Hướng Dẫn Đồ Án Nền Và Móng (NXB Xây Dựng 2011) - Nguyễn Văn Quảng, 185 Trang

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI GS TS NG UYỄN VĂN QUANG - KS NGUYỄN HỮU KHÁNG HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN NỀN VÀ MÓNG (Tá/ bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ N Ộ I-2011 LỜI NÓI ĐẦU NEN VÀ M ONG môn học quan trọnạ ngành Xây dựng Sau hục lý thuyết, sinh viên phải thực dồ án môn học NÊN VẢ M O N G Khỉ làm dồ án tốt nghiệp có phần nên móng lảm dị án tốt nghiệp chun đề NỀN VÀ MĨNG Dê giúp sinh viên thực tốt đô án nảy, cho tái củ bổ sung "H Ư Ố N G DẪN Đ ÁN NỀN VÀ MĨNG" Cuốn sách bao gơm : Phần thứ : Hướng dẫn chung Chương 1- Hướng dãn đồ án mơn học Nên Móng Chương - Hưỏng dẫn đị án tốt nghiệp Nền vcì Móng Phần thứ hai : Thiết k ế loại Nền vù Móng thơng dụng Chương : Móng nơng nần thiên nhiên Chương : M óng m ềm Chương : N ên nhân tạo Chương : Móng cọc Phần thứ : Các phụ lục Tài liệu hướng dẫn phân sau đâv : Đ ánh giá điêu kiện địa chất CƠHỈỊ trình Tập hợp tãi trọng tác dụniỊ xuống móng Lựa chọn phương án Nền Móng Tính tốn, thiếỉ k ể loại Nần Móng CĨ/1£ irìilh cơng nghiệp dân dụng Tính tốn kinh tế giải pháp Nền Mó/ự Thi cơng Nên Móng Ngối sách cịn giúp sinh viên biết cách trình bcìỵ vẽ vá thuyết m inh dò án Tuy khỉ làm dồ án phức lạp, cíơ án chun đề sinh viền p h ả i tham khảo thêm tải liệu khác có liên quan Phân cơnq viết cn sách sau : G S, TS Nguyễn Văn Quảng : Phần thứ nhăt chương phần thứ hai KS Nguyễn Hữu Kháng : Phần thứ hai, phần thú ba phụ lục Cuốn sách định khiếm khuyết, chứng lôi rât m ong nhận dược ý kiến p h ê bình bạn đọc NHĨM TÁC GIẨ TƯONG q u a n g iữ a c c đ n v ị h ệ m k g s s v Đơn vị Tên gọi đại lượng Chiều dài Lực Tên gọi Ký hiệu I1Ệ si Tương quan với đơn vị hệ SI Centimet cm 10' 2m Micrômet /*m 10~6m Kilôgam lực KG 9,80665N T 9806,65N Tấn lực Tải trọng phân bố Kilơgam lực mét tuyến tính Tấn lực mét Tải trọng phân bố KG/m 9,80665N/m T/m 9806,65N/m Kilôgam lực mét vuông KG/m2 9,80665 Pa bề mặt ứng Kilôgam lực centimét vuông KG/cm2 0,098 MPa suất, cường độ, Tấn lực mét vuông T/m2 9806,65 Pa Mô đun đàn hổi Kilôgam lực centimet vuông KG/cm2 0,098 MPa Trọng lượng riêng Gam lực centimét khối G/cm3 9,80665 KN/m3 Tấn lực mét khối T/m3 9,80665 KN/m3 Hệ số nén lún Centimét vuông kilôgam lực cm2/KG 0,1 cm2/N Ghi : Trong tính tốn ky thuật có trường hợp cho phép quy trịn 9,80665 thành 9,81 Khi tính tốn khơng u cầu xác q cao quy trịn 10 Phân thứ HƯÓNG DẪN CHUNG Chương H Ư Ớ N G D Ẫ N DỒ ẤN MÔN HỌC N EN V À M Ó N G 1.1 N H IỆ M VỤ ĐÒ ÁN T ập hợp tải trọng lên móng định tính tốn (thường móng) Đ ánh giá điều kiện địa chất cơng trình khu đất xây dựng X ác định tính ch ất lý đ ất Tính tốn sức chịu đựng đất N ghiên cứu phương án móng lớn (3 -ỉ- phương án) Mỗi phương án cần : - C họn lập luận chiều sâu chơn móng, loại móng, loại X ác định kích thưóc móng T ính độ lún cho móng So sánh kinh tế phương án C hú ý : Khi đề cần cho