Xem mẫu

Nền Móng
g
Chương IV: Xây dựng công trình
trên nền đất yếu

NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

NỀN MÓNG

§4.1 Khái niệm về đất yếu và nền đất yếu
I.

Khái niệm về đất yếu
- Đất yếu gồm các loại đất sét mềm bão hoà nước; các loại cát hạt nhỏ, mịn; than bùn;
các trầm tích bị mùn hoá v. v... chúng rất đa dạng về thành phần khoáng vật, nhưng
thường giống nhau về tính chất cơ lý và chất lượng xây dựng (kém).
- Đất yếu nói chung có các đặc điểm sau:
. Hầu như hoàn toàn bão hoà nước, có hệ số rỗng (ε) lớn thường > 1,0.
. Khả năng chịu lực vào khoảng 50 - 100 kN/m2.
. Tính nén lún mạnh, hệ số nén lún (a) lớn; môđun biến dạng nhỏ (E ≤ 5000kN/m2)
trị số sức kháng cắt không đáng kể.

II.

Khái niệm về nền đất yếu
- Nền đất yếu là phạm vi đất nền gồm các lớp đất yếu có khả năng chịu lực kém, nằm
ở bên dưới móng công trình và chịu tác động của tải trọng công trình truyền xuống.
Xét về mặt cấu trúc tầng đất nền này có thể được hợp thành là do một hoặc nhiều lớp
trúc,
đất yếu xen kẽ nhau hoặc xen giữa các lớp đất khác có khả năng chịu lực tốt hơn.
- Khi tính toán nền công trình theo trạng thái giới hạn, nếu không thoả mãn các yêu
cầu về cường độ và biến dạng mà vội vàng coi nền là yếu và tiến hành Xử lý nền thì
nhiều khi gây tốn kém không cần thiết (đặc biệt đ/với công trình lớn). Cần phải áp
dụng toàn diện các biện pháp xử lý đối với kết cấu phần trên, kết cấu móng và đối với
nền.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

NỀN MÓNG

2

1

- Trong đa số trường hợp, chỉ sau khi đã thay đổi kết cấu phần trên, đã mở rộng hợp
lý diện tích đáy móng mà những điều kiện cần đảm bảo khi thiết kế (về cường độ, biến
dạng) không đạt mới cần phải xử lý nền. Nền cần phải xử lý gọi là “nền đất yếu”.
- Khái niệm về nền đất yếu phải hiểu một cách tương đối trong một hoàn cảnh và điều
kiện xây dựng cụ thể nhất định. Việc làm sáng tỏ khái niệm này có ý nghĩa kinh tế
và kỹ thuật trong việc lựa chọn phương án hợp lý nhất.
- Các biện pháp xử lý:
. Các biện pháp về kết cấu công trình.
. Các biện pháp về móng
. Các biện pháp xử lý nền.
. Các biện pháp thi công để xử lý nền.

§4.2 Các biện pháp về kết cấu công trình
+ Nguyên nhân xử lý:
Kết cấu công trình có thể bị phá hỏng toàn bộ hay từng bộ phận do:
- Các điều kiện về biến dạng không được thoả mãn (S >[Sgh], ∆S >[∆Sgh]… )
- Áp lực tác dụng lên mặt nền quá lớn (Ntt > Rgh)
+ Mục đích xử lý:
- Giảm tải trọng tác dụng lên móng → Làm giảm trị số VT
- Tăng khả năng chịu lực của kết cấu. → Làm tăng trị số VP
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

NỀN MÓNG

3

+ Các biện pháp kết cấu công trình:
- Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ.
- Làm tăng độ mềm của công trình.
- Làm tăng cường độ cho kết cấu công trình

I. Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ
- Mục đích của biện pháp này là làm giảm trọng lượng của kết cấu công trình. Do đó giảm
nền.
áp suất tác dụng lên mặt nền
- Có thể bố trí vật liệu và kết cấu nhẹ ở những bộ phận công trình một cách hợp lý, sẽ
giảm độ lệch tâm của tải trọng, → ∆S giảm.
- Đối với những công trình không chịu tác dụng của lực ngang lớn thì việc giảm trọng
lượng kết cấu công trình sẽ không ảnh hưởng nhiều đến tính ổn định của công trình.
Đối với những công trình thường xuyên chịu tác dụng của lực đẩy ngang lớn
thì khi giảm trọng lượng của công trình cần có những biện pháp khác để đảm
bảo tính ổn định về trượt.

II. Làm tăng độ mềm của công trình
- Mục đích: Khi nền móng lún không đều sẽ phát sinh ư/s phụ tại các liên kết của kết cấu
công trình, có thể phá hỏng kết cấu. Làm tăng độ mềm của công trình (kể cả móng) sẽ khử
được các ứng suất phụ.
-Biện pháp: Có hai biện pháp:
+ Biện pháp khe lún.
+ Dùng kết cấu tĩnh định.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

NỀN MÓNG

4

2

1- Biện pháp dùng khe lún
- Tại những chỗ có chiều dầy lớp đất thay đổi đột biến và tính nén của đất nền khác
nhau lớn (Hình 1), tại chỗ có thay đổi lớn về chiều cao công trình hoặc chênh lệch lớn
về tải trọng (Hình 2), tại vị trí có sự thay đổi về bố trí mặt bằng công trình (Hình 3)

P1

P2

δ = 3-5cm

-Yêu cầu:
+ Cần hạn chế số lượng khe lún trong một công trình, vì mặc dù tác dụng kỹ
thuật tốt nhưng tốn kém, thêm nhiều vật liệu xây dựng (phải làm thêm các tường
ngăn ngang, dọc tại chỗ bố trí khe lún, làm khớp nối v.v...), và quản lý khó khăn
nhất là trong các công trình thuỷ lợi.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

+ Các khớp nối bố trí ở các khe lún phải mềm
mại và chịu được độ chênh lún giữa hai bộ phận ở
hai bên khe lún do đó phải tính toán kiểm tra khớp
nối.
-Khớp nối là tấm đồng Ω: Thường dùng cho

NỀN MÓNG

5

khớp nối là tấm đồng Ω

công trình thuỷ lợi

-Khớp nối bằng chất dẻo polime: Rộng 18cm;
p
g
p
ộ g
dầy 0,4cm; mấu nhô 0,4cm; phần uốn cong rộng
2,5cm. (Theo Sản phẩm của Phòng kết cấu –Viên
NCKHTL-HN)

khớp nối bằng chất dẻo
polime

+ Chiều rộng khe lún phải tính toán vừa đủ để
cho các bộ phận đã được tách ra không tựa sát
bên nhau (làm nứt nẻ công trình) khi chúng bị lún
không đều hoặc bị nghiêng. Chiều rộng tối thiểu
khe lún được xác định theo công thức:

δ = k h ( tgθp - tgθtr )
k.h.(
(4.1)
(4 1)
h: chiều cao khe lún
θp, θtr: góc nghiêng của phần công trình ở bên
phải và trái khe lún
k: hệ số an toàn xét đến tính không đồng nhất
của đất nền, có
thể lấy k = 1,3 - 1,5
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

δ = 3-5cm

Dùng khe lún để phân
tách công trình
NỀN MÓNG

6

3

2- Biện pháp kết cấu tĩnh định
- Thay các liên kết cứng giữa các bộ phận của công trình bằng liên kết khớp hoặc liên
kết tựa cũng có tác dụng làm tăng độ mềm của công trình và khử được ứng suất phụ
thêm phát sinh khi công trình bị biến dạng lệch.
- Việc thay các liên kết cứng bằng các liên kết mềm (khớp, tựa) làm cho công trình có
tính chất tĩnh định nên phần nào làm nó nặng nề thêm và kém phần mỹ thuật. Do đó
cần hết sức giảm bớt khớp nối mềm trong công trình
trình.
- Tốt nhất là dự tính được các yếu tố biến dạng của công trình rồi từ đó tính toán nội
lực trong kết cấu siêu tĩnh của các bộ phận công trình.

∆S=SA-SB

SA

A

B

SB

L

NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

NỀN MÓNG

7

3- Tăng thêm cường độ cho kết cấu công trình
* Mục đích, Yêu cầu:
- Làm tăng thêm cường độ cho kết cấu công trình để các bộ phận của nó đủ sức
chịu thêm các ứng lực sinh ra do công trình bị lún không đều là một phương hướng chủ
động tích cực khi thiết kế công trình theo trạng thái giới hạn có xét đến tác dụng tương
hỗ giữa ba bộ phận của một công trình.
- Không được làm ảnh hưởng nhiều đến độ mềm của công trình
* Biện pháp:
- Trong các công trình dân dụng và công nghiệp người ta sử dụng các giằng bê tông cốt
thép (giằng tường, giằng móng), (xem Hình)
- Các giằng có tác dụng tăng cường khả năng chịu
ứng suất kéo phát sinh khi tường chịu uốn mà không
ảnh hưởng đến độ mềm của công trình.

Giằng bê tông
cốt thép

- Tính toán kết cấu giằng gia cường theo p/pháp dầm
trên ề đàn hồi. Trong thiết kế th ờ
t ê nền đà hồi T
thường lấ cốt thé
lấy ốt thép
cấu tạo là 5 - 15 cm2.
- Có thể dùng biện pháp gia cố cục bộ để tăng cường
độ chống cắt cục bộ của tường hay của bộ phận công
trình bằng cách đặt giằng hoặc đặt thêm cốt thép tại
những nơi dự đoán có phát sinh ứng lực cắt lớn.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

Giằng cốt thép

NỀN MÓNG

8

4

§4.3 Các biện pháp về móng
- Thay đổi chiều sâu chôn móng.
- Thay đổi kích thước đáy móng.
- Thay đổi loại móng và độ cứng móng.

I.

Thay đổi chiều sâu chôn móng
- Cơ sở của phương pháp:
+ Công thức tính sức chịu tải và cường độ tiêu chuẩn của nền có dạng chung là:

pgh = Aγ.b + Bq + Dc

A, B, D:
γ, c:
b:
q:

các hệ số phụ thuộc góc ma sát trong ϕ của đất.
trọng lượng riêng và lực dính đơn vị của đất.
chiều rộng móng.
tải trọng bên móng.

Như vậy, khi tăng độ sâu đặt
móng hm , tức là tăng (q = γ hm) thì
γ.h ),
khả năng chịu tải của nền (pgh) được
tăng lên.
+ Mặt khác, nền nói chung có độ
chặt tăng theo chiều sâu, nên khi hm
tăng là đã đặt móng tại lớp đất tốt
hơn, do đó độ lún S giảm.

pgh
q= γ.hm

hm
o

NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

NỀN MÓNG

9

- Xét các trường hợp thực tế:
* Trường hợp cao trình đặt móng thiết kế không thay đổi: Do nhiều điều kiện khống
chế, móng thường phải đặt tại một cao trình thiết kế nhất định.
. Bảo đảm được cao trình đặt móng thiết kế (tức là bảo đảm cao trình của các bộ
phận công trình) là một vấn đề rất quan trọng và khó khăn, nhất là đối với nền đất yếu.
. Để giảm bớt độ chênh lệch giữa cao trình đặt móng thiết kế với cao trình đáy
g

ệ g

g
y
móng sau khi lún ổn định thì thường phải nâng cao trình đặt móng thiết kế lên một trị
số dự phòng, tính gần đúng theo công thức:

Sdp = ½ ( S + Stc )

(4.2)
Sdp - độ nâng thêm của cao trình dự
phòng.
S - độ lún ổn định do tính toán.
Stc - độ lún xảy ra khi thi công.

. Đối với các công trình dân dụng công
nghiệp xây trên nền đất loại sét có thể lấy:
Sdp = 0,7S

TK

hm

Sdp

(4.3)

NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH

NỀN MÓNG

10

5

nguon tai.lieu . vn