BÀI GIẢNG NỀN MÓNG, TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI TP. HCM Khoa KT Xây dựng Bộ môn Kỹ Thuật Cơ Sở

Các phương pháp tính toán nền móng * Tính toán nền theo trạng thái ứng suất cho phép FS N q N c N b FS luc truot chong lat chong moment pgh , qult : sức chịu tải cực hạn của nền đất *

TRƯỜNG ĐH GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM

Tài liệu tham khảo:

- Địa kỹ thuật, TS, Nguyễn Thành Đạt, Ths Phạm Quốc Trí, Ths Nguyễn Anh Tuấn;

- Nền Móng, PGS.TS.Nguyễn Văn Quảng;

- Nền Móng công trình cầu đường , GS.TSKH Bùi Anh Định;

- Công trình trên nền đất yếu, Hoàng Văn Tân;

- Foundation Analysis and Design, Joseph E Bowles;

- Tuyển tập Tiêu Chuẩn Xây Dựng TCVN -272-2005, TCVN 9361:2012, TCVN 9362:2012, TCVN 10304:2014

Năm 2015

Chương 1 NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG TRONG THIẾT KẾ

áp lực xuống nền Tuy nhiên trong một số trường hợp, khi công trình xây dựng ở gần với các công trình có sẵn - móng có thể chỉ bằng hoặc thậm chí còn thu hẹp hơn so với phạm vi công trình bên trên

Móng chính là phần kéo dài thêm của công trình và nằm ngầm trong lòng đất Móng có nhiệm vụ truyền tải trọng từ công trình xuống nền đất

Nền công trình là vùng đất đá nằm dưới đáy móng, chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng công trình truyền xuống qua móng Căn cứ vào đặc điểm của nền đất, tải trọng công trình và sự phân bố ứng suất trong đất, giới hạn của nền được xem xét ở độ sâu mà ứng suất do tải trọng ngoài gây ra bằng 0,1 + 0,2 lần ứng suất do trọng lượng bản thân của đất nền

Nền của móng nông là phần đất nằm ngay sát đáy móng trực tiếp gánh đở móng

Nền của móng sâu (cọc) là khối đất nằm xung quanh

và bên dưới mũi cọc trực tiếp gánh đở tải do cọc truyền

Nền của móng sâu

Hệ cọc Đài cọc

- Theo vật liệu làm móng: móng gạch đá, móng bê tông, móng bê tông cốt thép;

- Theo đặc điểm làm việc của móng: đối với móng nông, có thể phân chia thành móng cứng, móng mềm; đối với móng cọc, phân chia thành móng cọc đài cao, đài thấp;

- Theo công nghệ thi công móng: móng lắp ghép, móng bán lắp ghép, móng đổ bê tông tại chổ;

- Theo chiều sâu đặt móng: móng nông, móng sâu

- Nền nhân tạo: khi nền đất không đủ khả năng tiếp thu tải trọng của công trình do vậy phải áp dụng các biện pháp gia cường nhằm tăng sức chịu tải và làm giảm độ lún của công trình

Các biện pháp gia cường như sau:

- Đệm vật liệu rời (đệm đá, sỏi, cát, …)

Gia tải trước

- Giếng cát hay bấc thấm có gia tải

- Bơm hút chân không

- Cọc vật liệu rời: cọc cát, cọc đá

- Cọc đất + vôi hoặc xi măng

- Phun xịt xi măng (grouting)

- Điện thấm (hút nước)

- Vải địa kỹ thuật

- Lưới địa kỹ thuật

- Thanh địa kỹ thuật

1.2 Các phương pháp tính toán nền móng

* Tính toán nền theo trạng thái ứng suất cho phép

FS

N q N c N b FS

luc

truot chong

lat chong moment

pgh , qult : sức chịu tải cực hạn của nền đất

* Tính toán nền theo trạng thái giới hạn về biến dạng

(trạng thái giới hạn II):

- Điều kiện cần: ptc ≤ Rtc ≈ RII (đất nền còn làm việc đàn hồi, chỉ mới xuất hiện biến dạng dẽo ngay mép móng)

