Bài giảng môn học nền móng - Chương 1: Khái niệm chung về nền móng

TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC XAÂY DÖÏNG HAØ NOÄI BOÄ MOÂN CÔ HOÏC ÑAÁT - NEÀN MOÙNG Biên soạn: NGUYỄN THANH SƠN BỘ MÔN CHĐ - NM BAØI GIAÛNG MOÂN HOC Ï NEÀN MOÙNG Chöông 1. KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ NEÀN MOÙNG Ch 2 MOÙNG NOÂNGöông . Chöông 3 XÖÛ LYÙ NEÀN ÑAÁT YEÁU. Chöông 4. MOÙNG COÏC YEÂU CAÀU VAØ CAÙCH LAØM VIEÄC 1. TRONG LÔÙP  KHOÂNG NOÙI CHUYEÄN RIEÂNG TRONG LÔÙP  LUOÂN LUOÂN MANG THEO TAØI LIEÄU, GIAÙO TRÌNH --- BAÛNG TRA V.V 2. ÑIEÀU KIEÄN COÙ ÑIEÅM QUAÙ TRÌNH – (CHUYEÂN CAÀN) THAM GIA 2 - 3 BAØI KIEÅM TRA TREÂN LÔÙP  ÑI HOÏC ÑAÀY ÑUÛ (TREÂN 70%)  BAØI TAÄP VEÀ NHAØ (Töï laøm) Å 60% Å Å Å 3. ÑIEM MOÂN HOÏC = CHUYEÂN CAÀN + ÑIEM KIEM TRA + ÑIEM THI CUOÁI KYØ TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [1] Phan Hoàng Quaân Neàn vaø moùng . . . [2]. Nguyeãn Ñình Tieán. Baøi Giaûng Neàn moùng. [3] Nguyeãn Baù Keá Thieát keá vaø thi coâng hoá moùng saâu NXB XD Haø Noäi. . . . , 2002. [4]. Nguyeãn Baù Keá vaø coäng sö. Moùng nhaø cao taàng - Kinh nghieäm nöôùcï ngoaøi. NXB XD, Haø noäi 2004; [5]. Nguyeãn Vaên Quaûng. Neàn moùng nhaø cao taàng. NXB KHKT , Haø noäi 2003; [6]. Leâ Ñöùc Thaéng. Tính toaùn moùng coïc. NXB GTVT, Haø noäi 1998; TAØI LIEÄU THAM KHAÛO [7] Tieâu chuaån Anh Höôùng daãn thöc haønh veà neàn moùng Tieâu chuaån Anh . . ï . - BS 8004, 1986. [8]. Das, B. M.. Principles of Geotechnical Engineering. PWS Publishing Company, 1993. [9]. Poulos, H. G. (1972).Difficulties in Prediction of Horizontal Deformations of Foundations. ASCE Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, 1998. [10] CGS (1992) C di F d i E i i M l 3 d d. . ana an oun at on ng neer ng anua . r e .. Canadian Geotechnical Society, Bitech, Vancouver. [11] Joseph E Bowles Foundation analysis and design Mc Graw-Hill. . . .. . International Editions, 1997. [12]. Donald. P. Coduto.. Foundation design. Principles and Practices. Prentice Hall, 2001. CHÖÔNG 1 KHAÙI NIEÄM CHUNG VEÀ NEÀN MOÙNG . Coâng trình 1. KHAÙI NIEÄM CHUNG û f 1.1. Khaùi nieäm veà neàn & moùng  Moùng laø moät boä phaän cua coâng trình keùo daøi xuoáng döôùi ñaát laøm à FzMoùng nhieäm vuï truyen taûi troïng cuûa coâng trình töø beân treân xuoáng neàn ñaát. Fy My M Neàn  Neàn laø boä phaän naèm ngay döôùi ñaùy moùng, tröïc tieáp chòu taûi troïng cuûa F x coâng trình do moùng truyeàn xuoáng. x Sô ñoà neàn vaø moùng 1 1 Khaùi nieäm veà neàn & moùng tieáp  Neáu neàn ñaát töï nhieân ñuû toát coù theå ñaët coâng trình tröïc tieáp . . - - leân treân neàn ngöôøi ta goïi laø neàn töï nhieân.  Neáu neàn ñaát tö nhieân khoâng toát, muoán söû dung laøm neàn coângï ï trình thì phaûi xöû lyù neàn laøm cho tính chaát xaây döïng cuûa ñaát toát leân tröôùc khi ñaët moùng. Neàn sau khi xöû lyù ngöôøi ta goïi laø neàn nhaân taïo. 1 2 YÙ nghóa cuûa coâng taùc neàn moùng. . Coâng vieäc tính toaùn neàn moùng laø nhaèm choïn ñöôïc moät loaïi neàn ù â t ì h ñ û b û ù ñi à ki ämong cong r n am ao cac eu en sau:  Coâng trình phaûi tuyeät ñoái an toaøn khoâng bò luùn nghieâng, å û û û ûsuïp ño, ñam bao coâng naêng sö duïng cua coâng trình.  Khaû thi nhaát cho coâng trình.  Giaù thaønh reû nhaát vaø thôøi gian thi coâng ngaén nhaát... Ñeå thoûa maõn ñöôïc caùc yeâu caàu treân caàn phaûi laøm chaët cheõ töø caùc khaâu: 1 2 YÙ nghóa cuûa coâng taùc neàn moùng tieáp. . - -  Khaâu khaûo saùt: Löïa choïn phöông phaùp khaûo saùt phuø hôïp vôùi töø l i ñ át Aù d ù thí hi ä t h ø hi ä t öôøng oaï a . p uïng cac ng em rong p ong en r ng phuïc vuï coâng taùc ñaùnh giaù neàn. á á û á û Khaâu thiet ke: Treân cô sô ÑCCT, ÑCTV, quy moâ tính chat cua coâng trình ñeà xuaát caùc phöông aùn moùng hôïp lyù vaø tính toaùn á áthiet ke.  