Bài giảng Nền móng gồm 4 chương, cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm về nền móng; Móng nông; Móng cọc; Xử lý và gia cố nền. Mời các bạn cùng tham khảo!
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUANG TRUNG KHOA XÂY DỰNG - - BÀI GIẢNG MƠN GIẢNG DẠY: NỀN MĨNG Giảng viên: Lê Thành Tâm Bộ môn: Kêt cấu Khoa: Xây dựng Bình Định, tháng 12 năm 2016 NỀN MĨNG – Chương CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ NỀN MÓNG KHÁI NIỆM CHUNG NỀN MÓNG Khái niệm móng: Mặt cơng trình Móng: phận chịu lực liên kết với kết cấu bên cơng trình, Móng tiếp nhận trực tiếp tồn tải trọng cơng trình truyền xuống phân bố đất Có hai loại móng: móng sâu móng NỀN: Khu vực đất trực tiếp gánh đỡ móng nơng Hình 1.1: Sơ đồ - móng Nền: khu vực đất đá nằm sát đáy móng, trực tiếp gánh đỡ tải trọng cơng trình truyền xuống Có loại nền: Nền tự nhiên nhân tạo Các trạng thái giới hạn: Trạng thái giới hạn I (TTGH I): TTGH I trạng thái giới hạn độ bền (độ an tồn) Tính tốn theo TTGH đảm bảo cho kết cấu không bị phá hoại chịu tải trọng Trạng thái giới hạn II (TTGH II):TTGH II trạng thái giới hạn mà kết cấu cơng trình khơng bị phá hoại có biến dạng lớn làm cho kết cấu cơng trình trở nên khơng bình thường ảnh hưởng đến nhu cầu sử dụng Tải trọng tiêu chuẩn tải trọng tính tốn: Tải trọng tiêu chuẩn: tải trọng lớn không làm hư hỏng khơng ảnh hưởng đến điều kiện làm việc bình thường sử dụng Tải trọng tính tốn: tải trọng có xét tới khả xảy khác tải trọng thực tải trọng tiêu chuẩn phía khơng có lợi cho làm việc cơng trình Tải trọng tính tốn tích số tải trọng tiêu chuẩn hệ số vượt tải NỀN MÓNG – Chương Hệ số vượt tải: hệ số dùng đẻ xét tới sai khác xảy trị số tải trọng Khi tính tốn theo TTGH II lấy tải trọng tiêu chuẩn Khi tính tốn theo TTGH I lấy tải trọng tính tốn SỨC CHỊU TẢI ĐẤT NỀN Sức chịu tải theo TTGH I: Theo Terzaghi, sức chịu tải cực hạn tính theo cơng thức sau: Đối với móng hình chữ nhật: qu 0.5 bN cNc qNq Đối với móng hình vng: qu 0.4 bN 1.3cNc qNq Đối với móng trịn: qu 0.3 bN 1.3cNc qNq Nc , Nq , N : tra bảng 1.1 : trọng lượng riêng đất đáy móng q '.D f : áp lực hơng cao trình đáy móng ( ' trọng lượng riêng đất đáy móng, Df chiều sâu chơn móng) b : bề rộng móng (hình chữ nhật) đường kính móng c : lực dính đất đáy móng Với đất chặt hay dẻo mềm, thay thông số chống cắt c* 3 c; tg* 3 tg Sức chịu tải đất theo TTGH II (TCVN 9362:2012): R m1m2 Ab BD f ' Dc ktc m1 , m2 : hệ số điều kiện làm việc đất hệ số điều kiện làm việc cơng trình (tra bảng 1.2) ktc : hệ số độ tin cậy, ktc đặc trưng tính tốn lấy trực tiếp từ thí nghiệm, ktc 1.1 đặc trưng tính tốn lấy từ bảng thống kê A, B, D : hệ số sức chịu tải (tra bảng 1.3) NỀN MÓNG – Chương Bảng 1.1 Giá trị hệ số sức chịu tải Nc , Nq , N y Nc Nq N Nc Nq N 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 5.70 6.00 6.30 6.62 6.97 7.34 7.73 8.15 8.60 9.09 9.60 10.16 10.76 11.41 12.11 12.86 13.68 14.56 15.52 16.56 17.69 1.00 1.10 1.22 1.35 1.49 1.64 1.81 2.00 2.21 2.44 2.69 2.98 3.29 3.63 4.02 4.45 4.92 5.45 6.04 6.70 7.44 0.00 0.09 0.17 0.26 0.34 0.49 0.60 0.70 0.80 0.91 1.25 1.39 1.53 1.67 1.82 2.54 2.74 2.96 3.18 3.41 4.97 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 