Giáo trình nền móng Chương I Khái niêm cơ bản

1) Chương 1: Các khái niệm cơ bản: 3.0 tiết 1.1 Khái niệm về nền và móng (0.5t) 1.2 Tính nền móng theo trạng thái giới hạn (1.5t) 1.3 Các tài liệu cần thiết để tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn (0.5t) 1.4 Đề xuấtso sánh và lựa chọn phương án nền móng (0.5t) 2) Chương 2: Móng nông trên nền thiên nhiên: 7 tiết 2.1 Các khái niệm cơ bản (0.5 t) 2.2 Cấu tạo móng nông và điều kiện ứng dụng (1.5t) 2.3 Tính toán nền móng công trình không chịu lực đẩy ngang thường xuyên theo trạng thái giới hạn về biến dạng (2t) 2.4 Tính toán nền móng công trình chịu lực đẩy ngang thường xuyên theo trạng thái giới hạn (3t) 3) Chương 3: Tính toán móng mềm: 5.5 tiết 3.1 Khái niệm về móng mềm và mô hình nền (1.5t) 3.2 Tính móng băng theo mô hình nền biến dạng cục bộ (2t) 3.3Tính móng băng theo mô hình nền biến dạng tuyến tính (2t) 4) Chương 4: Xây dựng công trình trên nền đất yếu: 6.5 tiết 4.1 Khái niệm chung về đất yếu, nền đất yếu (0.5t) 4.2 Các biện pháp về kết cấu phần trên (1t) 4.3 Các biện pháp về móng (1t) 4.4 Các biện pháp về xử lý nền (3.0t) 4.5 Các biện pháp thi công để xử lý nền (1t) 5) Chương 5: Móng cọc: 8 tiết 5.1 Khái niệm chung (1t) 5.2 Sự làm việc của cọc và đất bao quanh cọc (1t) 5.3 Xác định sức chịu tải của cọc đơn (3t) 5.4 Độ lún của cọc đơn và cọc trong nhóm cọc (1t) 5.5 Tính toán nền và móng cọc đài thấp theo trạng thái giới hạn (2t)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT NỀN MÓNG PGS.TS Nguyễn Hồng Nam Hà Nội, 2019 Nguyễn Hồng Nam, 2019 NỘI DUNG • • • • Chương I: Các khái niệm Chương II: Móng nơng thiên nhiên Chương III: Tính tốn móng mềm Chương IV: Xây dựng cơng trình đất yếu • Chương V: Móng cọc Nguyễn Hồng Nam, 2019 2 Đề cương môn học: Nền móng 1) Chương 1: Các khái niệm bản: 3.0 tiết 1.1 Khái niệm về nền móng (0.5t) 1.2 Tính nền móng theo trạng thái giới hạn (1.5t) 1.3 Các tài liệu cần thiết để tính tốn nền móng theo trạng thái giới hạn (0.5t) 1.4 Đề xuất-so sánh lựa chọn phương án nền móng (0.5t) 2) Chương 2: Móng nông nền thiên nhiên: tiết 2.1 Các khái niệm bản (0.5 t) 2.2 Cấu tạo móng nơng và điều kiện ứng dụng (1.5t) 2.3 Tính tốn nền móng công trình không chịu lực đẩy ngang thường xuyên theo trạng thái giới hạn về biến dạng (2t) 2.4 Tính tốn nền móng cơng trình chịu lực đẩy ngang thường xuyên theo trạng thái giới hạn (3t) 3) Chương 3: Tính toán móng mềm: 5.5 tiết 3.1 Khái niệm về móng mềm mô hình nền (1.5t) 3.2 Tính móng băng theo mơ hình nền biến dạng cục (2t) 3.3Tính móng băng theo mơ hình nền biến dạng tuyến tính (2t) 4) Chương 4: Xây dựng cơng trình nền đất yếu: 6.5 tiết 4.1 Khái niệm chung về đất yếu, nền đất yếu (0.5t) 4.2 Các biện pháp về kết cấu phần (1t) 4.3 Các biện pháp về móng (1t) 4.4 Các biện pháp về xử lý nền (3.0t) 4.5 Các biện pháp thi công để xử lý nền (1t) 5) Chương 5: Móng cọc: tiết 5.1 Khái niệm chung (1t) 5.2 Sự làm việc cọc đất bao quanh cọc (1t) 5.3 Xác định sức chịu tải cọc đơn (3t) 5.4 Độ lún cọc đơn cọc nhóm cọc (1t) 5.5 Tính tốn nền và móng cọc đài thấp theo trạng thái giới hạn (2t) Tổng: 30 tiết LT Đánh giá: Quá trình: 30% Thi: 70% Nguyễn Hồng Nam, 2019 • • • Tài liệu học tập Giáo trình – Nền móng, Trường ĐH Thuỷ lợi, BM Địa móng, NXB Nơng nghiệp, 1998 Sách tham khảo: – Das (2001), Nguyên lý móng, dịch tiếng Việt, BM Địa kỹ thuật, ĐH Thủy lợi – Nền móng, Lê Đức Thắng (chủ biên), NXBGD, 2000 – Hướng dẫn thiết kế móng nơng, Vũ Cơng Ngữ – Tính tốn móng cọc, Lê Đức Thắng, Trường ĐHXD, 1998 – Những phương pháp Xây dựng cơng trình đất yếu (Hoàng Văn Tân nnk, NXBGTVT, tái 2006) Quy chuẩn, Tiêu chuẩn: – QCVN 04-05:2012/BNNPTNT, CT Thủy lợi- Các quy định chủ yếu thiết kế – Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình xây dựng dân dụng TCVN 9362:2012 – Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thuỷ cơng TCVN 4253:2012 – Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCVN 10304:2014 Nguyễn Hồng Nam, 2019 Chương I: Các khái niệm bn ã Đ1.1: Khỏi nim v nn v múng ã §1.2: Tính móng theo trạng thái giới hạn • §1.3: Các tài liệu cần thiết để tính tốn múng theo trng thỏi gii hn ã Đ1.4: xut-so sánh lựa chọn phương án móng Nguyễn Hồng Nam, 2019 5 Chương I: Các khái niệm bn ã Đ1.1: Khỏi nim v nn v múng 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại móng 1.1.3 Phân loại 1.1.4 Nguyên tắc thiết kế Nguyễn Hồng Nam, 2019 6 1.1.1 Định nghĩa Móng Móng phận phía cơng trình, có tác tác dụng truyền tải trọng cơng trình lên mặt Nền Nền phạm vi đất phía móng chịu ảnh hưởng tải trọng phần Kết cấu phần Mặt đất tự nhiên Móng Nền Nguyễn Hồng Nam, 2012 Nền, móng kết cấu phần phận công trình 7 Nhận xét • Nền, móng kết cấu phần có quan hệ mật thiết, tác động qua lại với chịu tác dụng tải trọng Nguyễn Hồng Nam, 2019 8 1.1.2 Phân loại móng a) Phân loại theo vật liệu • Móng gạch xây, đá xây, bê tơng • Móng bê tơng cốt thép • Móng thép (cơng trình cơng nghiệp), gỗ (cơng trình tạm) b) Phân loại theo phương pháp thi cơng • Móng nơng: đào tồn hố móng thi cơng móng • Móng sâu: khơng đào đào phần hố móng thi cơng c) Phân loại theo phương pháp chế tạo • Móng có cấu tạo tồn khối, đổ chỗ • Móng lắp ghép d) Phân loại móng theo đặc tính chịu tải • Móng chịu tải trọng tĩnh • Móng chịu tải trọng động (móng bệ máy) Nguyễn Hồng Nam, 2012 Nguyễn Hồng Nam, 2019 10 10 1.1.2 Phân loại móng (Theo Coduto, 2001) • Móng chia làm loại sau: - Móng nơng (móng đơn, móng băng, móng bản) Móng nơng truyền tải