 � V 2000000  v'    0,15 A ' 4000*3281, 25 MPa ' 1.5  v' ) = min(0,08;0,075)= 0,075MPa qs= min(su = cu ;0,5 � QT = qsA’ = 0,0754000*3281,25 = 984375 N  v' = 0,075 = 0,85 Ta có cu =0,08 > 0,5 � QR=+ =0,85984375+ = 836718,75 N Ta thấy Hx = 260000 N QR= 836718,75 N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Trình bày khái niệm, đặc điểm, ưu nhược điểm phạm vi áp dụng móng nơng? Đáp án Khái niệm: Móng nơng móng có sức chịu tải cách truyền tải trọng trực tiếp tới lớp đất hay đá chiều sâu nông Df 5m + Thi cơng móng khơng phải dùng phương pháp hố móng đào trần mà dùng nhiều phương pháp khác + Truyền lực vào đất mặt phẳng đáy móng xung quanh móng - Ưu điểm :Có khả chịu tải trọng lớn, độ lún, chuyển vị ngang đài móng nhỏ.Tải trọng bên truyền xuống cho đất xung quanh cọc lớp đất tốt tầng đá gốc sâu chịu mà không cần phải đào lớp đất phía nên giảm chi phí rủi ro chống vách hố móng.Do cọc chơn sâu nên độ ổn định khả chịu tải trọng ngang tốt, công nghệ thi cơng phổ biến, giới hố việc thi công - Nhược điểm: Do đảm bảo khoảng cách tối thiểu cọc, đài cọc phải mở rộng gây tốn vật liệu chi phí thi cơng; Cốt thép bố trí cọc đúc sẵn chủ yếu phục vụ trình vận chuyển, cẩu cọc cho lực xung kích lớn q trình đóng khơng tận dụng hết vật liệu q trình khai thác dẫn tới lãng phí vật liệu; Khơng thể kéo dài cọc theo ý muốn cọc bị hạn chế độ mảnh đặc biệt cọc đúc sẵn có tiết diện nhỏ nằm đất yếu; Khó kiểm sốt chất lượng cọc đặc biệt cọc khoan, thiết bị thi công nặng nề, cồng kềnh; Khi hỏng cọc thi công sử dụng khó thay thế, có thay tốn kém, khó khăn; Khi thi cơng khơng kiểm sốt tốt gây nhiễm môi trường (cọc khoan nhồi dung dịch bentonit) ảnh hưởng tới cơng trình lân cận (cọc đóng, q trình đóng cọc gây chấn động làm nứt gãy, lún mạnh cơng trình lân cận) Phạm vi áp dụng móng cọc: Mực nước cao; - Tải trọng đẩy ngang lớn (cầu, cảng) hay mô men lật lớn (cơng trình tháp, cao tầng, tường chắn đất cao ); - Tải trọng đứng lớn, đặc biệt chịu kéo; - Mái dốc, địa tầng bên có độ nghiêng lớn; - Cơng trình quan trọng, đòi hỏi độ tin cậy cao; - Sửa chữa nhà hư hỏng phần móng gây ra, nâng tầng Câu Đề bài: Kiểm toán sức kháng đỡ sức kháng trượt đất nền? (bài tốn móng nơng) Điểm Kiểm tốn sức kháng đỡ Cơng thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Trong đó: - Đối với đất dính tiêu lý dùng phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT  = 0,5 - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Ý - Chiều rộng móng có hiệu 600 103  3100(mm) 3000 B’ = B – 2eB Chiều rộng móng có hiệu Mx = nên ta có L’ = L- 2.eL = = 4000 -  4000 (mm) = 3500 - - Diện tích móng có hiệu 14 - A’ = B’ L’ = 3100 4000 = 12400000 (mm2) Thể phần diện tích móng có hiệu hình vẽ Sức kháng danh định đất đáy móng - Ý Đối với đất sét: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9(MPa) Trong D f  2,5(m)  2500(mm) γ = 1800kg/m3 c2  0, 08( MPa ) D f 2500   0,806 �2,5 B ' 3100 B ' 3100   0, 775 �1 L' 4000 Hx 250   0,119 �0, V 2100 Móng đặt đất tương đối ; � �� �� �D f � �B ' � �H N cm  N c �  0, � ' � �  0, � ' � �  1, � � � �V �B � �L � � �� �� 1.5 � � � � � �  5*   0, * 0,806 *   0, *0, 775 *   1, 3* 0,119   5, 67 � qult  0, 08*5, 67  9,81*1800* 2500*10 9  0, 498 MPa -Sức kháng tính tốn đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0, 498  0, 249 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0, 249 * 4000*3100  3087600 N > V= 3000000(N) Ý Vậy đạt cường độ d Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính tốn chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’  v' ) Trong q sức kháng cắt đơn vị, q = (s = c ; 0,5 � s s V 2100000     0,169 A ' 4000*3100 ' v u u MPa  ) = min(0,08;0,0845)= 0,08MPa qs= min(su = cu ;0,5 � ’ QT = qsA = 0,084000*3100 = 992000 N  v' = 0,0845 = 0,8 Ta có cu =0,08 < 0,5 � QR=+ =0,8992000+ = 793600 N Ta thấy Hx = 350000 N QR= 793600N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt ' v 15 1.5 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Nêu định nghĩa nền, móng cơng trình? Vẽ hình minh họa? Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào yếu tố nào? Đáp án: Câu - Nền vùng đất chịu ảnh hưởng trực tiếp tải trọng móng truyền xuống, giới hạn đường cong dạng bóng đèn tròn, ngồi phạm vi ứng suất gây móng truyền tới khơng đáng kể, khơng gây nên biến dạng đất - Móng phận liên kết với kết cấu bên công trình có nhiệm vụ truyền tồn tải trọng cơng trình phân bố tải trọng xuống đất Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào yếu tố sau: + Điều kiện địa chất; + Kết cấu cơng trình bên trên; Điểm + u cầu độ tin cậy (tầm quan trọng quy mơ cơng trình); + Điều kiện thi công (công nghệ, môi trường thi công…) - Câu Khái niệm tượng ma sát âm? Hiện tượng ma sát âm xuất trường hợp nào? Nó gây tác hại cho cọc móng? Vẽ hình minh họa? Khi đất xung quanh thân cọc lún nhiều độ lún cọc, chuyển vị tương đối cọc đất có chiều hướng ngược lại đó, sức kháng bên đất cọc có chiều hướng ngược lại Sức kháng bên khơng kháng lại tải trọng ngồi góp phần đẩy cọc xuống gọi sức kháng bên âm Các trường hợp thường gặp tượng ma sát âm như: Lớp đất dính đắp ; lớp đất đắp, có trọng tải kho bãi gây trọng tải với đất đính phía Tác hại: làm giảm sức kháng cọc theo điều kiện đất nền, tăng ngoại lực tác dụng lên cọc nhổ cọc ma sát âm giữ cọc lại gây khó khan q trình nhổ cọc 16 Điểm Câu Vẽ hình : Đề bài: tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo điều kiện đất (cọc 400x400) v = Điểm Ý Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo đất nền: QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong đó: - Đối với đất sét theo phương pháp SPT: φqp= 0,7.λv = 0,7 x 1,0 = 0,7 - Đối với đất dính tính theo phương pháp α: φqs = 0,7.λ v = 0,7 x 1,0 = 0,70 - Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqs = 0,45.λv = 0,45 x 1,0 = 0,45 Ý Sức kháng thân cọc Qs = qs As - Đối với đất rời: Với cọc đóng dịch chuyển dùng công thức: qs = 0,0019 N - Đối với đất sét Sức kháng thân cọc tính theo phương pháp α: qs = α Su α: hệ số kết dính phụ thuộc vào sức kháng cắt tính theo phương pháp API Nếu Su ≤ 0,025 MPa => α = 1.0 � S  0, 025 �    0,5 � u 0, 075  0, 025 � � � Nếu 0,025 MPa ≤ S ≤ 0,075 MPa => u Nếu Su ≥ 0,075 MPa => α = 0.5 Tên lớp Chiều dày (mm) 0,5 Chu vi U (mm) Lớp 3000 1600 (sét) Lớp 8000 1600 (cát) Lớp 13000 1600 (sét) Ý Sức kháng mũi cọc Qp Diện tích (mm2) N 4,8*106 12,8*106 Su (Mpa) Hệ số α qs (Mpa) Qs =qs As (N) 0,035 0,9 0,0315 151200 0,019 243200 0,045 936000 10 20,8*106 0,09 17 0,5 Sức kháng mũi cọc Qp = qp Ap Do mũi cọc nằm lớp đất sét qp = Su = 0,09 = 0,81 MPa Diện tích mũi cọc Ap = 400*400 = 160000(mm2) Sức kháng mũi cọc: Qp = 0,81 x 160000 = 129600 (N) Ý Vậy sức kháng tính toán cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,7*(129600 + 151200+ 936000) + 0,45* (243200 ) = 961200N BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT 0,5 ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Câu Trình bày khái niệm, đặc điểm, ưu nhược điểm phạm vi áp dụng móng nơng? Đáp án Điểm Khái niệm: Móng nơng móng có sức chịu tải cách truyền tải trọng trực tiếp tới lớp đất hay đá chiều sâu nông Df u Tên lớp Chiều dày (mm) Nếu Su ≥ 0,075 MPa => α = 0.5 Chu vi Diện tích Su Hệ U N (MPa) số α (mm2) (mm) Lớp 12000 1800 21,6*106 (cát) Lớp 11000 1800 19,8*106 (sét) Lớp 6000 1800 10,8*106 (cát) Ý b Sức kháng mũi cọc Qp Qp = qp.Ap Trong đó: Ap: diện tích mũi cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Do mũi cọc nằm đất rời nên ta có: qp  Với: 18 0,09 qs (MPa) Qs =qs As (N) 0,0342 738720 0,045 891000 0,057 615600 0,5 30 0.038 Ncorr D b �q l D � � 1.92 �� Ncorr  � 0.77log � �N � � 10 � 'v � � � � � � Ta có: ’v = 9,81*10-9*[ (1750-1000)*16000+(1800-1000)*11000+(1700-1000)*6000] = 0,254MPa Db = 6000mm; D =450mm 1,92 N corr  [0, 77 *log10 ( )]*30  20,65 0, 245  Ncorr = 0, 038* 20, 65*6000  10,5MPa 450 Tính ta qp = ; tính ql = 0,4.Ncorr = 0,4*20,65 = 8,26 MPa Lấy qp = 8,26 MPa Ap= 450 x 450 = 202500 mm2 Qp = 8,26*202500 N = 1672650 N Ý Vậy sức kháng tính tốn cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,45x(1672650+ 738720+ 615600) + 0,7 x 891000 = 1985836,5N 20 0,5 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Nêu giải thích đại lượng cơng thức kiểm tốn sức kháng đỡ đất đáy móng nơng? Khi kiểm tốn khơng đạt yêu cầu, cần thay đổi thông số nào? Đáp số: Cơng thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Câu Trong đó: V- Tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cường độ I nhân hệ số: -  - hệ số sức kháng đất đáy móng - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Điểm - Chiều rộng móng có hiệu M =B-2 y V B’ = B – 2eB - Chiều rộng móng có hiệu M =L-2 x V L’ = L- 2.eL = - Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ qult – sức kháng đỡ danh định đất đáy móng Khi kiểm tốn khơng đạt thay đổi kích thước móng( tăng kích thước móng từ tăng diện tích móng có hiệu A ’, tăng sức kháng đỡ danh định đất tăng Df Câu Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng cọc cát đầm chặt? So sánh giống khác cọc cát giếng cát? Đáp số: Nguyên lý: Là biện