Xem mẫu
Nền Móng
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
Mở Đầu
I.
Ý nghĩa Môn học Nền Móng
- Khi thiết kế nền móng công trình như nhà ở, cầu đường và đập thường cần các
kiến thức về
(a) tải trọng truyền từ kết cấu phần trên xuống hệ móng,
(b) yêu cầu của các quy tắ xây d
ê ầ ủ á
tắc â dựng đị phương,
địa h
(c) tính chất ứng suất - biến dạng của đất đỡ hệ móng,
(d) điều kiện địa chất đất nền.
Đối với kỹ sư nền móng Hai yếu tố cuối là vô cùng quan trọng vì chúng thuộc
lĩnh vực cơ học đất.
- Để có được độ chính xác các thông số của đất cần phải hiểu thấu đáo những
nguyên lý cơ bản của cơ học đất. Đồng thời phải thấy rằng các trầm tích đất tự
nhiên được xây dựng công trình trên đó phần lớn trường hợp là không đồng
chất. Do vậy, người kỹ sư phải có một sự hiểu biết thấu đáo về địa chất của khu
ậy, g
ỹ
p
ộ ự
ị
vực, đó là nguồn gốc và bản chất của địa tầng cũng như các điều kiện địa chất
thuỷ văn.
- Kỹ thuật nền móng là một sự phối hợp khéo léo của cơ học đất, địa chất công
trình, và suy đoán riêng có được từ kinh nghiệm quá khứ. Ở một mức độ nào đó,
kỹ thuật nền móng có thể được gọi là một nghệ thuật. (Braja M. Das).
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
2
1
Mở Đầu
II.
Nội dung Môn học
Môn Nền Móng gồm 5 Chương:
Chương I: Một số khái niệm cơ bản
Chương II: Móng Nông trên Nền Thiên nhiên
Chương III: Tính toán Móng Mềm
Chương IV: Xây dựng Công trình trên Nền Đất yếu
Chương V: Móng Cọc
II.
Các Tài Liệu học tập
1) Nền Móng - Bộ môn Địa Kỹ Thuật, ĐHTL, 1998.
2) Nguyên lý Kỹ Thuật Nền Móng - Braja M. Das, Bộ môn Địa Kỹ Thuật, ĐHTL,
dịch từ tiếng Anh, 2009.
3) Bài giảng do giáo viên biên soạn, 2009, 2010.
4) Các Tiêu chuẩn:
- Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình Thủy công: TCVN 4253 - 86
- Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình dân dụng và công nghiệp: QP45-70,
QP45-78.
- Tiêu chuẩn thiết kế Móng Cọc: TCXD 205 - 98
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
3
Chương 1:
Một số khái niệm cơ bản
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
4
2
§1.1 Khái niệm Nền và Móng
Kết cấu phần trên
Công trình nói chung gồm 3 bộ phận:
Kết cấu phần trên + Móng + Nền
I.
Móng
KN về Nền
- Nền là phạm vi đất đá phía dưới móng có trạng
thái ứng suất biến dạng thay đổi do tác dụng của
công trình (Hình).
- Đối với nền các công trình thuỷ lợi còn cần kể
thêm đến phạm vi đất chịu ảnh hưởng sự thay
đổi về thấm nước do xây dựng và sử dụng công
trình (điều kiện ĐCTV thay đổi).
- Phân loại nền: 2 loại
* Nền thiên nhiên: không qua xử lý.
* Nền nhân tạo: đã qua xử lý
Nền
Kết cấu phần trên
Móng
Nền
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
II.
NỀN MÓNG
5
KN về Móng
- Móng là bộ phận phía dưới của công trình và tiếp xúc với đất. Có tác dụng đỡ
KCPT, truyền và phân bố tải trọng từ công trình lên mặt nền. Móng thường có kích
thước lớn hơn mặt đáy kết cấu bên trên để giảm áp suất trên mặt nền.
Nhận xét:
- Cả 3 bộ phận công trình (KCPT, Móng và Nền) cùng làm việc và ảnh hưởng lẫn
nhau. Vì vậy khi quy hoạch và thiết kế nền móng cần phải xét toàn diện trên quan
niệm coi chúng là một hệ thống “Công trình – Nền”, để có thể chọn được phương
án tối ưu.
III.
Phân loại móng và phạm vi áp dụng
- Phân loại theo 4 cơ sở:
1
1- Theo vật liệu làm móng: Tùy điều kiện cung cấp vật liệu (tại chỗ, hay từ xa đến),
đặc điểm làm việc của công trình, tình hình ĐCCT, ĐCTV (mực nước ngầm…) để
quyết định dùng các vật liệu thích hợp cho móng.
