Bài giảng Nền móng - Chương 2: Các cơ sở thiết kế nền móng

Chương 2 trang bị cho người học những nội dung kiến thức như: Thiết kế nền móng phải thoả mãn các yêu cầu nào? Các thông số cần thiết cho việc thiết kế nền móng? Trình tự để thiết kế nền móng? Mời các bạn cùng tham khảo.

CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ THIẾT KẾ NỀN MĨNG  Thiết kế nền móng phải thoả mãn các u cầu nào? Các thơng số cần thiết cho việc thiết kế nền móng? Trình tự để thiết kế nền móng? CHƯƠNG 2: CÁC CƠ SỞ THIẾT KẾ NỀN MĨNG   Thiết kế nền móng phải thoả mãn các yếu tố nào?  Các điều kiện kỹ thuật: u cầu về độ bền, an tồn và sử dụng  bình thường  Khả thi  Kinh tế  So sánh nhiều PA và chọn ra PA tối ưu 2.1. CÁC U CẦU KỸ THUẬT 2.1.1. Đối với móng   Vật liệu phổ biến là BTCT   TT theo các ngun tắc tính cấu  kiện chịu uốn, nén, kéo với các trạng thái giới hạn:   TTGH I: TT cường độ trên tiết diện đứng và tiết diện nghiêng với  tải trọng tính tốn   TTGH II: TT biến dạng với tải trọng tiêu chuẩn    TTGH III: Tính tốn về phát triển khe nứt với tải trọng tiêu chuẩn  2.1. CÁC U CẦU KỸ THUẬT 2.1.1. Đối với móng  Đối với móng hầu như  khơng tính tốn theo TTGH II và TTGH  III    trừ  một  số  trường  hợp   bản  móng  bè  của  bể  chứa,  móng  trong mơi trường xâm thực mạnh  Ngồi 3 TTGH này móng cịn có thể phải tính tốn theo trạng thái  giới hạn về ổn định (lật đổ và trượt) trên nền ( với các móng chịu tải  nằm ngang lớn , tải trọng đứng nhỏ)  Tải trọng tác dụng lên móng là tải trọng của cơng trình bên trên  và phản lực   đất tác dụng tại các mặt tiếp xúc của hệ móng – nền  đất 2.1. CÁC U CẦU KỸ THUẬT 2.1.2.  Đối với nền đất Nền đất được tính tốn theo hai TTGH I và TTGH II  TTGH  I:  Tính  tốn  kiểm  tra khả  năng  chịu  tải  của nền  đất  với  tải trọng là tải trọng tính tốn p  dụng  với các nền  đất  sét  cứng, cát rất  chặt  hoặc  đá;  các  nền  đất đặt móng chịu tải trọng ngang là chủ yếu, các nền đất nằm trong  phạm vi mái dốc hoặc phân bố rất dốc 2.1. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT 2.1.2.  Đối với nền đất  TTGH I:  tt p   kt kl pult = Pa Fs lực chống trượt mômen chống trượt lực gây trượt mômen gây trượt mômen chống lật mômen gây lật kl kt 2.1. CÁC U CẦU KỸ THUẬT 2.1.2.  Đối với nền đất  TTGH II: Tính tốn kiểm tra về biến dạng của nền  đất với tải  trọng là tải trọng tiêu chuẩn  p dụng với các nền đất mềm  Điều kiện cần:   ptc    Rtc    Móng chịu tải lệch tâm cần thêm: ptcmin    0 và ptcmax   1,2 Rtc  2.1. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT 2.1.2.  Đối với nền đất  Điều kiện đủ:   S   Sgh      i   igh    S     Sgh 2.2. CÁC TÀI LIỆU CẦN CĨ ĐỂ THIẾT KẾ NM  Các thơng số cần thiết cho việc thiết kế nền móng?  Tài liệu về khu vực xây dựng  Tài liệu về cơng trình được thiết kế   Khả năng về vật liệu XD và thiết bị thi cơng 2.2. CÁC TÀI LIỆU CẦN CĨ ĐỂ THIẾT KẾ NM 2.2.1. Tài liệu về khu vực xây dựng Địa hình Bề mặt đất Công trình lân cận (PA móng, cố, …) Đường sá Cây cối Kênh mương, ao hồ, giếng, … Hệ thống dịch vụ Cấp thoát nước Điện Điện thoại Khí đốt Bãi rác 2.4. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 2.4.4. Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn của các đặc trưng a. Chỉ tiêu riêng và chỉ tiêu tổng qt  Chỉ tiêu riêng:      Là  trị  số  của  các  đặc  trưng  của  đất  xác  định  từ  một  mẫu  thí  nghiệm  Chỉ tiêu tổng qt:   Là trị số của các đặc trưng chung cho tồn bộ lớp đất  2.4. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 2.4.4. Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn của các đặc trưng b. Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn   Giá trị tiêu chuẩn:   Với các đặc trưng của đất, trừ   và c : A tc 1n Ai ni A  Với   và c: tính theo phương pháp bình phương cực tiểu c tc n n i i tc n i n i i n i n i i i i n n i i i i n i i n i i n i i 2.4. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 2.4.4. Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn của các đặc trưng b. Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn   Giá trị tính tốn:    Nâng cao độ an tồn cho  ổn  định của nền  đất, một số tính tốn  ổn định của nền được tính với các đặc trưng tính tốn  A tt A tc kd   kd = 1 với các đặc trưng của đất ( trừ  , c,   ) 2.4. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 2.4.4. Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn của các đặc trưng b. Giá trị tiêu chuẩn, giá trị tính tốn   Với  , c,  : kd 1 Với  , c A tt A tc kd Với  t  t  ­ hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy   Tính nền theo TTGH II thì   = 0.85  Tính nền theo TTGH I  thì   = 0.95 A tc 1 n t Bài tập 1.1 tg tc  = 0.631 ctc = 0.136 tg  = 0.014  = 0.031 c tg  = 0.02  = 0.228 c τ (kg/ cm2) σ (kg/ cm2) 0.75 0.74 0.73 0.75 0.77 0.76 1.38 1.40 1.40 1.45 1.47 1.49 1.95 1.95 2.00 2.08 2.09 2.00 0.630833 0.014416 0.991713 1914.817 4.775408 0.136111 0.031143 0.049939 16 0.039903 Bài tập 1.1  Tính tốn nền theo TTGH I:  = 0.95, n – 2 = 18 – 2 = 16   t  = 1.75   tg  =  tg  t  = 0.02 x1.75 = 0.035      c =  ct  = 0.228 x1.75 = 0.399    tg I = tg tc  (1   tg ) = 0.631 (1  0.035) = [0.609   0.653]      cI = ctc(1   c) = 0.136 (1  0.399)  = [0.082   0.19] Bài tập 1.1  Tính tốn nền theo TTGH II:  = 0.85, n – 2 = 18 – 2 = 16   t  = 1.07   tg  =  tg  t  = 0.02 x1.07 = 0.021      c =  ct  = 0.228 x1.07 = 0.244    tg II = tg (1   tc tg ) = 0.631 (1  0.021) = [0.618   0.644]      cII = ctc(1   c) = 0.136 (1  0.399)  = [0.106   0.166]  Chọn thơng số nào để tính tốn? 2.5.  CHỌN LOẠI NỀN VÀ MĨNG 2.5.1. Lựa chọn nền và phương pháp xử lý nền  Căn cứ:   Tài liệu địa chất   Tài liệu về cơng trình (loại cơng trình, quy mơ cơng trình, tải trọng  tác dụng xuống móng   áp lực nền, độ lún của cơng trình)   Điều kiện thi cơng, …  Quyết định:  Nền tự nhiên hay phải dùng nền nhân tạo  Lựa chọn giải pháp nào để gia cố nền 2.5.  