- Điều kiện đủ sử dụng và ổn định của công trình;

khống chế độ lún và lún lệch của móng để không làm phá hoại công trình

kế và khả năng về vật liệu xây dựng và thiết bị thi công

1.3.1.Tài liệu về khu vực xây dựng

Người thiết kế cần phải biết được địa điểm, khu vực xây dựng để xác định ảnh hưởng của thiên nhiên đối với công trình và nền móng của nó, cũng từ đó xác định được thuộc khu vực nào của tải trọng gió, tải trọng động đất Những tài liệu này thể hiện qua các báo cáo, bản đồ khảo sát địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn, bao gồm:

-Bản đồ đo đạc địa hình, bản đồ liên hệ vùng của khu vực xây dựng, bản vẽ thiết kế san nền với các cao trình đào đắp và đường đồng mức

-Tài liệu về địa chất công trình, địa chất thủy văn: cung cấp các số liệu về các đặc trưng cơ lý của đất, cao trình mực nước ngầm cũng như tính chất của nước ngầm

(ăn mòn hay không) để có biện pháp nền móng hợp lý, địa tầng, các hiện tượng địa chất của khu vực xây dựng (như các-xtơ ở vùng đá vôi, cát chảy )

-Bản đồ quy hoạch khu vực xây dựng, quy hoạch tổng mặt bằng công trình

1.3.2.Tài liệu về công trình

-Bản vẽ kiến trúc của công trình: mặt băng, mặt đứng, mặt cắt, chi tiết ; các tài liệu này sẽ biết được quy mô, đặc điểm của công trình sẽ xây dựng như chiều cao tầng,

số tầng, loại nhà, loại tải trọng sử dụng

-Hồ sơ thiết kế kết cấu (hoặc phác thảo, phương án) phần bên trên: đặc điểm kết cấu khung hay tường chịu lực, lắp ghép hay đổ tại chỗ

1.3.3.Khả năng cung ứng vật liệu xây dựng

-Tình hình cung ứng các vật liệu xây dựng của nơi xây dựng công trình để thiết kế vật liệu làm móng cho phù hợp

1.3.4.Năng lực về máy móc, thiết bị thi công

-Khả năng đáp ứng về máy móc, thiết bị thi công của các nhà thầu sẽ thi công công trình; tay nghề, trình độ thi công để đề ra biện pháp thiết kế thi công, tổ chức thi công hợp lý nhằm đảm bảo kỹ thuật và hạ giá thành công trình

1.3.5 Các loại tải trọng tác dụng xuống móng

Tiêu chuẩn Việt Nam về tải trọng và tác động (TCVN 2737-1995) phân loại tải trọng thành 2 loại: tải trọng thường xuyên, tải trọng tạm thời (chia thành 3 loại: dài hạn, ngắn hạn và đặc biệt) tùy theo thời gian tác dụng của chúng

- Tải trọng thường xuyên (tĩnh tải): Bao gồm tải trọng bản thân công trình (có được từ các kích thước hình học của công trình, loại vật liệu sử dụng ); áp lực đất; áp lực nước Tải trọng thường xuyên tác dụng trong suốt quá trình thi công và sử dụng công trình

- Tải trọng tạm thời (hoạt tải) là tải trọng tác dụng không thường xuyên trong quá trình thi công và sử dụng công trình Tùy theo thời gian tác dụng, tải trọng tạm thời được chia thành:

-Tải trọng tạm thời tác dụng dài hạn: chúng tồn tại lâu dài trong giai đoạn thi công và sử dụng công trình;

-Tải trọng tạm thời tác dụng ngắn hạn: chúng chỉ tồn tại trong một thời gian nhất định khi thi công và sử dụng công trình như tải trọng gió, sóng…;