trọng kết cấu lên đất gần bề mặt - Móng sâu (móng cọc) Móng sâu truyền phần hay tồn tải trọng kết cấu xuống đất phía sâu 11 Nguyễn Hồng Nam, 2012 11 Phân loại móng (theo Coduto, 2001) Móng Móng nơng Nguyễn Hồng Nam, 2012 Móng sâu 12 12 1.1.3 Phân loại • Có thể phân làm loại: - Nền tự nhiên: bao gồm lớp đất thiên nhiên - Nền nhân tạo: Nền xử lý cải thiện tính trước xây dựng Nguyễn Hồng Nam, 2012 13 13 1.1.4 Nguyên tắc thiết kế • • • • Yêu cầu cường độ Yêu cầu khả phục vụ Yêu cầu tính khả thi xây dựng Yêu cầu kinh tế Nguyễn Hồng Nam, 2012 14 14 Tải trọng thiết kế • • • • • Có loại tải trọng thiết kế: -Lực pháp tuyến P - Lực tiếp tuyến V -Mô men M -Lực xoắn T 15 Nguyễn Hồng Nam, 2012 15 Tải trọng thiết kế • Tải trọng thiết kế phân loại dựa trên: -Thời gian tác dụng: Tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời (lâu, ngắn) -Cường độ: Tải trọng tiêu chuẩn, tải trọng tính tốn -Phương thức tác dụng: tải trọng động, tải trọng tĩnh Nguyễn Hồng Nam, 2012 16 16 Yêu cầu cường độ • Cường độ đất • Cường độ kết cấu Nguyễn Hồng Nam, 2012 17 17 Yêu cầu cường độ đất Cơng trình khơng bị trượt lật So sánh lực cắt với cường độ chống cắt đất PP thiết kế ứng suất cho phép (ASD) Nguyễn Hồng Nam, 2012 18 18 Yêu cầu cường độ kết cấu • Tính ngun vẹn kết cấu khả chịu tải an tồn • Phân tích cường độ kết cấu sử dụng phương pháp ASD LRFD phụ thuộc vào loại móng, vật liệu kết cấu, luật Nguyễn Hồng Nam, 2012 19 19 Yêu cầu khả phục vụ • • • • • • Lún Trồi Nghiêng Dịch chuyển ngang Rung Bền Nguyễn Hồng Nam, 2012 20 20 10 §1.2 Tính móng theo trạng thái giới hạn Định nghĩa: • Cơng trình đạt trạng thái giới hạn khơng đảm bảo điều kiện làm việc bình thường theo yêu cầu thiết kế Nguyên nhân: • Mất ổn định cường độ trượt lật (TTGH1) • Do lún, chênh lệch lún, dịch chuyển ngang lớn (TTGH2) • Riêng cơng trình thuỷ lợi, trạng thái giới hạn ảnh hưởng dòng thấm lớn gây Nguyễn Hồng Nam, 2012 21 21 Tính theo trạng thái giới hạn (giới hạn cường độ) a) Mục đích & phạm vi áp dụng: Đảm bảo SCT để cơng trình làm việc bình thường (khơng trượt, lật) Tính tốn theo TTGH1 thường áp dụng đ/v cơng trình đá; mái dốc; thường xuyên chịu lực ngang lớn b) Nội dung tính tốn: Tính lực gây trượt N Tính lực chống trượt giới hạn R Kiểm tra điều kiện công trình khơng bị trượt: N≤R Nếu xét yếu tố bất lợi (TCVN 4253-86): mR (1-1) nc N  Trong đó: Kn nc: hệ số tổ hợp tải trọng: tổ hợp bản: nc=1.0, tổ hợp đặc biệt: nc=0.9; tổ hợp tải trọng thi công nc=0.95 m: hệ số điều kiện làm việc, phụ thuộc cơng trình M ctr kn: Hệ số độ tin cậy, tuỳ theo cấp cơng trình k =  kn Cơng trình cấp 1: kn=1.25; cấp 4-5, kn=1.10 M gtr Nếu kiểm ổn định theo mặt trượt dạng trụ tròn: (1-2) 22 Nguyễn Hồngtra Nam, 2012 Đối với cơng trình đê đập, hệ số kn chọn theo quy phạm riêng 22 11 Tính theo trạng thái giới hạn (giới hạn cường độ) nc N  mR Kn nc: hệ số tổ hợp tải trọng: tổ hợp bản: nc=1.0, tổ hợp đặc biệt: nc=0.9; tổ hợp tải trọng thi công nc=0.95 m: hệ số điều kiện làm việc, phụ thuộc cơng trình kn: Hệ số độ tin cậy, tuỳ theo cấp cơng trình Cơng trình cấp 1: kn=1.25; cấp 4-5, kn=1.10 23 Nguyễn Hồng Nam, 2012 23 Tính theo trạng thái giới hạn (giới hạn cường độ) Nếu kiểm tra ổn định theo mặt trượt dạng trụ tròn (phương pháp cân giới hạn): k= M ctr  kn M gtr Mctr: Mô men lực chống trượt tâm trượt giả định Mgt: Mô men lực gây trượt tâm trượt giả định Đối với cơng trình đê đập, hệ số kn chọn theo quy phạm riêng Nguyễn Hồng Nam, 2012 24 24 12 Tính theo trạng thái giới hạn (giới hạn biến dạng) a) Mục đích & phạm vi áp dụng: Khống chế lún, chênh lệch lún chuyển vị ngang giới hạn cho phép để cơng trình làm việc bình thường Tính tốn theo TTGH2 thường áp dụng cơng trình đất, chịu lực thẳng đứng tác dụng thường xuyên b) Nội dung tính tốn: Tính độ lún S, chênh lún S, chuyển vị ngang U Xác định trị số giới hạn độ lún, chênh lún, chuyển vị ngang [S], [S], [U] Kiểm tra điều kiện: S ≤ [S] S ≤ [S] U ≤ [U] Chú ý: Để cơng trình làm việc bình thường, nên đảm bảo điều kiện cường độ biến dạng Tuy nhiên, cơng trình, khơng thiết phải cho hai trạng thái giới hạn Ví dụ, tính theo TTGH2, tính lún, chênh lún cần điều kiện đất làm việc giai đoạn biến dạng tuyến tính P ≤ PIgh Điều kiện cho thấy điều kiện cường độ đảm bảo→ khơng phải tính theo TTGH1 Nguyễn Hồng Nam, 2012 25 25 Các loại tải trọng tổ hợp tải trọng Tải trọng phân loại dựa trên: -Thời gian tác dụng -Cường độ -Phương thức tác dụng Nguyễn Hồng Nam, 2012 26 26 13 Phân loại tải trọng theo thời gian tác dụng Tải trọng thường xuyên: Tác dụng suốt trình thi cơng vận hành cơng trình (trọng lượng thân, áp lực đất, áp lực nước) Tải trọng tạm thời: Chỉ xuất thời gian ngắn q trình thi cơng, vận hành cơng trình Chia làm loại: Tải trọng tạm thời lâu (trọng lượng máy bơm, máy phát điện) Tải trọng tạm thời ngắn (cần cẩu, cần trục, t/bị sửa chữa) Tải trọng đặc biệt: Có thể khơng thể xảy q trình vận hành cơng trình, vd: tải trọng động đất, mực nước lũ kiểm tra, cố 27 Nguyễn Hồng Nam, 2012 27 Phân loại tải trọng theo cường độ Tải trọng tiêu chuẩn Ntc: Là tải trọng lớn theo tiêu chuẩn thiết kế khơng gây hư hỏng cơng trình q trình làm việc Tải trọng tính tốn Ntt: Là tải trọng có xét sai khác so với tải trọng tiêu chuẩn, thiên bất lợi cho công trình n : hệ số vượt tải: Ntt=nNtc • n =1.1 trọng lượng thân loại vật liệu • n =1.2 lớp đất đắp trọng lượng thiết bị kỹ thuật • n =1.3 thiết bị vận chuyển Đối với tải trọng không thiên bất lợi cho công trình, cần chọn n