5 - Chuong 4 - Mong gieng chim (2007) 2009

Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép Ch-ơng móng giếng chìm Bài Khái quát chung móng giếng chìm Khái niệm Móng giếng chìm loại móng mà cách hạ giống nh- hạ giếng n-ớc dân gian, kết cấu giếng đ-ợc đúc thành đốt cao từ 4~6m, sau đất bên lòng giếng đ-ợc đào đi, giếng đ-ợc đánh chìm dần xuống trọng l-ợng thân lớn ma sát đất mặt giếng Đốt hạ xong lại tiếp tục đúc đốt phía lặp lại việc đào đất đánh chìm Móng giếng chìm đà đ-ợc thiết kế thi công thành công số cầu nh- số trụ cầu Thăng Long, cầu Hàm rồng, cầu Ch-ơng D-ơng Nói chung, lý thuyết móng giếng chìm hạ tới chiều sâu Tuy nhiên trình hạ có nhiều điều kiện phức tạp địa chất kỹ thuật nên hạn chế chiều sâu hạ giếng Với điều kiện địa chất ẩm -ớt, có n-ớc ngầm để thi công hạ giếng ng-ời ta sử dụng kết cấu móng giếng chìm ép nh- cầu Thăng Long, cầu BÃi Cháy (Hạ Long - Quảng Ninh) Móng giếng chìm ép có nguyên lý tạo buồng kín phía d-ới chân giếng trình hạ Buồng kín có áp suất cao áp suất bình th-ờng đẩy n-ớc khỏi buồng kín tạo điều kiện khô để đào đất bên lòng giếng Tuy nhiên, áp suất cao nên ng-ời công nhân làm việc buồng kín dễ mắc bệnh nghề nghiệp Đặc điểm, -u nh-ợc điểm móng giếng chìm 2.1 Đặc điểm móng giếng chìm Giếng chìm kết cấu rỗng bên Vỏ có nhiệm vụ chủ yếu chống đỡ áp lực đất trình hạ tạo trọng l-ợng để thắng ma sát đất xung quanh Sau hạ giếng ®Õn chiỊu s©u thiÕt kÕ, ng-êi ta cã thĨ lÊp lòng giếng phần hay toàn bê tông hay để rỗng Nh- vậy, đ-ợc lấp lòng vỏ giếng ruột giếng đà thành móng khối đ-ợc đặt sâu đất giếng chìm có khả mang tải lớn, đặc biệt móng chịu mômen tải trọng ngang lớn Móng giếng chìm phù hợp công trình bên có tải trọng t-ơng đối lớn lớn, điều kiện địa chất khó khăn cho việc thi công cọc ống hay cọc khoan nhồi, lớp đất tốt lại nằm sâu Khi thi công không yêu cầu thiết bị phức tạp, th-ờng kết hợp với lao động thủ công trình hạ 194 Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép 2.2 Nh-ợc điểm Theo lý thuyết giếng hạ đến độ sâu Tuy nhiên, nh- đà nói số điều kiện địa chất nh- kỹ thuật, ví dụ điều kiện làm việc công nhân máy móc d-ới sâu th-ờng gặp khó khăn, vấn đề bơm n-ớc, hay bệnh nghề nghiệpnên thực tế, giếng chìm có nhiều hạn chế (giếng chìm sâu khoảng 72m) th-ờng giải pháp sau phải lựa chọn loại móng Nh-ợc điểm móng giếng chìm chỗ khối l-ợng thi công lớn, thời gian thi công lâu dễ bị chi phối điều kiện thời tiết Trong tr-ờng hợp sau việc áp dụng móng giếng chìm phức tạp: - Giếng hạ qua lớp cát bụi có chiều dày lớn, c-ờng độ thấp nên hạ dễ xảy t-ợng đất đùn vào giếng nhiều bơm n-ớc làm cho giếng có khả bị nghiêng tốc độ đất đùn vào lòng giếng không quanh