CHỌN LOẠI NỀN VÀ MĨNG 2.5.2. Lựa chọn giải pháp móng  Mục tiêu:   Đề xuất được PA móng tốt nhất cả về kỹ thuật và kinh tế   Phải thiết kế sơ bộ nhiều PA móng để so sánh   So sánh:  u cầu kỹ thuật   Đạt u cầu về mặt kỹ thuật rồi mới  dựa vào các chỉ tiêu về kinh  tế để quyết định  2.5.  CHỌN LOẠI NỀN VÀ MĨNG 2.5.3. Chọn độ sâu móng Điều kiện  địa chất cơng trình,  địa chất thủy văn: yếu tố có  ảnh  hưởng nhiều nhất ĐẤ T YẾ U ĐẤ T TỐ T ĐẤ T YẾ U ĐẤ T YẾ U ĐẤ T TỐ T Sơ  đ o à  Sơ  đ o à  ĐẤ T TỐ T Sơ  đ o à  ĐẤ T TỐ T Sơ  đ o à  2.5.  CHỌN LOẠI NỀN VÀ MĨNG 2.5.3. Chọn độ sâu móng  Trị số và phương của tải trọng (Tải đứng,Tải ngang)  Đặc điểm và u cầu sử dụng cơng trình  Cây cối xung quanh  Các cơng trình ngầm (tầng hầm, đường ống, …)  Các cơng trình lân cận   Biện pháp thi cơng móng  2.6. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MĨNG 2.6.1. Bước 1: Thu thập và xử lý tài liệu Tài liệu về cơng trình Tài liệu về khu vực xây dựng   Địa hình khu vực   Mạng lưới và phương pháp khảo sát  Lát cắt địa chất   Các kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ, lý của đất  Địa chất thuỷ văn: cao độ nước ngầm, tính chất nước ngầm Tài  liệu  về  cơng  trình  lân  cận,  mơi  trương  xây  dựng  điều kiên xây dựng Xác định các tiêu chuẩn xây dựng  Đánh  giá  2.6. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MĨNG 2.6.2. Bước 2: Đề xuất các phương án nền móng khả thi Loại móng theo dạng kết cấu cơ bản, độ cứng, hình dạng móng,  …  Vật liệu Phương pháp thi cơng Độ sâu đặt móng Giải pháp gia cố nền 2.6. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MĨNG 2.6.3. Bước 3: Thiết kế sơ bộ các phương án khả thi Thoả mãn các điều kiện kỹ thuật Thoả mãn các điều kiện về thi cơng: 2.6.4. Bước 4: So sánh các phương án  So sánh các chỉ tiêu kinh tế, độ tin cậy của các PA  Chọn phương án tối ưu đề thiết kế kỹ thuật Tài liệu TL Cơng trình TL Địa chất Các tiêu chuẩn quy phạm Đề xuất các PA  khả thi PA 1 TK sơ bộ các  PA PA 2 PA 3 So sánh và chọn  PA TK Kỹ thuật   PA chọn Thuyết minh tính thốn +  Bản vẽ ... 2.6. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MĨNG 2.6.2. Bước? ?2:? ?Đề xuất các phương án? ?nền? ?móng? ?khả thi Loại? ?móng? ?theo dạng kết cấu cơ bản, độ cứng, hình dạng? ?móng,   …  Vật liệu Phương pháp thi cơng Độ sâu đặt? ?móng Giải pháp gia cố? ?nền. .. 2.1.1. Đối với? ?móng  Đối với? ?móng? ?hầu như  khơng tính tốn theo TTGH II và TTGH  III    trừ  một  số  trường  hợp   bản  móng? ? bè  của  bể  chứa,  móng? ? trong mơi trường xâm thực mạnh  Ngồi 3 TTGH này? ?móng? ?cịn có thể phải tính tốn theo trạng thái ... tác dụng xuống? ?móng? ?  áp lực? ?nền,  độ lún của cơng trình)   Điều kiện thi cơng, …  Quyết định: ? ?Nền? ?tự nhiên hay phải dùng? ?nền? ?nhân tạo  Lựa chọn giải pháp nào để gia cố? ?nền 2.5.  CHỌN LOẠI NỀN VÀ MĨNG 2.5.2. Lựa chọn giải pháp móng