TỔNG hợp KIẾN THỨC ôn THI NỀN MÓNG

Áp lực gây lún pgl = ptb – γ’.hm trong đó γ’ là dung trọng tự nhiên của lớp đất dưới đáy móng... Chú ý: γ được lấy theo lớp đất dưới đáy móng, γ’ lấy theo lớp đất trên đáy móng.. Trong p

I MÓNG NÔNG

1 Chỉ số dẻo A = Wnh – Wd (%)

2 Độ sệt B = d

–

W – W

3 Hệ số rỗng tự nhiên e0 =   .(1 W)n 

 , γn= 1,0 T/m3

4 Modul nén ép E0=α.qc (T/m2) α tra bảng

5 Độ bão hòa G =

0

.W e



6 Tải trọng tính toán N0

tt

, M0 tt

, Q0 tt

7 Tải trọng tiêu chuẩn N0

tc

=

tt 0

N

n , M0

tc

=

tt 0

M

n , Q0

tc

=

tt 0

Q

n (n=1,1 – 1,2)

Chú ý: Nếu bài tập không cho biết là tải trọng tiêu chuẩn hay tính toán ta nên

giả sử là tải trọng tính toán

8 Áp lực tiếp xúc dưới đáy móng ptb =

tc 0

N

F + γtb.hm (T/m

2

) với γtb = 2,0 T/m2, F diện tích đáy móng, hm chiều sâu chôn móng

pmax = ptb +

tc 0

M

2

, pmin = ptb -

tc 0

M

2

2

b.l

3

)

9 Áp lực gây lún pgl = ptb – γ’.hm trong đó γ’ là dung trọng tự nhiên của lớp đất dưới đáy móng

10 Phản lực đất tại đáy móng (không kể bản thân móng và lớp phủ lấp)

p0 =

tt

0

N

F T/m

2

, p0

max

= p0 +

tt 0

M

2

, p0 min

= p0 -

tt 0

M

2

11 Kiểm tra sức chịu tải của nền (móng có kích thước là b.l)

+ Điều kiện kiểm tra ptb ≤ Rđ và pmax ≤ 1,2.Rđ

+ Điều kiện kinh tế 1,2.Rđ - pmax ≤ (5–10)%.Rđ

Trong đó Rđ = gh

s

P

F , Pgh = 0,5.A.γ.b + B.γ

’

.hm + C.c (T/m2)

A = N n i  , B = N n i , q q q C = N n ic c c, Fs = (2 – 3)

q c 1

l , n = 1, q n = 1 + 0,2.c b

l

với móng băng n nq nc 1 N N N, q, c là hệ số sức chịu tải  tra bảng

Chú ý: γ được lấy theo lớp đất dưới đáy móng, γ’ lấy theo lớp đất trên đáy móng Nếu lớp đất dưới và trên đáy móng đồng nhất thì γ = γ’

12 Trong phạm vi nền có đất yếu  quy đổi về khối móng tương đương

+ Đáy khối móng quy ước: Btđ = b + 2.h’.tanα (m), Ltđ = l + 2.h’.tanα (m) với α= 30o

là góc phân bố ứng suất được mở rộng ra từ mép móng

+ Điều kiện kiểm tra σtđ ≤ Rđy

với σtđ là ứng suất tại đáy khối móng tương đương σtđ = σbt + σ(p) (T/m2)

σbt = γ1.(hm + h’): ứng suất do trọng lượng bản thân tại đáy khối móng quy ước

σ(p) = k.(ptb – γ1.hm): ứng suất do tải trọng ngoài gây ra tại đáy khối móng quy ước (k tra bảng)

Móng hình chữ nhật: k = k0 = f( l

b ,

z

b =

h '

b ), móng băng k = kz = f(x 0

b  ,z

b =

h '

b )

Rđy = gh

s

P

F , Pgh = 0,5.A.γđy.Btđ + B.γ.(hm + h’)+ C.cđy (γ lấy theo lớp đất chôn móng)

A = N n i  , B = N n i , q q q C = N n ic c c, Fs = (2 – 3)

q c 1

td

B

L , n = 1, q n = 1 + 0,2.c td

td

B

L

(với móng băng n nq nc 1)

Chú ý: Bài toán đệm cát ta kiểm tra khối móng tương đương tương tự như trên nếu dưới lớp đệm cát là lớp đất yếu (hđệm = h’) Trường hợp dưới lớp đệm cát là lớp đất tốt ta bỏ qua bước kiểm tra này

