›
›

Bài giảng Nền móng - Chương II: Móng nông trên nền thiên nhiên - Nguyễn Hồng Nam

pdf 78 trang ngocly 3370
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nền móng - Chương II: Móng nông trên nền thiên nhiên - Nguyễn Hồng Nam", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_nen_mong_chuong_ii_mong_nong_tren_nen_thien_nhien.pdf

Nội dung text: Bài giảng Nền móng - Chương II: Móng nông trên nền thiên nhiên - Nguyễn Hồng Nam

  1. CHƯƠNG II: MÓNG NÔNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN Nguyễn Hồng Nam, 2010 27 Nội dung • 2.1 Khái niệm, phân loạivàcácbước tính toán thiếtkế móng nông • 2.2 Sứcchịutảigiớihạncủa móng nông (móng cứng) •2.3 Độ lún của móng nông (móng cứng) • 2.4 Sứcchịutải cho phép và xác định kích thước đáy móng Nguyễn Hồng Nam, 2010 28 1
  2. 2.1 Khái niệm, phân loạivàcác bướctínhtoánthiếtkế móng nông • Móng nông là loại móng truyềntảitrọng kếtcấuxuống đấtnền gầnbề mặt. • Móng nông thường được xây trong hố móng đã được đào bỏ đất hoàn toàn. Chiềusâuđặt móng hm<chiềurộng móng B hoặc ≤5m kể từ mặt đấttự nhiên. •Cóthể áp dụng D=(3 ÷ 4) B (Theo Das) • Trong tính toán móng nông, ngườitabỏ qua sự làm việccủa đấttừđáy móng trở lên (bỏ qua ma sát và lựcdínhcủaphần đất đóvới thành bên của móng). • Theo Das, móng nông bao gồm2 loại: móng chân rộng (móng Nguybăễng,n Hồng móng Nam, 2010 đơn) và móng bản (móng bè) 29 Chú ý: • không áp dụng định nghĩanàyvớimộtsố hạng mục công trình thuỷ lợi, ví dụ tràn xả lũ có chiềusâuđào lên đến hàng mấychụcmét, khốilượng đào lớn. Nguyễn Hồng Nam, 2010 30 2
  3. 2.1 Khái niệm, phân loạivàcác bướctínhtoánthiếtkế móng nông •Dựa vào kích thước móng nôngÆ phân biệtmóngđơn, móng băng, móng bản. •Dựavàomức độ biếndạng của móng Æphân làm móng cứng và móng mềm. • Móng cứng: hầunhư không chịuuốnthường đượclàmbằng các vậtliệucứng như gạch, đá xây hoặc bê tông. • Móng mềm: có khả năng chịuuốn, nềnyếu, thường làm bằng BTCT. Nguyễn Hồng Nam, 2010 31 Móng chân rộng (Spread footing) • Móng chân rộng (MCR) là sự mở rộng tại đáy củamộtcột hoặcmộttường chịutảitácdụng trên mộtdiện tích đất đủ lớn. •Mỗicộthoặcmỗitường có móng chân riêng •Làloại móng phổ biếnnhất do giá thành thấpvàdễ thi công • MCR bao gồm móng đơn và móng băng Nguyễn Hồng Nam, 2010 32 3
  4. Phân loại MCR theo hình dạng, kích thước • Móng vuông • Móng chữ nhật • Móng tròn • Móng liên tục • Móng kếthợp • Móng vòng Nguyễn Hồng Nam, 2010 33 Phân loại MCR theo vậtliệu Móng gạch, đáxây Móng đá Móng thép có bê tông bảovệ Móng bê tông cốt thép Nguyễn Hồng Nam, 2010 34 4