18.92 20.27 21.75 23.36 25.13 27.09 29.24 31.61 34.24 37.16 40.41 44.04 48.09 52.64 57.75 63.53 70.07 77.50 85.97 95.66 106.81 8.26 9.19 10.23 11.40 12.72 14.21 15.90 17.81 19.98 22.46 25.28 28.52 32.23 36.50 41.44 47.16 53.80 61.55 70.61 81.27 93.85 5.31 5.67 6.05 6.45 9.70 10.32 10.98 11.67 12.40 19.73 20.96 22.28 23.68 25.18 42.43 45.15 48.06 51.20 54.57 100.39 107.16 Bảng 1.2 Giá trị hệ số điều kiện làm việc Loại đất m1 m2 L/H L/H ≤ 15 Đất lớn lấp đầy cát 1.4 1.2 1.4 Các loại cát (trừ cát mịn bụi) Cát mịn Khơ ẩm 1.2 1.1 1.3 Bão hịa nước 1.1 1.1 1.3 Cát bụi Khơ ẩm 1.2 1.1 1.2 Bão hịa nước 1.1 1.0 1.2 Đất lớn lấp đầy sét 1.2 1.0 1.1 Các loại đất có độ sệt B>0.5 1.1 1.0 1.0 L- chiều dài cơng trình, H- chiều cao cơng trình NỀN MĨNG – Chương Bảng 1.3 Giá trị hệ số A,B,D Góc ma sát Góc ma A B D 10 12 14 16 18 20 22 sát A B D 0.72 0.84 0.98 1.15 1.34 1.55 1.81 2.11 2.46 2.87 3.37 3.66 3.87 4.37 4.93 5.59 6.35 7.21 8.25 9.44 10.84 12.50 14.48 15.64 6.45 6.90 7.40 7.95 8.55 9.21 9.98 10.80 11.73 12.77 13.96 14.64 0.00 0.03 0.06 0.10 0.14 0.18 0.23 0.26 0.29 0.43 0.51 0.61 1.00 1.12 1.25 1.39 1.55 1.73 1.94 2.17 2.43 2.72 3.06 3.44 3.14 3.32 3.51 3.71 3.93 4.17 4.42 4.69 5.00 5.13 5.66 6.04 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 45 BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT Biến dạng đất tính theo phương pháp cộng lún lớp phân tố: Hình 1.2: Tính lún phương pháp cộng lún Chia đất đáy móng thành lớp mỏng có chiều dày h 0.4 0.6 b Độ lún lớp đất: S e1 e2 h e1 NỀN MÓNG – Chương e1 : hệ số rỗng đất ( e Vr Vs ) có ứng suất thân ( p1 ) tác dụng lớp đất xét p1 bt i hi e2 : hệ số rỗng đất đặt tải trọng cơng trình ( p2 ) lớp đất xét p2 p1 z z pgl K N tc tc tb D f ' D f pgl p ' D f F N tc tb ' D f F K0 : hệ số tính đến thay đổi theo độ sâu áp lực đất (tra bảng 1.4) Tính đến ứng suất tải trọng nhỏ so với ứng suất thân đất nền: bt 5 z đất tốt E 5MPa bt 10 z đất yếu E 5MPa Độ lún tổng cộng: S Si Hình 2: Quan hệ e-p xác định từ thí nghiệm nén trục không nở hông Dựa vào modun biến dạng Độ lún đất tính sau: S 1 E zh 2 : hệ số xét đến nở hơng đất 1 NỀN MĨNG – Chương Chú ý: Mặt phân chia lớp đất tự nhiên nên trùng với mặt phân chia lớp phân tố Nếu đất nằm mực nước ngầm, trọng lượng riêng đất tính trọng lượng riêng đẩy nổi: ' sat nuoc Bảng 1.4 Hệ số K0 trục tâm tải phân bố diện chữ nhật z/b 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0 4.5 l/b 1.000 0.994 0.960 0.892 0.800 0.701 0.606 0.522 0.449 0.388 0.336 0.293 0.257 0.226 0.201 0.179 0.160 0.144 0.131 0.119 0.108 0.091 0.077 0.067 0.058 0.051 0.045 0.040 0.036 0.032 0.029 0.023 1.5 1.000 0.996 0.973 0.924 0.854 0.775 0.694 0.616 0.546 0.483 0.428 0.380 0.339 0.303 0.272 0.245 0.221 0.201 0.183 0.167 0.153 0.130 0.111 0.096 0.084 0.074 0.066 0.059 0.053 0.047 0.043 0.034 1.000 0.997 0.976 0.932 0.870 0.800 0.727 0.658 0.593 0.534 0.481 0.434 0.392 0.355 0.322 0.293 0.267 0.245 0.224 0.206 0.190 0.163 0.141 0.123 0.108 0.095 0.085 0.076 0.068 0.062 0.056 0.045 1.000 0.997 0.977 0.936 0.878 0.814 0.748 0.685 0.627 0.574 0.525 0.482 0.443 0.408 0.377 0.348 0.322 0.299 0.278 0.184 0.169 0.144 0.124 0.107 0.094 0.083 0.074 