giếng Việc điều chỉnh cố giếng nghiêng th-ờng phức tạp - Nền đất mà giếng qua có nhiều tảng đá lớn, thân to hay ch-ớng ngại vật nhmảng công trình cũ làm cản trở việc hạ giếng công tác lấy vật ch-ớng ngại khó khăn dễ làm cho giếng bị nghiêng - Khi chân giếng tựa lên tầng đá nghiêng lớn làm cho giếng dễ bị nghiêng trình hạ giếng lún không Bài Cấu tạo móng giếng chìm Giếng chìm th-ờng làm vật liệu bê tông cốt thép phổ biến nhất, mác bê tông th-ờng từ 200 trở nên Thi công lắp ghép hay đổ bê tông chỗ Việt Nam giếng chìm đ-ợc thi công đổ chỗ Xem xét cấu tạo móng giếng chìm chủ yếu mặt sau: Mặt giếng Tuỳ thuộc vào cấu tạo công trình bên mà giếng chìm có mặt cho thích hợp Mặt móng giếng chìm th-ờng có cấu tạo đối xứng để trình hạ giếng đ-ợc xuống cân Trên hình 4.1 số dạng mặt móng giếng chìm th-ờng gặp 195 Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép A D a) Hình tròn ô lấy đất B Vách ngăn (tv) T-ờng đầu (t) T-ờng (t) b) Hình chữ nhật B B A A c) Hình ô van d) Hình chữ nhật vát góc Hình 4.1: Một số dạng mặt móng giếng chìm a) Dạng hình tròn Móng hình tròn đ-ợc sử dụng hình dạng đáy công trình bên hình tròn, hình vuông, hay kích th-ớc hai chiều gần Dạng móng thi công giếng dễ xuống xuống Hơn nữa, hình có diện tích hình tròn có chu vi nhỏ nên ma sát đất thành giếng giảm so với hình khác, dạng móng hình tròn th-ờng hạ đ-ợc chiều sâu lớn Khi thiết kế đ-a hình gần hình tròn nh- hình ngũ giác, lục giác hay bát giác Móng hình tròn có đ-ờng kính d =20~30m, th-ờng áp dụng xây dựng cho móng kết cấu đứng riêng rẽ nh- cột lớn, máy móc nặng, trạm bơm, bể chứa b) Móng dạng hinh chữ nhật, chữ nhật vát góc hay hình bầu dục Khi kết cấu bên có hai chiều khác (móng trụ, mố cầu) hình dạng mặt giếng nên hính chữ nhật hay chữ nhật vát góc Nói chung, tỷ số hai cạch không nên lớn (A:B < 3:1) khác nhiều hạ giếng dễ bị nghiêng xuống lệch vị trí Th-ờng chän tû sè hai c¹nh A:B = 1.5:1 ~ 2.5:1 Móng hình chữ nhật dễ chế tạo ván khuôn nh-ng hạ gặp khó khăn tập trung ứng suất góc Loại áp dụng chiều sâu hạ từ 8~10m Móng hình chữ nhật vát góc, hình bầu dục đ-ợc áp dụng chiều sâu hạ lớn giảm đ-ợc ma sát góc giếng hạ đ-ợc êm thuận Chiều dày thành giếng Kích th-ớc mặt giếng th-ờng làm rộng mặt mố trụ có phận sau: T-ờng t-ờng đầu: kết cấu tạo nên vỏ giếng có chức chống lại áp lực đất tạo trọng l-ợng để thắng lực ma sát đất xung quanh giếng trình hạ Chiều dày t-ờng giếng phải > 40cm (1/50) chiều sâu hạ giếng, th-ờng từ 0.6~1.5m hay lớn (2~2.5m với giếng chìm ép), độ dày phụ thuộc vào tếu tố 196 Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép Vách ngăn (t-ờng ngăn): giếng có kích th-ớc lớn t-ờng chịu áp lực ngang ®Êt cịng rÊt