Xem mẫu
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Chương 3
MÓNG NÔNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN
Móng nông thường được hiểu là loại móng có chiều sâu đáy móng không lớn lắm,
đó là loại móng được xây trong hố móng đã được đào toàn bộ, độ sâu khoảng dưới 5-6
m có cấu tạo đơn giản, thường dùng khi tải trọng không lớn lắm hoặc khi không thể
đặt sâu hơn được nữa và trong quá trình tính toán thường bỏ qua sự làm việc của lớp
đất trong phạm vi từ đáy móng trở lên vì chiều sâu chôn móng không lớn lắm.
Trong thực tế tính toán và xây dựng móng nông ngoài những cách phân loại thông
thường như đã nêu ở chương trên thì tuỳ thuộc vào vật liệu chế tạo mà móng nông có
khả năng chịu uốn đến mức nào và có cần phải xét đến trong quá trình tính toán hay
không. Từ đó, người ta còn có thể phân móng nông thành móng cứng không có khả năng
chịu uốn hoặc ít (thường làm bằng gạch đá hoặc BT) và móng mềm có khả năng chịu
uốn (thường làm bằng BTCT).
3.1. Phân loại móng nông
3.1.1. Phân loại
3.1.1.1. Móng đơn
Móng đơn có kích thước không lớn thường có dạng hình vuông, tròn hoặc hình
chữ nhật. Loại móng này thường được thiết kế dưới cột nhà dân dụng, công nghiệp,
cột đỡ cầu trục, trụ đỡ dầm tường, trụ cầu, cột điện . . . khả năng chịu uốn kém và
thường được làm bằng gạch, đá hay BT.
Hình 3.1. Móng đơn.
a. Dưới cột; b. Dầm trụ đỡ tường; c. Dưới trụ cầu; d. Dưới trụ điện cao thế.
Đối với móng đơn khi L càng lớn thì momen do phản lực nền và tải trọng càng lớn
làm móng chịu uốn càng nhiều. Để phân biệt móng cứng hay mềm người ta dựa vào tỷ
3-1
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
H h
số đối với toàn móng hoặc đối với từng bậc trong trường hợp móng có nhiều
L l
bậc. Đối với móng cứng thì tỷ số này (còn được gọi là góc mở) không được vượt quá
các giá trị cho với loại móng tương ứng ở bảng 3.1.
h
Bảng 3.1. Trị số .
l
Áp lực trung bình dưới đáy móng
Loại móng p ≤ 1,5 kG/cm2 p>1,5 kG/cm2
Mác bêtông
< 100 ≥ 100 < 100 ≥ 100
Móng băng 1,50 1,35 1,75 1,50
Móng đơn 1,65 1,50 2,00 1,65
Móng đá hộc và bêtông Áp lực trung bình dưới đáy móng
đá hộc khi mác vữa p ≤ 2,0 kG/cm2 p ≥ 2,5 kG/cm2
50 – 100 1,25 1,50
10 – 35 1,50 1,75
4 1,75 2,00
Do khống chế góc mở nên khi cần mở rộng đáy móng thì đồng nghĩa với việc tăng
chiều cao và chiều sâu chôn móng. Vì vậy, loại móng này thường chỉ được sử dụng khi
có nền đất tương đối tốt và tải trọng tác dụng không lớn lắm.
Khi dùng cột đổ tại chỗ, để ngàm cột vào móng người ta để các cốt thép dọc chờ
từ móng. Các cốt thép này có đường kính bằng cốt thép dọc của cột. Các cốt thép chờ
buộc với cốt đai tạo thành khung không gian (hình 3.2a). Cốt thép chờ được ngàm vào
móng không nhỏ hơn 30 lần đường kính cốt thép. Cốt thép chờ và cốt thép dọc của cột
được hàn hoặc buộc với nhau ở chỗ cốt đỉnh dầm móng, khi không có dầm móng thì
nối ở cốt cao hơn sàn nhà.
Dưới cột BTCT lắp ghép người ta dùng móng có chừa sẵn cốc (hình 3.3). Đối với
cột hai nhánh có giằng dưới cùng cao hơn đỉnh móng thì phải chừa 2 cốc (hình 3.3c).