Khaâu thi coâng: Thöïc hieän ñuùng theo thieát keá. Coù bieän phaùp toát nhaát haïn cheá söï phaù vôõ keát caáu neàn ñaát vaø aûnh höôûng tôùi caùc coâng trình laân caän. 1 3 Phaân loai moùng a. Moùng noâng . . ï  Laø phaàn môû roäng cuûa chaân coät hoaëc ñaùy coâng trình nhaèm coù ñöôïc moät dieän tích tieáp xuùc thích hôïp ñeå ñaát neàn coù theå chòu ñöôïc aùp löïc ñaùy moùng.  Ñoä saâu ñaët moùng “ñuû beù” Taùc giaû h /B Baûng quy öôùc caùch xaùc ñònh moùng noâng m K. Terzaghi < 1 Berezanxev ≤ 0 5. J. E. Bowles ≤ 1 H Lehr ≤ 1 5. . Vuõ Coâng Ngöõ (VN) 1 ÷ 1,5 a Moùng noâng Pham vi aùp dung: . ï ï  Khi taûi troïng coâng trình khoâng lôùn; Khi lôù ñ át t át ôû b â t â h ë i ä öû l ù à ñ át á ôû b â p a o en ren oac v ec x y nen a yeu en treân coù hieäu quaû. Moùng noâng thöôøng ñöôïc chia thaønh:  Moùng ñôn chòu taûi ñuùng taâm, leäch taâm  Moùng baêng (1 phöông, 2 phöông).  Moùng beø (dang baûn coù söôøn (daàm) hoäp)ï , , Moùng ñôn Moùng ñôn Moùng baêng Moùng beø 1 3 Phaân loai moùng b. Moùng saâu . . ï Moùng coïc laø boä phaän cuûa coâng trình, goàm nhieàu coc rieâng leû caém saâuï trong neàn ñaát, ñöôïc lieân keát vôùi nhau baèng ñaøi coc.ï  Coïc laø moät keát caáu coù chieàu daøi lôùn hôn nhieàu so vôùi beà roäng tieát dieän ngang.  Ñaøi coc laø phaàn keát caáu ñeå lieân keátï caùc coïc trong moät nhoùm coïc vôùi coâng trình beân treân Sô ñoà moùng coc. ï b Moùng saâu Pham vi aùp dung: . ï ï  Khi taûi troïng coâng trình lôùn; Khi lôù ñ át t át át â h ë i ä öû l ù à ñ át á ôû b â t â p a o ra sau oac v ec x y nen a yeu en ren khoâng coù hieäu quaû. Moùng saâu ñöôïc chia thaønh:  Moùng coïc.  Moùng gieáng chìm.  Moùng gieáng chìm hôi eùp. c Phaân loai theo caùc tieâu chí khaùc  Theo vaät lieäu: Moùng gaïch, ñaù, BTCT.; . ï  Theo bieän phaùp thi coâng: Thi coâng toaøn khoái, laép gheùp.  Theo ñaëc tính taûi trong: Taûi trong tónh taûi trong ñoängï ï , ï  Theo hình daïng moùng: Moùng ñôn, moùng baêng, moùng beø coïc, ù h ämong op  Theo ñoä cöùng: Moùng cöùng, moùng meàm 1.4. Caùc boä phaän cô baûn cuûa moùng à1.4. Phaân loaïi nen a Neàn tö nhieân. ï Laø neàn goàm caùc lôùp ñaát coù keát caáu töï nhieân, naèm ngay saùt beân döôùi moùng chòu ñöng tröc tieáp taûi trong coâng trình do moùng, ï ï ï truyeàn xuoáng. b. Neàn nhaân taïo Caûi taïo keát caáu cuûa khung haït ñaát nhaèm gia taêng söùc chòu taûi vaø giaûm bieán daïng luùn cuûa neàn ñaát. Bao goàm: à áb. Nen nhaân taïo (tiep)  Ñeäm vaät lieäu rôøi: ñeäm caùt, ñeäm ñaù thay theá phaàn ñaát yeáu ùt döôùi ñ ù ù ñ å à ù th å hò ñöô t ûi t ângay sa ay mong e nen co e c u ïc a roïng cong trình.  Gia taûi tröôùc: laø bieän phaùp caûi taïo khaû naêng chòu taûi cuûa neàn ñaát, nhaèm laøm giaûm heä soá roãng cuûa khung haït ñaát baèng caùch taùc ñoäng taûi troïng ngoaøi treân maët neàn ñaát.  Gia taûi tröôùc keát hôïp vôùi bieän phaùp taêng toác ñoä thoaùt nöôùc baèng theo phöông thaúng ñöùng nhö: gieáng caùt hoaëc baác thaám nhaèm ruùt ngaén thôøi gian, giaûm theå tích loã roãng ñoái vôùi ñaát yeáu. b Neàn nhaân tao (tieáp)  Coïc vaät lieäu rôøi nhö: coïc caùt, coïc ñaù nhaèm laøm giaûm heä soá roãng cuûa khung hat ñaát caùt rôøi coù ñoä thaám nöôùc toát hoaëc thay . ï ï theá ñaát yeáu baèng caùc coïc vaät lieäu rôøi coù ñaëc tính toát hôn ñaát neàn tö nhieân nhaèm taêng khaû naêng choáng caét doc caùc maët coùï , ï khaû naêng bò tröôït. C ñ át t ä âi h ë t ä i ê oïc a ron vo oac ron x mang.  Phuït vöõa xi maêng hoaëc vaät lieäu lieân keát vaøo vuøng neàn chòu å å ãlöïc ñe taêng löïc dính giöõa caùc haït ñaát vaø giaûm the tích caùc lo roãng.  