-Tải trọng đặc biệt: là những tải trọng chỉ tồn tại trong những trường hợp đặc biệt như do động đất; do cháy nổ; hoặc tải trọng do vi phạm nghiêm trọng trong quá trình công nghệ, do thiết bị trục trặc, hư hỏng tạm thời; tác động của biến dạng nền gây ra do thay đồi cấu trúc, tác động do biến dạng của mặt đất ở vùng có nứt đất, có ảnh hưởng việc khai thác mỏ và hiện tượng các-xtơ

1.3.6 Tổ hợp tải trọng

Đối với công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, tải trọng được tổ hợp theo ba loại tổ hợp chính, tổ hợp phụ và tổ hợp đặc biệt Cụ thể như sau:

- Tổ hợp chính: toàn bộ tải trọng thường xuyên; toàn

bộ tải trọng tạm thời dài hạn và một trong những tải trọng tạm thời ngắn hạn có ảnh hưởng nhiều nhất đến trạng thái ứng suất biến dạng của tiết diện, cấu kiện hoặc toàn bộ kết cấu

- Tổ hợp phụ: toàn bộ tải trọng thường xuyên; toàn bộ tải trọng tạm thời dài hạn; toàn bộ tải trọng tạm thời ngắn hạn nhưng không ít hơn 02

- Tổ hợp đặc biệt: toàn bộ các tải trọng thường xuyên; toàn bộ tải trọng tạm thời dài hạn, tải trọng tạm thời ngắn hạn có thể có hoặc không; một trong những tải trọng tải trọng đặc biệt có ảnh hưởng nhiều nhất đến trạng thái ứng suất của tiết diện, cấu kiện hoặc toàn bộ kết cấu

-Tải trọng tiêu chuẩn là tải trọng có thể kiểm soát được giá trị của nó trong điều kiện thi công và sử dụng công trình bình thường

-Tải trọng tính toán là tải trọng tiêu chuẩn nhân với

hệ số vượt tải n, n = 1,1 ÷ 1,4, trung bình lấy n = 1,15

-Khi tính toán nền theo TTGH I (theo chỉ tiêu cường

độ) thì lấy tổ hợp phụ, tổ hợp đặc biệt và sử dụng các tải

trọng tính toán

-Khi tính toán nền theo TTGH II (theo điều kiện sử

dụng ) thì lấy tổ hợp chính và sử dụng các tải trọng tiêu

chuẩn

Lựa chọn tổ hợp tải trọng để tính toán và thiết kế móng cọc: nguyên tắc chung là lựa chọn các cặp tổ hợp nội lực nguy hiểm

1.4 Đề xuất và lựa chọn các giải pháp nền móng

1.4.1 Đề xuất và lựa chọn các giải pháp nền

Căn cứ vào tài liệu địa chất công trình có được và các

số liệu về công trình, loại công trình và quy mô công trình người thiết kế cần xác định tải trọng tác dụng xuống móng, áp lực nền, độ lún của công trình từ đó quyết định

sử dụng nền tự nhiên hay phải dùng nền nhân tạo với các biện pháp gia cố nhằm tăng sức chịu tải và làm giảm độ lún của công trình

Việc lựa chọn giải pháp nào để xử lý nền phải căn cứ vào tình hình thực tế của đất nền và tải trọng tác dụng xuống và các yếu tố khác như quy mô công trình, độ lún cho phép, đồng thời cần xem xét những dự kiến về quy hoạch, xây dựng những công trình khác ở lân cận nhằm đánh giá tác động của chúng đến sự làm việc của công trình sau này Khả năng và điều kiện thi công cũng là một nhân tố cần xem xét trong việc lựa chọn giải pháp xử lý nền Các phương pháp cải tạo, xử lý nền được đề cập trong chương XI dưới đây

1.4.2.Đề xuất và lựa chọn các giải pháp móng

Cũng như đối với những bộ phận khác của công trình,

khi thiết kế nền móng nhiệm vụ của người thiết kế là phải

đề xuất được phương án móng tốt nhất cả về kỹ thuật và kinh tế Thông thường với nhiệm vụ thiết kế đã cho, người thiết kế có thể đề xuất nhiều phương án nền móng để so sánh và lựa chọn Tùy theo tính toán có thể đề xuất các phương án móng nông, móng sâu trên nền tự nhiên hay nền nhân tạo Mỗi phương án đó lại có thể bao gồm những phương án nhỏ như móng nông có thể là móng đơn, móng băng hoặc móng bè Móng cọc cũng có thể là cọc tre, cọc tràm; cọc bê tông từ đó lại đề xuất những biện pháp chi tiết hơn cho phương án chọn

