Bài giảng môn cơ sở kỹ thuật xây dựng: Nền và Móng

Các móng đơn làm bằng gạch đá xây loại này, khi chịu tác dụng của tải trọng (Hình 2.3b) tại đáy móng xuất hiện phản lực nền, phản lực này tác dụng lên đáy móng, và phần móng chìa ra[r]

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

KHOA

Bài giảng môn sở

kỹ thuật xây dựng

CHƯƠNG II: MĨNG NƠNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN

ß KHÁI NIỆM CHUNG

1.1 Định nghĩa

Móng nơng móng xây hố đào trần, sau lấp lại, chiều sâu chơn móng khoảng 2÷3m, trường hợp đặc biệt sâu đến 5m

So với loại móng sâu, móng nơng có ưu điểm:

+ Thi cơng đơn giản, khơng địi hỏi thiết bị thi cơng phức tạp Việc thi cơng móng nơng dùng nhân cơng để đào móng, số trường hợp với số lượng móng nhiều, chiều sâu lớn dùng máy móc để tăng suất giảm thời gian xây dựng móng

+ Móng nơng sử dụng rộng rãi cơng trình xây dựng vừa nhỏ, giá thành xây dựng móng móng sâu

+ Trong q trình tính toán bỏ qua làm việc đất từ đáy móng trở lên

1.2 Phân loại móng nơng

1.2.1 Dựa vào đặc điểm tải trọng

Dựa vào tình hình tác dụng tải trọng người ta phân thành : + Móng chịu tải trọng tâm

+ Móng chịu tải trọng lệch tâm

+ Móng cơng trình cao (tháp nước, ống khói, )

+ Móng thường chịu lực ngang lớn (tường chắn, đập nước, ) + Móng chủ yếu chịu tải trọng thẳng đứng, mô men nhỏ

1.2.2 Dựa vào độ cứng móng

+ Móng tuyệt đối cứng: Móng có độ cứng lớn (xem vô cùng)

biến dạng bé (xem gần 0), thuộc loại có móng gạch, đá, bê tơng

+ Móng mềm: Móng có khả biến dạng cấp với đất (biến dạng

lớn, chịu uốn nhiều), móng BTCT có tỷ lệ cạnh dài/ngắn > lần thuộc loại móng mềm

+ Móng cứng hữu hạn: Móng Bê tơng cốt thép có tỷ lệ cạnh dài/cạnh ngắn <

lần Việc tính tốn loại móng khác nhau, với móng mềm tính tốn phức tạp

1.2.3 Dựa vào cách chế tạo

Dựa vào cách chế tạo, người ta phân thành móng tồn khối móng lắp ghép + Móng tồn khối: Móng làm vật liệu khác nhau, chế tạo vị trí xây dựng (móng đổ chỗ)

+ Móng lắp ghép: Móng nhiều khối lắp ghép chế tạo sắn ghép lại với thi cơng móng cơng trình

1.2.4 Dựa vào đặc điểm làm việc

Theo đặc điểm làm việc, có loại móng nơng sau :

+ Móng đơn: dạng cột dạng bản, dùng cột tường kết

hợp với dầm móng

+ Móng băng cột chịu áp lực từ hàng cột truyền xuống, hàng cột phân bố theo hai hướng dùng máy đóng băng giao thoa

+ Móng băng tường: phần kéo dài xuống đất tường chịu lực

+ Móng bản, móng bè : móng dạng BTCT nằm phần hay tồn cơng trình

+ Móng khối: móng cứng dạng khối đơn nằm tồn cơng trình Theo cách phân loại ta nghiên cứu cấu tạo chi tiết số loại thường gặp

ß2 CẤU TẠO CÁC LOẠI MĨNG NƠNG THƯỜNG GẶP 2.1 Móng đơn

Móng đơn chế tạo, kiến thiết chân cột nhà dân dụng nhà công nghiệp,

dưới trụ đỡ dầm tường, móng mố trụ cầu, móng trụ điện, tháp ăng ten,

Móng đơn có kích thước khơng lớn lắm, móng thường có đáy hình vng, chữ

nhật, trịn, dạng chữ nhật sử dụng rộng rãi

(a) (b) (c) (d)

Hình 2.1:Một số loại móng đơn

a Móng đơn cột nhà: gạch, đá xây, bê tơng, b Móng đơn cột: bê tơng bê tơng cốt thép c Móng đơn trụ cầu

d Móng đơn chân trụ điện, tháp ăng ten

Thuộc loại móng đơn, ta xét cấu tạo chi tiết loại sau

2.1.1 Móng đơn tường

1

4

3

Móng đơn tường

được áp dụng hợp lý áp lực tường truyền xuống có trị số nhỏ đất tốt có tính nén lún bé