Taêng cöôøng caùc vaät lieäu chòu keùo cho neàn ñaát coøn ñöôïc goïi laø ñaát coù coát nhö: b Neàn nhaân tao (tieáp)  Sôïi, löôùi hoaëc vaûi ñòa kyõ thuaät, ñöôïc traûi moät hoaëc nhieàu lôùp . ï trong neàn caùc coâng trình ñaát ñaép hoaëc trong caùc lôùp ñeäm vaät lieäu rôøi ñeå taêng cöôøng khaû naêng chòu keùo vaø giaûm ñoä luùn cuûa ñaát neàn. a. Moùng noâng Coát theùp coät Maët ñaát töï nhieân Gôø moùng hm h BT loùtMaët ñaùy moùng lc bb c l 0.00 m Maët ñænh ñaøi Coát theùp coät b Moùng coc Ñaøi coïc . ï hñ hΔL Maët ñaùy ñaøi Hm BT loùt L1 Coïc Maët phaúng muõi coïc “ñaùy coïc” 1 5 Caùc boä phaän cô baûn cuûa moùng  Chieàu saâu choân moùng: Ñoä saâu keå töø maët ñaát tôùi maët ñaùy . . moùng; Moùng noâng: hm Moùng coc: Hmï  Chieàu cao moùng noâng: Chieàu cao töø maët ñænh moùng tôùi maët ñaùy moùng.  Chieàu cao ñaøi coïc: Chieàu cao töø maët ñænh ñaøi tôùi maët ñaùy ñ øia . Kyù hieäu laø h  Ñaùy moùng noâng: Kích thöôùc ñaùy moùng xaùc ñònh döïa treân ñieàu kieän cöôøng ñoä vaø bieán dang.ï Kyù hieäu laø l x b (trong ñoù: l chieàu daøi ; b laø chieàu roäng) 1 4 Caùc boä phaän cô baûn cuûa moùng -tieáp-  Ñaùy ñaøi coïc: Kích thöôùc ñaøi coïc phuï thuoäc vaøo sô ñoà boá trí . . coïc. Kyù hieäu laø Lñ x Bñ (trong ñoù: Lñ chieàu daøi ; Bñ laø chieàu roäng)  Maët ñænh moùng: Laø maët tieáp xuùc giöõa moùng vaø keát caáu beân treân.  Gôø moùng: Khoaûng caùch töø meùp baäc moùng treân cuøng ñeán meùp ñaùy coâng trình.  Beâ toâng loùt moùng: Lôùp ñeäm döôùi ñaùy moùng baèng beâtoâng coù cöôøng ñoä thaáp.  Baäc moùng: Caáu taïo ñeå tieát kieäm vaät lieäu khi thieát keá maø vaät lieäu moùng laø caùc loai vaät lieäu chòu keùo keùm: gach ñaù beâtoâng )ï ï , , 2 KHAÙI NIEÄM VEÀ TÍNH THIEÁT KEÁ NEÀN MOÙNG Coù nhieàu phöông phaùp tính toaùn neàn moùng nhöng töïu trung . ñöôïc phaân ra nhö sau: * Theo quan ñieåm tính toaùn thieát keá keát caáu coâng trình. Coù 2 phöông phaùp tính toaùn:  Tính toaùn coâng trình moùng vaø neàn ñaát theo phöông phaùp rôøi, raïc hoaù (taùch rieâng töøng boä phaän ñeå tính) → caùch tính phoå thoâng. Söû dung caùc phöông phaùp giaûi tích.ï  Tính toaùn coâng trình, moùng vaø neàn ñaát laøm vieäc ñoàng thôøi. Söû dung phöông phaùp phaàn töû höõu han ñeå tínhï ï . MO PHOÛNG SÖÏ LAØM VIEÄC ÑOÀNG THÔØI GIÖÕA KEÁT CAÁU & NEÀN ÑAÁT * Theo quan ñieåm heä soá an toaøn coù hai phöông phaùp:  Heä soá an toaøn toång theå (heä soá an toaøn duy nhaát)  Heä soá an toaøn rieâng phaàn (theo phöông phaùp TTGH) 2 1 Kh ùi i ä à TTGH ø äi d tí h t ù th TTGH. . a n em ve va no ung n oan eo Theo TCXD 40:1987 TTGH cuûa coâng trình ñöôc chia ra laøm 2, ï nhoùm: Nhoùm 1: TTGH daãn ñeán vieäc maát khaû naêng chòu taûi hoaëc daãn ñeán söï baát lôïi hoaøn toaøn veà maët söû duïng keát caáu hoaëc neàn (nhoùm TTGH veà cöôøng ñoä vaø ñoä oån ñònh cuûa neàn & coâng trình). Nhoùm 2: TTGH gaây khoù khaên cho vieäc söû dung bình thöôøng keátï caáu vaø neàn (nhoùm TTGH veà khai thaùc vaø söû duïng coâng trình bình thöôøng). Tí h T ù N à h TTGH à ø ñ ä (TTGH 1)a. n oan en t eo ve cöông o Noäi dung phöông phaùp goàm khoáng cheá khaû naêng tröôït, laät cuûa moùng vaø khoâng cho neàn bò phaù hoaïi caét. Ñieàu kieän veà cöôøng ñoä: Ñieàu kieän veà oån ñònh: [ ]ctt tMk kM  = ≥ ghpp R  ≤ = [ ] gt cl l l Mk k M  = ≥1 2 tb d SF p R  ≤ × Trong ñoù: glmax . d  kt, kl: keä soá an toaøn choáng tröôït vaø choáng laät;  [kt], [kl] : Heä soá oån ñònh tröôït vaø laät cho pheùp.  Mct , Mcl : Moâmen choáng tröôït vaø choáng laät; Tí h T ù N à h TTGH à ø ñ ä (TTGH 1) i áa. n oan en t eo ve cöông o -t ep- Trong ñoù:  Mgt , Mgl : Moâmen gaây tröôït vaø gaây laät;  p : Taûi trong tieáp xuùc trung bình tai ñaùy moùng;tb, ï ï  pmax : Taûi troïng tieáp xuùc lôùn nhaát taïi ñaùy moùng;  Rñ [p] : Söùc chòu taûi tính toaùn cuûa neàn;  Fs : Heä soá an toaøn;  Pgh : Söùc chòu taûi giôùi haïn cuûa neàn ñöôïc xaùc theo coâng thöùc: 0.5gh q q c c d S S p n N B q n N c n N R F F γ γ γ× × × × + × × + × × = = ù à à áb. Tính Toan Nen theo TTGH ve Bien Daïng (TTGH 2)  Phöông phaùp naøy tính toaùn bieán daïng (ñoä luùn) cuûa moùng theo l ù th át i ñ át l ø ät th å ñ ø h ài t á tí h Cô ôû û höôy uye co a a va e an o uyen n . s cua p ng phaùp döïa treân söï phaùt trieån vuøng bieán daïng deûo trong neàn ñuû h û ñ å à ñ át ø t â th l ät ñ ø h àin o e nen a con uan eo quy ua an o .  Söû duïng caùc keát quaû lyù thuyeát cuûa Boussinesq vaø ñaëc tröng neùn luùn cuûa ñaát ñeå tính ñoä luùn cuûa moùng rieâng leû hoaëc ñoä luùn coù xeùt ñeán aûnh höôûng cuûa caùc moùng laân caän, tìm ñöôïc ñoä luùn leäch giöõa caùc moùng hoaëc goùc xoay cuûa moät moùng. b Tính Toaùn Neàn theo TTGH veà Bieán Dang (TTGH 2) tieáp. ï - -  Tính toaùn theo TTGH 2 thì ñieàu kieän ñuû laø ñoä luùn, goùc xoay phaûi thoûa caùc ñieàu kieän sau: Trong ñoù: ghS S ≤ S : Ñoä luùn cuoái cuøng (ñoä luùn oån ñònh cuûaneàn); ghS SΔ ≤ Δ ΔS : Ñoä luùn leäch giöõa caùc caáu kieän; ghi i≤ Sgh [S]: Ñoä luùn giôùi haïn (ñoä luùn cho pheùp);. ΔSgh [ΔS]: Ñoä luùn leäch cho pheùp. Ngoaøi ra vôùi nhöõng coâng trình coù ñaëc thuø rieâng nhö: thaùp nöôùc, tru caàu thaùp aêng ten coøn coù caùc ñieàu kieän quy ñònh veà goùcï , nghieâng vaø dòch chuyeån ngang cho pheùp 3 TAÛI TRONG TRONG TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ NEÀN MOÙNG. Ï 3.1. Phaân loaïi taûi troïng Taûi troïng taùc duïng leân moùng vaø truyeàn xuoáng neàn ñaát thöôøng ñöô h â hi th ø hïc p an c a an :  Taûi troïng thöôøng xuyeân: laø caùc taûi troïng taùc duïng khoâng bieán åñoi trong quaù trình xaây döïng vaø söû duïng coâng trình.  Taûi troïng taïm thôøi: laø caùc taûi troïng chæ toàn taïi trong moät giai ñoaïn naøo ñoù cuûa quaù trình xaây döïng vaø söû duïng coâng trình. Taûi trong tam thôøi daøi han: taùc ñoäng trong moät thôøi gianï ï ï töông ñoái daøi khi thi coâng hoaëc trong quaù trình söû duïng coâng trình nhö: troïng löôïng caùc thieát bò tónh, v.v. 3 1 Ph â l i t ûi t ti á. . an oaï a roïng - ep- Taûi troïng taïm thôøi ngaén haïn: chæ xuaát hieän trong töøng giai ñ khi thi â h ë t ù t ì h öû d hö t ûi toaïn cong oac rong qua r n s uïng n : a roïng gioù, taûi troïng tuyeát, v.v. Taûi troïng ñaëc bieät (cöïc haïn): xuaát hieän trong tröôøng hôïp ngaãu nhieân nhö ñoäng ñaát, soùng thaàn, v.v.Ngo øi ra, taûi troïng coøn ñöôïc phaân thaønh taûi troïng tieâu chuaån vaø û í ùtai troïng t nh toan.  Taûi trong tieâu chuaån: laø taûi trong maø coù theå kieåm soaùt ñöôc giaùï ï ï trò cuûa noù trong ñieàu kieän thi coâng hoaëc söû duïng coâng trình bình thöôøng. 3 1 Ph â l i t ûi t (ti á ). . an oaï a roïng ep  Taûi troïng tính toaùn: laø taûi troïng keå ñeán nhöõng sai khaùc do thi coâng, do cheá taïo gaây ra laøm thay ñoåi giaù trò taûi troïng thieân veà höôùng nguy hieåm cho coâng trình. Ñeå keå ñeán söï sai khaùc naøy ngöôøi ta ñöa vaøo heä soá an toaøn veà taûi troïng n (heä soá vöôït taûi). Giaù trò tính toaùn baèng taûi troïng tieâu chuaån x vôùi heä soá vöôït taûi n. (trong ñoù n = 1.1 ÷ 1.4). 3 1 Ph â l i t ûi t (ti á ). . an oaï a roïng ep Chuù yù: Khi tính toaùn neàn theo TTGH 2 (veà bieán daïng) ñöôïc tieán haønh vôùi toå hôp chính caùc taûi trong tieâu chuaån Vì bieán dang cuûa ñaátï ï . ï dieãn ra trong 1 thôøi gian daøi → chæ coù nhöõng taûi troïng taùc duïng daøi han môùi coù yù nghóa Khi tính toaùn neàn theo traïng thaùi giôùi haïn cöôøng ñoä (TTGH1) ï . ñöôïc tieán haønh vôùi toå hôïp phuï, toå hôïp ñaëc bieät caùc taûi troïng tính toaùn. å Khi tính toaùn neàn moùng phaûi tieán haønh vôùi caùc toå hôp baát lôi nhaát 3.2. To Hôïp Taûi Troïng ï ï cho bieán daïng cuûa coâng trình vaø oån ñònh cuûa toaøn neàn, coù theå xaûy ra Caùc toå hôïp caàn löu yù: . Toå hôïp chính (cô baûn): goàm taûi troïng thöôøng xuyeân, taûi troïng taïm thôøi daøi haïn vaø moät taûi troïng taïm thôøi ngaén haïn (taûi naøy coù aûnh höôûng nhieàu ñeán tröôøng öùng suaát trong neàn neân thöôøng ñöôïc choïn laø taûi troïng gioù). 3 2 Toå Hôp Taûi Trong (tieáp). . ï ï Toå hôp phu: goàm taûi trong thöôøng xuyeân taûi trong tam thôøi daøiï ï ï , ï ï haïn vaø ít nhaát laø hai taûi troïng taïm thôøi ngaén haïn. Toå hôïp ñaëc bieät: goàm taûi troïng thöôøng xuyeân, taûi troïng taïm thôøi daøi haïn, moät soá taûi troïng taïm thôøi ngaén haïn vaø moät taûi troïng ñaëc bieät. Löu yù: Heä soá toå hôïp cho töøng loaïi ñaõ ñöôïc quy ñònh roõ trong TCVN 2737-95 (Taûi troïng vaø taùc ñoäng) 4 KHAÛO SAÙT ÑÒA CHAÁT COÂNG TRÌNH PHUC VU T KEÁ. Ï Ï . 4.1. Noäi dung khaûo saùt ÑCCT Khaûo saùt ñòa chaát coâng trình nhaèm saùng toû caùc noäi dung sau: Caáu truùc ñòa taàng tai khu vöc xaây döng; ï ï ï  Caùc tính chaát cô lyù chuû yeáu cuûa taàng lôùp ñaát;  Söï toàn taïi vaø thay ñoåi löïc nöôùc ngaàm;  Caùc hieän töôïng ñaëc bieät coù theå xaûy ra trong quaù trình thi coâng; û è4.2. Khao saùt ÑCCT bang thí nghieäm hieän tröôøng û ù CC è í ø ( á ) Caùc thí nghieäm khaûo saùt hieän tröôøng: 4.2. Khao sat Ñ T bang th nghieäm hieän tröông tiep  Thí nghieäm baøn neùn; å Thí nghieäm xuyeân tieâu chuan SPT;  Thí nghieäm xuyeân tónh CPT;  Thí nghieäm xuyeân ñoäng;  Thí nghieäm neùn ngang DMT;  Thí nghieäm caét caùnh hieän tröôøng; MOÄT SOÁ THIEÁT BÒ THÍ NGHIEÄM HIEÄN TRÖÔØNG KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM Briaud & Gibbens, 1999; Briaud, 2007, ASCE JGGE KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM Baûng quy öôùc kyù hieäu caùc lôùp ñaát 5 PHAÂN TÍCH LÖA CHON PHÖÔNG AÙN MOÙNG. Ï Ï 5.1. Caùc sô ñoà caáu truùc ñòa taàng cô baûn Sô ñoà daïng 1 Sô ñoà daïng 2 Sô ñoà daïng 3 hy h1Ñaát yeáu; Ñaát toát; hy Ñaát yeáu; Ñaát toát; Ñaát toát; Ñaát toát; 5 2 Ph â tí h lö h höô ù ù. . an c ïa c oïn p ng an mong Vieäc choïn phöông aùn moùng lieân quan tôùi vieäc löïa choïn ñoä saâu  Ñoä saâu ñaët moùng phu thuoäc vaøo caùc yeáu toá: ñaët moùng. ï  Ñieàu kieän ÑCCT vaø ÑCTV khu vöïc xaây döïng; û Tai troïng coâng trình;  Khaû naêng vaø ñieàu kieän thi coâng moùng;  Ñaëc ñieåm neàn moùng cuûa caùc coâng trình laân caän; Nguyeân taéc löa chon chieàu saâu ñaët moùng ï ï :  Moùng phaûi ñaët vaøo lôùp ñaát toát;  Ñoä saâu choân moùng phaûi phuø hôïp vaø thuaän lôïi cho thi coâng; 5 2 1 Theo ñieàu kieän ñòa chaát. . a. Vôùi ñòa chaát thuoäc sô ñoà 1:  Neáu taûi trong CT nhoû vaø trung bình: Chon p/a moùng noâng Ñoä saâu ñaët moùng = f(giaù trò taûi troïng t/duïng) ï ï .  Neáu taûi troïng CT lôùn: Choïn p/a moùng coïc. Ñoä saâu muõi coïc ñ l h h ñi à ki ä à SCT ûöôïc öïa c oïn t eo eu en ve cua coïc; b Vôùi ñòa chaát thuoäc sô ñoà 2:. Ñoä saâu ñaët moùng = f(giaù trò taûi troïng, chieàu daøy ñaát yeáu..) T t ø h l ù ñ át á kh â d ø l é L i b û l ù ñ át rong röông ôïp ôp a yeu ong ay am: oaï o ôp a yeáu vaø ñaët moùng vaøo lôùp ñaát toát beân döôùi hm = hy + Δh vôùi Δh = (0,2 ÷ 0,3)m; b Vôùi ñòa chaát thuoäc sô ñoà 2 (tieáp):.  Trong tröôøng hôïp lôùp ñaát yeáu khaù daøy: Caàn phaûi xöû lyù neàn tröôùc khi ñaët moùng.  Phöông aùn ñeäm caùt: thay toaøn boä hoaëc moät phaàn lôùp ñaát yeáu baèng lôùp ñaát caùt.  Phöông aùn coc caùt tru ñaát-ximaêng: Treân toaøn boä hoaëc moätï , ï phaàn chieàu daøy lôùp ñaát yeáu. c. Vôùi ñòa chaát thuoäc sô ñoà 3 Ñoä saâu ñaët moùng = f(giaù trò taûi trong chieàu daøy caùc lôùp )ï , ..  Neáu taûi troïng CT nhoû vaø trung bình: Choïn p/a moùng noâng. Vôùi ñò h át th ä ô ñ à 3 (ti á )c. a c a uoc s o ep  Coâng trình coù taûi troïng nhoû vaø trung bình: P/aù moùng noâng.  Neáu lôùp ñaát toát beân treân h1 “ñuû daøy”: Choïn p/aù moùng noâng tö nhieân.ï  Neáu lôùp ñaát toát beân treân h1 “khoâng ñuû daøy”: Choïn p/aù neàn nhaân taoï .  Coâng trình coù taûi troïng lôùn: Phöông aùn moùng coïc. á áÑoä saâu muõi coïc haï vaøo lôùp ñat tot beân döôùi vaø ñöôïc löïa choïn cuï theå töø ñieàu kieän veà SCT cuûa coïc; 6 CAÙC TAØI LIEÄU CAÀN THIEÁT CHO VIEÄC THIEÁT KEÁ N M. . 6.1. Taøi lieäu veà coâng trình Hoà sô thieát keá kieán truùc, keát caáu bao goàm: maët baèng coâng trình, t ûi t t ù d â â t ì h h i â dö ø t àa roïng ac uïng, quy mo cong r n , p aïm v xay ïng va am quan troïng cuûa coâng trình Baûn ñoà ñòa hình khu vöc xaây döng vaø khu vöc laân caän 6.2. Taøi lieäu veà ñòa chaát coâng trình  ï ï ï ;  Maët baèng boá trí caùc hoá khoan khaûo saùt;  Keát quaû khoan khaûo saùt ÑCCT (truï ñòa chaát, cao trình caùc lôùp ñaát, vò trí laáy maãu ñaát thí nghieäm, chæ tieâu cô lyù vaø tích chaát cuûa töøng lôùp ñaát) à á6.3. Taøi lieäu ve ñòa chat thuûy vaên  Cao trình möc nöôùc ngaàm, nöôùc maët;ï  Tính chaát aên moøn vaät lieäu xaây döïng cuûa nöôùc;  Cao trình möc nöôùc vaø sö thay ñoåi möc nöôùc theo muøa ñoä pHï ï ï , , tính xaâm thöïc) 7. CAÙC NGUYEÂN TAÙC CHUNG KHI THIEÁT KEÁ NEÀN MOÙNG á á Phöông aùn thiet ke phaûi khaû thi;  Phöông aùn thieát keá phaûi ñaûm baûo caùc yeâu caàu kyõ thuaät;  Phöông aùn thieát keá phaûi ñaûm baûo hieäu quaû kinh teá; CHÖÔNG 2: TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ MOÙNG ÂNONG 2.1. PHAÂN LOAÏI MOÙNG NOÂNG 2.1.1. Phaân loaïi moùng noâng theo ñoä cöùng Moùng cöùng: laø loai moùng coù ñoä cöùng ñuû lôùn bieán dang cuûa Döïa vaøo ñoä cöùng cuûa moùng chia thaønh: Moùng cöùng, moùng meàm ï , ï moùng raát nhoûù vaø khoâng bò aûnh höôûng döôùi taùc duïng cuûa phaûn löc vaät lieäu laøm moùng hoaøn toaøn chòu neùnï , . Moùng cöùng bao goàm: Moùng ñôn döôùi coät, moùng baêng döôùi töôøng Vaät lieäu moùng: gaïch ñaù, beâ toâng, BTCT á Moùng meàm: Laø loai moùng maø ñoä cöùng cuûa moùng nhoû bieán 2.1.1. Phaân loaïi moùng noâng theo ñoä cöùng -tiep- ï , daïng cuûa moùng vaø cuûa neàn ñaùng keå khoâng theå boû qua. Moùng meàm coù khaû naêng chò oán lôùn aät lieä laøm moùng laøu u , v u BTCT vaø coù tyû leä hai caïnh a/b > 8; àBao gom: moùng beø, moùng baêng döôùi haøng coät. Vaät lieäu moùng: Beâ toâng coát theùp. á MoùnP 2.1.1. Phaân loaïi moùng noâng theo ñoä cöùng -tiep- Moùng tuyeät ñoái cöùng g à Moùn g Nen P Moùng cöùng höõu haïn M ù Neàn Moùng meàm on gP P Neàn Bieán daïng cuûa neàn vaø moùng á2.1.2. Phaân loaïi moùng noâng theo cau taïo  Moùng ñôn;  Moùng baêng;  Moùng beø;  Moùng hoäp; 2.1.3. Phaân loaïi moùng noâng theo vật liệu  Moùng gaïch;  Moùng ñaù ;  Moùng beâ toâng;  Moùng beâ toâng coát theùp; MOÙNG NOÂNG MOÙNG NOÂNG MOÙNG BEØ MOÙNG BEØ 2.2. CAÁU TAO MOÙNG NOÂNGÏ 2.2.1. Moät soá vaán ñeà chung Chieà daø toái thieå t c ûa moùng t ≥ (15 20)cm u y u u : ÷  Gôø moùng: Beà roäng gôø ≥ 5 cm. K á á ùet cau mong:  Coát theùp:  Theùp chòu löïc: AII trôû leân, ñöôøng kính theùp ∅ > 10, khoaûng caùch coát theùp a = (10÷30) cm ;  Theùp ñai: AI trôû leân;  Beâ toâng moùng:  Bêeâ toâng caáp ñoä beàn ≥ B15 (töông ñöông ≥ M200).  Beâ toâng loùt: caáp ñoä beàn ≥ B7.5; chieàu daøy δ ≥ 10cm (thöôøng laáy δ = 10cm). á á à2.2.1. Moät so van ñe chung  Lôùp baûo veä coát theùp: a ≥ 3.0cm  Ñoä saâu ñaët moùng hm ;  Kích thöôùc ñaùy moùng: Moùng ñôn: l x b Moùng baêng: b Tính toaùn kích thöôùc ñaùy moùng thoûa maõn ñieàu kieän cöôøng ñoä vaø bieán daïng;  Lôùp baûo veä coát theùp: a ≥ 3 0cm.  Chieàu cao moùng, h: tính toaùn thoûa maõn ñieàu kieän cöôøng ñoä vaät lieäu moùng;  Giaèng moùng: laø daàm lieân keát caùc moùng vôùi nhau theo moät vaø hai phöông; 2.3. CAÁU TAO MOÙNG ÑÔN Theùp chôø coät ≥ 30d Ï Maët ñaát töï nhieân500 0.00 m hm ht δ ≥100 bb c lc b ≥100 l ≥100 ≥100 2.3. CAÁU TAO MOÙNG ÑÔN Theùp chôø coät ≥ 30d Ï Maët ñaát töï nhieân500 0.00 m hm ht δ l bb c c Th ù l ep chòu löïc 2 4 CAÁU TAO MOÙNG BAÊNG. . Ï  Moùng baêng coù chieàu daøi l >> chieàu roäng (l>>8b).  Baûn thaân moùng ñaõ laø daàm moùng → tính moùng baêng BTCT nhö daàm ñaët treân neàn ñaøn hoài. 2.5. CAÁU TAÏO MOÙNG BEØ Cấu tạo: Daïng baûn phaúng (nhö moät saøn laät ngöôïc, töïa treân neàn ñaát. Theùp söôønbt Maët ñaát töï nhieân doïc hm ht δ b Theùp chòu löïc a: móng đơn ộdưới c t b: móng băng dọc c: móng băng giao nhau d: móng bè có sườn ngang 2 5 CAÁU TAO MOÙNG BEØ. . Ï Cấu tạo: Daïng baûn phaúng (nhö moät saøn laät ngöôïc, töïa treân neàn ñaát). Ñöôc aùp dung khi:ï ï  Taûi troïng coâng trình töông ñoái lôùn; C â ì h ñ øi h ûi å ñò h h á l ä ong tr n o o söï on n c ong at cao;  Khi maø giaûi phaùp moùng baêng laø khoâng hôïp lyù; Dang saøn phaúngï Daïng saøn söôøn Daïng saøn naám Daïng hoäp 2 6 TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ MOÙNG NOÂNG CÖÙNG. . 2.6.1 Khaùi nieäm chung Soá lieäu ban ñaàu:  Hoà sô thieát keá kieán truùc baûn veõ keát caáu,  Taûi troïng coâng trình taïi coát maët ñaát.  Taøi lieäu ÑCCT vaø Ñòa chaát thuûy vaên;  Caùc taøi lieäu khaùc lieân quan  Heä soá an toaøn Fs vaø ñoä luùn giôùi haïn cho pheùp [Sgh] 2 6 TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ MOÙNG NOÂNG CÖÙNG. . 2.6.2 Noäi dung tính toaùn thieát keá moùng noâng bao goàm:  Xaùc ñònh ñoä saâu ñaët moùng hm: phuï thuoäc ñòa chaát, taûi troïng  Xaùc ñònh kích thöôùc ñaùy moùng (vôùi moùng ñôn: lxb moùng, baêng b) phuï thuoäc vaøo khaû naêng chòu taûi cuûa neàn, ñoä luùn. X ù ñò h hi à ù h th ø ñ ä ñ ái ùi ät li ä ac n c eu cao mong : eo cöông o o vô va eu moùng.  Xaùc ñònh coát theùp moùng vaø boá trí: Dieän tích → ñöôøng kính → soá löôïng vaø khoaûng caùch.  Baûn veõ thieát keá: Theå hieän caùc thoâng soá ñaõ tính toaùn. Sô ñoà trình töï caùc böôùc tính toaùn thieát keá: Coâng trình ñòa chaát TAØI LIEÄU - , - Caùc tieâu chuaån, quy phaïm thieát keá: Sgh N à t hi â h à i áHEÄ MOÙNG NOÂNG Ä Ä Ù - en öï n en, ay nen g a co - Moùng ñôn, baêng, beø Maùc beâ toângVAT LIEU MONG Í ÖÔÙ Ù - - Coát theùp - Ñoä saâu ñaët moùng hCHOÏN K CH TH C MONG KIEÅM TRA KÍCH THÖÔÙC m - Kích thöôùc moùng - Khaû naêng chòu taûi ÑAÙY MOÙNG - Theo ñk bieán daïng Theo cöôøng ñoä vl moùng KIEÅM TRA CHIEÀU CAO MOÙNG VAØ COÁT THEÙP - - Kieåm tra cöôøng ñoä treân tieát dieän nghieâng vaø ñöùng. BAÛN VEÕ MOÙNG & CHI TIEÁT CAÁU TAÏO - Heä giaèng - Khe luùn 2 7 LÖA CHON SÔ BOÄ KÍCH THÖÔÙC ÑAÙY MOÙNG ÑÔN. . Ï Ï 2.7.1 Trình töï caùc böôùc: N0 Böôùc 1: Choïn tyû soá α = l/b phuï thuoäc vaøo giaù trò cuûa moâ men. M0 Böôùc 2: Choïn tröôùc beà roäng b baát kyø, töø ñoù xaùc ñònh caùc taûi trong tieáp xuùc hmN M ï döôùi ñaùy moùng, ptb, pmax, pmin. pmaxpmin tc b 0 .tc tctb tx tb m N p p h l b γ= = + × tctc ytc tc x MM± ± lmax,min tb x y p p W W = 2 7 1 Trình tö caùc böôùc:. . ï Trong ñoù: N, Mtcx, Mtcy: taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng 2l b×2l b× 6y W = 6x W = ( )320 /k trong löông rieâng trung cuûa vaät lieäu moùng vaøtb N mγ = ï ï ñaát treân ñaùy moùng. Böôùc 3: Xaùc ñònh söùc chòu taûi giôùi haïn pgh cuûa neàn ñaát döôùi ñaùy moùng theo coâng thöùc cuûa Terzaghi. 1p n N b n N q n N cγ= × × × + × × + × × 2gh q q c cγ γ ghp Trong ñoù: d s R F =  q : phuï taûi, q = γ’.hm;  γ’ : trong löông rieâng cuûa ñaát treân ñaùy moùng;ï ï  γ : troïng löôïng rieâng cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng; N N N h ä á öù hò t ûi h th ä ø γ , c, q : e so s c c u a p uï uoc vao ϕ;  ϕ , c : goùc ma saùt trong vaø löïc dính cuûa ñaát döôùi ñaùy ùmong;  nγ, nq, nc : heä soá hieäu chænh hình daïng moùng;Moùng chöõ nhaät kích thöôùc lxb: 0,21 bn = 1n = 0,21 bn = + lγ − q c l Böôù 4 S ù h ù ñi à ki äc : o san cac eu en. ptctb ≤ Rñ vaø ptcmax ≤ 1,2Rñ  Neáu thoûa maõn → b sô boä laáy laøm beà roäng moùng. N á kh â th û õ t ê b ø tí h t ù h ñ á khi th û eu ong oa man → ang va n oan c o en oa maõn. å à à Kiem tra theâm ñieu kieän “hôïp lyù” ve kích thöôùc: {1,2Rñ – ptcmax} ≤ (5 ÷ 10)%Rñ  Neáu thoûa maõn → b laø kích thöôùc caàn tìm thoûa maõn ñieàu kieän à ù hò t ûive söc c u a .  Neáu khoâng thoûa maõn → “giaûm bôùt” kích thöôùc b ñeán khi ñaûm baûo caû hai ñieàu kieän treân. 