  5. Móng đơn • Móng đơnlàloại móng có diện tích đáy móng không lớn, mặtcắt ngang móng hình chữ nhật, hình vuông hoặc tròn. • Móng đơnthường là các móng dướicột nhà, cột điện, cột đỡ cầu máng dẫnnước •Tảitrọng công trình không lớn, đấtnềntương đốitốt. •Vậtliệucứng, thường là gạch, đáxây, hoặcbê tôngÆ Không xét khả năng chịuuốn. Nguyễn Hồng Nam, 2010 35 Sơđồmóng đơnvàphảnlựcnền P M L M t đ tt nhiên ặ ấ ự Mặt đấttự nhiên M M’ l α H α h N N’ p p Khi chiều dài L tăng, M, Q tăngÆmóng bị gẫy theo mặtcắtMN. Để móng khỏi gãy, cầnkhống chế góc mở α hoặctỷ số H/L hoặc h/l. Các giá trị này phụ thuộcphảnlựcnền và mác bê tông hoặcmácvữaxây Nhược điểm: vì phảikhống chế góc mở móng α, khi cầnmở rộng đáy móng, phải đồng thờităng cả L và H. Khi gặp điềukiện địachấtphứctạp, không cho phép tăng chiều sâu chôn móng (tầng nướcngầmcao, tầng đất Nguyễn Hồng Nam, 2010 36 tốtmỏng)Æ Nên dùng móng BTCT. 5
  6. Tỷ số h/l (Bảng 2.1, Nền và móng, Lê ĐứcThắng chủ biên, NXBGD, 2000) Loại móng Áp lực trung bình dưới đáy móng p ≤ 1.5 kg/cm2 p>1.5kg/cm2 Mác bê tông <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 đáhộcvàbêtông Áp lực trung bình dưới đáy móng đáhộckhimácvữa p ≤ 2 kg/cm2 p ≥ 2.5 kg/cm2 50-100 1.25 1.50 10-35 1.50 1.75 4 1.75 2.0 Nguyễn Hồng Nam, 2010 37 Móng băng • Móng băng là loại móng có chiều dài rất lớnso vớichiềurộng của nó. Móng băng còn đượcgọi là móng dầm. Móng băng có thểđược đặtdưới hàng cộthoặcdưới tường nhà, tường chắn đất. •Chúý: đốivới móng dưới hàng cột: cầnso sánh phương án móng đơnvớiphương án móng băng. Nhìn chung móng băng có tác dụng làm giảmáplực đáy móng , giảm chênh lún giữacáccột. •vậtliệu: tương tự móng đơn: gạch đáxây, bê tông đáhộc, bê tông hoặc BTCT. •mặtcắt ngang: giống móng đơn, nhưng α lớnhơn2-3o so với móng đơn. • móng băng giao nhau: dưới các hàng cột, thường làm bằng BTCT. • Móng băng làm bằng bê tông hoặcbê tông đáhộc nên dùng trong trường hợp Nguyđấễn Htnồngề Nam,ntươ 2010ng đốitốtvàtảitrọng không 38 lớn. 6
  7. Móng bản Nguyễn Hồng Nam, 2010 39 Móng bản • Móng bảncókíchthướcchiều dài và chiềurộng đềulớn. Móng bản còn đượcgọi là móng bè. Ví dụ: móng cống, trạmbơm, nhà máy thuỷđiện, tháp nước •Kếtcấu bên trên có thể nằmtrọntrênmộtmóngbảnliêntụchoặc trên nhiềumảng móng ghép lại. •Chỗ ghép các mảng móng với nhau chính là khe lún. •Hìnhdạng: tròn hoặcvànhkhăn(ống khói, tháp nước, bể chứa), chữ nhật(cống lấynước). •sự phân cắt móng: phụ thuộctảitrọng, đấtnền, điềukiệnthicông, kích thướcmặtbằng kếtcấuphầntrên. •Vậtliệu: thường bằng BTCT, có liên kếtvớikếtcấuphầntrênđể tăng độ cứng. • Đêtăng độ cứng móng bảnÆ có thể dùng kếtcấuvòmngượcbằng gạch đá xây hoặc bê tông. • Để giảmtrọng luợng móngÆ làm móng hộp. •-Ứng suất: Móng bảncódiệntíchlớnnêntácdụng phân đều ứng suấttácdụng lên nềnÆ phát huy khả năng của đấtnềnvề cường Nguyễn độHồngvà Nam, bi 2010ếndạng. 40 7