* Móng gạch:
* Móng đá hộc: dùng nơi sẵn đá.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
6
3
Hai loại móng trên làm bằng các vật liệu chịu kéo kém; thường dùng nơi mực
nước ngầm thấp dưới cao trình đặt móng; khó thi công bằng cơ giới hóa.
* M. thép, gỗ: dùng dưới dạng móng cọc, cần có biện pháp chống han rỉ, hà
mục. Hạn chế dùng.
* M. bê tông, bê tông cốt thép: được dùng phổ biến hơn cả. M.btct. Có cường
độ cao, hì h d
hình dạng bất kỳ tù ý muốn, tố ít vật liệ dễ dà cấu t các cấu kiệ
tùy
ố tốn
ật liệu,
dàng ấ tạo á ấ kiện
lắp ghép.
-Tùy theo khả năng chịu uốn của vật liệu móng lại phân ra:
* Móng cứng (móng gạch, đá xây).
* Móng mềm (móng btct.)
2- Theo phương pháp thi công đặt móng: Căn cứ vào có đào toàn bộ hố móng
trước hay không, chia làm hai loại:
* M nông:
M.
. Khi thi công phải đào toàn bộ hố móng trước sau đó mới xây móng;
. Chiều sâu chôn móng < 6m.
. Khi tính toán có thể bỏ qua sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
7
Áp dụng trong trường hợp: Tải trọng không lớn, Mực nước ngầm quá cao,
đ/kiện thoát nước tốn kém.
Theo kích thước móng, móng nông lại được phân thành: M.đơn, M.băng,
M.bản. (Sẽ đề cập cụ thể trong chương II).
* M. sâu:
. Không đào toàn bộ hố móng, mà dùng biện pháp thi công đặc biệt để hạ móng tới
g
ộ
g
g ệ p p
g ặ
ệ
ạ
g
độ sâu thiết kế (Móng cọc, Móng cọc khoan nhồi, Móng giếng chìm).
. Chiều sâu chôn móng thường rất lớn, từ 10m đến vài chục mét.
. Khi tính toán phải kể đến sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên.
3- Theo tính chất chịu tải trọng:
* M. chịu tải trọng tĩnh:
* M. chịu tải trọng động:
4- Theo phương pháp chế tạo móng:
* M khối làm tại chỗ:
M.
* M. lắp ghép: tiến bộ, dễ dàng cơ giới hóa, nhưng đòi hỏi chuyên nghiệp cao.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
8
4
§1.2 Khái niệm về tính toán Nền Móng
theo trạng thái giới hạn (TTGH)
I.
TTGH của công trình
1- Định nghĩa về TTGH
- TTGH của công trình là trạng thái mà công trình không còn đảm bảo được điều
trình,
kiện làm việc bình thường theo yêu cầu thiết kế trong quá trình thi công, sử dụng,
sửa chữa. Thể hiện ở các mặt sau đây:
* Từng bộ phân công trình bị hư hỏng hoặc toàn bộ công trình bị mất ổn định do
trượt (phẳng, sâu, hỗn hợp) hoặc do bị lật (đối với nền đá).
* Biến dạng (S), chênh lệch biến dạng (ΔS) hoặc chuyển dịch ngang (u) quá lớn.
* Đối với các công trình thuỷ lợi còn có thể do ảnh hưởng của dòng thấm quá
lớn ( j > [ j ]).
- Như vậy, khái niệm về TTGH gắn liền với sự phá hoại đ/kiện làm việc bình thường
của công trình: khi đó, công trình hoặc bị phá hoại về cường độ, hoặc không đảm
ề
bảo về đ/kiện biến dạng.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
9
Xây dựng năm 1913 gồm 65 xilô bằ
Xâ d
ă 1913, ồ
ilô bằng xi măng cốt thé cao 27 4
i ă
ốt thép,
27,4m; nặng
ặ
20.000 tấn; gia tải lần đầu với 22.000 tấn lúa mì, trạm bị nghiêng 270; một phía
lún 8,8 m, phía kia 1,5 m. Sau đó dược làm cân bằng nhờ kích thủy lực và làm
móng trụ mới sâu đến lớp đất đá.- Nguyên nhân: CT bị sự cố do đất nền
mất ổn định và bị ép trồi nhiều về một phía.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
10
5
nguon tai.lieu . vn
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
Mở Đầu
I.