Số lượng các phương án đề xuất phụ thuộc vào mức

độ phức tạp của công trình Bằng kinh nghiệm cũng như kết hợp với công cụ máy tính, người thiết kế có thể nhanh chóng đề xuất ra những phương án hợp lý, khả thi để lựa chọn

Khi tính toán sơ bộ và lựa chọn phương án, sau khi đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật, thường dựa vào các chỉ tiêu về kinh tế để quyết định Tuy nhiên, khi quỹểĩ định chính thức phương án nền móng thì không thể chỉ dựa vào các chỉ tiêu kinh tế mà còn phải dựa trên các yếu

tố khác như điều kiện kỹ thuật, điều kiện thi công và yêu cầu về tiến độ thi công cũng như khả năng cung ứng vật liệu

1.4.3.Lựa chọn chiều sâu đặt móng

Chiều sâu đặt móng là khoảng cách kể từ mặt đất quy hoạch (có thể đắp thêm hoặc san ủi đi) cho đến đáy móng

(không kể lớp bê tông lót móng) được lựa chọn căn cứ vào (điểm 4.5.1 TCVN 9362:2012):

Chức năng cũng như đặc điểm kết cấu của nhà và công trình (có hay không có tầng hầm, đường ống ngầm, móng của thiết bị, );

Trị số, đặc điểm của tải trọng và các tác động lên nền; Chiều sâu đặt móng của nhà, công trình và thiết bị bên cạnh;

Địa hình hiện tại và địa hình thiết kế của nơi xây dựng công trình;

Điều kiện địa chất của nơi xây dựng (tính chất xây dựng của đất, đặc điểm hình thành lớp của từng loại đất,

có các lớp nằm nghiêng dễ trượt, các hang lỗ do phong hóa hoặc do hòa tan muối, );

Điều kiện địa chất thủy văn (mực nước ngầm, tầng nước mặt và khả năng thay đổi khi xây dựng và sử dụng nhà và công trình, tính ăn mòn của nước ngầm,

Sự xói mòn đất ở chân các công trình xây dựng ở các lòng sông (mố cầu, trụ các đường ống, )

Câu hỏi ôn tập chương 8

Câu hỏi 1: Phân loại móng?

Câu hỏi 2: Trình bày các phương pháp tính toán nền

móng?

Câu hỏi 3: Trình bày các dữ liệu cần thiết để tính toán

nền móng?

Bài tập:

1.1 Cho một nền đất sét dày 10 m, γ = 18 kN/m3, chịu

dưới lớp sét là lớp đất cứng không nén và không thoát

0,82 , Cs = 0,14, Pc = 100 kN/m2 Cv =1x10-7 m2/s Hệ số rỗng ứng với p = 40 kPa là 1,4

e

h C p

p e

h C

v = => Uv(t) => St = Uv(t) S

KQ: N= 0,062, U=30 %, St= 0,21 m

chiều sâu chôn móng là Df = 1m Tính sức chịu tải tiêu

hình bên dưới Mực nước ngầm trong khu vực xây dựng nằm sâu hơn mặt đất 0,4m ϕ=300 , c=0

chiều sâu chôn móng là Df = 1m Tính sức chịu tải tiêu

hình bên Mực nước ngầm trong khu vực xây dựng nằm sâu hơn đáy mĩng là 0,5m Cho nền dưới đáy mĩng là cát cho biết ϕ=300 , c=0

Mực nước ngầm (MNN) nằm trong khoảng từ mặt đáy móng xuống bên dưới đáy móng một độ sâu D k