0.066 0.059 0.053 0.048 0.039 Móng 1.000 0.997 0.977 0.936 0.880 0.817 0.753 0.692 0.636 0.585 0.540 0.499 0.462 0.429 0.400 0.373 0.348 0.326 0.305 0.287 0.269 0.239 0.213 0.191 0.172 0.155 0.141 0.128 0.117 0.107 0.098 0.081 1.000 0.997 0.977 0.937 0.881 0.818 0.754 0.694 0.639 0.590 0.545 0.506 0.470 0.438 0.410 0.384 0.360 0.339 0.319 0.301 0.285 0.255 0.230 0.208 0.189 0.172 0.158 0.145 0.133 0.123 0.113 0.094 1.000 0.997 0.977 0.937 0.881 0.818 0.755 0.695 0.640 0.591 0.547 0.508 0.473 0.442 0.414 0.389 0.366 0.346 0.327 0.309 0.293 0.265 0.240 0.219 0.200 0.184 0.169 0.156 0.145 0.134 0.125 0.105 10 1.000 0.997 0.977 0.937 0.881 0.818 0.755 0.696 0.642 0.593 0.550 0.511 0.477 0.446 0.419 0.395 0.373 0.353 0.335 0.318 0.303 0.277 0.254 0.235 0.217 0.202 0.189 0.177 0.166 0.156 0.147 0.128 băng 1.000 0.997 0.977 0.937 0.881 0.818 0.755 0.696 0.642 0.593 0.550 0.513 0.477 0.449 0.420 0.397 0.374 0.356 0.337 0.322 0.306 0.280 0.258 0.239 0.224 0.208 0.196 0.184 0.174 0.165 0.157 0.140 NỀN MÓNG – Chương BÀI TẬP Bài 1: Xác định độ lún ổn định móng đơn hình vẽ Biết tải trọng đáy N tc tb D f 14.93 N / cm móng p F tc Kết thí nghiệm nén trục không nở hông đất sau: Lớp đất số 1: w 17.4 kN / m3 Lực nén P (kN/m2) 100 200 300 400 Lớp đất số 2: w 19.2 kN / m3 Lực nén P e e (kN/m2) 0.828 0.76 0.71 0.69 0.68 100 200 300 400 1,6m 0.983 0.91 0.85 0.83 0.82 14,93N/cm2 4,0m Lớp 1,6m 1,6m Lớp Hình Bài 2: Một móng đơn hình chữ nhật có kích thước 2x2.5m, độ sâu chơn móng 2m, đất có thông số sau: trọng lượng riêng mực nước ngầm (MNN) t 18 kN / m3 , trọng lượng riêng MNN sat 19 kN / m3 , góc ma sát đất 160 , lực dính c 12 kN / m Biết trọng lượng riêng nước n 10 kN / m3 NỀN MÓNG – Chương Xác định sức chịu tải theo TTGH I sức chiu tải theo TTGH II đất đáy móng trường hợp sau: a MNN độ sâu 1m b MNN độ sâu 2m c MNN độ sâu 3m NỀN MÓNG – Chương CHƯƠNG 2: MĨNG NƠNG KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MĨNG NƠNG Mặt cơng trình Định nghĩa: Móng nơng định nghĩa phần mở rộng đáy cơng trình, tiếp nhận tải trọng cơng trình truyền vào đất Phân loại móng: Móng NỀN: Khu vực đất trực tiếp gánh đỡ móng Theo hình dạng Móng đơn lệch tâm nhỏ Hình 2.1: Móng nơng Móng đơn lệch tâm lớn (móng chân vịt) Móng phối hợp Móng băng phương, hai phương Móng bè Theo cách thi cơng: Móng lắp ghép Móng thi cơng chỗ Theo vật liệu: Móng gạch, móng đá hộc Móng BTCT Theo độ cứng Móng cứng: có độ lún đồng tồn móng Móng mềm: có độ lún khơng đồng NỀN MĨNG – Chương c Kiểm tra ổn định xung quanh cọc: Điều kiện ổn định đất xung quanh cọc có áp lực ngang : yz 12 'v tg c cos 'v : ứng suất theo phương thẳng đứng độ sâu z : trọng lượng riêng đất c, : lực dính, góc ma sát đất 0.3 với cọc ép 1 cho cơng trình, trừ cơng trình chắn đất 2 M p Mv nM p M v : hệ số xét đến ảnh hưởng tải trọng thường xuyên tổng tải M p : moment tải trọng thường xuyên M v : moment tải trọng tạm thời n 2.5 le 2.5 n le 2.5 Hình 3.5 Sơ đồ tác động moment tải ngang lên cọc 36 NỀN MÓNG – Chương Bảng 3.7 Bảng xác định hệ số K Loại đất Sét, a sét dẻo chảy, IL=0.75-1 Sét, a sét dẻo mềm, IL=0.5-0.75 Á sét dẻo, IL=0-1 Cát bụi, e=0.6-0.8 Sét, a sét dẻo nửa cứng, IL=0-0.5 Á sét nửa cứng, IL