lín khÈu ®é t-êng lóc nµy dài Để giảm bớt nội lực cho thành giếng, giảm độ tính toán cho t-ờng th-ờng làm thêm vách ngăn Chiều dày vách ngăn từ 0.4~0.8m (1.2~1.6m với giếng chìm ép) Chân vách ngăn th-ờng làm cao chân t-ờng ngoìa 0.5m để tránh vách ngăn chạm đất trình hạ làm giếng chịu lực theo sơ đồ bất lợi Trên vách ngăn có ô để công nhân qua lại ô lấy đất thi công Ô lấy đất: không gian để máy móc nhân công hoạt động Kích th-ớc ô lấy đất không nên làm nhỏ cản trở thao tác máy móc thiết bị, nh-ng không nên để lớn làm tăng độ tính toán t-ờng ngoài, th-ờng từ 2~3m không v-ợt 5m Mặt đứng Hình dạng mặt đứng th-ờng điều kiện lực ma sát thành bên định có dạng sau: Nắp giếng Nắp giếng h 1:n Nắp giếng Bê tông biịt đáy Bê tông biịt đáy 3~4m Bê tông biịt đáy a) Thành thẳng đứng b) Thành dạng bậc c) Thành nghiêng Hình 4.2: Một số dạng mặt đứng móng giếng chìm Giếng có thành thẳng đứng: th-ờng chiều sâu hạ không lớn (5~10m) không giảm đ-ợc lực ma sát Tuy nhiên công tác ván khuôn dễ dàng loại thành khác phần thay đổi suốt chiều sâu hạ giếng Hơn nữa, giai đoạn khai thác, đ-ợc đất xung quanh chặt nên giếng có chuyển vị ngang nhỏ Giếng có thành hình bậc hay nghiêng: mục đích đề làm giảm ma sát đất xung quanh Nếu loại thành nghiêng độ nghiêng không nên 1/100 nghiêng giếng ổn định Nếu loại thành bậc đốt cuối (d-ới chân giếng cao từ 3~4m) nên thẳng để tạo dẫn h-ớng cho giếng đ-ợc thẳng tim trình hạ Tuy nhiên với loại đất xung quanh không giữ chặt giếng nh- thành thẳng đứng nên có khả giếng có chuyển vị ngang đáng kể, cần phải xem xét Chân giếng 197 Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép Chân giếng phận chân t-ờng có độ vát nghiêng, có chiều cao hc th-ờng có hình dạng nh- hình 4.3 Độ nghiêng mặt chân giếng (góc = 30~45o) Mặt tựa chân giếng lên đất gọi bàn chân giếng, phận tiÕp xóc trùc tiÕp víi nỊn ®Êt phÝa d-íi T thuộc vào độ chặt đất mà có chiều rộng từ 0.1~0.3m, với giếng hạ sâu chân giếng đ-ợc vát nhọn Phía bàn chân giếng đ-ợc bọc thép góc, thép U, thép hình để tăng ®é cøng cho ch©n giÕng t tv m t 0.25~0.3m 1: :n t 0.8~1m Vách ngăn T-ờng 30~ 40 > 0.5m b) Ch©n giÕng g·y khóc hc (ch©n giÕng) ThÐp bäc ch©n giÕng R·nh khÊc c) Ch©n giÕng vát nhọn 0.1~0.3m a) Chi tiết chân giếng Hình 4.3: Một số dạng cấu tạo chân giếng chìm Bên chân giếng đoạn có rÃnh lõm sâu vào t-ờng giếng t-ờng trong, để sau đổ bê tông đáy cho dính bám tốt (liên kết tốt t-ờng vách ngăn) Các rÃnh có chiều cao từ 0.8~1m, sâu vào 0.25~0.35m Khi t-ờng giếng dày > 1m, đất đào dạng mềm xốp làm chân giếng nghiêng dạng gÃy khúc để giảm chiều cao chân giếng, tránh cho chân giếng có chiều cao lớn bị giảm yếu chịu lực Bài Thiết kế tính toán