2 8 LÖA CHON SÔ BOÄ KÍCH THÖÔÙC ÑAÙY MOÙNG BAÊNG. . Ï Ï Moùng baêng döôùi töôøng baèng gaïch, ñaù hoäc, beâ toâng hoaëc BTCT 2 8 LÖA CHON SÔ BOÄ KÍCH THÖÔÙC ÑAÙY MOÙNG BAÊNG. . Ï Ï 2.8.1 Trình töï caùc böôùc: N0 Böôùc 1: Choïn tröôùc beà roäng b baát kyø, töø ñoù xaùc ñònh caùc taûi troïng tieáp xuùc M0 döôùi ñaùy moùng, ptb, pmax, pmin. Taûi trong cho treân 1 m daøi moùng hmN M ï 0 tc tc tc N h pmaxpmin .tb tx tb mp p b γ= = + d a ø i max min tc tc tc tb Mp p= ± 1 m , W b 2 8 1 Trình tö caùc böôùc:. . ï Trong ñoù: Ntc , Mtc : taûi troïng tieâu chuaån taïi ñaùy moùng 2 2l b bW × 6 6 = = ( )320 /kN trong löông rieâng trung cuûa vaät lieäu moùng vaøtb mγ = ï ï ñaát treân ñaùy moùng. Böôùc 2: Xaùc ñònh söùc chòu taûi giôùi haïn pgh cuûa neàn ñaát döôùi ñaùy moùng theo coâng thöùc cuûa Terzaghi. 1p n N b n N q n N cγ= × × × + × × + × × 2gh q q c cγ γ pgh d s R F = Trong ñoù:  q : phuï taûi, q = γ’.hm;  γ’ : troïng löôïng rieâng cuûa ñaát treân ñaùy moùng;  γ : troïng löôïng rieâng cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng;  Nγ , Nc, Nq : heä soá söùc chòu taûi phuï thuoäc vaøo ϕ;  ϕ c : goùc ma saùt trong vaø löc dính cuûa ñaát döôùi ñaùy, ï moùng;  n n n : heä soá hieäu chænh hình dang moùng;γ, q, c ïMoùng baêng: 1q cn n nγ = = = Böôù 3 S ù h ù ñi à ki äc : o san cac eu en. ptctb ≤ Rñ vaø ptcmax ≤ 1,2Rñ  Neáu thoûa maõn → b sô boä laáy laøm beà roäng moùng. N á kh â th û õ t ê b ø tí h t ù h ñ á khi th û eu ong oa man → ang va n oan c o en oa maõn. å à à Kiem tra theâm ñieu kieän “hôïp lyù” ve kích thöôùc: {1,2Rñ – ptcmax} ≤ (5 ÷ 10)%Rñ  Neáu thoûa maõn → b laø kích thöôùc caàn tìm thoûa maõn ñieàu kieän à ù hò t ûive söc c u a .  Neáu khoâng thoûa maõn → “giaûm bôùt” kích thöôùc b ñeán khi ñaûm baûo caû hai ñieàu kieän treân. Böôù 5 Ki å t th ñi à ki ä bi á dc : em ra eo eu en en aïng Ñieàu kieän kieåm tra: S ≤ Sgh ΔS ≤ ΔSgh (*) θ ≤ θgh  Neáu ñoä luùn döï baùo khoâng thoûa maõn ñieàu kieän (*) → taêng kích thöôùc moùng (hoaëc ñoä saâu choân moùng hm) vaø döï baùo laïi ñoä luùn cho ñeán khi thoûa maõn.  Neáu ñoä luùn döï baùo thoûa maõn ñieàu kieän (*) → laáy laøm kích thöôùc thieát keá. a. Dö baùo ñoä luùn theo moâ hình LTÑHï Neáu ñaát döôùi ñaùy moùng coù theå coi laø neàn ñoàng nhaát thì ñoä luùn cuoái cuøng dö baùo theo coâng thöùc: ï lf    21 oS bμ− const bω =  . . .gl consto p E ω=  pgl: taûi troïng gaây luùn döôùi ñaùy moùng, pgl = ptx - γ’.hm;  ptx: taûi troïng tieáp xuùc trung bình döôùi ñaùy moùng;  γtb: troïng löôïng rieâng trung bình cuûa ñaát töø ñaùy moùng trôû leân.  b: beà roäng moùng;  ωconst: heä soá phuï thuoäc hình daïng moùng;  Eo: moâñun bieán dang cuûa ñaát döôùi ñaùy moùng (E0 = α. qc).ï  μo: heä soá bieán daïng ngang (heä soá nôû ngang) cuûa ñaát. b. Dö baùo ñoä luùn cuoái cuøng theo moâ hình neùn luùn 1 chieàuï Ñoä luùn CT ñöôïc döï baùo theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp. Ñoä luùn cuûa lôùp phaân toá thöù i : 1i ie e aS h h h− Δ Δ, ,. . .1 1 o i i gl i i vi gl i i oi oi m e e σ σ= = = + + n iS S= Ñoä luùn cuûa neàn:  eoi, e1i: laàn löôït laø heä soá roãng cuûa ñaát ôû giöõa lôùp phaân toá thöù i û û 1i= tröôùc khi coù tai troïng CT vaø sau khi coù tai troïng CT;  eoi vaø e1i xaùc ñònh treân ñöôøng cong neùn töông öùng vôùi σoi vaø σ1i = σoi + σgl-i;  σoi σ1i: laàn löôt laø öùng suaát neùn ôû giöõa lôùp phaân toá thöù i ii , ï tröôùc khi coù taûi troïng vaø sau khi coù taûi troïng; Söû dung ñöôøng cong neùn → e vaø e (hình vẽ) σ1i = σoi + σglσoi = σbt = Σγi.zi ï oi 1i e σgl-i: öùng suaát gaây luùn ôû giöõa lôùp e0i phaân toá thöù i, σgl-i = ki.pgl e1i ki: heä soá öùng suaát ôû giöõa lôùp phaân toá thöù i: σ0i σ1i σ z : ñoä saâu keå töø ñaùy moùng ñeán giöõa lôùp ki = f(l/b; zi/b) i phaân toá thöù i;  Ha : chieàu daøy vuøng chòu neùn cuûa neàn laø chieàu daøy keå töø ( ) 5 ( )σ σ≥ V ùi ñ á ù âñ bi á d E 5 MP ñaùy moùng ñeán ñoä saâu thoûa maõn ñieàu kieän: .bt glz z ( ) 10. ( )bt glz zσ σ≥ ô at co mo un en aïng > a Vôùi ñaát coù moâñun bieán daïng E < 5 MPa