  8. Các bướctínhtoánthiếtkế móng nông •I) Tính nền móng công trình không chịulực đẩy ngang thường xuyên theo trạng thái giới hạnvề biếndạng • II) Tính nền móng công trình chịulực đẩy ngang thường xuyên theo trạng thái giớihạn Nguyễn Hồng Nam, 2010 41 I)Tính nền móng công trình không chịulực đẩy ngang thường xuyên theo TTGH về biếndạng • Đốivớinhững công trình chỉ có các lựcthẳng đứng tác dụng và đượcxâydựng trên nềnyếuÆ dễ mất ổn định về biếndạng (lún)Æ cần tính toán nền móng theo TTGH 2 • Quy phạmvề nền móng các công trình dân dụng và công nghiệp TCXD 45-78. •Tổ hợptảitrọng: cơ bản •Trị số tảitrọng lấyvớigiátrị tiêu chuẩnNtc. •Chỉ tiêu cơ lý đấtnềnlấyAtt=Atc (kd=1). Nguyễn Hồng Nam, 2010 42 8
  9. Tính nền móng công trình không chịulực đẩy ngang thường xuyên theo TTGH về biếndạng Nội dung tính toán: A) Sơ bộ xác định kích thước đáy móng B) Kiểmtracácđiềukiệnbiếndạng Nguyễn Hồng Nam, 2010 43 A. Sơ bộ xác định kích thước đáy móng • a) Nguyên tắc xác định • b) xác định kích thước móng chịutải trọng đúng tâm. • c) Xác định kích thướcmóngchịutải trọng tác dụng lệch tâm Nguyễn Hồng Nam, 2010 44 9
  10. Sơ bộ xác định kích thước đáy móng • a) Nguyên tắc xác định: • Đảmbảo điềukiệnkinhtế, kỹ thuật: biếndạng nền không quá lớn, áp dụng lý thuyết đàn hồi tính các đặctrưng biếndạng, tận dụng khả năng làm việccủanền trong giai đoạnbiếndạng tuyến tính. •Khitảitrọng đúng tâm: Ptb ≤ Rtc (2-1) •Khitảitrọng lệch tâm: Pmax ≤ 1.2 Rtc (2-2) • Trong đó: ptb, pmax: áp suất đáy móng trung bình và lớnnhất. •Rtc: cường độ tiêu chuẩncủa đấtnền. Rtc=m(A1/4.γ.b+B.q+D.c) (2-3) • Trong đó: b: chiềurộng móng •q: tảitrọng bên móng •c: lựcdínhđơnvị củanền đất •A1/4, B, D: các hệ số phụ thuộc góc ma sát trong của đất. (Tra bảng II-1, Phụ lục, Nền móng, ĐHTL). 45 •m:Nguyễ nh Hệồngs Nam,ố đ 2010iều kiện làm việc của nền móng. Xác định kích thướcmóngchịutảitrọng đúng tâm. • Đốivớimóngđơn. Ntc + G ptb = (2-4) l.b (2-5) Ntc ptb = 2 + γ tb .H m •Trongđó: α.b l •G: trọng lượng phần móng và đấtphíatrên α = • γtb: Trọng lượng riêng trung bình của đất và móng b •Hm: Chiềusâuđặtmóng N •Từ ptb = Rtc ta có: tc + γ tb .H m = m(A1/ 4γb + Bq + Dc) • αb 2 3 2 Chiềurộng móng đượcxácđịnh như sau: b + k 1 b − k 2 = 0 (2-6) q c H m N tc •Trongđó: k1 = M 1 + M 2 − M 3γ tb k2 = M 3 γ γ γ mαγ (2-7) Các hệ số M1, M2, M3 phụ thuộc góc ma sát trong của đất ϕtc. Nguyễn Hồng Nam, 2010 (Tra bảng 2-4, trang 30, Nền và Móng, NXBGD, 2000).46 10
  11. Đốivớimóngbăng (l>>b) Nguyễn Hồng Nam, 2010 47 Xác định kích thước móng chịutải trọng tác dụng lệch tâm Nguyễn Hồng Nam, 2010 48 11