móng giếng chìm I Tính toán giếng chìm theo hệ tải trọng thi công Kiểm tra khả hạ giếng Khi hạ giếng trọng l-ợng thân giếng phải lớn lực ma sát đất với thành bên Để đảm bảo giếng hạ đến chiều sâu thiết kế điều kiện phải thoả mÃn biểu thức sau: Q 1.25Tms Trong đó: 198 (4-1) Q Trọng l-ợng thân giếng (với hệ số tải trọng nt = 0.9) Khi hạ giếng không hút n-ớc trọng l-ợng giếng (Q) phải trừ lực đẩy Tms Lực ma sát đất xung quanh thành giếng Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép Lực ma sát đất đ-ợc tính theo công thức sau: Tms  k.m.U i f i Li Trong ®ã: (4-2) k HƯ sè ®ång nhÊt m HƯ sè ®iỊu kiƯn làm việc Ui Chu vi giếng đoạn t-ơng ứng với lớp đất thứ i fi Lực ma sát đơn vị lớp đất thứ i mà giếng qua fi = 1.2~2.5 T/m2 - Đất cát: - Đất sỏi sạn: fi = 1.5~3.0 T/m2 - Đất sét: fi = 2.5~5.0 T/m2 ( Giá trị lớn t-ơng ứng với loại đất chặt độ ẩm nhỏ) Li Chiều dày lớp đất thứ i mà giếng qua Kiểm tra c-ờng độ đốt giếng Quá trình hạ đốt giếng diễn theo sơ đồ sau: a) Sơ đồ dầm giản đơn đầu mút thừa: Khi khống chế trình tự đào, giếng chịu lực theo sơ đồ định, giả định giếng chịu lực nh- dầm đầu mút thừa, gối tựa nằm khoảng cách mômen âm = mômen d-ơng (Ví dụ tỷ lệ A/B 1.5 khoảng cách gối = 0.7A) b) Sơ đồ dầm giản đơn: đào giếng từ hai bên, giếng tựa lên đất hai đầu c) Sơ đồ ngàm: đào đất theo trình tự từ hai đầu vào từ đầu vào giếng đ-ợc coi nh- s- đồ dầm ngàm với cách hẫng có chiều dài = A/2 - Tải trọng tác dụng nên dầm: trọng l-ợng thân t-ờng đ-ợc coi tải trọng rải đều, trọng l-ợng thân t-ờng đầu vách ngăn đ-ợc coi nh- lực tập trung tác dụng vị trí chúng lên t-ờng A Ptd Pvn Pvn 0.7A 199 A/2 A Ptd Ptd Pvn Pvn Ptd Ptd Pvn Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép Hình 4.4: Các sơ đồ tính toán cho đốt giếng Sau có sơ đồ tính tải trọng tác dụng tiến hành tính sã cèt thÐp vµ bè trÝ cèt thÐp theo sơ đồ mômen mặt phẳng thẳng đứng cho t-ờng giếng Kiểm tra khả kéo đứt giếng a) Nguyên nhân: Tr-ờng hợp giếng hạ qua hai (hay nhiều) lớp đất, lớp đất phía có lực ma sát lớn lực ma sát lớp đất phía d-ới Đất d-ới chân giếng đà đào hết mà giếng không chìm Q1= q.h1 Giả sử giếng đà hạ qua lớp đất (lớp : lực ma sát f1 vµ chiỊu dµy h1, líp 2: f2 vµ x) vµ giếng bị lớp đất giữ chặt Có thể tính đ-ợc lực léo đứt (S) tính l-ợng thép cần thiết bố trí theo ph-ơng thẳng đứng t-êng giÕng F1 = U.f1.h1 h1 S = F1 - Q1 F2 = U.f2.X1 X b) TÝnh lùc kÐo ®øt S S S = Q 2- F2 Q 2= q.X Chiều sâu hạ giếng tối đa vào lớp đất thứ là: Hình 4.5: Sơ đồ tính giếng bị kéo ®øt X max  U f1  q  h q  U f  Lùc kÐo (S) sinh ë ranh giíi gi÷a hai líp ®Êt lµ: S  U f1  q .h1  q  U f  X max Trong đó: q Trọng l-ợng 1m giếng theo chiều sâu f1 Lực ma