Hình 3.2. Ngàm cốt thép của cột vào móng.
a. Khi dùng cốt thép trơn; b. Khi dùng cốt thép gờ.
Chiều sâu của cốc như sau:
3-2
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
- Đối với cột đơn: hc ≥ aK + 0,05m
- Đối với cột 2 nhánh thì phải đảm bảo 2 điều kiện:
hc ≥ 0,5 + 0,33AK
hc ≥ 1,5aK
Trong đó:
AK_ Khoảng cách giữa các mép ngoài cùng của 2 nhánh tính bằng m;
aK_ Cạnh lớn của tiết diện ngang cột, m.
Ngoài ra chiều sâu ngàm cột vào móng phải ≥ 30d. Với cột 2 nhánh nếu không có
các biện pháp neo đặc biệt thì phải ngàm ≥ 40d với d là đường kính cốt thép dọc trong
cột.
Chiều sâu của cốc h c phải lớn hơn chiều sâu ngàm cột tối thiểu 50mm. Chiều
dày thành cốc phải ≥ 200mm, chiều dày BT từ đáy cốc đến đáy móng ≥ 200mm.
Để chèn vữa gắn cột vào móng, phải để khe hở giữa thành cốc và cột: ở phía dưới
50mm, phía trên 75mm (hình 3.3a).
Hình 3.3. Móng dưới cột lắp ghép.
a. Móng đơn; b. Móng dưới cột lắp ghép hai nhánh với giằng dưới cùng thấp hơn
đỉnh móng; c. Dưới cột lắp ghép 2 nhánh có giằng dưới cao hơn đỉnh móng.
BT dùng để gắn cột vào móng phải dùng loại có mác không thấp hơn 200.
Nếu bảo đảm các điều kiện trên và chiều dày thành cốc ≥ 0,75 chiều cao bậc
móng trên cùng thì không cần đặt cốt thép cho thành cốc. Nếu thành cốc mỏng hơn thì
phải tính toán thép bố trí cho thành cốc.
3-3
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
3.1.2.2. Móng băng và băng giao thoa
Móng băng có chiều dài rất lớn so với chiều rộng của móng, thường đặt dưới
hàng cột, tường nhà . . . và được sử dụng rất rộng rãi trong xây dựng dân dụng, công
nghiệp…
Dưới các kết cấu liên tục có chiều dài lớn (như tường nhà, tường chắn…) thì việc
sử dụng móng băng là đương nhiên. Tuy nhiên, dưới các hàng cột hay móng đỡ ống dẫn
nước, người ta vẫn sử dụng móng băng trong trường hợp khoảng cách giữa các cột gần
nhau quá hoặc nhằm giảm hiện tượng lún lệch giữa các cột. Khi làm móng băng dưới
hàng cột theo một hướng không bảo đảm điều kiện biến dạng hoặc sức chịu tải của
nền đất hay chưa đủ độ cứng cho công trình thì làm móng băng theo 2 hướng. Móng đó
gọi là móng băng giao thoa.
Đặc điểm của móng băng và móng băng giao thoa là có khả năng giảm bớt sự lún
không đều, tăng độ cứng của công trình, nhất là băng giao thoa (được dùng nhiều ở
vùng có động đất).
Móng băng có thể chế tạo bằng gạch, đá, BT hoặc BTCT, tuy nhiên các loại móng
băng giao nhau tạo thành khung phẳng thường chỉ được chế tạo bằng BTCT. Mặt cắt
ngang của móng băng có dạng giống như móng đơn nhưng góc mở có thể lấy hơn số
liệu cho trong bảng 3.1 từ 2 đến 30 (trong bảng 3.1 cho trị số tgα ).
3-4
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Hình 3.4. Móng băng và băng giao thoa.
a. Móng băng dưới tường; b. Móng băng dưới tường chắn;
c. Móng băng dưới dãy cột; d. Mặt bằng móng băng giao thoa dưới nhà khung.