Các móng đặt cách

nhau từ 3÷6m dọc theo tường đặt tường góc nhà, tường ngăn chịu lực chỗ có tải trọng tập trung móng đơn, người ta đặt dầm móng (dầm giằng)

Hình 2.2: Cấu tạo móng đơn dưới tường

1 Bản móng, đệm móng;2 Cột truyền lực bê tơng; Dầm móng; Lớp lót tường; Tường nhà

2.1.2 Móng đơn cột trụ

Móng đơn cột làm đá hộc hình (2.3a) Móng bê tơng bê tơng

Các móng đơn làm gạch đá xây loại này, chịu tác dụng tải trọng (Hình 2.3b) đáy móng xuất phản lực nền, phản lực tác dụng lên đáy móng, phần móng chìa khỏi chân cột bậc bị uốn dầm công xôn, đồng thời móng bị cắt theo mặt phẳng qua mép cột

α

1 h

l

r

(a) (b)

g ng độ vật liệu nhỏ Mặt biên m truyền

Do vậ ỷ số h/l (giữa chiều cao rộn

Hình 2.3a: Cấu tạo móng đơn bằng đá hộc Hình 2.3b: Sơđồ làm việc của móng

1 Đường truyền ứng suất; Góc mởα

y t bậc móng) phải lớn phản lực

óng phải nằm hệ thống đường r lớn cườ

ứng suất khối móng Do để quy định móng cứng hay móng mềm,

người ta dựa vào góc α

Đối với móng cứng α phải bé αmax đó, nghĩa tỷ số h/l khơng nhỏ trị số sau :

Áp lực trung bình đáy móng

P ≤ 1,5kG/cm2 P > 1,5kG/cm2

Mác Bê tơng Loại móng

≥ 100 < 100 ≥ 100

< 100

Móng băng 1,5 1,35 1,75 1,5

Móng đơn 1,65 1,5 2,0 1,65

Áp lực trung bình đáy móng Móng đá hộc &

BT đá hộc

P

mác vữa ≤ 2,5kG/cm2 P > 2,5kG /cm2

50 ÷ 100 10 ÷ 35

4

1,25 1,5 1,75

1,5 1,75 2,00

Trường hợp đặt cốt thép bậc cuối tỷ số h/l bậc phía phải

1 (tức max= )

Chiều cao bậc móng: Móng bê tơng đá hộchb ≥30, móng gạch đá xây

35

α

45

<

hb 60

* Với móng đơn bê tơng cốt thép khơng cần kh g chế tỷ số h/l mà

÷

ốn

vào kết tính tốn để xác định chiều cao, kích thước hợp lý móng cốt thép

Thuộc loại móng đơn bê tơng cốt thép người ta dùng móng đơn BTCT đỗ chỗ mà dùng kết cấu lắp ghép không hợp lý cột truyền tải trọng lớn Móng bê tơng cốt thép đổ chỗ cấu tạo nhiều bậc vát móng

50

H

50

100 b<3000

2

5

-30cm

30d

100

100 b<3000 100 100 b<3000 100

25-30

cm

30d

50 b

100

>

200

ht

50

bc 75

200 vaì<0,75ht 75

The

ïp cá

øu l

à

õp

Nhồi bêtông cốt liệu nhỏ Mác >200

Lớp vữa ximăng Mac 50 50

50

>

200

>

200

50 50 Lớp vữa ximăng Mac 50

The

ïp cá

øu l

à

õp

75

200 vaì<0,75ht 75

bc

50

ht

>

200 100

b

50 50

50 50 b 50

>

200 50

bc 75

The

ïp cá

øu l

à

õp

Lớp vữa ximăng Mac 50 50

50

>

200

2 6a200 200

Hình 2.4 Cấu tạo một số móng đơn BTCT đổ tại chổ

Dưới móng bê tơng cốt thép, thường người ta làm lớp đệm sỏi có tưới chất dính kết đen vữa xi măng, bê tông mác thấp bê tông gạch vỡ Lớp đệm có tác dụng sau:

+ Tránh hồ xi măng thấm vào đất đổ bê tông

+ Giữ cốt thép cốt pha vị trí xác định, tạo mặt thi cơng + Tránh khả bê tông lẫn với đất thi cơng bê tơng