sát đơn vị lớp đất thứ f2 Lực ma sát đơn vị lớp đất thứ h1 Chiều dày lớp đất thứ Xmax Chiều sâu giếng hạ vào lớp đất thứ mà giếng ch-a chìm Tính toán thành giếng 200 (4-3) Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép 1m Nói chung, sơ đồ tính toán thành giếng theo sơ đồ khung kín chịu tác dụng áp lực ngang đất xung quanh Do th-ờng thành giếng đ-ợc tính theo đoạn t-ờng chịu áp lực đất lớn đoạn t-ờng Từ sơ đồ tính mômen mặt phẳng nằm ngang tính l-ợng cốt thép nằm ngang cần thiết bố trí cho t-ờng giếng Tuy nhiên, đoạn t-ờng giếng phía chân giếng có chiều cao = bề dày t-ờng Pa Hình 4.6: Sơ đồ tính thành giếng giếng cần phải tính đến khả chịu thêm lực ngang chân giếng truyền lên Tính chân giếng Khi chịu áp lực ngang đất, chân giếng chịu lực theo sơ đồ sau: Sơ đồ 1: Chân giếng đ-ợc coi nh- công son., bị uốn mômen mặt phẳng thẳng đứng Sơ đồ 2: Chân giếng làm viƯc nh- mét khung kÝn d-íi t¸c dơng cđa c¸c mômen mặt phẳng nằm ngang Thực tế chân giếng chịu tác dụng hệ lực làm việc theo hai sơ đồ với phận khác chịu lực nh- kết cấu thống Vì vậy, tính theo sơ đồ ng-ời ta đ-a vào hệ số k1 k2 để giảm bớt giá trị lực ngang tác dụng: - Khi xét chân giếng nh- công son: 0.1L14 k1 1 hc  0.05L14 (4-4) - Khi xÐt ch©n giÕng nh- khung kÝn: hc4 k2  1 hc 0.05L42 (4-5) Trong đó: L1 , L2 Khoảng cách lớn nhỏ vách ngăn Nếu chân vách ngăn cao chân t-ờng 0.5m chân giếng tính theo sơ đồ ngàm (k = ; k2 = 0) D-ới trình bày tính toán chân giếng theo sơ đồ dầm ngàm (công son): 201 a) Tr-ờng hợp 1: Giếng hạ đến độ sâu thiết kế, đất d-ới chân giếng bị đào hết D-ới tác dụng áp lực đất n-ớc, chân giếng bị uốn vào T-ờng Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép TC1 hc h P1 (1) ¸p lùc ngang: * ¸p lùc ngang đất: không xét lực dính c đất trạng thái bÃo hoà dùng trọng l-ợng đẩy (dn) P2 Hình 4.7: Tính theo tr-ờng hợp * áp lực tĩnh n-ớc: - Nếu hạ giếng có hút n-ớc, đất loại đất thầm n-ớc lấy giá trị áp lực thủy tĩnh - Nếu hạ giếng có hút n-ớc, đất loại đất không thầm n-ớc lấy giá trị áp lực thủy tĩnh = 70% - Nếu hạ giếng không hút n-ớc, áp lực dùng toàn áp lực tĩnh, phía lấy 50% áp lực tĩnh Tóm lại, áp lực ngang 1m chu vi giếng độ sâu Z từ mặt n-ớc thi công đ-ợc tính nhsau (lấy hệ số tải trọng n=1.2 tc 5o ): - Hạ giếng có hút n-ớc đất bÃo hoµ: PZ  1.2PaZ  PnZ   1.2 dn.K a Z   n Z  (4-6) - H¹ giếng có hút n-ớc đất không thấm: PZ 1.2PaZ  0.7 PnZ   1.2 K a Z 0.7 n Z - Hạ giếng không hút n-íc: PZ  1.2PaZ  0.5PnZ   1.2 dn.K a Z  0.5 n Z  Trong ®ã:  Trọng l-ợng thể tích đất dn Trọng l-ợng thể tích đẩy đất n Trọng l-ợng thể tích n-ớc Ka Hệ số áp lực đất chủ động đất Trong công thức để tính P1 P2 lần l-ợt thay Z = h hc Z = h (2) Lùc ma s¸t (Tc): NÕu gäi lực ma sát 1m chu vi giếng 1m chiều sâu f cv, : 202 (4-7) (4-8) Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm Ðp f cv  (4-9) Q U h Do ®ã lực ma sát chân giếng là: TC1 f cv hc  (4-10) Q hc U h Trong ®ã: Q Trọng l-ợng toàn giếng (với hệ số tải träng n = 0.9) U Chu vi tiÕt diÖn giÕng h Chiều sâu hạ giếng Cuối cùng, tính đ-ợc mômen mặt phẳng thẳng đứng làm chân giếng có khả bị uốn vào bên Tính bố trí cốt thép thẳng đứng mép t-ờng giếng b) Tr-ờng hợp 2: Giếng hạ đến 1/2 độ sâu thiết kế, bên chân giếng ngập đất 1m Phía đỉnh giếng đúc thêm đoạn cao 4~6m Chân giếng có khả bị buốn phía (1) áp lực ngang: tính nh- công thức với hệ số tải trọng n=0.9 tc 5o phải PnZ 0.7PnZ Để tính P1' P2' từ công thức (4-6) , (4h h 7) vµ (4-8) thay Z   hc vµ Z  2 P'1 (2) Lùc ma s¸t (Tc2): Theo kinh nghiƯm lùc ma s¸t Tms = 0.5xPaZ không lớn lực ma sát tính đ-ợc từ công thức (4-1): h1=0.5h aZ hc TC2 H2 F R'  1 Tms  PaZ    K a h1   f h1 2 R (4-11) P'2 c m V1 V2  V2 1m P T-ờng đảm bảo điều kiện: Do lực ma sát chân giếng là: TC Tms hc 2h  Tms c h1 h (4-12) Hình 4.8: Tính theo tr-ờng hợp Do chân giếng ngập vào đất nên chịu phản lực đất theo ph-ơng thẳng đứng (V) Phản lực V đ-ợc phân thành phần, phần tác động phía d-ới bàn chân giếng gọi V1 phần phía chân giếng vát nghiêng gọi V2 Nếu giả thiết phân bố áp lực phần bàn bân giếng đều, phần chân giếng vát nghiêng theo qui lt tam gi¸c sÏ cã c¸c biĨu thøc sau: 203 Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm h¬i Ðp V  V1  V2  V1 2.V2  c  m (4-13) Q2  Tms U (4-14) V Trong đó: Q2 Trọng l-ợng toàn giếng nằm đất đoạn xây thêm phía Tms Lực ma sát 1m chu vi giếng U Chu vi giếng V Tổng áp lực thẳng đứng phái d-ới chân giếng V1 áp lực thẳng đứng phần bàn chân giếng V2 áp lực thẳng đứng phần chân giếng vát nghiêng Từ hệ ph-ơng trình (4-13), giải đ-ợc V1 vµ V2 : V1  2c V 2c  m V2  m V 2c  m (4-15) Do phần vát chân giếng ngập vào đất 1m, nên mặt nghiêng chân giếng chịu phản lực đất vuông góc với mặt nghiêng R tác động Lực R sinh lực ma sát F mặt nghiêng Tổng hợp lực (R F) ta đ-ợc lực R Phân tích R thành thành phần: thẳng đứng V2 ngang H2 Từ quan hệ hình học hình 4.8 tính đ-ợc: H  V2 tg     (4-16) Nh- vậy, lực tác dụng nên chân giếng gồm: áp lực đất n-ớc Pz (P1 P2), lực ma sát Tc2 lực ngang H2 Từ tính mô men làm chân giếng bị uèn phÝa ngoµi TÝnh vµ bè trÝ cèt thÐp thẳng đứng cho t-ờng giếng phía bên II Tính toán giếng chìm theo hệ tải trọng khai thác Khi chịu áp lực ngang, giếng chìm bị đất xung quanh giữ chặt Nếu giá trị tải trọng lớn, giếng bị nghiêng đổ biến dạng đất thành bên v-ợt trị số cho phép Giả thiết ph-ơng pháp tính Coi đất vật thể đàn hồi (dạng