3.1.1.3. Móng bản (móng bè)
Móng bản (còn được gọi là móng bè) có giá trị hai kích thước trên mặt bằng tương
đối lớn so với kích thước còn lại. Móng bản có thể gồm một tấm cho toàn bộ công trình
nằm trọn ở trên hoặc do nhiều tấm ghép lại (việc phân tấm móng bản hay không phụ
thuộc vào tình hình phân bố tải trọng của công trình bên trên, chỗ kết nối giữa các mảnh
móng chính là các khe lún và phải được xử lý chống thấm).
Hình 3.5. Móng bè.
a. Móng bè dạng bản phẳng; b. Móng bè dạng bản phẳng có gia cường cột mũ;
c. Móng bè bản sườn trên; d. Móng bè dạng sườn dưới;
e. Móng bè dưới lò luyện gang.
Móng bản thường được dùng cho nhà khung, nhà tường chịu lực khi tải trọng lớn
hoặc đất yếu (nó có khả năng giảm độ lún không đều), khi trong nền có MNN cao (để
chống thấm cho tầng hầm).
Móng bản thường được chế tạo bằng BTCT và liên kết với kết cấu bên trên để
tăng thêm độ cứng (do đó nếu tính toán móng bản tách rời với kết cấu bên trên thường
quá an toàn gây lãng phí vật liệu). Móng bè dưới tường có thể làm dạng bản phẳng
hoặc bản sườn.
Để tăng độ cứng của móng bản có thể dùng móng bản kiểu vòm ngược (ưu điểm
lớn của kết cấu kiểu này là các cấu kiện chỉ chịu nén nên thường thanh mảnh hơn tốn ít
3-5
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
vật liệu hơn, tuy nhiên, hiện nay chưa có phương pháp lý thuyết nào đáng tin cậy để
tính toán loại kết cấu này và rất khó tạo liên kết chắc chắn giữa đáy móng và nền).
3.1.1.4. Móng hộp
Là hộp rỗng dưới toàn bộ công trình, nó vừa là móng, vừa là tầng hầm. Loại móng
này có độ cứng rất lớn và có khả năng phân bố tải trọng từ vùng giữa ra vùng biên.
Móng hộp đã được kiến thiết dưới nhiều ngôi nhà cao tầng, nó có kích thước lớn, tốn
nhiều vật liệu và thi công phức tạp. So sánh giữa móng bè và móng hộp trong cùng một
điều kiện như nhau thì thấy chi phí bêtông và thép cho móng hộp gấp 2 lần móng bè
phẳng. Do vậy, móng hộp có thể dùng hợp lý cho nhà cao tầng với nhiều tầng hầm
sâu... nhưng phải có so sánh kỹ thuật đầy đủ.
Hình 3.6. Móng hộp.
1.Tấm trần; 2. Vách đứng; 3. Bản đáy.
3.1.1.5. Móng vỏ
Móng vỏ đã được nghiên cứu và áp dụng cho các công trình như: bể chứa các loại
chất lỏng, nhà tường chịu lực, nhà khung. Đây là loại móng kinh tế, với chi phí vật liệu
tối thiểu có thể chịu được tải trọng lớn.
3-6
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Hình 3.7. Móng vỏ.
a. Vỏ cầu; b. Vỏ trụ; c. Vỏ nón.
3.2. Các biện pháp bảo vệ móng
Móng là một bộ phận rất quan trọng của công trình thường xuyên làm việc trong
môi trường phức tạp với tải trọng lớn nên nghiên cứu các biện pháp bảo vệ móng là
một công việc hết sức cần thiết. Công tác bảo vệ móng nhằm giải quyết những vấn đề
sau:
3.2.1. Chống nước ngầm xâm thực BT và vật liệu móng
Nước ngầm là một dung dịch hóa chất với nồng độ thấp nên nó có khả năng xâm
thực BT và phá huỷ cốt thép của móng (quá trình này phụ thuộc vào đặc tính của nước,
tính chất của ximăng, mật độ BT, độ mở rộng vết nứt trong bêtông v.v…).