13 Tính toán lún

a Nếu dưới đáy móng có thể coi là nền đồng nhất S =

2 0

gl const 0

1 p b

E

với

const

l

f ( )

b

  (tra bảng) 0(tra bảng) là hệ số biến dạng ngang của đất

b Phương pháp cộng lún

- Với những lớp đất có kết quả thí nghiệm e-p S = n i

i 1

S



 = n 1i 2i

i

i 1 1i

.h

1 e





chiều dày các lớp phân tố đất)

- Với những lớp đất không có kết quả thí nghiệm e-p S = n i i

i

i 1 01

.h h E





 (i tra bảng)

14 Thiết kế chiều cao móng

a Móng đơn chịu tải đúng tâm

Pđt ≤ Pcđt = α.Rbt.utb.h0 (T) Trong đó

α: hệ số phụ thuộc vào loại bê tông, α = 1 với bê tông nặng

Rbt: Cường độ chịu kéo tính toán của bê tông (T/m2

) 1MPa = 100T/m2

h0: Chiều cao làm việc của móng (m) h0 = h – a

utb: Giá trị trung bình số học của chu vi phía trên và phía dưới của tháp đâm thủng utb = 2.(lc + bc + 2.h0) (m)

Pđt: Lực đâm thủng xác định theo tính toán Pđt = N0 – Fđt.p0 (T)

p0: Phản lực đất trung bình trong phạm vi đâm thủng (T/m2)

Fđt: Diện tích đáy tháp đâm thủng (m2)

b Móng chịu tải lệch tâm (Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng)

* Móng đơn

Pđt ≤ Pcđt = Rk.btb.h0 (T)

- Nếu bc + 2.h0 > b thì c

tb

b b b

2



- Nếu bc + 2.h0 ≤ b thì btb = bc + h0 (m)

- Pđt = p0t.b.lđt (T) với p0t = 0 0

max

dt

2



(T/m2), lđt = l lc 2.h0

2

 

(m)

và p0đt = p0min + (p0max – p0min).l ldt

l



(T/m2)

* Móng băng

Pđt ≤ Pcđt = α.Rk.h0 (T)

Pđt = p0t.1.bđt (T) với p0t = 0 0

max

dt

2



(T/m2), bđt = b bt 2.h0

2

 

(m)

và p0đt = p0min + (p0max – p0min).b bdt

b



(T/m2)

15 Tính toán cốt thép móng

- Hàm lượng cốt thép AS =

a 0

M 0,9.R h

a Móng đơn

- Thép đặt theo phương cạnh dài

MI = p01.b

2 c

(l l )

8



(T.m)  ASI = I

a 0

M 0,9.R h (m

2

) với p01 =

max min

2



(T/m2)

- Thép đặt theo phương cạnh ngắn

MII = p02.b

2 c

(l l )

8



(T.m)  ASII = II

a 0

M 0,9.R h (m

2

) với p02 = 0 0

max ng

2



(T/m2)

và p0

ng

= p0

min

+ (p0 max

– p0 min

).l lng

l



(T/m2) trong đó lng = l lc

2



(m)

b Móng băng

- Thép đặt theo phương cạnh dài được đặt theo cấu tạo

- Thép đặt theo phương cạnh ngắn

M = p0b

2 t

(b b )

8



(T.m)  AS =

a 0

M 0,9.R h (m

2

) với p0b = 0 0

max ng

2



(T/m2)

và p0

ng

= p0

min

+ (p0 max

– p0 min

).b bng

b



(T/m2) trong đó bng = b bt

2



(m)

16 Kiểm tra ổn định (Bài toán tường chắn)

- Tường bị mất ổn định do trượt phẳng theo đáy móng

a



Trong đó

W1: Trọng lượng đất trên đuôi tường chắn

W2: Trọng lượng bản thân tường chắn

Ec: Áp lực đất chủ động nên tường chắn, Ec = 2

c

1 K H

2 

với Kc =

2

2

).s

cos

cos 1

cos





 

: Góc nghiêng của áp lực đất chủ động so với phương ngang, lưng tường thẳng đứng thì  = 0o khi đó Kc = tan (452 )

2

 

Eb: Áp lực đất bị động ở trước tường (nhiều trường hợp có thể bỏ qua)

Eb = 2

b

1

.K H

2  với Kb = tan (452 )

