Nền và móng lê anh hoàng

CK.0000068043 NỀN MÓNG , V À NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG LÊ AN H HỒNG NÊN VÀ MĨNG (Tài bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY ỈDỰNG HÀ NỘI - LỜI NĨI DẦU N én m ó n g p h ậ n q u a n trọng cùa công trinh, v ề m ặ t k in h tế, p h ầ n m óng thườ ng chiêm 30%, có tới 40% gùi thành xây dự ng cơng trình Trong xây d ự n g cơng trìn h đ i n h nhà cao tầng, bến cảng, săn bay việc thiết kê m óng trở nên q u a n trọng, nhữ ng sai sót cơng tác th iế t k ế m óng g â y thiệt hại lớn tiền th ậ m c h í tin h m ạng người Việc khắc p h ụ c m óng tốn kém, có tin h n h ấ t thời k h ô n g thế' khắc p h ụ c Đ ể đ ả m bảo chất lượng độ bền cho cơng trin h địi hỏi người thiết k ế p h ả i n ắ m nhữ ng kiến thức m óng vận d ụ n g tốt điều kiện thực tế x ă y dự ng cơng trình Cuốn sách "N ề n m ó n g " trinh bày kiến thức bản, n hữ ng kết khoa học móng, nhữ n g k in h nghiệm m tác giả đúc kết trìn h g iá n g d y làm thực t ế suốt 30 nă m qua, đồng thời giới thiệu m ột s ố chương trìn h tác giả viết, n h ằ m trợ g iú p cho k ĩ sư cơng tác thiết k ế m óng Tác g iả x in gử i g ắ m vào sách lòng tri ân T h ầ y đ ã g iú p cho tác g iả có th n h ngày hôm như: G S T S P han N gọc Thế, G S N g u yễn T h a n h Toàn, G S T S N guyễn Đ ăng H ưng, G S T S Lương M in h Phong Đ ồng thời c ũ n g x in chăn th n h cảm ơn đến G S T S Lé B Lương, G S M H S a n đ ã g iú p đỡ tác giả nhiều đ ể u iế t nên sách S c h hiên snợn lần đẩu tiên nên khó tránh khỏi thiếu sát Tác giả m o n g n h ậ n n h ữ n g góp ý p h ê b ình bạn đọc cho nội d u n g sách đ ể hoàn thiện lầ n tá i sau Các chương trin h sử d ụ n g sách có sẩn đia B n đọc cần có t h ể liên hệ với N h x u ấ t X â y dự ng tác giả theo đ ịa chi email: hoane2000@vahoo.com đ ể đ ĩa cho nhanh T c g iả C hưongI KHÁI NIỆM C BẢN TRONG THIẾT KẾ NỀN MÓNG 1.1 Đ ỊN H N G H ĨA M óng phận liên k ết với k ế t cấu bẻn cơng trình có nhiệm vụ trun tồn tải trọng cơng trình phân b ố tải trọng xuống đất Bẻ m ặt tiế p xúc với nẻn đ ất m ặt m óng Nền vùng đất chịu ảnh hưở ng trực tiếp Bítâry Ọ^Ịótmóng tải trọng m óng trun xuống, giới hạn đường c o n g dạng bóng đèn trịn, ngồi phạm vi ứng suất gây m óng truyền tới khơng đ kể, khơng gây nên biến dạng đất a) C ấ u tạ o m ó n g Cấu tạo m óng bao gồm : - Bản m óng hay đài m óng hình c h ữ nhật, có độ dốc vừa phải để thi công khổng làm tuột bê tông T rên m óng thường có g g iúp tăng độ cứng cho m óng Hình 1.1: Cấu tạo móng - G iằng m óng (hay đà k iẻn g ) đà liên k ết ngang m óng G iằng m óng đặt cao độ cỗng trình với chức năng: đỡ tuờng ngăn c hống độ lún lệch m óng, đà giằng m óng d ù n g đ ể liê n kết chống lún lệch m óng phải có kích thước lớn c ó độ cứng tương xứng với c ộ t để đảm nhận vai trị - C ổ m óng phần b ả n m óng giằng 'M m óng C ổ m óng thường cấu tạ o lớn cột -ựrppyTgỴt p p từ đến lOcm để tăng độ ng tạo điều kiện thi cổng đ ịnh vị c ộ t dễ dàng C hiều cao c ổ m óng th iế t k ế đ ể đảm b ả o độ sâu chơn m óng (h m) đ ấ t, đáp ứng yêu cầu kiến trúc c h o hệ thống cấp thoát nước, hầm h ố ga để m óng có ch iều sâu đặt đất tốt bên dưới, ch iều sâu đirợc xem xét đến ảnh hưởng củ a vị trí m ực nước ngầm .1 m " 'ị ứ la iọ hồm ^ m ■ É m r n h2 Hình 1.2 C hiều sâu chơn m óng góp phần gia tăng khả chịu tải ổn định nển đất, trường hợp nhà có tầng hầm chiều cao h m đuợc quy đổi sau: 2h’ + h ( - 13 ) đó: h ” = h| + h2 ■ (1 -1 b) y đát N ếu đất đắp đ ể tơn thi cơng kĩ lưỡng chiẻu cao hm kể thẽm chiẻu cao đất đắp Đáy m óng cấu tạo gồm m ột lớp bê tơng lót, thường bê tơng đá X 6, m ác 100 để làm đáy h ố m óng, có tác dụng m ột ván khuôn để đổ bê tông, g ia không để chảy, m ất xim ăng thấm vào đất C ốt thép đặt m óng phải kê cao -ỉ- 3cm để bê tơng bảo vệ tốt lớp thép này, đuờng kính cốt thép nên dùng trở lên b) N ền C hiều sâu vùng đ ất chịu ảnh hưởng trực tiếp c ủ a tải trọng gọi chiều sâu nén chặt H nc C hiều sâu xác định từ điêu kiện tính lún m óng, ứng suất gây lún lại 1/5 lần ứng suất trọng lượng thân gây ra, xác định từ chiẻu sâu tính cơng thức lớp tuơng đuơng: H nc = 2.A u Bm T rong m ột số truờng hợp nguời ta lấy lại ứng suất gây lún cốn lại 1/10 ứng suất gây lún đáy m óng Đ ộ sâu thững thường từ 2,5 đến lần bẻ rộng B m c ủ a m óng 1.2 CÁC TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (TTGH) Khi tính tốn theo T T G H , nguời ta chia làm trạng thái để tính tốn: a) Trong ữìá gáhan TTG H I: trạng thái phá hoại d o Hình 1.3: Trạng thái giới hạn thứ gẫy, đổ vỡ kết cáu hay cơng trình C hẳng hạn m ột đà sê bị gẫy có nguời đó, để sử dụng nguời ta nên dùng nguời, với m ột hệ số an toần 5/3, có nghía giá trị sử dụng a đuợc lấy từ giá trị gây phá hoại [ơ gJ Trạng thóigìdi hạn với hệ số an toàn K„: a = Lib-Ị K at Hình 1.4: Trạng thái giới hạn thứ hai b) T T G H II: trạng thái giới hạn mà kết cấu hay cơng trình khơng bị phá hoại có biến dạng lớn làm cho kết cấu, cơng trình trở nên khơng bình thường ảnh hường đến yêu cầu sử dụng Do người ta quy định m ột giá trị biến dạng [Sgh] hay [fgh] chấp nhận cho kết cấu, công trinh làm việc, sử dụng thoả m ăn điều kiện: s < [Sgh] hay f < [fgh] c) TTGH ỈU: trạng thái giới hạn tính tốn hình thành phát triển khe nứt, trạng thái chủ yếu đuợc áp dụng cho cấu kiện dạng bản, vỏ m ỏng hồ nước, sàn mái v.v Các TTGH ứng dụng vào thiết k ế m óng sau: - Đối với bán móng: khả tinh với trạng thái trên, nhiên chủ yếu cần tính theo TTG H I, ngoại trừ m ột số trường hợp đặc biệt hầm nước đặt đất, tâng ngầm cần thiết phải kiểm tra theo TTG H III - Đối với n ề n : có TTG H I TTG H II T hí dụ tính trạng thái giới hạn thứ cho nền, với loại đá, đất cứng loại có độ lún nhỏ, công trinh chịu tải trọng ngang lớn cần giới