MÓNG NÔNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN.PGS.TS.NGUYỄN HỒNG NAM

CHƯƠNG II: MĨNG NƠNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN 27 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Nội dung • 2.1 Khái niệm, phân loại bước tính tốn thiết kế móng nơng • 2.2 Sức chịu tải giới hạn móng nơng (móng cứng) • 2.3 Độ lún móng nơng (móng cứng) • 2.4 Sức chịu tải cho phép xác định kích thước đáy móng Nguyễn Hồng Nam, 2010 28 2.1 Khái niệm, phân loại bước tính tốn thiết kế móng nơng • Móng nơng loại móng truyền tải trọng kết cấu xuống đất gần bề mặt • Móng nơng thường xây hố móng đào bỏ đất hồn tồn Chiều sâu đặt móng hm1.5kg/cm2 Mác bê tơng Móng băng Móng đơn Móng đá hộc bê tơng đá hộc mác vữa 50-100 10-35 b) Nguyễn Hồng Nam, 2010 47 Xác định kích thước móng chịu tải trọng tác dụng lệch tâm Nguyễn Hồng Nam, 2010 48 11 B Kiểm tra điều kiện biến dạng Xác định S: Để tính lún có nhiều phương pháp Thường sử dụng phương pháp cộng lún lớp theo TCXD 45-78 49 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Các bước tính lún • Tính vẽ biểu đồ ứng suất thân đất σzđ gây trục qua vị trí điểm tính lún o n σ zd = ∑ γ i hi H σzi hi Ha σzđ σz σzđ = 5σz Nguyễn Hồng Nam, 2010 σz (2-14) i =1 • đó: γi, hi: trọng lượng riêng chiều dầy lớp đất thứ i phía điểm tính tốn • n: số lớp đất tính từ mặt đến điểm tính tốn • Tính vẽ biểu đồ ứng suất tăng thêm σz (ứng suất gây lún) trục với ứng suất thân σzđ 50 12 ptl = ( ptb − γH ) σ z = K ptl o H σzi hi Ha σzđ σz σzđ = 5σz σz Trong đó: K =f(l/b, z/b) (PL 1-7, Nền móng, Lê Đức Thắng, NXB GD, 2000) -Độ sâu tắt lún Ha xác định dựa vào điều kiện sau: σ z = 0.2σ zđ -Chia đất với chiều sâu Ha thành n lớp đất mỏng Độ lún lớp tính sau: Trong đó: β: hệ số phụ thuộc hệ số nở hơng µo đất (β=0.8 loại đất theo TCXD 45-78) Eoi, hi: mô đun biến dạng chiều dày lớp đất thứ i σzi: ứng suất gây lún lớp đất thứ i, xác định lớp Độ lún tổng cộng: Nguyễn Hồng Nam, 2010 Si = β hi σ zi n Eoi S = ∑ Si i =1 51 Tính độ chênh lệch lún độ nghiêng móng • Cần tính độ chênh lệch lún móng gần điểm móng chênh lệch lún gây bất lợi cho làm việc cơng trình (2-20) ∆S = S A − S B • Trong đó, SA, SB: độ lún điểm A B móng hai móng khác • Góc nghiêng móng xác định: (2-21) ∆S tgθ = L • Trong đó: L khoảng cách điểm A B xét (thường điểm góc móng) • Chú ý: tính móng theo biến dạng (TTGH2) việc khống chế áp suất đáy móng nhỏ cường độ tiêu chuẩn đất (ptb ≤ Rtc) nên điều kiện ổn định 52 độ thoả mãn Nguyễn cường Hồng Nam, 2010 13 II.Tính móng cơng trình chịu lực đẩy ngang thường xun theo TTGH • Cơng trình thuỷ lợi: cống, trạm bơm, tường chắn đất, âu thuyền • Phần lớn chịu tải trọng ngang tác dụng thường xuyên (áp lực đất, áp lực nước) với trị số lớn • số Ct xây dựng sườn dốc nên dễ ổn định cường độ (trượt, lật) • Vì cần kiểm tra móng theo TTGH1 (TCVN4253-86) Nguyễn Hồng Nam, 2010 53 Các hình thức ổn định móng • Thí nghiệm bàn nén • Thí nghiệm bàn đẩy Nguyễn Hồng Nam, 2010 54 14 Thí nghiệm bàn nén trường Po P gh O Kích gia tải Dầm gia tải P (kN/m2) Đồng hồ đo lún M A Bàn nén B C S (mm) (mm) Nguyễn Hồng Nam, 2010 Cọc ne o Bàn nén cứng hình vuông 70.7x70.7cm2; Đặt bàn nén trực tiếp lên nền, Gia tải tác dụng theo cấp gia tải 20÷50 kN/m2 Đo lún sau ổn định Tiếp tục gia tải độ lún tăng đột ngột, 55 lớn, đất bị đẩy trồi Thí nghiệm bàn đẩy • Thí nghiệm cho thấy tuỳ theo trị số tải trọng đứng Pđ tải trọng ngang Pn mà cơng trình xảy hình thức ổn định sau đây: • Trượt sâu: Pđ>>Pn • trượt phẳng: Pn>>Pđ • Trượt hỗn hợp: Pđ Pn lớn Mặt trượt bao gồm phần trượt phẳng phần trượt sâu xuống Nguyễn Hồng Nam, 2010 56 15 Các bước tính tốn móng cơng trình chịu lực đẩy ngang thường xun theo TTGH • Phán đốn hình thức ổn định móng • Tính tốn ổn định móng cường độ (trượt phẳng, trượt hỗn hợp, trượt sâu) • Kiểm tra điều kiện biến dạng 57 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Phán đốn hình thức ổn định móng • • Dựa sở thí nghiệm mơ hình kinh nghiệm thực tế Đối với cát, sét cứng nửa cứng, cơng trình có khả xẩy trượt phẳng thoả mãn điều kiện: Nσ = • • • • • • • • σ max ≤ [N σ ] bγ Trong đó: Nσ: số mơ hình (không thứ nguyên) σmax: ứng suất pháp lớn đáy móng b: kích thước cạnh đáy móng // lực gây trượt (chiều rộng) γ: trọng lượng riêng đất Khi nằm mực nước ngầm, lấy trọng lượng riêng đẩy [Nσ]: số mơ hình giới hạn [Nσ]=1 cát chặt [Nσ]=3 cac loại đất khác Riêng CT cấp I&II, [Nσ] phải xác định thí nghiệm Nguyễn Hồng Nam, 2010 58 16 Điều kiện xảy trượt phẳng (nền đất dính) • Đối với đất dính (dẻo, dẻo cứng, dẻo mềm), điều kiện trên, cần thoả mãn điều kiện sau đây: (2-25) c tgψ = tgϕ + Cv = • • • • • • • • • σ tb k (1 + e)t o aγ n ho ≥ 0.45 (2-26) ≥4 Trong đó: tgψ: hệ số kháng cắt đất tgϕ, c: hệ số ma sát lực dính đất σtb: ứng suất trung bình đáy móng Cv: hệ số mức độ cố kết k: hệ số thấm e: hệ số rỗng đất trạng thái tự nhiên to: thời gian thi cơng cơng trình γn: trọng lượng riêng nước (9.81 10 kN/m3) a: hệ số nén (hệ số ép co) đất nền, xác định từ đường cong ép lún 59 ho: chiều dày Nguyễn Hồng Nam, 2010tính tốn lớp đất cố kết (ho ≤ b) Điều kiện xảy trượt sâu, trượt hỗn hợp • Khi khơng thoả mãn điều kiện trên, cơng trình có khả ổn định trượt sâu cơng trình chịu lực thẳng đứng tác dụng ổn định trượt hỗn hợp cơng trình có thêm lực ngang tác dụng thường xuyên • Chú ý: điều kiện đưa phán đoán khả ổn định trượt cơng trình • Sau có kết tính tốn cụ thể theo sơ đồ trượt phán đốn kết luận cơng trình có bị ổn định hay khơng Nguyễn Hồng Nam, 2010 60 17 Tính tốn ổn định móng cường độ • Điều kiện để cơng trình ổn định Tính theo TTGH1 cường độ: (2-27) Trong đó: • nc: hệ số tổ hợp tải trọng m: hệ số điều kiện làm việc Đối với CTBTCT đất, đá nửa cứng (m=1) • kn: hệ số độ tin cậy, phụ thuộc cấp cơng trình • Ntt: Giá trị tính tốn lực gây trượt tổng qt • R: lực chống trượt giới hạn nc N tt ≤ mR kn Ttl Thl P Eatl Ebhl u Mặt trượt 61 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Tính tốn theo sơ đồ trượt phẳng Lực gây trượt: Ntt = Ttl + Ectl – Thl (2-28) Lực chống trượt giới hạn: Rgh=Ptgϕ +F.c +mEbhl (2-29) P: tổng thành phần tải trọng thẳng đứng (kể áp lực ngược) Ttl, Thl: Tổng giá trị thành phần nằm ngang lực tác dụng vào thượng, hạ lưu cơng trình, trừ áp lực đất Ttl Ectl P u Thl Ebhl Mặt trượt • Ectl, Ebhl: Áp lực đất chủ động bị động thượng, hạ lưu cơng trình • m: hệ số xét đến quan hệ áp lực bị động chuyển vị ngang (m=0.7) • ϕ, c: góc ma sát lực dính đơn vị đất • F: Diện tích đáy móng • Khi móng có chân khay, mặt trượt cắt qua mặt phẳng qua đáy chân khay Trong trường hợp mặt phẳng trượt nghiêng, lực cần chiếu lên mặt phẳng Nguyễn Hồng Nam, 2010 62 18 Tính tốn theo sơ đồ trượt hỗn hợp b Ttl Ectl b2 Thl P Mặt trượt Lực gây trượt: Lực chống trượt giới hạn: q= γhm ptb Ebhl u b1 Trượt phẳng τgh Trượt sâu Ntt = Ttl + Ectl - Thl (2-30) Rhh = (ptb.tgϕ +c) b2+ τghb1 (2-31) Trong đó: ptb: ứng suất trung bình đáy móng b1, b2: chiều rộng phần trượt sâu trượt phẳng móng τgh: cường độ chống trượt giới hạn phần trượt sâu 63 Nguyễn Hồng Nam, 2010 Xác định b1, b2 b b2 b1 ptb q= γhm ptb tăng Ỉ b1 tăng, b2 giảm ngược lại τgh Trượt phẳng Trượt sâu Đặt α=b1/b, vẽ quan hệ α ~ ptb b b2 b1 q= γhm ptb Trượt phẳng τgh Trượt sâu Nguyễn Hồng Nam, 2010 64 19 Tính tốn theo sơ đồ trượt hỗn hợp α=b1/b α=b1/b tgψ < 0.45 b1 = α b α=ptb/pgh α tgψ ≥ 0.45 α=(ptb-pk)/ (pgh-pk) α ptb p pgh pk ptb pgh p ã Nu tg