=btg(450+ϕ/2) = kb= h, (d< h=D k ) sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng sẽ được tính như sau:

a/ góc nghiêng bằng 00

b/ góc nghiêng bằng 200

1.5.Tính lún móng nông hình vuông cạnh 2m, chiều sâu

đặt móng là 1,5m, chịu tải đúng tâm Ntc=600 kN Đất nền cát chặt trung bình, có trọng lượng đơn vị thể tích γ=

18 kN/m3 Mực nước ngầm ở độ sâu –10m, kể từ mặt đất tự nhiên

Kết quả của thí nghiệm nén cố kết đất nền trong bảng sau: (vẽ đường cong nén lún e-p)

Áp lực p, kPa 0 25 50 100 200 400 640 800 Hệ số rỗng, e 0,879 0,869 0,855 0,831 0,8 0,785 0,77 0,757

Chương 2 THIẾT KẾ MÓNG NÔNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN 2.1 Định nghĩa móng nông

móng nông

- Định nghĩa móng nông theo cơ học như sau:

giữa đất và mặt hông móng

- Định nghĩa móng nông theo kích thước móng như sau:

≤0.5

- Định nghĩa móng nông theo khả năng thi công:

+ Khi đào hố móng có thể đào trần

2.2 Phân loại móng nông

Có thể căn cứ vào hình dạng móng và đặc điểm làm việc của móng để phân loại móng như sau:

Theo hình dạng móng có các loại sau: móng đơn, móng kết hợp, móng băng, móng bè, móng hộp

Theo đặc điểm làm việc cúa móng:

+ Móng cứng: là móng ít bị uốn khi chịu tác dụng của tải trọng, móng được cấu tạo đủ chiều cao để áp lực xuống đế móng và phản lực của nền cân bằng nhau, về vật liệu, móng cứng được làm bằng gạch, đá, bê tông và bê tông cốt thép

+ Móng mềm: là loại móng bị uốn đáng kể dưới tác dụng của tải trọng Áp lực xuống đế móng và phản lực của nền không cân bằng nhau, do vậy móng mềm được làm bằng bê tông cốt thép

2.2.1 Phân loại móng nông theo hình dạng

2.2.1.1 Móng đơn

Thường được làm dưới cột nhà, tháp nước, trụ điện,

mo trụ cầu nhỏ Móng có thể dưới cột gỗ, cột gạch đá hoặc bê tông cốt thép

Tùy theo sơ đồ kết cấu bên trên truyền mômen và lực dọc xuống móng có thề chia thành móng đơn chịu tải trọng đúng tâm và móng đơn chịu tải trọng lệch tâm

Hình 2.3 Móng đơn dưới cột 2.2.1.2 Móng kết hợp dưới hai cột

Móng kết hợp được cấu tạo dưới hai cột Sử dụng khi móng đơn dưới cột có kích thước lớn, các móng có thể chồng lên nhau như các cột ở hàng lang hoặc những vị trí

có lưới cột gần nhau Tùy theo đặc điểm của tải trọng và khoảng cách giữa các cột, móng có thể chịu nén hoặc đồng thời chịu uốn

Hình 2.4 Móng phối hợp 2.2.1.3 Móng băng

Khi móng đơn dưới cột hoặc móng kết hợp có kích thước lớn, có thể sử dụng phương án móng băng Móng băng thường được làm dưới tường nhà, dưới dãy cột ( thường là từ ba cột trở lên), dưới tường chắn Khi móng băng dưới dãy cột theo một phương không đảm bảo điều kiện biến dạng hoặc chưa đủ sức chịu tải thì làm móng băng theo hai phương, móng này còn gọi là móng băng giao thoa

Móng băng có ưu điểm là giảm bớt sự lún không đều, tăng độ cứng của công trình đặt biệt là móng băng giao thoa

Móng băng có thể được xây bằng gạch đá, bê tông hoặc bê tông cốt thép tùy theo kết quả tính toán