  12. B. Kiểmtracácđiềukiệnvề biếndạng Xác định S: Để tính lún có nhiềuphương pháp. Thường sử dụng phương pháp cộng lún từng lớp theo TCXD 45-78. Nguyễn Hồng Nam, 2010 49 Các bướctínhlún • Tínhvàvẽ biểu đồ ứng suất bản thân đất σzđ gây ra trên trục đi qua vị trí điểm tính lún. o n H σ zd = ∑γ i hi (2-14) i=1 σzi •trongđó: γi, hi: trọng lượng H hi a riêng và chiềudầylớp đấtthứ σzđ σz i phía trên điểm tính toán. •n: số lớp đấttínhtừ mặtnền đến điểm tính toán. σ σzđ = z • Tínhvàvẽ biểu đồ ứng suất 5σz tăng thêm σz (ứng suấtgây lún) cùng trụcvới ứng suất bản thân σzđ. Nguyễn Hồng Nam, 2010 50 12
  13. ptl = ( ptb − γH ) σ = K.p o z tl H Trong đó: K =f(l/b, z/b). (PL 1-7, Nền và móng, Lê Đức σ zi Thắng, NXB GD, 2000) H hi a -Độ sâu tắtlúnHa đượcxácđịnh dựavàođiềukiện sau: σzđ σz σ z = 0.2σ zđ σ σzđ = z -Chia nền đấtvớichiềusâuHa thànhn lớp đất 5σz mỏng. Độ lún củamỗilớp được tính như sau: β.h .σ Trong đó: β: hệ số phụ thuộchệ số nở hông µo của đất. i zi (β=0.8 đốivớimọiloại đất theo TCXD 45-78). Si = E , h : mô đun biếndạng và chiềudàylớp đấtthứ i. Eoi oi i n σzi: ứng suấtgâylúncủalớp đấtthứ i, xác định tạigiữalớp. Độ lún tổng cộng: S = S Nguyễn Hồng Nam, 2010 ∑ i 51 i=1 Tính độ chênh lệch lún và độ nghiêng của móng •Cầntínhđộ chênh lệch lún giữa 2 móng gần nhau hoặc giữacácđiểm trong cùng một móng khi chênh lệch lún gây bấtlợichosự làm việccủa công trình. (2-20) ∆S = S A − S B • Trong đó, SA, SB: độ lún của điểm A và B trong cùng một móng hoặctại hai móng khác nhau. • Góc nghiêng của móng đượcxácđịnh: ∆S (2-21) tgθ = L • Trong đó: L là khoảng cách giữa2 điểmA vàB đang xét (thường là các điểm góc móng) • Chú ý: tính nền móng theo biếndạng (TTGH2) do việc khống chế áp suất đáy móng nhỏ hơncường độ tiêu chuẩncủa đấtnền(ptb≤ Rtc) nên điềukiện ổn định về Nguyễn cHồường Nam,ng 2010độ thoả mãn. 52 13
  14. II.Tính nền móng công trình chịulực đẩyngangthường xuyên theo TTGH • Công trình thuỷ lợi: cống, trạmbơm, tường chắn đất, âu thuyền •Phầnlớnchịutảitrọng ngang tác dụng thường xuyên (áp lực đất, áp lựcnước) vớitrị số khá lớn •mộtsố Ct xây dựng trên sườndốc nên dễ mất ổn định về cường độ (trượt, lật). •VìvậycầnkiểmtranềnmóngtheoTTGH1 (TCVN4253-86) Nguyễn Hồng Nam, 2010 53 Các hình thứcmất ổn định của nền móng • Thí nghiệm bàn nén • Thí nghiệm bàn đẩy Nguyễn Hồng Nam, 2010 54 14
  15. Thí nghiệm bàn nén hiệntrường Po Kích gia tải Dầmgiatải O Pgh P (kN/m2) Đồng hồ đolún M A Bàn nén B Cọc ne o C Bàn nén cứng hình vuông 70.7x70.7cm2; Đặtbànnéntrựctiếplênnền, Gia tảitácdụng theo từng cấpgiatải20÷50 kN/m2 S (mm) (mm) Đolúnsaukhiổn định Tiếptụcgiatảichođếnkhiđộ lún tăng độtngột, Nguyễn Hồng Nam, 2010 55 hoặcquálớn, hoặc đấtnềnbịđẩytrồi Thí nghiệm bàn đẩy • Thí nghiệmchothấytuỳ theo trị số củatảitrọng đứng Pđ và tảitrọng ngang Pn mà công trình có thể xảyra 3 hình thứcmất ổn định sau đây: •Trượt sâu: khi Pđ>>Pn •trượtphẳng: khi Pn>>Pđ •Trượthỗnhợp: khi Pđ và Pn đềulớn. Mặttrượt bao gồmmộtphầntrượtphẳng và mộtphầntrượtsâu xuống nền Nguyễn Hồng Nam, 2010 56 15