Ý nghĩa Môn học Nền Móng
- Khi thiết kế nền móng công trình như nhà ở, cầu đường và đập thường cần các
kiến thức về
(a) tải trọng truyền từ kết cấu phần trên xuống hệ móng,
(b) yêu cầu của các quy tắ xây d
ê ầ ủ á
tắc â dựng đị phương,
địa h
(c) tính chất ứng suất - biến dạng của đất đỡ hệ móng,
(d) điều kiện địa chất đất nền.
Đối với kỹ sư nền móng Hai yếu tố cuối là vô cùng quan trọng vì chúng thuộc
lĩnh vực cơ học đất.
- Để có được độ chính xác các thông số của đất cần phải hiểu thấu đáo những
nguyên lý cơ bản của cơ học đất. Đồng thời phải thấy rằng các trầm tích đất tự
nhiên được xây dựng công trình trên đó phần lớn trường hợp là không đồng
chất. Do vậy, người kỹ sư phải có một sự hiểu biết thấu đáo về địa chất của khu
ậy, g
ỹ
p
ộ ự
ị
vực, đó là nguồn gốc và bản chất của địa tầng cũng như các điều kiện địa chất
thuỷ văn.
- Kỹ thuật nền móng là một sự phối hợp khéo léo của cơ học đất, địa chất công
trình, và suy đoán riêng có được từ kinh nghiệm quá khứ. Ở một mức độ nào đó,
kỹ thuật nền móng có thể được gọi là một nghệ thuật. (Braja M. Das).
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
2
1
Mở Đầu
II.
Nội dung Môn học
Môn Nền Móng gồm 5 Chương:
Chương I: Một số khái niệm cơ bản
Chương II: Móng Nông trên Nền Thiên nhiên
Chương III: Tính toán Móng Mềm
Chương IV: Xây dựng Công trình trên Nền Đất yếu
Chương V: Móng Cọc
II.
Các Tài Liệu học tập
1) Nền Móng - Bộ môn Địa Kỹ Thuật, ĐHTL, 1998.
2) Nguyên lý Kỹ Thuật Nền Móng - Braja M. Das, Bộ môn Địa Kỹ Thuật, ĐHTL,
dịch từ tiếng Anh, 2009.
3) Bài giảng do giáo viên biên soạn, 2009, 2010.
4) Các Tiêu chuẩn:
- Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình Thủy công: TCVN 4253 - 86
- Tiêu chuẩn thiết kế Nền các công trình dân dụng và công nghiệp: QP45-70,
QP45-78.
- Tiêu chuẩn thiết kế Móng Cọc: TCXD 205 - 98
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
3
Chương 1:
Một số khái niệm cơ bản
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
4
2
§1.1 Khái niệm Nền và Móng
Kết cấu phần trên
Công trình nói chung gồm 3 bộ phận:
Kết cấu phần trên + Móng + Nền
I.
Móng
KN về Nền
- Nền là phạm vi đất đá phía dưới móng có trạng
thái ứng suất biến dạng thay đổi do tác dụng của
công trình (Hình).
- Đối với nền các công trình thuỷ lợi còn cần kể
thêm đến phạm vi đất chịu ảnh hưởng sự thay
đổi về thấm nước do xây dựng và sử dụng công
trình (điều kiện ĐCTV thay đổi).
- Phân loại nền: 2 loại
* Nền thiên nhiên: không qua xử lý.
* Nền nhân tạo: đã qua xử lý
Nền
Kết cấu phần trên
Móng
Nền
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
II.
NỀN MÓNG
5
KN về Móng
- Móng là bộ phận phía dưới của công trình và tiếp xúc với đất. Có tác dụng đỡ
KCPT, truyền và phân bố tải trọng từ công trình lên mặt nền. Móng thường có kích
thước lớn hơn mặt đáy kết cấu bên trên để giảm áp suất trên mặt nền.
Nhận xét:
- Cả 3 bộ phận công trình (KCPT, Móng và Nền) cùng làm việc và ảnh hưởng lẫn
nhau. Vì vậy khi quy hoạch và thiết kế nền móng cần phải xét toàn diện trên quan
niệm coi chúng là một hệ thống “Công trình – Nền”, để có thể chọn được phương
án tối ưu.
III.
Phân loại móng và phạm vi áp dụng
- Phân loại theo 4 cơ sở:
1
1- Theo vật liệu làm móng: Tùy điều kiện cung cấp vật liệu (tại chỗ, hay từ xa đến),
đặc điểm làm việc của công trình, tình hình ĐCCT, ĐCTV (mực nước ngầm…) để
quyết định dùng các vật liệu thích hợp cho móng.