Hình 2.5 Móng băng dạng bản 2.2.1.4 Móng bè

Là móng bê tông cốt thép đổ liền khối dưới toàn bộ công trình hặc dưới đơn nguyên Móng bè được dùng ở những nơi nền đất yếu – khi chiều rộng của móng băng giao thoa quá lớn, hoặc do cấu tạo tầng dưới cùng của nhà; dưới các bể vệ sinh, các kho chứa…

Khi mực nước ngầm cao, để chống thấm cho tầng hầm người ta làm móng bè với 2 chức năng: vừa làm móng, vừa làm sàn tầng hầm

Móng bè có thể làm theo dạng bản phẳng hoặc bản có sườn, dạng sàn nấm, dạng hộp

Hình 2.6 Móng bè dạng sàn nấm

Hình 2.7 Móng bè dạng hộp

a) Mặt bằng; b) Mặt cắt Móng bè dạng hộp là móng được cấu tạo thành những hộp rỗng tạo bởi các tấm sàn và vách ngăn nằm dưới toàn

bộ công trình, móng bè dạng hộp cũng có thể được sử dụng kết hợp với chức năng làm tầng hầm Loại móng này

có độ cứng rất lớn và có khả năng phân bố lại tải trọng (từ giữa ra ngoài biên) Tuy nhiên loại móng này lại tốn kém

vật liệu và thi công cũng phức tạp

2.2.2 Phân loại móng nông theo vật liệu

- Móng được chế tạo từ gạch;

- Móng được chế tạo đá hộc;

- Móng được chế tạo bê tông đá hộc;

- Móng được chế tạo bê tông cốt thép

2.2.3 Phân loại móng nông theo tải trọng

- Móng chủ yếu chịu tải trọng đứng: nhà, máy sản

xuất, trụ cầu… Độ lún của nền đất ảnh hưởng rất lớn đến

kết cấu công trình

- Móng chủ yếu chịu tải trọng ngang: tường chắn, mố

cầu, đê, đập, … Nền công trình dễ bị phá hoại trượt do

chuyển vị ngang lớn

2.2.4 Phân loại móng nông theo độ cứng

- Móng cứng có độ lún đồng đều trong toàn móng

- Móng mềm hoặc móng chịu uốn là móng có độ lún

không đồng đều (móng bị uốn cong):

+ Đối với móng dạng dầm

0 ( / 2 )

h

L E

E t

h

B L E

E t

b

= (9.1) t- độ cứng của móng

t > 1 thì coi là dầm móng mềm

t ≤ 1 móng cứng

E0 : modul biến dạng của đất nền

L; B: chiều dài và chiều rộng móng

h : chiều cao móng

2.3 Tính toán đơn chịu tải trọng đứng đúng tâm

Qúa trình thiết kế móng bao gồm các bước sau:

- Xác định tải trọng tác dụng xuống móng;

- Đánh giá điều kiện địa chất, thủy văn của khu vực xây dựng công trình;

- Lựa chọn chiều sâu đặt móng;

- Xác định cường độ tính toán của đất nền;

- Xác định kích thước sơ bộ của đế móng và kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy móng;

- Kiểm tra áp lực tại đỉnh lớp đất yếu;

- Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất;

- Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn thứ hai;

- Tính toán độ bền về cấu tạo móng

Trong đó tính toán móng đơn chịu tải trong đúng tâm bao gồm các bước sau:

Bước 1:

- Kiểm tra ứng suất của đất dưới đáy móng đủ nhỏ để nền còn ứng xử như ‘vật liệu đàn hồi’

Hình 2.8 Quan hệ S- p Hình 2.9 Biểu đồ áp lực tác dụng và phản lực của đất nền

Kích thước hợp lý của móng được xác định từ điều kiện:

tc

γ γ

h-chiều sâu đặt móng so với cao trình quy hoạch, (m);

h0-chiều sâu đến nền tầng hầm,(m); h0=h-htđ Nếu không

1 2 '

kc td

- Các hệ số A, B, D phụ thuộc vào ϕ, lấy ở bảng 5.2

- Các hệ số điều kiện làm việc m, m1, m2, hệ số tin cậy ktclấy ở mục 5.4.2.2

f tb

tc tc

D F

N A

tb

tc sb

A b

l = =

Bước 2:

- Kiểm tra biến dạng của đất nền hay độ lún của

móng S đủ nhỏ để công trình vẫn còn làm việc bình thường hay không ảnh hưởng đến tính bền vững lâu dài của công trình

- Kiểm tra độ lún lệch giữa các móng θ hay góc xoay

i của một móng phải đủ nhỏ để không gây ra nội lực phụ nguy hiểm cho kết cấu công trình

S ≤ Sgh= 8 cm ; i ≤ igh ; θ ≤ θgh

- Vùng biến dạng lún được xác định dựa trên cơ sở của bài toán đàn hồi tuyến tính, nên p tc ≤R là điều kiện cần khi tính lún

tt

R a

l p L

h

4 , 0

.

0 ≥ (9.2) Chọn h0 ⇒ h (m)

là góc cứng của vật liệu làm móng Góc cứng của beton là

Pcx =3/4 [Rk Sxq tháp xuyên ] = 0,75 Rk [4(bc + ho) ho (9.4)

Sxq tháp xuyên= 4 S1 mặt xuyên tính toán

S1 mặt xuyên tính toán = ho [(bc + 2ho) + bc] / 2 = (bc + ho) ho (9.5)

Áp lực tính toán phân bố tại đáy móng không kể

trọng lượng bản thân móng và đất phủ:

F

N p

tt tt

= (9.6)

Trong đó :

0,75- hệ số thực nghiệm, kể đến sự giảm cường độ

của bê tông

a – khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tính toán đến

mép dưới của bê tông đáy móng, phụ thuộc vào chiều dày

lớp bê tông bảo vệ (abv)

Khi có lớp bê tông lót thì abv= 3,5 cm

Điều kiện là sức chống chọc thủng phải không nhỏ

Hình 2.11 Sơ đồ tính móng theo cấu kiện bê tông cốt

thép chịu uốn

- Moment uốn tại mặt ngàm (I-I):

MI-I = ptt (1/2) (l –ac)2 b / 4 = ptt b (l –ac)2 / 8 (9.7)

- Diện tích cốt thép cần thiết:

0

h R

M F

a

I I a

=

γ ; (9.8)

2 0

1 1

h b R

M A

M F

a

I I a

γ

−

= (9.9)

- Cốt thép của phương còn lại được tính tương tự

bước cốt thép a không vượt quá 300mm, hoặc kiểm tra hàm lượng cốt thép:

% 4 , 0

% 15 , 0 0

Hình 2.12 Bố trí cốt thép móng

2.4 Tính toán móng đơn chịu tải thẳng đứng lệch tâm

Móng chịu tải trọng lệch tâm là do kết cấu bên trên truyền momen xuống móng; do áp lực đất, áp lực nước lên tầng hầm; do áp lực đất nền nhà từ các phía không bằng nhau, tải trọng gió…

Cát lót dày 100-200 mm, giữ vai trò như biên thoát nước

khi nền đất bão hòa bị biến dạng

Thép đế

móng

11Φ16

Hình 2.13 Móng đơn chịu tải lệch tâm

2.4.1 Tính toán móng đơn chịu tải thẳng đứng lệch tâm nhỏ

Diện tích sơ bộ đáy móng đáy móng xác định như sau:

h R

N k A

tb

tc sb

R p

R p p

tc

tc tb tc

2 , 1

0 max

tc tc

tc

tb

p p

= (9.12)

)

tc

γ γ

f tb x

tc x y

tc y tc

tc

D W

M W

M F

W y = ;

6

2

L B

W x = (9.14)

f tb L

B

tc tc

D L

e B

e B

Khi không có lực ngang tác dụng thì:

Dựa vào điều kiện: p tc max <1,2 R tc , ta tìm b

* Kiểm tra an tồn chống trượt

T= s × F - lực chống trượt

Htty ≤ T = (ptt tanϕI + cI) F

Bước 2: Kiểm tra độ lún

Sau khi xác định được các kích thước mĩng thỏa mãn

điều kiện về áp lực tại đáy mĩng và tại đỉnh lớp đất yếu

(nếu cĩ), ta phải tính tốn mĩng về các điều kiện biến

dạng

Trước tiên cĩ thể tra bảng trong quy phạm để xem cơng

trình cĩ cần thiết phải tính tốn về biến dạng hay khơng,

nếu cĩ thì trị số giới hạn cho phép là bao nhiêu

Tính lún tại tâm mĩng, như bài tốn tải trọng đúng

tâm, xem áp lực gây lún phân bố đều là trung bình của

ptcmax và ptcmin

f tb

tc f

tc

F

N D F

N

(9.17)

i i

i i n

S

1

2 1 1

n

i

h p a

S= ∑ ∆

=1 (9.16)

i i oi

i

n

i

h p E

* Kiểm tra về độ nghiêng i của móng phải nhỏ hơn góc

cho kết cấu công trình:

- Xác định độ nghiêng của móng khi chịu tải trọng lệch

tâm theo sơ đồ tính toán nền ở dạng bán không gian đàn

hồi biến dạng tuyến tính xác định như sau:

3 2

B B

eL, eB - lần lượt là khoảng cách của điểm đặt hợp lực đến

giữa đáy móng theo phương trục dọc và trục ngang, (cm);

E, µ - lần lượt là mô đun biến dạng, (kPa) và hệ số Poát

xông của đất lấy theo trị trung bình trong phạm vi tầng

chịu nén;

kL, kB - lần lượt là các hệ số xác định theo bảng 9.1, phụ

thuộc vào tỷ số các cạnh của đáy móng

Bảng 2.1 -Hệ số k L và k B (bảng C.4 TCVN 9362:2012)

Chú thích : độ nghiêng của móng có đáy đa giác được

tính toán theo công thức 9.21, trong đó lấy bán kính

r= F/ π với F là diện tích đáy móng đa giác

Bước 3: Tính bề dày h

Tính cho trường hợp tải lệch tâm 1 phương, với mặt

bị xuyên thủng bất lợi nhất Tính toán tương tự như

trường hợp móng chịu tải đúng tâm nhưng với phản lực

nền phân bố không đều

Chiều cao làm việc của móng được tính cho phía chịu

áp lực phản lực pttmax là phía nguy hiểm Lúc này điều

kiện chọc thủng vẫn theo công thức 9.23 nhưng lúc đó lực

chọc thủng là phần gạch chéo trong hình 9.14

Pxt ≤ Pcx (9.23)

Pxt = {0,5(b+bc+2h0).0,5[l – (hc + 2h0 )]} 0,5[ptt max+

ptt1 ] (9.24)

Pcx = 3/4 Rk S1 mặt bên tháp xuyên = 0,75 Rk [(bc+h0)h0(9.25)

- Tính áp lực tính toán lớn nhất và nhỏ nhất ở các điểm góc móng:

l b

e N b

l

e N F

N

tt b

tt tt

tt

(9.26)

Hình 2.14 Tính toán xuyên thủng móng chịu tải lệch

tâm bé

Giải bất phương trình trên ta tìm được chiều cao làm việc

hoặc ngược lại

h0 ≥ Lcs*

n c

tt

R a

l p

*

* 4 , 0

ac- chiều dài cổ cột

bc - chiều rộng cổ cột

l- chiều dài móng, b- chiều rộng móng

Bước 3: Tính cốt thép móng (lệch tâm 1 phương)

Hình 2.15 Tính toán moment để bố trí cốt thép trong

tt

L p

I I

p p

.

9 ,

0 R h

M h

R

M F

s

I I s

I I I

- Moment tại mặt ngàm chân cột (II-II)

.

9 ,

M h

R

M F

s

II II

s

II II II

ho - chiều cao làm việc của móng, (m);

Rs - cường độ chịu kéo tính toán của thép, (kPa);

Bố trí cốt thép cần chú ý đến các điều kiện theo cấu

tạo về khoảng cách giữa trục 02 thanh thép không được