điều kiện địa chất cơng trình tương đối phức tạp đổ yêu cầu sinh viên phải tính phương án :Iĩióng thiên nhiên, móng trơ n n ền nhân tạo (đệm cát, cọc cát, cọc xi m ăng-đất ) m óng cọc Như để củng cố kiến thức cho sinh viên T ính to án thiết kế cụ thể cho móng phương án chọn (bao gồm xác định kích thước chi tiết cho móng, tính cốt thép cho móng, tính lún, kiểm tra ổn định ) Nghiên cứu cấu trúc l(íp chống lỉiấm (klìi eố tầng ngầm mực nước ngầm cao) Các đề nghị thi công : Các biộn pháp ngăn ngừa khả phá hoại cáu tạo đ ấ t 1.2 LỰA CH Ọ N ĐỀ TÀI Lựa chọn đề tài tiến hành tương ứng với hai chữ số cuối ký hiệu sinh viên Sơ đồ cơng trình : Phương án sơ đồ cơng trình lấy số thứ hai cuối ký hiệu Phương án lẻ kích thước tải trọng số lẻ, phương án chẵn số chẵn Đ iều kiện địa chất : Số liệu điều kiện địa chất lấy theo chữ số cuối ký hiệu Với số hiệu láy ký hiệu khơng có dấu ngoặc tậ n từ -4 cịn có dấu ngoặc tận từ 5-9 Ví dụ : Ký hiệu sinh viên X D -137 Kích thước tải trọng : Theo phương án lẻ : Phương án điều kiện địa chất T phương án địa chất, chọn số hiệu đ ấ t dấu ngoặc ví dụ số hiệu ( ) (14), theo phụ lục ásét cát h ạt vừa 1.3 NỘI D Ư N G BÀI TẬP LỎN Đ ố i VÓI SINH VIÊN NGÀNH XÂY DƯNG Đ Ơ TH Ị Sinh viên ngành xây dựng thị làm đồ án, mà làm tập lớn m ơn học N ền móng Nội dung tập lớn bao gồm : Tập hợp tải trọng nơi lớn nh ất để tính cho m ột móng Đ ánh giá điều kiện địa chất cơng trình Tính to n cụ thể cho m ột móng m óng thiên nhiên, móng trê n n hân tạo móng cọc (tuỳ theo điều kiện địa chất cơng trình) Kiểm tra lún móng ổn định Sinh viên thể vẽ lớn mà cần viết thuyết minh đầy đủ với tính tốn hình vẽ chi tiết 1.4 H Ư Ố N G DẪN PHƯ ONG ph p làm đò án 1.4.1 Tập hợp tài trọng V iệc tập hợp tải trọng phải dựa thiết kế kết cấu bên cơng trình sở quy phạm hành Cần thiết phải thể sơ đồ diện tích đặt tải T ính tải trọng nên tiến hành dạng bảng, có phân chia theo tải trọng thường xuyên tải trọng tạm thời Tải trọng tiêu chuẩn tự chọn, cịn tải trọng tính tốn phải lấy b ằng tải trọng tiôu chuẩn nhân với hệ số vượt tải ni = 1,2 Tải trọng tính tốn sàn p = qsàn.F.n.m T rong : n- số lượng sàn ; F- diện tích sàn ; m- hệ số giảm tải lấy theo bảng 1.1 Bảng 1-1 GIÁ TRỊ CỦA HỆ SỐ GIÁM TẢI TRỌNG TẠM THỜI M Số lượng sàn Giá trị m Sổ lượng sàn Giá trị m 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0,60 0,55 0,50 » Đ ể tập trung ý sinh viên vào phần đồ án, việc tập hợp tải trọng đơn giản hoá Trọng lượng thân tường cột xác định theo kích thước cho, cịn kích thước thiếu lấy theo tỷ lệ Phần tường có cửa vào cửa sổ phải trừ bớt tải ti'Ọ 'ig di Nếu kích thước cụ thể lỗ cửa tính gần đúng, tr i khoảng 40% trọng lượng m ảng tường Tải trọng gió cần tính đến cho cơng trình cao hẹp (thí dụ hành lang bunke, ống khói ) trường hợp khác khơng cần tính tải trọng gió Tải trọng cần trục xác định từ điều kiện sau : M ột cần trục bốn bánh, áp lực lớn lên bánh xe khoảng cách bánh xe dọc theo dầm cần trục cho