  16. Các bướctínhtoánnền móng công trình chịulực đẩy ngang thường xuyên theo TTGH • Phán đoán các hình thứcmất ổn định củanềnmóng • Tính toán ổn định nền móng về cường độ (trượt phẳng, trượthỗnhợp, trượt sâu) • Kiểm tra các điềukiệnvề biếndạng Nguyễn Hồng Nam, 2010 57 Phán đoán các hình thứcmất ổn định củanền móng •Dựatrêncơ sở thí nghiệmmôhìnhvàkinhnghiệmthựctế • Đốivớinền cát, sét cứng hoặcnửacứng, công trình có khả năng chỉ xẩyra trượtphẳng nếuthoả mãn điềukiện: σ N = max ≤ []N σ bγ σ • Trong đó: Nσ: chỉ số mô hình (không thứ nguyên) • σmax: ứng suất pháp lớnnhấttại đáy móng • b: kích thướccạnh đáy móng // lựcgâytrượt (chiềurộng) • γ: trọng lượng riêng của đấtnền. Khi nềnnằmdướimựcnướcngầm, lấy trọng lượng riêng đẩynổi. •[Nσ]: chỉ số mô hình giớihạn. •[Nσ]=1 đốivớicátchặt •[Nσ]=3 đốivớicacloại đất khác. • Riêng đốivớinềnCT cấp I&II, [Nσ] phải đượcxácđịnh bằng thí nghiệm. Nguyễn Hồng Nam, 2010 58 16
  17. Điềukiệnxảyratrượtphẳng (nền đất dính) • Đốivớinền đấtdính(dẻo, dẻocứng, dẻomềm), ngoài điềukiện trên, cầnthoả mãn các điềukiệnsauđây: c (2-25) tgψ = tgϕ + ≥ 0.45 σ tb (2-26) k(1+ e)to Cv = ≥ 4 aγ h 2 •Trongđó: n o •tgψ: hệ số kháng cắtcủa đấtnền •tgϕ, c: hệ số ma sát và lựcdínhcủa đấtnền • σtb: ứng suất trung bình tại đáy móng Cv: hệ số mức độ cố kết •k: hệ số thấm •e: hệ số rỗng của đấtnền ở trạng thái tự nhiên •to: thời gian thi công công trình • γn: trọng lượng riêng củanước (9.81 hoặc 10 kN/m3) •a: hệ số nén (hệ số ép co) của đấtnền, xác định từđường cong ép lún. Nguyho:ễ nchi Hồngều Nam, dày 2010 tính toán củalớp đấtcố kết(ho ≤ b). 59 Điềukiệnxảyratrượt sâu, trượthỗnhợp • Khi không thoả mãn một trong 3 điềukiện trên, công trình có khả năng mất ổn định do trượt sâu nếucông trình chỉ chịu lựcthẳng đứng tác dụng hoặcmất ổn định do trượthỗnhợp nếucôngtrìnhcóthêm lực ngang tác dụng thường xuyên. •Chúý: 3 điềukiệntrênchỉđưarasự phán đoán về khả năng mất ổn định trượtcủa công trình. •Saukhicókếtquả tính toán cụ thể theo sơđồtrượt đã phán đoán mớicóthể kếtluận đượccôngtrìnhcóbị mất ổn định hay không. Nguyễn Hồng Nam, 2010 60 17
  18. Tính toán ổn định nền móng về cường độ • Điềukiện để công trình ổn định Tính nền theo TTGH1 về cường độ: mR (2-27) nc N tt ≤ kn Trong đó: •nc: hệ số tổ hợptảitrọng m: hệ sốđiềukiệnlàmviệc. Đốivới CTBTCT trên nền đất, đánửacứng (m=1) Ttl •kn: hệ sốđộtin cậy, phụ thuộccấp công trình P Thl •N: Giá trị tínhtoáncủalực gây trượt E tt atl E tổng quát. bhl u •R: lựcchống trượtgiớihạn Mặttrượt Nguyễn Hồng Nam, 2010 61 Tính toán theo sơđồtrượtphẳng Lực gây trượt: Ntt = Ttl + Ectl –Thl (2-28) Lựcchống trượtgiớihạn: Ttl R =Ptgϕ +F.c +mE (2-29) gh bhl T P: tổng các thành phầntảitrọng thẳng P hl Ectl đứng (kể cả áp lựcngược) Ebhl u Ttl, Thl: Tổng giá trị các thành phầnnằm Mặttrượt ngang củacáclựctácdụng vào thượng, hạ lưu công trình, trừ áp lực đất •Ectl, Ebhl: Áp lực đấtchủđộng và bịđộng ở thượng, hạ lưu công trình. •m: hệ số xét đến quan hệ áp lựcbịđộng và chuyểnvị ngang củanền (m=0.7). • ϕ, c: góc ma sát trong và lựcdínhđơnvị của đấtnền. •F: Diệntíchđáy móng. • Khi móng có chân khay, mặttrượtsẽ cắt qua mặtphẳng qua đáy các chân khay. Trong trường hợpmặtphẳng trượt nghiêng, các lựccần chiếulênmặtphẳng này. Nguyễn Hồng Nam, 2010 62 18
  19. Tính toán theo sơđồtrượthỗnhợp b Ttl b2 b1 Thl q= γhm P p E tb ctl E bhl τ u gh Mặttrượt Trượtphẳng Trượtsâu Lực gây trượt: Ntt = Ttl + Ectl -Thl (2-30) Lựcchống trượtgiớihạn: Rhh = (ptb.tgϕ +c) b2+ τghb1 (2-31) Trong đó: ptb: ứng suất trung bình đáy móng. b1, b2: chiềurộng củaphầntrượtsâuvàtrượtphẳng của móng τgh: cường độ chống trượtgiớihạn trong phầntrượtsâu Nguyễn Hồng Nam, 2010 63 Xác định b1, b2 b b2 b1 p tăng Æ b tăng, b q= γh tb 1 2 m giảmvàngượclại. ptb τgh Trượtphẳng Trượtsâu Đặt α=b1/b, vẽ quan hệ α ~ ptb. b b2 b1 q= γhm ptb τgh Trượtphẳng Trượtsâu Nguyễn Hồng Nam, 2010 64 19
  20. Tính toán theo sơđồtrượthỗnhợp α=b /b 1 α=b1/b tgψ pk: tính theo sơđồ trượthỗnhợp). •pk=[Nσ] γb •pgh: áp lựcgiớihạn, làm công trình trượtsâu(b1=b). Nguyễn Hồng Nam, 2010 65 Xác định Pgh p P 0 Po Pgh s Khi ptb=pghÆb1=b, b2=0 b1 pgh q= γhm S Trượtsâu Nguyễn Hồng Nam, 2010 66 20
  21. Xác định pgh theo Epdokimov (móng băng) n: Áp lựcdínhtương đương (n=c/tgϕ) Khối I: bị nén Khối II: quá độ Khối III: ép trồi II δ’=0Æpgh=p gh Phương pháp đồ giải: Vẽđagiáclực khép kín từ khối IIIÆIIÆI Nguyễn Hồng Nam, 2010 67 Trường hợp đấtrời c=0 Nguyễn Hồng Nam, 2010 68 21
  22. Phương pháp giải tích II δ’=0Æpgh=p gh Đấtrời Đấtdính δ’ Lựcdínhtương đương Nguyễn Hồng Nam, 2010 69 Xác định τgh II r=R’gh /(b.l) τgh r = N γ γb + N q .q + N c .c pgh = r cosδ − n τgh=f(p) τ = r sinδ τgh gh ϕ c p 0 p ptb (ptt) gh Rhh = (ptb.tgϕ +c) b2+ τghb1 (2-31) Nguyễn Hồng Nam, 2010 70 22
  23. c) Tính toán theo sơđồtrượtsâu •Lực gây trượt: Ntt=P •Lựcchống trượtgiớihạn: Rs=pgh=pb=(rcosδ-n)b •P: tổng các thành phầnlựcthẳng đứng (kể cả áp lựcngược) •b: chiềurộng đáy móng • p,r: cường độ củatổng các ngoạilựcgiớihạn theo phương pháp tuyến và theo phương nghiêng đượcxácđịnh theo (2-32) và (2-33). Nguyễn Hồng Nam, 2010 71 Trường hợptảitrọng lệch tâm •Tínhlựcchống trượtgiớihạntheosơđồtrượthỗnhợpvà trươtsâukhichịutảilệch tâm về phía hạ lưu Æphải đưa tảitrọng tác dụng đúng tâm vớichiềurộng tính toán. •btt = b-2e •ptt = (pmax + pmin)/2 (b/btt) •b1tt = αbtt, b2tt = btt -b1tt •e: độ lệch tâm củatảitrọng. • thay b = btt, b1 = b1tt, b2 = b2tt vào công thứctrên • thay ptb = ptt để xác định τgh từ quan hệ τgh~pgh •Kiểmtrađiềukiện mRhh nc Ntt ≤ kn Nguyễn Hồng Nam, 2010 72 23