- Móng đơn bê tơng cốt thép lắp ghép cột cấu tạo nhiều khối, để giảm trọng lượng, người ta làm khối rỗng khối có sườn để việc cấu lắp thi cơng dễ dàng

I Bn

2 Sườn Ngàm bê tông Cột I

I

I-I

a b

I

I - I

1

3

1

ƯƠNG II TRANG 70 12 L B J m m

x = - qn tính tiết diện

móng với trục y

Lm Bm B iB BiL y x ∑ = L

x N.e

M - momen quanh trục x

∑

= B

y N.e

M - momen quanh trục y

+ Kiểm tra sức chịu tải đất đáy móng bè

5 Chia móng bè thành dải theo phương x hay phương y đường trung bình cột

6 Tính áp lực truyền xuống dải móng i :

m iB tb i B L

N =σ

∑

Hay : pi =σtb.BiB.Lm (2.149) Với : m m tb L B N ∑ =

σ (2.150)

7 Hiệu chỉnh áp lực :

Tổng áp lực lấy trực tiếp từ cột dải i không với ,

lực cắt bên hông dải khơng đưa vào tính tốn Do phản lực phải hiệu chỉnh tổng lực bình quân :

∑Nđ ∑Ni

2 N N

Ntb ∑ i ∑ đ

∑ = + (2.151)

Áp lực trung bình hiệu chỉnh :

m iL tb * tb m iB tb * tb B B N hay L B N ∑ ∑ σ = =

σ (2.152)

Hệ số áp lực hiệu chỉnh :

∑ ∑ = i tb N N

F (2.153)

Hệ số nhân cho lực Ni tác dụng dải i (F.Ni) dùng trị số để tính tốn

8 Tính tốn nội lực M, Q móng Tính độ bền móng :

- Kiểm tra điều kiện chọc thủng mặt phẳng nghiêng vị trí chân cột : Điều kiện bền :

0 tb k max 0,75R u h

N ≤ (2.154)

Với Nmax - Lực chọc thủng lớn nhất;

Rk - Cường độ chịu kéo Bê tông;

ho - Chiều cao làm việc

móng ;

utb – Chu vi trung bình

tháp chọc thủng, tùy vào vị trí cột utb khác :

Đà nẵng 9/2006 CH

Hình 2.60: Sơđồ chia dải tính móng bè

Cột : utb = uc + 4ho

Cột cạnh : utb = uc + 3ho

Cột góc : utb = uc + 2ho

- Tính cốt thép chịu uốn : Cốt thép tính từ giá trị nội lực tốn tính móng băng

7.6.2 Phương pháp tính đàn hồi

Phương pháp tính tốn nội lực móng bè theo cách gần đúng, xem

móng bè đàn hồi

Nội dung phương pháp gồm bước sau :

1 Xác định kích thước móng chiều dày h móng bè Xác định hệ số c đất

3 Tính độ cứng D móng :

) ( 12 h E D 2 µ −

= (2.154)

Trong : E – mođun đàn hồi bêtơng

µ - hệ số poisson vật liệu bêtơng Xác định bán kính độ cứng hữu hiệu L

4

c D

L= (2.155)

Bán kính ảnh hưởng cột 4L Xác định momen theo tọa độ cực (r,ϕ):

Gồm momen hướng tâm Mr momen

tiếp tuyến Mt (trên đơn vị bề rộng

bản) biến dạng w điểm :

⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ µ − − = ) L r ( ) L r ( Z ) ( ) L r ( Z M '

r (2.156)

⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ µ − + µ = ) L r ( ) L r ( Z ) ( ) L r ( Z M '

t (2.157)

) L r ( Z D PL w 3

= (2.158)

y x ϕ r Mr Mt -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 Z'3(r/L) Z4(r/L) Z3(r/L) Z'4(r/L)

Trong : P – tải trọng cột, r khoảng cách từ cột tác dụng tải trọng đến điểm xét, Z3 , Z'3, Z4 hệ số xác định

từ hàm hyperolic (Hetenyi, 1946) thiết lập thành toán đồ tra theo tỷ số

r

tiếp tuyến quan hệ tọa độ vng góc: (2.159) ϕ

+ ϕ

=

t

r

x M cos M sin

M y

x ϕ

r

Mr

Mt

(2.160)

ϕ +

ϕ

=

t

r

y M sin M cos

M

7 Với góc ϕ định nghĩa hình vẽ (2.63) Tính lực cắt Q cho đơn vị bề rộng

) L

r ( Z L

P Q '

4

−

= (2.161)

'

Z - tra tốn đồ (2.62)

8 Tính tốn độ bền móng