trước T rọng lượng vật liệu lấy theo sổ tay kỹ thuật Tải trọng m ép m óng (trọng lượng móng, áp lực đất lên tường tầng hầm ) xác định sau q trình tính móng 1.4.2 Đánh giá điêu kiện địa chất cơng trình Khi đánh giá điều kiện địa chất cơng trình, sinh viên dựa hai sở tài liệu b an đầu có, cần phải làm sáng tỏ thuyết minh Vị trí địa lý khu đất xây dựng Đ ặc điểm địa chất khu đất xây dựng (sự bó trí chiều sâu hố khoan, mô tả lớp đ ất từ xuống dưới, chiều dày lớp, dặc điểm nằm chúng) Đ iều kiện địa chất thủy văn Dựa theo tiêu lý chủ yổu lớp đất cho bảng phụ lục mà tính thêm chi tiêu cần thiết khác dùng cho tính tốn móng sau Xác định áp lực tính tốn R trón lớp đất với chiều rộng m óng b = lm Phân loại đ ất theo hệ số nón dộ sệt K ết luận : Đ ánh giá xem, với điều kìén địa chất cơng trình vậy, nên xử lý m óng Khi đánh giá tính nén ép đát, sử dụng cách phân loại sau : + Đ ất coi chịu nén tốt hệ số nén m < 0,05 MPa + Đ ấ t coi chịu nén trung bình hệ số nén m = 0,05MPa + Đ ấ t coi chịu nén yếu hệ số nén m > 0,5 M Pa Bảng 1-2 ĐÁNH GIÁ TRẠNG THÁI CỦA ĐẤT THEO ĐỘ NHÃO II Đất Đất Đất Đất Đất Đất ở ở Đất Đất Đất SÉ T , Á S É T ; trạng thái cứng trạng thái nửa cứng trạng thái dẻo cứng trạng thái dẻo mềm trạng thái dẻo nhão trạng thái chày Á CÁT trạng thái cứng trạng thái dẻo trạng thái nhão í 0,25 0,50 0,75 Iỉ < li =£ 0,25 < li ^ 0,50 < II ^ 0,75 < II ^ 1,0 II > 1,0 li < 0 £ II £ 1,0 lí > 1,0 Đối với loại cát đánh giá độ chặt dựa theo hệ số rỗng e ys (1 + 0,01W) e = - ^ - Bảng 1-3 Độ chặt đất cát Loai đất cát Cát lẫn sỏi sạn Cát hạt thô cát hạt trung Cát hạt nhò Chặt Chật vừa Xốp e < 0,55 e < 0,60 e < 0,60 0,55 ^ e ^ 0,70 0,60 í e ^ 0,75 0,60 íS e ^ 0,80 e > 0,70 e > 0,75 e > 0,80 Đ ấ t thuôc loai yếu hệ số rỗng lớn (đất sét e > 1,1, sét pha có e > 1,0 cát pha e > 0,70), có hệ số nén lớn m > 0,5 MPa \ có m ơđun tổng biến dạng nhỏ E < M Pa eố trạng thái dẻo chảy I I > 0,75, chảy I I > 1,0 C ách trìn h bày phần đánh giá điều kiện địa chất cơng trình xem ví dụ 1.4.3 Nghiên cứu phương án móng N hững lập luận kinh tể kỹ tììuật phương án cần phải viết đủ cụ thể Việc lựa chọn phương án rấ t quan trọng Các bước nghiên cứu phương án m óng tiến h àn h sau : C ăn vào tài liệu địa chất công trình, chọn địa điểm thuận lợi để bố trí cơng trình VỊ trí cơng trình phải đ ặ t phạm vi ranh giới hố khoan chọn vị trí đ ặ t cơng trình phải ý m ặt san tiêu thủy củng địa tầng D ựa vào tính chất kết cấu cơng trình điều kiện địa chất dự kiến + phương án để nghiên cứu lựa chọn - N ên b ắ t đầu từ phương án đặt móng thiên nhiên C họn kiểu m óng thí dụ m óng đơn, m óng băng, móng bè Kiểm tra điều kiện biến dạng N hất có tầng đ ấ t yếu, thiết phải kiểm tra điều kiện ổn định tính lún móng Khối lượng tính tốn móng thiên nhiên b ắ t buộc phải có đồ án - Nếu m óng trê n thiên nhiên khơng đảm bảo, tấ t yếu phải nghiên cứu phương án m óng nhân tạo (đệm cát, cọc cát ) m óng cọc Những phương án b iết khơng hợp lý (thí dụ khơng an tồn, khó thi c n g ) khơng cần xét V iệc xác định kích thước móng giai đoạn chọn phương án cần dựa vào tải trọng thẳng đứng lớn cho chúng đ ặ t tâm N ếu nhân tạo xét thí dụ đệm cát, cọc cát ) phải tính to án đầy đủ kích thước m óng nhân tạo để có số liệu so sánh kinh tế So sánh kinh tế phương án phải dựa vào khối lượng cụ thể theo đơn giá nhà nước quy định hệ số điều chỉnh giá địa phương nơi xây dựng cơng trình Ngồi việc so sánh kinh tế cịn cần thiết phải so sánh kỹ thuật thi công C hú ý điều kiện thiết bị thi công, an to àn cho móng an tồn lao động Việc lựa chọn phương án sở so sánh đầy đủ điều kiện kinh tế kỹ thuật thể trìn h độ hiểu biết m óng để đánh giá chất lượng đồ án 1.4.4 Tính tốn móng Sau lựa chọn phương án móng thích hợp tiến hành tính to n cụ thể cho m óng thầy giáo hướng dẫn định Hai móng phải m óng quan trọng n h ất tro ng cơng trình Trong giai đoạn cần ý : Tập hợp đầy đủ tá t loại tải trọng tác dụng xuống móng Xác định đầy đủ kích thước chi tiết móng Xác định độ bền, tính thép cho móng Tính to án độ lún móng Kiểm tra điều kiện ổn định móng Khi chịu tải lệch tâm có lớp đ ấ t yếu Lập bảng dự trù vật liệu quy cách cốt thép cho móng tính 1.4.5 Tính lún Việc tính lún m ột nội dung quan trọng đồ án nên đề bài, giáo viên n ên cho điều kiện địa chất phức tạp đất yếu để sinh viên tập tính lún cho th àn h thạo Đ ây m ột việc làm cần thiết Khi sinh viên công tác thực tế sau Khi tính lún cần ý : Đối với móng thiên nhiên phải tính lún theo phương pháp chia tầng lấy tổng (tổng tầng p h ân tố) Tính độ lún tổng cộng, độ lún lệch, độ lún ảnh hưởng C ần kiểm tra ổn định có lớp đất yếu Đối với móng cọc chống khơng cần tính lún Cọc chống mà đầu cọc chống vào lớp đá đ ấ t rấ t tố t (có m ơđun biến dạng E s* 30000 KPa hay 30 M Pa) M óng cọc treo (cọc m a sát) phải tính lún, tính lún theo phương pháp chia tầng láy tổng phương pháp tầng tương đương Tính lún cho m óng trê n đệm cát theo phương pháp phần tử hữu hạn, có kể đến làm việc đồng thời cơng trình (do tiến sĩ Nguyễn V ăn Q uảng đề xuất) Đó phương pháp có độ xác cao Ngồi sử dụng phương pháp thơng thường tính theo tổng lớp phân tố Độ lún tổng cộng độ lún đệm cát độ lún lớp đ ấ t đệm cát (trong vùng ảnh hưởng nén) cộng lại Độ lún m óng trê n gia cố cọc cát, cọc đ ất - xi măng, cọc vơi tính theo phương pháp lớp tương dương Sau tính lún, cần so sánh với giới hạn cho phép quy phạm Nếu khơng đ ạt u cầu phải thay đổi, điều chỉnh lại thiết kế móng Các thí dụ tính tốn xem phần sau 1.4.6 Nghiên cứu móng cọc M óng cọc m ột nội dung quan trọng giáo trĩnh N ền móng Do đồ án m ơn học, n h ất thiết phải tính to án thiết kế móng cọc Thiết kế m óng cọc cịn phần đồ án, đ ấ t đ át yếu sau so sánh kinh tế thấy cọc giải pháp thích hợp Chú ý : Khi nhà có tầng hầm khơng nên dùng m óng cọc Khi nghiên cứu móng cọc nên so sánh nhiều phương án, dùng cọc (cọc đóng, cọc nhồi, cọc xoắn vít, cọc hình vng đặc, cọc trịn rỗng ) nghiên cứu nhiều loại cọc, tính chọn m ột vài loại 1.4.7 Xét cấu trúc lớp chống thấm Cấu trúc lớp, chống thấm xét đến nhà có tầng hầm mực nước ngầm cao Khi thiết kế cấu trúc chống thấm cho tầng hầm cần đặc b iệt ý mực nước ngầm tính chất đ ấ t Tuỳ theo mực nước đ ất nằm tháp đáy móng, ngập ngập nhiều chiều cao tầng hầm, mà thiết kế chống thám theo mức độ khác Ỏ nưóc ta vấn đề chống thấm cho cơng trình ngầm rấ t phức tạp, nên ý nghiên cứu cho kỹ th iết kế cho đảm bảo Trong đồ án cần thể vẽ cần thiết cấu trúc chống thấm với ghi cụ thể chi tiết 10 1.4.8 Các đê nghị vê công tác thi công Người thiết kế cần lường trước khó khăn thi cơng m óng có đề nghị khắc phục Thí dụ : Khi mực nước ngầm nằm độ cao xấp xỉ đáy móng, lúc thi cơng cần có biện pháp bảo vệ để tránh cho đất đáy hố móng khỏi bị phá hoại k ết cấu nguyên - Khi đ ấ t cát pha bão hịa nước phải ý đào hố m óng thi cơng móng N ếu mực nước ngầm nằm cao đáy m óng phải có biện pháp th o át nước hố móng Nếu mực nước đất cao phải hạ mực nước xuống hệ thống bơm châm kim - Nếu m óng xây dựng cạnh cơng trình cũ, phải có cọc ván cừ để bảo vệ cho cơng trìn h cũ khơng bị biến dạng - Nếu th àn h hố m óng đào sụt lở, phải có biện pháp chống sụt lở - Khi thi cơng cơng trình xen cấy, để tránh chấn động, khơng dùng cọc đóng, mà dùng cọc ép, cọc xoắn vít Tóm lại người th iết kế phải đề biện pháp thi công hợp lý để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, kinh tế an toàn 1.5 CẤCH TRÌNH BÀY Đ ẤN 1.5.1 Viết thuyết minh Trong thuyết minh báo cáo phải viết đầy đủ luận khoa học, cách giải tính to án cần thiết đáp ứng nhiệm vụ giao Nội dung b ả n thuyết minh bao gồm : Bản vê sơ đồ công trình m ặt cắt mặt với kích thước đầy đủ T rên chi m óng chi định để tính tốn Tập hợp tải trọng cơng trình móng cần tính tốn, th iết kế C ần trình bày q trình tính tốn, viết kết dạng bảng biểu Đ ánh giá điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn C ần trình bầy nội dung sau : a) Bản đồ bố trí hố khoan Trên có đường đồng mức địa hình Bố trí cơng trình vào vị trí thích hợp để có khối lượng san n h ất điều kiện địa chất tố t b) Các m ặt cắt địa chất cơng trình c) Đ ánh giá địa chất Ngồi chi tiêu thí nghiệm tính chất lý đất, cịn cần phải tính tốn tiêu cần thiết khác hệ số rỗng e đất, độ sệt I I để đán h giá trạng thái đất, cường độ tính tốn quy ước Ro cường độ 11 ... đô án nảy, cho tái củ bổ sung "H Ư Ố N G DẪN Đ ÁN NỀN VÀ MĨNG" Cuốn sách bao gơm : Phần thứ : Hướng dẫn chung Chương 1- Hướng dãn đồ án mơn học Nên Móng Chương - Hưỏng dẫn đò án tốt nghiệp Nền. .. thuyết minh đồ án móng, trọng phần C ần thể kết thiết kế móng vẽ cỡ A l 2.4 ĐỒ ÁN T Ố T N G H IỆ P CHUYÊN ĐÈ NỀN MĨNG Đồ án chun đề móng loại đồ án khó, mang tính chất khoa học sáng tạo nên số... khu đất xây dựng X ác định tính ch ất lý đ ất Tính tốn sức chịu đựng đất N ghiên cứu phương án móng lớn (3 -? ? ?- phương án) Mỗi phương án cần : - C họn lập luận chiều sâu chôn móng, loại móng, loại