Vinkler) đ-ợc đặc tr-ng hệ số nền: - Theo ph-ơng thẳng đứng độ sâu h (đáy móng): Ch mh h ứng suất:  y  Ch y - Theo ph-¬ng ngang ë độ sâu Z: 204 (4-17) Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép CZ mZ h ứng suất: Z CZ Z Trong đó: (4-18) mh ; mZ HƯ sè (tra b¶ng 3-14 SGK), giếng có bậc thành nghiêng hệ số mh ; mZ giảm lần h Chiều sâu móng giếng chìm y Chuyển vị giếng theo ph-ơng thẳng đứng Z Chuyển vị giếng theo ph-ơng ngang Nội dung tính toán Giả sử móng giếng chìm chịu tác dụng tải trọng gồm No ; Ho M trọng tâm móng Nh- ứng suất đất d-ới đáy móng lực thẳng đứng (o) lực ngang mô men (y) Ngoài đất xung quanh giếng chịu ứng suất theo ph-ơng ngang (Z) giếng bị biến dạng nghiêng ứng suất đất d-ới ®¸y mãng, mét c¸ch tỉng qu¸t cã thĨ tÝnh nh- sau: max    o   ymax Trong đó: o ứng suất đất d-ới đáy móng tải trọng thẳng đứng (N o) y ứng suất đất d-ới đáy móng lực ngang mômen (Ho; Mo) (4-19) a) Tính o Trong thành phần ứng suất công thức (4-19) o tính đ-ợc ngay: o No F (4-20) Với F : diện tích tiết diện đáy giếng b) Tính y Z Cạnh tiết diện giếng đ-ợc qui đổi thành chữ nhật có bề rộng tính toán att , đ-ợc tính nh- sau: att  km a  1 Trong ®ã: 205 (4-21) a Cạnh tiết diện ngang giếng thẳng góc với mặt phẳng tác dụng lực km Hệ số xét đến ảnh h-ởng hình dáng tiết diện giếng (tra bảng) Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép Giả thiết giếng chìm vật thể tuyệt ®èi cøng cã chiỊu s©u tÝnh ®ỉi: ho H Y h   h  2.5 Z O  mZ att EI mZ Z Zo  h Lùc ngang mômen (Ho, Mo) tác dụng lên móng đổi thành lực ngang H tác dụng cách mặt đất đoạn ho O1 M ho o H D-íi t¸c dơng cđa lùc ngang H mãng quay quanh điểm O1 Giả sử góc quay Một điểm thành giếng độ sâu Z có chuyển vị ngang Z: y y Z Hình 4.9: Sơ đồ tính móng giếng chìm theo hệi tải trọng khai thác Z Z o Z .tg (4-22) Khi giếng quay đất mặt bên sinh ứng suất là: Z CZ Z  mZ Z Z o  Z .tg (4-23) Và đáy giếng điểm cách trọng tâm y có chuyển vị y ứng suất y : y  y.tg (4-24)  y  Ch y  mh h y.tg (4-25) Nh- vËy, theo c«ng thức (4-23) (4-25), để tính đ-ợc Z y cần phải biết đ-ợc giá trị Zo góc quay Có thể xác định Zo từ ph-ơng trình cân bằng: Y M O (4-26) Hệ ph-ơng trình (4-26) cã thĨ viÕt thµnh: h h 0 H    Z att dZ  att mZ tg  Z Z o  Z .dZ h Z H    .att mZ h tg  206 (4-27) Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép (4-28) h H h0    Z att Z dZ    y y.dF F h H h0  att mZ tg  Z Z o  Z .dZ  Ch tg. y dF F h Z H    .att mZ h tg  Ch I tg  4 Tõ ph-¬ng trình (4-27) (4-28) giải đợc Z0 tg Cuối tính đ-ợc ứng suất Z y nh- sau: H Z Z  Z  A.h H y  y A. Z  (4-29) (4-30) Tæng ứng suất thẳng đứng d-ới đáy móng là: max      ymax  Trong ®ã: N0 H b    F A.  