pháp hạ ống thép vào đất yếu, cho cát vào nâng ống thép lên hạ ống thép xuống, đồng thời rung để tạo cọc cát đầm chặt - Phạm vi áp dụng: Cọc cát sử dụng trường hợp sau đây: Cơng trình chịu tải trọng lớn đất cát rời rạc (độ chặt tương đối I d ≤ 1/3) tỉ lệ khe hở tương đối lớn đất cát pha, sét pha có số độ sệt I L ≥ 1; chiều dày lớp đất yếu cần gia cố lớn 3m - So sánh giống khác cọc cát giếng cát? - Kích thước (đường kính chiều dài) tương tự nhau, khoảng cách 21 Điểm giếng cát lớn cọc cát - Nhiệm vụ chúng khác : + Cọc cát làm chặt đất chính, làm tăng sức chịu tải đất nền, thoát nước lỗ rỗng phụ + Giếng cát để nước lỗ rỗng chính, tăng nhanh trình cố kết, làm cho độ lún nhanh chóng ổn định Làm tăng sức chịu tải phụ Câu Đề bài: tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo điều kiện đất (cọc 400x400) v = Điểm Ý Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo đất nền: QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong đó: - Đối với đất dính theo phương pháp SPT: φqp= 0.7λv = 0,7 x 1,0 = 0,7 0,5 - Đối với đất dính tính theo phương pháp α: φqs = 0.7λ v = 0,7 x 1,0 = 0,70 - Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqs = 0.45λv = 0,45 x 1,0 = 0,45 Ý Sức kháng thân cọc Qs = qs As - Đối với đất rời: Với cọc đóng dịch chuyển dùng công thức: qs = 0,0019 N - Đối với đất sét Sức kháng thân cọc tính theo phương pháp α: qs = α Su α: hệ số kết dính phụ thuộc vào sức kháng cắt tính theo phương pháp API Nếu Su ≤ 0,025 MPa => α = 1.0 � S  0, 025 �    0,5 � u 0, 075  0, 025 � � � Nếu 0,025 MPa ≤ S ≤ 0,075 MPa => u Nếu Su ≥ 0,075 MPa => α = 0.5 Tên lớp Chiều dày (mm) Chu vi U (mm) Diện tích (mm2) N Su (MPa) Hệ số α qs (MPa) Lớp 6000 1600 9,6*106 0,09 0,5 0,045 (sét) Lớp 10000 1600 16*106 24 0,0456 (cát) Lớp 10000 1600 16*106 0,13 0,5 0,065 (sét) Ý Sức kháng mũi cọc Sức kháng mũi cọc Qp Sức kháng mũi cọc Qp = qp Ap Do mũi cọc nằm lớp đất sét qp = Su = 0,13 = 1,17 MPa Diện tích mũi cọc Ap = 400*400 = 160000(mm2) Sức kháng mũi cọc: Qp = 1,17 x 160000 = 187200 (N) Ý Vậy sức kháng tính tốn cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,7x(1060360+ 432000+ 1040000) + 0,45 x (729600) = 2100972N 22 Qs =qs As (N) 432000 729600 1040000 0,5 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG HỆ CAO ĐẲNG -2017 Đề số Sức kháng dọc trục cọc đơn theo điều kiện đất gồm thành phần, phân tích yếu tố ảnh hưởng đến thành phần đó? Đáp án thành phần mũi thân: Câu Sức kháng đỡ tính tốn cọc QR tính theo cơng sau: Điểm QR = Qn = Qult = = p Qp + Qs với: Qp = q p Ap Qs = q s As ) đó: Qult : sức kháng đỡ cọc đơn (N) Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qs : sức kháng thân cọc (N) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs : sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As : diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap : diện tích mũi cọc (mm2) Phụ thuộc vào Su; N; ᵞ MNN Câu Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng ưu nhược điểm phương pháp thay đất (đệm cát)? Vẽ hình minh họa? Đáp án: - Nguyên lý: Thay đất đào bỏ phần lớp đất yếu đến chiều sâu tính tốn u cầu sau thay lớp cát, cuội sỏi đầm chặt; vật liệu thường sử dụng cát nên phương pháp có tên gọi đệm cát Như phía tầng đệm cát tầng đất yếu tầng đệm cát xem lớp balát móng cơng trình - Phạm vi áp dụng: Dưới đáy móng tầng đất yếu, tải trọng cho phép nhỏ, để chịu lực cần đặt đáy móng sâu vây thi cơng lại khó khăn giá thành tăng cao Những cơng trình chịu tải trọng khơng lớn khơng yêu cầu chặt chẽ biến dạng lún Những nơi mực nước ngầm ổn định khơng có nước ngầm Sử dụng hiệu cho lớp đất yếu trạng thái bão hòa nước (sét nhão, 23 Điểm sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) chiều dày lớp đất yếu nhỏ 3m - Ưu nhược điểm: Phương pháp đệm cát thi công đơn giản rẻ tiền, thường áp dụng cho cơng trình có tải trọng nhỏ lớp đất yếu nằm gần mt Tầng đệm cát d H P h +Tuy nhiờn, phương pháp có nhược điểm khối lượng đào đắp tương đối lớn có khả đẩy giá thành cơng trình tăng lên chiều dày tầng đệm cát lớn Hơn tầng đệm cát nằm vùng có nước ngầm thay đổi tương lai có nguy tầng đệm cát bị nước ngầm dẫn đến gây khả lún sụt cục cho cơng trình giảm độ chặt - Vẽ hình minh họa: - Câu Đề bài: Kiểm toán sức kháng đỡ sức kháng trượt đất nền? (bài tốn móng nơng) Điểm Kiểm tốn sức kháng đỡ Cơng thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Trong đó: - Đối với đất dính tiêu lý dùng phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT  = 0,5 - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Ý - - Chiều rộng móng có hiệu 810 103 = 3000 -  2460 (mm) 3000 B’ = B – 2eB Chiều rộng móng có hiệu Mx = nên ta có L’ = L- 2.eL = 4000 -  4000 (mm) Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ = 2460 4000 = 9840000(mm2) Thể phần diện tích móng có hiệu hình vẽ Sức kháng danh định đất đáy móng - Đối với đất sét: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9(MPa) Trong D f  3500(mm) γ bq =1750kg/m3 Ý c2  0,10(MPa ) D f 3500   1, 42 �2, B ' 2460 B ' 2460   0, 615 �1 L' 4000 1.5 24 Hx 200   0,1 �0, V 2000 Móng đặt đất tương đối ; � �� �� �D � �B ' � �H N cm  N c �  0, � f' �  0, .�  1, � �� � �' � �V �B � �L � � �� �� � � � � � �  5*   0, *1, 42  *   0, * 0, 615 *   1, 3* 0,1  6, 27 � qult  0,10 *6, 27  9,81*1750*3500*109  0, 687 -Sức kháng tính tốn đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0, 687  0,344 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0,344 * 4000 * 2460  3384960 N > V= 3000000(N) Ý Vậy móng đạt cường độ e Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính tốn chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’  v' ) Trong q sức kháng cắt đơn vị, q = (s = c ; 0,5 � s s V 2000000  v'    0, 203 A ' 4000* 2460 u u MPa  ) = min(0,1;0,102)= 0,1MPa qs= min(su = cu ;0,5 � QT = qsA’ = 0,14000*2460= 984000N  v' = 0,102 =0,8 Ta có cu =0,1 < 0,5 � QR=+ =0,8*984000 + =787200 N Ta thấy Hx=300000 N QR= 787200 N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt ' v 25 1.5 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số 10 Câu Khái niệm, phạm vi áp dụng, ưu, nhược điểm móng cọc đài cao móng cọc đài thấp? Vẽ hình minh họa? Điểm Bệ thấp: Móng cọc bệ thấp loại có đáy bệ nằm thấp mặt đất toàn lực ngang tác dụng lên móng truyền cho đất phía sau bệ chịu Ưu điểm: Có độ ổn định tương đối tốt cọc chịu lực ngang nên nội lực đầu cọc nhỏ bệ cao, cọc phải chịu uốn, chịu lực nén dọc trục Chuyển vị ngang đỉnh trụ giảm giảm chiều dài tự làm việc cọc Phạm vi áp dụng: Phù hợp vị trí gần bờ, bãi sơng thành phố, nơi yêu cầu mỹ quan đô thị tiết kiệm mặt Nhược điểm: Phải kéo dài thân trụ nên tốn vật liệu Ở nơi mặt nước sâu vấn đề thi cơng gặp khó khăn phức tạp Bệ cao: Móng cọc bệ cao móng mà bệ cọc khơng chơn vào đất chiều sâu chơn móng (Df) khơng thoả mãn điều kiện công thức Df ≥ hmin Ưu điểm: Rút ngắn thân trụ tiết kiệm vật liệu, Do nâng cao vị trí bệ nên thuận tiện cho thi cơng đặc biệt nơi có nước mặt sâu, địa hình phức tạp PVAD: áp dụng nơi có nước mặt sâu, địa hình phức tạp Nhược điểm: Cọc có chiều dài tự lớn sinh chuyển vị ngang lớn; Cọc làm việc bất lợi chịu mômen uốn, lực cắt đoạn đầu cọc Câu Khái niệm đất yếu? Các loại đất yếu thường gặp? Ở Việt Nam đất yếu phân bố vùng nào? Đáp án Khái niệm: loại đất yếu thường gặp bùn, đất loại sét (sét, sét pha, cát pha) trạng 26 Điểm thái dẻo chảy Những loại đất thường có độ sệt lớn (I L > 1), hệ số rỗng lớn (e > 1), góc ma sát nhỏ ( < 100), lực dính theo kết cắt nhanh khơng nước C u Nếu Su ≥ 0,075 MPa => α = 0.5 Tên lớp Chiều dày (mm) Chu vi U (mm) Diện tích (mm2) N Lớp (cát) 3000 1800 5,4*106 27 Su (MPa) Hệ số α qs (MPa) Qs =qs As (N) 0,0171 92340 Lớp 11000 1800 19,8*106 (sét) Lớp 7000 1800 12,6*106 (cát) Ý Sức kháng mũi cọc Qp = qp.Ap Trong đó: Ap: diện tích mũi cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Do mũi cọc nằm đất rời nên ta có: qp  Với: 0,07 0,55 27 0,0385 762300 0,0513 646380 0.038 Ncorr D b �q l D � � 1.92 �� Ncorr  � 0.77log � �N � � 10 � 'v � � � � � � Ta có: ’v = 9,81*10-9*[ (1650-1000)*7000+(+(1800-1000)*11000+(1850-1000)*7000] = 0,189MPa Db = 6000mm; D =450mm 1,92 N corr  [0, 77 *log10 ( )]* 27  20,93 0,189  Ncorr = 0, 038* 20,93*7000  12,37 MPa 450 Tính ta qp = ; tính ql = 0,4.Ncorr = 0,4*20,93 = 8,37 MPa Lấy qp = 8,37 MPa Ap= 450 x 450 = 202500mm2 Qp = 8,37*122500 N = 1694925 N Ý Vậy sức kháng tính tốn cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,45x(1694925+ 92340+646380) + 0,7 x (762300) = 1628750,25 28 0,5 ... 0.77log � �N � � 10 � 'v � � � � � � Ta có: ’v = 9,81 *10- 9*[ (1650 -100 0)*7000+(1800 -100 0)* 1100 0+(1850 -100 0)*7000] = 0,189MPa Db = 7000mm; D =350mm 1,92 N corr  [0, 77 *log10 ( )]* 27  20,93... 0,045 8 9100 0 0,057 615600 0,5 30 0.038 Ncorr D b �q l D � � 1.92 �� Ncorr  � 0.77log � �N � � 10 � 'v � � � � � � Ta có: ’v = 9,81 *10- 9*[ (1750 -100 0)*16000+(1800 -100 0)* 1100 0+(1700 -100 0)*6000]... 0,7x (106 0360+ 432000+ 104 0000) + 0,45 x (729600) = 2100 972N 22 Qs =qs As (N) 432000 729600 104 0000 0,5 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG HỆ CAO