2

 

ca: Lực dính đơn vị giữa đất và vật liệu móng (có thể bỏ qua trong tính toán)

a

 : Góc ma sát giữa đất và vật liệu móng, có thể lấy gần đúng bằng một nửa góc

ma sát trong đất của đất

- Tường bị lật quanh mép móng







z1: khoảng cách từ đường tác dụng của trọng lượng đất E1 đến mép móng

z2: khoảng cách của trọng lượng bản thân tường và móng đến mép móng

h1: khoảng cách từ đường tác dụng của áp lực đất chủ động sau lưng tường đến mép móng

h2: khoảng cách từ đường tác dụng của áp lực đất bị động trước tường đến mép móng, có thể lấy Eb = 0

Kod = 1,2 – 1,5 là hệ số an toàn với công trình

17 Thiết kế bệ phản áp (Bài toán đắp đường)

Tải trọng thiết kế của công trình p = d.Hd

với d là trọng lượng riêng của đất đắp nền đường

H là chiều cao đất đắp nền đường d

gh

p

p F với Fs là hệ số an toàn

pgh = 0,5.N.B.+ Nq.b.Hb + Nc.c’  Hb với Ni được lấy theo góc kháng cắt hữu hiệu của đất yếu

Trong điều kiện không thoát nước (đất cố kết chậm, lực dính không thoát nước)

b

F .H 5,14.c



II MÓNG CỌC

1 Chiều sâu chôn móng tối thiểu

hmin = 0,7.tan(45o –

2



'.b

Q: Tổng lực ngang (T)

b: Bề rộng đáy đài chọn sơ bộ (m)

φ: Góc ma sát trong

2 Sức chịu tải của cọc theo vật liệu

PVL = m.φ.(Rb.Fb + Ra.Fa) (T) Trong đó

m: Hệ số phụ thuộc vào loại cọc và số lượng cọc trong móng m = (0,85 – 1,0)

Từ 1-5 cọc chọn m=0,85

Từ 6-10 cọc chọn m=0,9

φ: Hệ số uốn dọc φ = 1,0

Rb: Cường độ chịu nén của bê tông (T/m2

)

Fb: Diện tích bê tông không kể cốt thép (m2), Fb = Fc – Fa

Ra: Cường độ chịu kéo của cốt thép (T/m2

)

Fa: Diện tích cốt thép (m2)

3 Sức chịu tải của cọc theo đất nền

Pgh = Qms + Qmui = c n i i R n c

i 1

m u  l m R F

  

Qms: Ma sát giữa cọc và đất xung quanh cọc

Qmui: Lực kháng mũi cọc

R

,

m m : Hệ số ảnh hưởng của phương pháp ti công đến khả năng làm việc của đất nền

[P] = gh

od

P

K , Kod = 1,4

Rb = Rn: Cường độ chịu nén của bê tông (T/m2

)

4 Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm CPT

[P] = gh

s

P

F (Fs = 2,0 – 2,5) hoặc [P] =

ms mui s1 s2

F  F (Fs1 = 1,0 – 1,5; Fs2 = 2,0 – 3,0) với Pgh = Qms + Qmui

Qms: Ma sát của đất ở thành cọc

Qms = n ci

i

i 1 i

q



  với hi là chiều dài cọc ở lớp đất thứ i, u là chu vi cọc

i

q

 thì  i  max

Qmui: Sức cản phá hoại đất ở mũi cọc

Qmui = k.qc.Fc

5 Sức chịu tải của cọc kết quả theo thí nghiệm SPT

[P] = gh

s

P

F (Fs = 3,0 – 4,0) hoặc [P] =

ms mui s1 s2

F  F

với Pgh = Qms + Qmui

Qms = n i i

i 1

.

u.N h



  với α = 2 kPa = 0,2 T/m2

Qmui = β.Nmũi.Fc với β = 400 kPa = 40 T/m2

6 Số lượng cọc (chọn sơ bộ)

nc = N

[P]

 với β = (1,2 – 2,0)

7 Trọng lượng của đài và đất đắp trên đài

Wđ = Fđ.hm.tb với tb= 2,0 T/m3

8 Tải trọng tiêu chuẩn tại đáy đài

Ntc = N0

tc

+ Wđ

Mtc = M0

tc

Qtc = Q0tc

9 Tải trọng tác dụng lên cọc

tc tc

tc

y i

x i

M x

M y

N

P

   Pmin, Pmax

10 Phản lực tính toán của cọc tại đáy đài

tt

tt tt

y i

M x

P

   P0min, P0max

11 Kiểm tra cọc trong giai đoạn thi công

Tải trọng phân bố q = F.n với n = 1,5 là hệ số động

a Khi vận chuyển cọc

M1 =

2

q.a

2 và M2 =

b Khi treo cọc lên giá

M3 = =

2

q.b

2 và M4 =

2 2

d d d



c Tính toán thép trong cọc

Mmax = {M1, M2, M3, M4}  Fa = max

0 a

M 0,9.h R

12 Kiểm tra cọc trong giai đoạn sử dụng

Pmin + qc > 0  các cọc chịu nén  kiểm tra Pmax + qc ≤ [P]

Pmin + qc ≤ 0  các cọc chịu kéo  kiểm tra Pmin + qc ≤ [P]kéo

với qc = uc.Lc.bt với bt = 2,5 T/m2

(Lc chiều dài tính toán của cọc khppng kể đoạn ngàm vào đài và mũi cọc)

13 Công thức đóng cọc

Khi độ chối e ≥ 0,0002m

Ta có

2



Trong đó

n, k: Hệ số xác định từ thí nghiệm thích hợp k = 0,45 (k2 = 0,2) và cọc BTCT có đệm gỗ ở đầu cọc n = 15 kG/cm2

Q: Trọng lượng búa (T)

H: Chiều cao rơi búa (m)

q: Trọng lượng phần va chạm gồm cọc và các phụ kiện nếu có

Nếu e < 0,0002m thì thay búa

14 Thí nghiệm nén tĩnh cọc

[P] = gh

s

P

F (Fs = 1,2 – 1,25) và S = min{0,2.Sgh, 40mm}

15 Kiểm tra cường độ trên tiết diện nghiêng

a Kiểm tra phá hoại trên 4 mặt

Điều kiện kiểm tra Pđt ≤ Pcđt hay P0i ≤ Pcđt

với Pcđt = [α1.(bc + c2) + α2.(hc + c1)].h0.Rk (T)

trong đó c1, c2 lần lượt là khoảng cách trên mặt bằng từ mép cột đến mép cọc ngoài cùng của đáy tháp đâm thủng (c1 // lc, c2 // bc) và 0

i

i

h 1,5 1

c

2,12 ≤ αi ≤ 3,35

Khi c1 > h0 hoặc c2 > h0 thì lấy 0

1

h

c = 1 hoặc

0 2

h

c = 1 tức α1 hoặc α2 = 2,12

Khi c1 < 0,5.h0 hoặc c2 < 0,5.h0 thì lấy c1 hoặc c2 = 0,5.h0 tức α1 hoặc α2 = 3,35

b Kiểm tra phá hoại trên 1 mặt

Điều kiện kiểm tra Pđt ≤ Pcđt hay P0 x ≤ Pcđt

Trong đó P0x là phản lực tính toán tại các đầu cọc nằm ở hàng cọc ngoài cùng

Khi b > bc + 2.h0 ta có Pcđt = k.Rk.(bc + h0).h0 (T)

Khi b ≤ bc + 2.h0 ta có Pcđt = k.Rk c

0

b b h 2



(T)

16 Tính toán cốt thép đài cọc

Momen tại sát mép cột theo các mặt cắt

Mi = P zj j  Fa = i

0 a

M 0,9.h R

17 Kiểm tra tổng thể móng cọc

4



tb

.l L



  

a Xác định kích thước khối móng tương đương

Btđ = B’ + 2.L.tanα và Ltđ = L’ + 2.L.tanα

Trong đó B’, L’ là khoảng cách từ hai mép ngoài cùng của hai cọc ngoài cùng theo phương Bđài và Lđài L là chiều dài tính toán của cọc

b Kiểm tra cường độ và ổn định

Điều kiện kiểm tra ptb ≤ Rđ và pmax ≤ 1,2.Rđ

Trong đó

ptb = td

td td

N

B L (T/m

2

) và pmax = ptb + td

td

M

2

)

Ntđ = N + L B – F l td t d c i i + Qc

N = N0

tc

+ Wđ

Wđ = Bđ.Lđ.hđ.tbvới tb = 2,0 T/m3

Qc = nc.Fcọc.L.bt với bt = 2,5 T/m3

Wtđ = y

2

td td

M

B L

6

và sức chịu tải của nền đất đƣợc xác định theo công thức của

Terzaghi

Pgh = 1 1.N B td 2.Nq 3.N c

2      q  c với q =tb.Hm

và α1 = 1 – 0,2 td

td

B

L , α2 = 1, α3 = 1 + 0,2 td

td B L