I Mômen quán tính tiết diện đáy giếng b/2 Khoảng cách từ trục trọng tâm đến mép móng  (4-31)  att h  36.I mZ h vµ A  12. 2h  3h0  Ch - Khi có M0, H0 H=0, h0 =  ; H.h0 = M - TrÞ sè Z0 > h, tâm quay d-ới đáy giếng III kiểm toán giếng chìm theo hệ tải trọng khai thác Kiểm toán theo trạng thái giới hạn (tra ứng suất đất d-ới đáy móng thành bên) a) Kiểm tra ứng suất đất d-ới đáy móng - Giếng chìm chịu tổ hợp lùc chđ:  max  R vµ   (4-32) - Giếng chìm chịu tổ hợp lực phụ: max 1.2R (4-33) - Tr-ờng hợp chân giếng tầng đá không phụ thuộc vào tổ hợp lùc chđ hay phơ :  max  1.2R 207 (4-34) Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm ép b) Kiểm tra ứng suất đất thành bên giếng Cần kiểm toán ứng suất đất xung quanh thân giếng độ sâu Z=h/3 Z=h  NÕu øng st lín nhÊt xt hiƯn ë ®é s©u Z   Z  1.   z1.tgtt  ctt  cos tt Nếu ứng suất lớn xuất độ sâu Z   Z  1. h th×: (4-35) h th×:   h   tg tt  ctt  cos  tt   (4-36) Trong ®ã: 1 HƯ sè Nếu kết cấu vòm siêu tĩnh = 0.7; tr-ờng hợp khác =1 Hệ số tính đến phần mômen tải trọng tĩnh tổng tải trọng:    0.2  0.8.1  MT  M MT : Mômen tải trọng tĩnh đáy móng M : Tổng mô men tổ hợp tính toán sinh Trọng l-ợng thể tích đất tt Góc ma sát tính toán đất từ đáy móng trở lên ctt Lực dính tính toán đất Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng a) Kiểm toán lún Tính lún móng giếng chìm theo ph-ơng pháp phân tầng cộng lón (céng lón tõng líp – ch-¬ng : C¬ học đất) Độ lún S chênh lệch lún S phải đảm bảo giới hạn cho phép nh- yêu cầu cụ thể công trình b) Kiểm toán chuyển vị ngang đỉnh trụ: Khi h 1.6 giếng chìm coi nh- tuyệt đối cứng chuyển vị ngang Khi 1.6 h 2.5 chuyển vị ngang đỉnh trụ cần phải xét đến độ cứng có hạn thân giếng nh- sau: 208 Ch-ơng : móng giếng chìm giếng chìm Ðp   k1.Z  k2 L0 .tg    0.5 L (4-38) Trong ®ã: k1; k2 HƯ số xét đến độ cứng hạn chế giếng thân trụ, lấy theo bảng (5-2 SGK) 209 L0 Khoảng cách từ mặt đất đến đỉnh trụ Góc quay trục tim giếng so với ph-ơng thẳng đứng Biến dạng đàn hồi đỉnh trụ coi đoạn L0 nh- ngàm mặt đất L Chiều dài nhịp ngắn gác lên trụ đảm bảo L≥25m  ... y.tg ( 4- 25) Nh- vậy, theo công thức ( 4- 2 3) ( 4- 25) , để tính ? ?-? ??c Z y cần phải biết ? ?-? ??c giá trị Zo góc quay Có thể xác định Zo từ ph-ơng trình cân bằng:  Y    M O  ( 4- 2 6) Hệ ph-ơng trình... nh- mét kÕt cÊu thèng nhÊt V× vËy, tÝnh theo sơ đồ ng-ời ta đ-a vào hệ số k1 k2 để giảm bớt giá trị lực ngang tác dụng: - Khi xét chân giếng nh- công son: 0.1L 14 k1  1 hc  0.05L 14 ( 4- 4 ) -. ..  Ch I tg  Từ ph-ơng trình ( 4- 2 7) ( 4- 2 8) giải đợc Z0 tg Cuối tính ? ?-? ??c ứng suÊt Z vµ y nh- sau: H Z Z  Z  A.h H y  y A. Z ( 4- 2 9) ( 4- 3 0) Tổng ứng suất thẳng đứng d-ới đáy mãng sÏ lµ: