2018 CHUONG 2 THIET KE MONG NONG

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.2 Xác định kích thước sơ đế móng 2.3 Tính tốn Nền & Móng theo TTGH II 2.4 Tính tốn Nền theo TTGH I 2.5 Tính tốn độ bền cấu tạo móng (Tính Móng theo TTGH I) 2.6 Tính tốn móng mềm 2.7 Tính tốn móng kể đến ảnh hưởng độ cứng kết cấu bên THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.1.1 Phân loại  Khái niệm: Móng chơn nơng móng có tỉ số h/b≤0,5 (Berenzantxev), đất móng bị phá hoại → đất bị đẩy trồi, ta coi h nơng Trong thực tế móng có h ≤ 3m coi nơng  Phạm vi ứng dụng:+ Tải trọng khơng lớn, cơng trình nhỏ, Q nhỏ + Lớp đất phẳng có sức chịu tải phù hợp, có chiều dày đủ lớn  Phân loại: + Móng cứng: khơng bị uốn chịu tải, khơng có phân bố lại ứng suất tiếp xúc đáy móng Gồm có: Móng tuyệt đối cứng (móng gạch, móng đá hộc, móng bê tơng); Móng có độ cứng hữu hạn (móng đơn bê tơng cốt thép) + Móng mềm bị uốn mạnh chịu tải nên phải kể uốn có phân bố lại ứng suất tiếp xúc đáy móng Gồm có: móng băng, băng giao thoa, móng bè bê tơng cốt thép BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.1.1 Phân loại BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.1.2 Cấu tạo Móng nơng (shallow foundations) Móng đơn cột, trụ (independent foundation) BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.1.2 Cấu tạo Móng nơng (shallow foundations) Móng băng tường, dãy cột (Strip foundations) BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.1.2 Cấu tạo Móng nơng (shallow foundations) Móng băng tường, dãy cột (Strip foundations) BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.1.2 Cấu tạo Móng nơng (shallow foundations) Móng băng tường, dãy cột (Strip foundations) BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.1 Phân loại cấu tạo 2.1.2 Cấu tạo Móng nơng (shallow foundations) Móng băng tường, dãy cột (Strip foundations) BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MÓNG NƠNG 2.2 Xác định kích thước sơ đáy móng 2.2.1 Thứ tự thiết kế Xác định tải trọng tác dụng xuống móng Đánh giá ĐKĐC cơng trình, ĐCTV khu đất xây dựng Chọn phương án móng, chọn độ sâu chơn móng Xác định kích thước sơ đáy móng Kiểm tra kích thước đáy móng theo trạng thái giới hạn thứ hai Kiểm tra kích thước đáy móng theo trạng thái giới hạn thứ Tính tốn độ bền cấu tạo móng Bản vẽ kỹ thuật BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.2 Xác định kích thước sơ đáy móng 2.2.1 Thứ tự thiết kế Xác định tải trọng (pTC,pTT) tác dụng xuống móng` Đánh giá ĐKĐC cơng trình, ĐCTV khu đất xây dựng  Chọn phương án móng, chọn độ sâu chơn móng (h) Xác định kích thước sơ đáy móng (lxb) Dùng pTC để tính Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGHII (Tính Nền & Móng theo TTGHII, dùng pTC) Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGH I (Tính Nền theo TTGH I, dùng pTT) Tính tốn độ bền cấu tạo móng (Tính Móng theo TTGH I, dùng pTT) Bản vẽ kỹ thuật BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.1 Khái niệm Móng mềm tính phần “Tính tốn kết cấu đàn hồi” bao gồm nhiều loại kết cấu như: loại móng mềm, đài cọc dạng băng tường BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.2 Các loại mơ hình Mơ hình biến dạng cục bộ: cho độ lún xảy phạm vi diện tích gia tải Điều cho phép coi đàn hồi bao gồm lị xo đàn hồi khơng liên quan đến Thuộc nhóm mơ hình có mơ hình Winkler (1867), Pasternak, Vlaxov, Rivkin, Khentini v.v Ưu điểm: Đơn giản tính tốn thích hợp số trường hợp đất yếu, kích thước móng lớn Nhược điểm: Khơng phản ánh tính phân phối đất Hệ số C thơng số có tính quy ước Ngay loại đất, hệ số C số, biến đổi phụ thuộc vào kích thước đáy móng, độ lún móng BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.2 Các loại mơ hình Mơ hình biến dạng tổng quát: cho biến dạng xảy phạm vi diện gia tải Thuộc loại mơ hình gồm có nửa khơng gian đàn hồi đồng đẳng hướng; nửa khơng gian có modun biến dạng tăng theo chiều sâu; lớp đàn hồi đồng đẳng hướng biến dạng tổng quát đá cứng Ưu điểm: Đã xét đến tính phân phối Kết tính tốn xác đất chặt, cứng, dẻo cứng diện tích Theo mơ hình Winkler (hình 4) Theo mơ hình nửa khơng gian đàn hồi (hình 2) Theo kết thí nghiệm (hình3) đáy móng khơng lớn Nhược điểm: Đánh giá cao tính phân phối đất nên tải trọng khơng đáng kể ứng suất vùng mép móng đạt trị số vơ lớn độ lún chậm tắt so với thực tế Chưa phản ánh độ chặt tính đàn hồi đất tăng theo chiều sâu BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế a) Móng băng, băng giao thoa BTCT dãy cột - Xác định bề rộng móng (đảm bảo điều kiện áp lực đế móng) - Tính tốn độ lún cho móng băng - Tính tốn độ bền cấu tạo móng + Xác định chiều cao làm việc móng theo điều kiện chống cắt + Tính tốn cốt thép bố trí cho móng + Tính tốn dầm móng theo kết cấu dầm đàn hồi BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Việc tính tốn dầm móng theo kết cấu dầm đàn hồi thực sau: + Sơ chọn tiết diện dầm móng (bxh) + Dùng phương pháp phần tử hữu hạn (thuộc nhóm phương pháp số) để tính tốn dầm móng Với phương pháp này, người sử dụng nhập thông số đầu vào (sơ đồ tính, mơ hình, vật liệu, tải trọng) máy tính (Sap, Etabs…) phân tích nội lực, từ tính thép cho dầm móng Sơ đồ tính dầm đặt hệ thống lị xo đất nền; tải trọng tải cơng trình truyền xuống (tại vị trí cột, tường ) Độ cứng lị xo xác định theo NHIỀU cách khác theo bảng tra, thí nghiệm bàn nén trường (công thức Terzaghi), công thức thực nghiệm (Vesic), lý thuyết tính lún… Dưới xin giới thiệu phương pháp xác định K thường sử dụng BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế 333.33 kN 333.33 kN 333.33 kN 291.67 kN 291.67 kN 54.17 kNm 50 kNm 54.17 kNm 32.42 kN/m 50 kNm x 1.0 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.0 l = 16.4 m 1.4 0.5 1.4 10 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.4 333.33 kN 291.67 kN 50 kNm k2 0.5 333.33 kN 291.67 kN k1 11 k3 54.17 kNm k4 k5 54.17 kNm k6 k7 k8 50 kNm k9 k10 32.42 kN/m k11 BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Cách 1- phương pháp bảng tra: Chia dầm thành đoạn có chiều dài li ta có diện tích Fi = li.bdầm; Bảng tra hệ số theo phương đứng C K = C.Fi; C: hệ số tra bảng phụ thuộc loại đất Nhược điểm: trị số K cho loại đất chênh lệch nhiều (từ 2 lần), khó để lựa chọn trị số hợp lý để đưa vào tính tốn chỉ nên sử dụng tính tốn sơ làm giá trị đối chiếu với trị số K xác định theo phương pháp khác BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Cách 2- Xác định K theo lý thuyết tính lún Đây phương pháp tin cậy xác định K xét tương đối đầy đủ yếu tố ảnh hưởng Sử dụng lý thuyết dự tính độ lún móng với hình dạng, kích thước thực, sau chia dầm thành đoạn có chiều dài li, K xác định theo cơng thức lý thuyết: k=p/Stb p: áp lực gây lún trung bình đáy móng đoạn li Stb: độ lún trung bình móng (đã tính từ bước trên) Có thể dự tính Stb nhanh chóng cách sử dụng lời giải lý thuyết bán khơng gian biến dạng thuyến tính + Sử dụng bảng tra: mpb(1   ) Stb  Es m : hệ số độ lún trung bình, tra bảng 24 Bài giảng học đất, ĐHKT Hà Nội Es : mơđun biến dạng trung bình đất BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Cách 2- Xác định K theo lý thuyết tính lún + Sử dụng cơng thức giải tích:   l2  b2  b   l2  b2  l   1 1   l1 ln    b1 ln   2 2    l1  b1  b1  l1  b1  l1   2p(1   )     ; Stb  3/2 Es   l12  b12  l13  b13     l1b1       l1  0,5l , b1  0,5b VÍ DỤ BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế b) Móng bè: - Đưa tồn tải trọng cơng trình tâm diện tích đế móng (bài tốn lệch tâm phương) Xác định kích thước móng, thường kích thước móng bao hết mép ngồi cột biên cơng trình (đảm bảo điều kiện áp lực đế móng) - Tính tốn độ lún cho (tính theo nửa khơng gian có chiều dày hữu hạn đá cứng) - Tính tốn độ bền cấu tạo móng theo mơ hình kết cấu đàn hồi Sơ chọn tiết diện dầm móng chiều dày bè Chia dầm móng bè thành diện tích, xác định độ cứng K lị xo, có hai loại K: K dầm K móng Dùng phần mềm tính tốn (Sap, Etabs…) để lập mơ hình, phân tích nội lực kiểm tra hàm lượng thép BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Ví dụ: Thiết kế móng mềm phần mềm Plaxis 3D Foundation BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Ví dụ: Thiết kế móng mềm phần mềm Plaxis 3D Foundation BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Ví dụ: Thiết kế móng mềm phần mềm Plaxis 3D Foundation BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.6 Tính tốn móng mềm 2.6.3 Tính tốn móng mềm thực tế Ví dụ: Thiết kế móng mềm phần mềm Plaxis 3D Foundation Sau có kết Mơ- men móng, ta tính thép bố trí cốt thép kết cấu sàn BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2.7 Tính tốn móng có kể ảnh hưởng độ cứng kết cấu bên Trên tính tốn móng băng, móng bè ta coi tải trọng đặt tự lên móng Thực tế kết cấu bên liên kết với móng phối hợp làm việc với móng Độ cứng kết cấu bên ảnh hưởng đến uốn móng Chẳng hạn, tải trọng phân bố móng bị võng xuống uốn bị kết cấu bên cản lại Hiện nay, hầu hết sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để giải toán Bằng cách sử dụng phần mềm chuyên ngành (Plaxis 3D Foundation ,KCW, Safe…) để mơ hình hóa cơng trình (cả kết cấu phần thân phần móng), tiến hành phân tích nội lực mơ hình Kết nội lực khai báo kể đến ảnh hưởng độ cứng kết cấu bên BM Địa Kỹ Thuật ... cm2/ năm  N (2. 22) K tc BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2. 4 Tính tốn theo TTGH I 2. 4.1 Nền đá Điều kiện:   R dc lb (2. 23) l  l  2e l b  b  2e b b 2el 2eb el l l e l eb l=R /2 b b=2R... Chọn b,l OK Tính lại R (2. 2) (2. 3) (2. 4) Kiểm tra điều kiện áp lực đáy móng (2. 6) NEXT Mục 2. 3 BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MÓNG NƠNG 2. 2 .2 Xác định kích thước sơ đế móng 2. 2 .2. 2 Móng chịu tải lệch... l.b (2. 6) b tc tc N® N® h tc Nm c d tc F p tc BM Địa Kỹ Thuật THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 2. 2 .2 Xác định kích thước sơ đế móng 2. 2 .2. 1 Móng chịu tải tâm Giả thiết b Tính R (2. 2) (2. 3) (2. 4) F (2. 1) Chọn