Để chống xâm thực cho móng hiện nay người ta thường sử dụng một trong hai
biện pháp sau:
- Sử dụng ximăng có khả năng chống xâm thực;
- Sử dụng các lớp cách nước cho móng, tuỳ thuộc vào đặc tính của đất nền, loại
móng và mức độ ẩm ướt cho phép bên trong công trình mà chọn loại lớp cách
nước cho phù hợp (lớp cách nước có thể là vữa ximăng trát kỹ hoặc matit…).
3.2.2. Đảm bảo khô ráo cho kết cấu phần trên
Trong nhiều trường hợp khi điều kiện mao dẫn đủ lớn thì nước ngầm có thể xâm
thực móng, ngấm lên công trình và kết cấu bên trên. Trong trường hợp đó thì việc chống
xâm thực cho móng công trình cũng có tác dụng rất lớn trong việc giảm thấm cho kết
cấu bên trên. Nếu vẫn chưa đáp ứng được yêu cầu thì giữa móng và công trình, kết cấu
bên trên cần bố trí lớp chống thấm thường làm bằng vữa ximăng tốt.
3.3. Trình tự thiết kế
Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên cần tiến hành theo thứ tự sau:
- Xác định tải trọng tác dụng xuống móng;
- Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn của khu đất xây dựng;
- Chọn độ sâu chôn móng;
- Xác định kích thước sơ bộ của đáy móng;
- Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGH thứ II;
- Kiểm tra kích thước đáy móng theo TTGH thứ I;
- Tính toán độ bền và cấu tạo móng.
3.4. Xác định kích thước sơ bộ của móng
Phụ thuộc vào đặc điểm đặt tải trọng, móng được chia ra 2 loại: chịu tải trọng
trung tâm và tải trọng lệch tâm.
3-7
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
3.4.1. Xác định sơ bộ kích thước của móng theo tải trọng tiêu chuẩn của nền
đất
3.4.1.1. Móng chịu tải trọng trung tâm (điểm đặt của tổng hợp các lực đi qua trọng tâm
diện tích đáy móng)
Xét 1 móng chịu tải trọng trung tâm như hình vẽ:
- Tải trọng do công trình truyền xuống xác định đến cốt đỉnh móng, giá trị tiêu
chuẩn: Notc;
- Trọng lượng bản thân móng: Nmtc;
- Trọng lượng của đất trên các bậc móng: Nđtc;
- Phản lực của đất tác dụng lên đáy móng: ptc.
Hình 3.8. Sơ đồ xác định kích thước đế móng.
Biểu đồ ứng suất tiếp xúc dưới đáy móng có dạng đường cong, nhưng để tính
toán cấu kiện móng cứng ta coi biểu đồ phản lực nền khi móng chịu tải trọng trung tâm
có dạng chữ nhật.
Điều kiện cân bằng tĩnh học của móng đang xét:
N o + N m + N d = p tc .F
tc tc tc
(3.1)
Với F là diện tích đáy móng.
Trọng lượng của móng và đất trên các bậc có thể thay bằng trọng lượng của khối
có mặt cắt abcd:
N m + N d = F .h.γ tb
tc tc
(3.2)
Thay (3.2) vào (3.1):
tc
No
⇒F = (3.3)
ptc − h.γ tb
Trong đó:
γ tb_ Trọng lượng riêng trung bình của móng và đất trên các bậc, có thể lấy bằng
20÷ 22 KN/m3;
h_ Độ sâu chôn móng.
Khi tải trọng ngoài vượt quá giá trị tải trọng tiêu chuẩn Rtc của đất nền thì vùng
biến dạng dẻo ở hai mép móng sẽ phát triển lớn đến mức nền đất không thể làm việc
3-8
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
trong trạng thái đàn hồi được nữa. Vì vậy, để có thể áp dụng được lý thuyết cơ học về
môi trường biến dạng tuyến tính trong việc tính ứng suất biến dạng thì TCXD Việt
Nam quy định áp lực do các tải trọng tiêu chuẩn gây ra phải thoả mãn điều kiện:
ptc ≤ R (3.4)
Tuy nhiên, muốn tận dụng được khả năng chịu lực của nền để kích thước móng
bảo đảm kinh tế nhất thì áp lực xuống nền phải bằng cường độ tính toán của nền hay
là:
ptc = R
Do đó:
tc
No
F= (3.5)
R − h.γ tb
Cường độ tính toán của nền R chính là áp lực ứng với thời điểm vùng biến dạng
dẻo trong nền ở vùng dưới mép móng phát triển đến độ sâu bằng b/4. Lúc đó vùng biến
dạng dẻo trong nền được coi là nhỏ so với toàn bộ thể tích của nền và nền có thể coi là
biến dạng tuyến tính. R được xác định theo công thức:
R=
m1 m2
K tc
(
A.b.γ II + B.h.γ II + D.c II − γ II .h o
, ,
) (3.6)
m1, m2_ Hệ số điều kiện làm việc của nền và hệ số làm việc của nhà hoặc công
trình có tác dụng qua lại với nền, lấy theo bảng 3.3;
Ktc_ Hệ số tin cậy lấy như sau:
- Nếu các chỉ tiêu cơ lý được xác định bằng các thí nghiệm trực tiếp đối với đất
thì Ktc = 1,0;
- Nếu các chỉ tiêu đó lấy theo bảng của quy phạm thì Ktc = 1,1;
A, B, D_ Các hệ số phụ thuộc vào trị tính toán thứ 2 của góc ma sát trong của đất
ϕ II tra theo bảng 3.2;
Chú ý: Trong báo cáo khảo sát địa chất công trình sẽ cho ta các trị số tính toán
thứ nhất γ 1, ϕ 1, c1, và trị số tính toán thứ 2 γ II, ϕ II, cII. Trong đó các trị số tính toán thứ
nhất được dùng để tính toán nền theo TTGH thứ nhất và các trị số tính toán thứ 2 được
dùng để tính toán nền theo TTGH thứ 2 và kiểm tra điều kiện áp lực xuống đất nền
theo quy phạm hiện hành.
b_ Cạnh nhỏ của đáy móng, m;
h_ Chiều sâu chôn móng kể từ đáy móng đến cốt thiết kế (bị bạt đi hay đắp
thêm), m;
h0 = h + htđ : Chiều sâu khi có tầng hầm, m. Nếu không có tầng hầm thì h0= 0;
htđ = h1+h2.(γ s/γ II’);
h1_ Chiều dày đất từ đáy móng đến đáy sàn tầng hầm, m;
h2_ Chiều dày kết cấu sàn tầng hầm;
γ s_ Trị tính toán trung bình của dung trọng sàn tầng hầm, KN/m3;
3-9
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
γ II’_ Trị tính toán thứ 2 trung bình (theo từng lớp) của trọng lượng thể tích đất kể
từ đáy móng trở lên, KN/m3;
γ II_ Như trên nhưng là của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng, KN/m3;
cII_ Trị tính toán thứ 2 của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng,
KN/m2.
Như vậy muốn xác định diện tích đáy móng cần phải biết R, muốn biết R lại phải
biết bề rộng móng. Để giải quyết bài toán này ta cần thử đúng dần bằng cách giả thiết
bề rộng móng b rồi theo đó xác định R theo (3.6). Thay R vào (3.5) tính được diện tích
đáy móng.
Bảng 3.2. Hệ số A, B, D xác định cường độ tính toán R của đất nền.
ϕ 0
II A B D ϕ0
II A B D
0 0 1,00 3,14 24 0,72 3,87 6,45
2 0,03 1,12 3,32 26 0,84 4,37 6,90
4 0,06 1,25 3,51 28 0,98 4,93 7,40
6 0,10 1,39 3,71 30 1,15 5,59 7,95
8 0,14 1,55 3,93 32 1,34 6,35 8,55
10 0,18 1,73 4,17 34 1,55 7,21 9,21
12 0,23 1,94 4,42 36 1,81 8,25 9,98
14 0,29 2,17 4,69 38 2,11 9,44 10,80
16 0,36 2,43 5,00 40 2,46 10,84 11,73
18 0,43 2,72 5,31 42 2,87 12,50 12,77
20 0,51 3,06 5,66 44 3,37 14,48 13,96
22 0,61 3,44 6,04 45 3,66 15,64 14,64
Bảng 3.3. Hệ số làm việc của nền m1
và hệ số làm việc của nhà hoặc công trình (m2).
Hệ số m2 đối với nhà và công trình có sơ đồ
kết cấu cứng với tỷ số giữa chiều dài của
Hệ nhà (công trình) hoặc từng đơn nguyên với
Loại đất số L
m1 chiều cao bằng:
H
≥4 ≤ 1,5
Đất hòn lớn có chất nhét là
cát và đất cát không kể đất 1,4 1,2 1,4
phấn và bụi
Cát mịn:
- Khô và ít ẩm 1,3 1,1 1,3
- No nước 1,2 1,1 1,3
Cát bụi:
- Khô và ít ẩm 1,2 1,0 1,2
- No nước 1,1 1,0 1,2
Đất hòn lớn có chất nhét là
sét và đất sét có độ sệt IL ≤ 1,2 1,0 1,1
0,5
3-10
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Như trên, có độ sệt IL > 0,5 1,1 1,0 1,0
Móng chịu tải trọng trung tâm thường làm dạng đế vuông. Chỉ khi chật chội không
làm được móng đế vuông thì mới làm đế chữ nhật.
Móng đế vuông:
b= F (3.7)
Móng chữ nhật thì ta cho trước tỷ số giữa các cạnh:
l
Kn = từ đó:
b
F
b= (3.8)
Kn
Móng băng:
tc
No
b=
l ( R − h.γ tb )
Trong đó Notc được lấy như sau:
- Đối với móng băng dưới tường, nó thuộc loại bài toán phẳng nên người ta cắt ra
một mét dài để tính và Notc được lấy tương ứng cho 1m đó;
- Đối với móng băng dưới dãy cột thì l lấy bằng bước cột hoặc bằng chiều dài
của cả móng băng và xác định Notc trên chiều dài tương ứng.
Cạnh đế móng tìm được cần làm tròn đến 0,1m.
Dựa theo b vừa tìm được, tính lại R theo (3.6) rồi kiểm tra điều kiện áp lực tại đáy
móng:
ptc ≤ R
Trong đó:
R_ Cường độ tính toán của đất nền dưới đáy móng có bề rộng vừa tính được;
ptc_ Áp lực tiêu chuẩn ở đế móng do các tải trọng tiêu chuẩn gây ra:
tc
N0
p =
tc
+ γ tb .h (3.9)
l.b
Nếu thoả mãn điều kiện (3.4) thì kích thước đáy móng coi là kích thước sơ bộ.
Nếu không thoả mãn thì ta lặp lại cách tính như trên cho đến lúc thoả mãn điều kiện áp
lực.
3-11
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
3.4.1.2. Móng chịu tải trọng lệch tâm
Hình 3.9. Biểu đồ áp lực tại đáy móng đế chữ nhật
chịu tải lệch tâm tổng quát.
Khi chịu tải trọng lệch tâm thì biểu đồ áp lực móng lên đất nền có dạng hình
thang hoặc tam giác. Với trường hợp này ngoài điều kiện về áp lực trung bình thì còn
phải thỏa mãn điều kiện về áp lực cực đại:
Tức là:
ptb ≤ R
tc
(3.10)
p max ≤ 1.2 R
tc
(3.11)
Trong đó:
tc
ptb _ Áp lực trung bình xuống nền do tải trọng tiêu chuẩn gây ra được xác định
theo công thức sau:
p max + p min
tc tc
ptb =
tc
(3.12)
2
ptcmax, ptcmin _ Áp lực cực đại và cực tiểu ở đáy móng do tải trọng tiêu chuẩn gây
ra được xác định theo công thức sau:
N tc M x M y
p max =
tc
± ± (3.13)
min l.b W x Wy
N tc 6.el 6.eb
p max =
tc
1 ± ± (3.14)
min l.b l b
Với
Ntc_ Tổng các tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng xác định đến đế móng;
Mx, My_ Momen do các tải trọng tiêu chuẩn gây ra tương ứng với trục x và y qua
trọng tâm diện tích đáy móng;
el, eb_ Lần lượt là độ lệch tâm theo phương cạnh l và cạnh b.
3-12
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Với trường hợp này việc tính toán kích thước hai cạnh của móng l và b theo
phương pháp giải tích rất phức tạp nên thông thường người ta tính bằng phương pháp
thử dần với trình tự như sau:
- Giả sử móng chịu tải trọng đúng tâm và xác định được kích thước trên mặt bằng
của móng, tính được áp lực cực đại và kiểm tra điều kiện này;
- Tuỳ theo tình hình phân bố tải trọng trên móng (tình hình lệch tâm của tải trọng)
ta tiến hành tăng kích thước theo phía lệch tâm (thường là tăng l) dần dần sao
cho thỏa mãn các điều kiện về áp lực trung bình và áp lực cực đại.
3.5. Tính toán theo TTGH II (theo biến dạng)
Sau khi sơ bộ xác định được kích thước của móng thì thông thường đối với các
công trình dân dụng, công nghiệp có các kết cấu không nhạy với hiện tượng lún không
đều được đặt trên các lớp đất tốt như cát chặt, sét cứng, cát chặt vừa, sét nửa cứng
hoặc dẻo cứng thì không phải kiểm tra lại điều kiện biến dạng của nền. Những trường
hợp khác phải kiểm tra lại điều kiện biến dạng của nền (tra theo bảng 1.1, 1.2 trong
chương 1) và xác định loại biến dạng cần kiểm tra. Thông thường ta chỉ xét hai trong số
các điều kiện biến dạng.
3.5.1. Kiểm tra về độ lún
Để kiểm tra điều kiện lún của nền thì hiện nay có nhiều phương pháp. Theo
TCXD 45-70 thì việc kiểm tra độ lún của nền nên thực hiện theo phương pháp cộng lún
từng lớp.
Khi nền đất có chiều dày lớn, móng có kích thước không lớn (b ≤ 10m hoặc D ≤
10m) thì dùng sơ đồ nửa không gian biến dạng tuyến tính với quy ước là chiều dày của
lớp chịu ảnh hưởng được tính từ phạm vi đáy móng đến vị trí thỏa mãn điều kiện:
σ gl = 0,2.σ bt
Trong đó
σbt_ Ứng suất do trọng lượng bản thân của đất;
σgl_ Ứng suất gây lún.
n n
βi
S = ∑ Si = ∑ hiσ zi
gl
(3.15)
i =1 i =1 Ei
Trong trường hợp này không kể đến nở hông của đất
Si_ Độ lún của lớp đất thứ I;
hi_ Chiều dày của lớp phân tố thứ I;
Ei_ Module biến dạng tổng quát của lớp phân tố thứ i có chiều dày h i mà ta chia
ra (hi ≤ b/4; b: bề rộng móng);
σglzi_ Ứng suất phụ thêm trung bình của lớp đất thứ I;
3-13
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
2 µ i2
βi = 1 − : hệ số phụ thuộc vào hệ số nở hông µ của đất, hệ số này sẽ khác
1 − µi
nhau với các loại đất khác nhau nhưng quy phạm quy định lấy bằng 0,8 cho tất
cả các trường hợp;
n_ Số lớp đất chia trong phạm vi chiều dày vùng ảnh hưởng (vùng chịu nén Ha).
Nếu giới hạn dưới của tầng chịu nén tìm được kết thúc trong lớp đất có E <
5000Kpa thì giới hạn tính lún của nền cần lấy đến độ sâu thoả mãn:
σ gl = 0,1.σ bt
z
σ zi _ ứng suất gây lún ở giữa lớp phân tố thứ i bằng trung bình cộng của ứng
gl
suất gây lún tại nóc và đáy lớp phân tố đó. Đối với móng đế chữ nhật chịu áp lực
phân bố đều thì σ zi tại các điểm nằm trên trục đứng đi qua trọng tâm diện tích
gl
đáy móng được xác định theo công thức sau:
σ zgl = K 0 .σ zgl o
=
σ z=o : ứng suất gây lún tại đế móng σ zgl o = ptb − γ .h khi móng có kích thước nhỏ
gl
=
tc
và σ zgl o = ptb khi móng có kích thước lớn.
tc
=
K0_ Hệ số phân bố ứng suất tra trong bảng 3.4 phụ thuộc các tỷ số l/b và 2z/b
với l và b là cạnh dài và cạnh ngắn của đế móng chữ nhật còn z là độ sâu từ đế
móng đến điểm cần xác định ứng suất;
ptctb_ ứng suất trung bình tại đáy móng do tải trọng tiêu chuẩn gây ra.
Hình 3.9. Sơ đồ tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp.
3-14
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Ngoài ra người ta còn có thể dùng phương pháp điểm góc để xác định ứng suất
σ tại các điểm nằm trên trục đứng đi qua điểm bất kỳ nằm trong hay ngoài phạm vi
gl
z
diện tích đế móng.
Hình 3.10. Sơ đồ xác địng ứng suất gây lún
trong nền theo phương pháp điểm góc.
Muốn vậy phải biến điểm xét thành điểm góc bằng cách vẽ thêm. Ứng suất σ zgl
tại các điểm nằm ở độ sâu z kể từ đáy móng đi qua các điểm góc A, B, C, D. Khi đó:
σ zgl = K g .σ zgl o
=
Kg_ hệ số tra theo bảng 3.5 phụ thuộc l/b và z/b tức là AD/AB và z/AB;
σ zgl tại các điểm nằm trên trục đứng đi qua M nằm ngoài diện gia tải được tính
như sau:
σ zgl = σ zgl o ( K gMGAP − K gMPDH + K gMGBN − K gMHCN )
=
Trong đó:
l i MG z z
K g MGAP = f ( = ; = )
bi MP bi MP
li MP z z
K g MPDH = f ( = ; = )
bi MH bi MH
Khi móng đế chữ nhật chịu tải trọng lệch tâm thì độ lún của điểm qua trọng tâm
O có thể tính theo áp lực phân bố đều bằng trị số trung bình tại O. Khi tính lún cho các
điểm khác thì phải sử dụng hệ số phân bố ứng suất trong nền dưới tác dụng tải trọng
phân bố theo quy luật tam giác trên diện chữ nhật.
Móng băng dưới tường, tường chắn thuộc loại bài toán phẳng. Khi tính ta tưởng
tượng cắt ra 1m dài để tính, nhưng khi tính lún cần chú ý rằng ứng suất gây lún xuất
hiện trong nền không phải chỉ do tải trọng trên diện bx1m mà do tải trọng trên cả băng
gây ra.
3-15
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Khi các móng ở gần nhau thì tải trọng trên những móng gần sẽ gây ra ứng suất
gây lún trong nền dưới móng đang xét. Sự gia tải gần móng (tải trọng trên sàn kho, nền
tôn cao hơn nhiều so với mặt đất tự nhiên) sẽ gây ra độ lún cho nền xét. Trong một số
trường hợp phải kể đến ảnh hưởng của độ lún này.
Khi nền đất có chiều dày hữu hạn trên đá cứng thì sẽ xảy ra hiện tượng tập trung
ứng suất. Sự tăng ứng suất sẽ làm cho lớp đất bị lún nhiều hơn, song độ lún của nền
vẫn nhỏ hơn nền là nửa không gian vì lúc này lớp bị biến dạng có chiều dày nhỏ. Tính
lún trong trường hợp này ta dùng phương pháp của K. Egorôv. Phương pháp này kể đến
sự tập trung ứng suất và nở hông của đất.
Hình 3.11. Sơ đồ tính lún theo phương pháp
lớp biến dạng tuyến tính có chiều dày hữu hạn.
n
K i − K i −1
S = σ zgl 0 .b.M .∑
= (3.16)
i =1 Ei
M_ Hệ số điều chỉnh, kể đến hiện tượng tập trung ứng suất trong nền khi tầng
đá cứng nằm cách đế móng không sâu. Nó phụ thuộc α=2H/b hoặc α=H/r tra theo
bảng 3.6;
3-16
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Bảng 3.4. Giá trị hệ số K0.
3-17
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
3-18
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
Bảng 3.5. Giá trị hệ số Kg.
3-19
- Chương 3. Móng nông trên nền thiên nhiên
3-20
nguon tai.lieu . vn