* Móng gạch:
* Móng đá hộc: dùng nơi sẵn đá.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
6
3
Hai loại móng trên làm bằng các vật liệu chịu kéo kém; thường dùng nơi mực
nước ngầm thấp dưới cao trình đặt móng; khó thi công bằng cơ giới hóa.
* M. thép, gỗ: dùng dưới dạng móng cọc, cần có biện pháp chống han rỉ, hà
mục. Hạn chế dùng.
* M. bê tông, bê tông cốt thép: được dùng phổ biến hơn cả. M.btct. Có cường
độ cao, hì h d
hình dạng bất kỳ tù ý muốn, tố ít vật liệ dễ dà cấu t các cấu kiệ
tùy
ố tốn
ật liệu,
dàng ấ tạo á ấ kiện
lắp ghép.
-Tùy theo khả năng chịu uốn của vật liệu móng lại phân ra:
* Móng cứng (móng gạch, đá xây).
* Móng mềm (móng btct.)
2- Theo phương pháp thi công đặt móng: Căn cứ vào có đào toàn bộ hố móng
trước hay không, chia làm hai loại:
* M nông:
M.
. Khi thi công phải đào toàn bộ hố móng trước sau đó mới xây móng;
. Chiều sâu chôn móng < 6m.
. Khi tính toán có thể bỏ qua sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
7
Áp dụng trong trường hợp: Tải trọng không lớn, Mực nước ngầm quá cao,
đ/kiện thoát nước tốn kém.
Theo kích thước móng, móng nông lại được phân thành: M.đơn, M.băng,
M.bản. (Sẽ đề cập cụ thể trong chương II).
* M. sâu:
. Không đào toàn bộ hố móng, mà dùng biện pháp thi công đặc biệt để hạ móng tới
g
ộ
g
g ệ p p
g ặ
ệ
ạ
g
độ sâu thiết kế (Móng cọc, Móng cọc khoan nhồi, Móng giếng chìm).
. Chiều sâu chôn móng thường rất lớn, từ 10m đến vài chục mét.
. Khi tính toán phải kể đến sự làm việc của đất từ đáy móng trở lên.
3- Theo tính chất chịu tải trọng:
* M. chịu tải trọng tĩnh:
* M. chịu tải trọng động:
4- Theo phương pháp chế tạo móng:
* M khối làm tại chỗ:
M.
* M. lắp ghép: tiến bộ, dễ dàng cơ giới hóa, nhưng đòi hỏi chuyên nghiệp cao.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
8
4
§1.2 Khái niệm về tính toán Nền Móng
theo trạng thái giới hạn (TTGH)
I.
TTGH của công trình
1- Định nghĩa về TTGH
- TTGH của công trình là trạng thái mà công trình không còn đảm bảo được điều
trình,
kiện làm việc bình thường theo yêu cầu thiết kế trong quá trình thi công, sử dụng,
sửa chữa. Thể hiện ở các mặt sau đây:
* Từng bộ phân công trình bị hư hỏng hoặc toàn bộ công trình bị mất ổn định do
trượt (phẳng, sâu, hỗn hợp) hoặc do bị lật (đối với nền đá).
* Biến dạng (S), chênh lệch biến dạng (ΔS) hoặc chuyển dịch ngang (u) quá lớn.
* Đối với các công trình thuỷ lợi còn có thể do ảnh hưởng của dòng thấm quá
lớn ( j > [ j ]).
- Như vậy, khái niệm về TTGH gắn liền với sự phá hoại đ/kiện làm việc bình thường
của công trình: khi đó, công trình hoặc bị phá hoại về cường độ, hoặc không đảm
ề
bảo về đ/kiện biến dạng.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
9
Xây dựng năm 1913 gồm 65 xilô bằ
Xâ d
ă 1913, ồ
ilô bằng xi măng cốt thé cao 27 4
i ă
ốt thép,
27,4m; nặng
ặ
20.000 tấn; gia tải lần đầu với 22.000 tấn lúa mì, trạm bị nghiêng 270; một phía
lún 8,8 m, phía kia 1,5 m. Sau đó dược làm cân bằng nhờ kích thủy lực và làm
móng trụ mới sâu đến lớp đất đá.- Nguyên nhân: CT bị sự cố do đất nền
mất ổn định và bị ép trồi nhiều về một phía.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH
NỀN MÓNG
10
5