hạn để tránh tượng trượt ngang hay trượt sâu cơng trình thuỷ lợi, mái dốc Với [pgh|]] tải trọng giới hạn gây nẽn phá hoại nền, [ t gh] tải trọng giới hạn gây nên trượt tính tốn theo TTG H I, áp lực đáy m óng phải thiết kế nhỏ với hệ sơ' an tồn Kal: [Pghll] Pđáy — Tf al ỊlghỊ K„ Hệ số an toàn Kal thường = cho sét, = cho cát > 1,5 cho trượt ngang hay m dốc Trạng thái girti hạn thứ hai đir 10 ,4 150 C ông thức B ustam ante: P , = ị o R p.Fe + ị U e.X fli.L i với fsi = ^ (15) T rị số R p lấy khoảng 2a = 3D (trên m ũi cọc a) lấy trung bình phạm vi' hình bên: R'a trị số kháng xuyên m ũi cọc, phần trẽn m ũi k h oảng a, R p lấy giá trị khống c h ế khoảng 0,7R'a - » 1,3 r {; phần m ũi k hoảng a, Rp lấy giá trị khõng lớn l,3R'a B ản g G iá trị p, Đ ất sét Rp(MPa) R Mềm < 30 Trung bình 1-5 40 80 Cứng > Đ ất c át Rp(MPa) Pi Rời < 150 Trung bình - 12 20- 200 Chặt > 12 300 T rong tiẻu chu ẩn cho phép sử d ụng đến trị s ố SPT, dựa công thức M ey erh o f (1956), năm 1967 bổ sung rỗ hơn: Khả chịu m cọc: Ppu = 40 N F C — < 380.N F C (16) Ppu = 120.N FC c h o c ọ c khoan nhồi Lc - chiẻu dài đoạn cọc nằm lớp ch ịu lực K bám trượt thành bên: f,i = Xm-N (17) - x m = cho cọc tích lớn - Xm = cho cọc tích nhỏ th eo Shioi & F ikuni (1982), khả ch ịu tải tới hạn c ủ a m cọc: P„I, = q„.,-Fc T ro n g đó: (18) q u|, = — -N < 30.N : : c ọ c ố n g rỗng q U|t = (1 + ■— j N < 30.N : cọc ống đặc q„it = 10.N Sức bám trượt hông: : cọc khoan cát Psi,u = Uc I f s,.L, (19) - fsi = 2.N cho cát - fsj = 10.N cho sét V M Ô Đ U N BIẾN D Ạ N G E, G iá trị m ôđun biến dạng E s hệ số P oatxông n 0,3 - 0,5 sơ cho bảng: Loại đất Hầu hết cho loại sét 0,45 - 0,5 Sét bao hoà 0,3 - 0,4 Cất - trung bình chật 0,2 - 0,35 Cất - rời đến trung bình Loại đ ỉt Es , MPa Sét Rất mềm - 15 Mềm - 25 Trung bình 290 15 - 50 Cứng 50 - 100 Pha cát 25 - 250 E ,, MPa Loại đất C át - 20 Pha bột Rời -2 Chạt 50 - 81 C ál có sạn Rời 50 - 150 Chặt 100 - 200 - 20 Bụi Đối với sét: - N én thường nhạy: E s = (2 0 - 500) X su (20a) - Sét nén thường không nhạy nén trước: Es = (7 0 - 1200) su X (20b) - Sét nén trước: Es = (1 0 - 2000) X su (20c) T ất m ọi phương pháp thí nghiệm c h o phép xác định giá trị Es: - T hí nghiệm nén trục: E, = (4 - 13)ES(| lrvc) ( la ) Es = ( l - l , ) E s(3ưvc) (21b) - T hí nghiộm nén trục: - T ính theo SPT CPT: Đất Cát (Nén thường) N (SPT) Rp (CPT) E, = 500(N + 15) = 7(X)W n = 6000.N H,= ( - ) R p = 8000N = l,2(3D f + 2)Rp Cát (Bao hoà) E, = 250(N + 15) Es = K R p e = 1,0 K = 3,5 e = 0,6 K = 7,0 E ,= 40000 + 1050N E ,= (6 - ) R P Cát pha sét E, = 320(N + 15) E ,= ( - ) R P Bụi pha sét hay cát E, = 300(N + 6) E ,= (l -2 )R p Cát nén trước Sét mềm E, = (3 - 8)RP 291 T ổ n g quát tirơng quan xuyên tĩnh Rp m ổđun thí nghiệm nén chiẻu phịng thí nghiệm sau: E ' = a R p (22) T heo C ostet Sanglerai (1975): Đất sét dẻo Rp< 0,7MPa 3