  24. Đốivớinền không đồng chất • Khi tính theo sơđồtrượtsâu, coimặttrượtcó dạng trụ tròn cắt qua các lớp đấtnền. • K= Mgt / Mct > [k] (2-37) • Trong đó: • Mgt: mô men gây trượt • Mct: mô men chống trượt •[k]: hệ số an toàn cho phép [k]=1.1-1.3 • Khi công trình chịutảitrọng ngang lớn, tính theo sơđồtrượtphẳng, cầnkiểmtramặttrượt theo mặtphẳng gẫy khúc tiếpgiápvớilớp đấtyếu. Nguyễn Hồng Nam, 2010 73 Kiểm tra các điềukiệnvề biếndạng Cần đảmbảocácđiềukiệnsauđây: S ≤ [S ] ∆S ≤ [∆S] θ ≤ [θ ] Nguyễn Hồng Nam, 2010 74 24
  25. Nội dung • 2.1 Khái niệm, phân loạivàcácbước tính toán thiếtkế móng nông • 2.2 Sứcchịutảigiớihạncủamóng nông (móng cứng) √ •2.3 Độ lún của móng nông (móng cứng) • 2.4 Sứcchịutải cho phép và xác định kích thước đáy móng Nguyễn Hồng Nam, 2010 75 2.2 Sứcchịutảigiớihạncủamóng nông (móng cứng) Khái niệm chung Sự phá hoạivề nềnsẽ xuấthiệnkhimóngbị lún hay xoay quá mứcgiớihạn. Cả hai dạng chuyểnvị này xuấthiệnkhi: -Cường độ kháng cắtcủa đấtbị vượtquá -Sự lún không đềuvàxoayxảyra Để đảmbảo, móng nông phảithỏa mãn 2 yc - An toàn về phá hoạitổng thể trong khối đất đỡ chúng Nguyễ-n Hồng Không Nam, 2010 bị chuyểnvị hay lún quá mức 76 25
  26. Æ ĐưaraKN sứcchịutảigiớihạn: tảitrọng trên đơnvị diện tích đáy móng không gây ra phá hoạicắt trong đất. Phá hoạisứcchịutảicủa móng silo Nguyễn Hồng Nam, 2010 77 Khái niệm chung Sứcchịutảigiớihạncủa móng & phá hoạicắt tổng thể -Tạimột điểm nào đókhitảitrọng trên đơnvị diện tích bằng qu Æ xảyrasự phá hoại độtngộttrongđấtnền, mặt trượttrongđấtsẽ mở rộng tớimặt đất, qu đượcgọilàsức chịutảigiớihạncủa móng. Phá hoại độtngộtnhư vậy xảy ra trong đấtlàphá hoạicắttổng thể. Tảitrọng phá hoại ban đầuq1u -Tảitrọng trên một đơnvị diện tích mà ứng vớinó chuyển động của móng sẽ kéo theo những sụtlúnđột ngột, rồi chuyển động lớncủa móng buộcmặttrượt trong đấtmở rộng tớimặt đất(đường nét rời H.6-2b) Nguyễn Hồng Nam, 2010 78 26
  27. (a) Móng đặttrêntầng cát chặthoặc đất dính cứng Æ Phá hoạicắttổng quát (b) Móng đặttrêntầng cát hoặcsétcóđộ chặt trung bìnhÆ Phá hoạicắtcụcbộ (c) Móng đặttrêntầng đấttương đốixốp rờiÆ Phá hoạicắt xuyên ngập Nguyễn Hồng Nam, 2010 79 Biến thiên củaqu(1)/0,5γB và qu/0,5γB đốivớitấmtròn và tấmchữ nhậttrênbề mặtcủacát(vẽ lại theo Vesic, 1963) Nguyễn Hồng Nam, 2010 80 27
  28. Nguyễn HCácồng Nam, ki 2010ểu phá hoạimóngđặt trên cát (theo Vesic, 1973) 81 Phạm vi lún củatấmtrònvàtấmchữ nhậttạitảitrọng giớihạn Nguyễn Hồng Nam, 2010 82 (Df/B = 0) trong cát (cảibiêntừ Vesic. 1963) 28
  29. 2.2 Sứcchịutảigiớihạncủamóng nông, TH cắttổng quát • Các phương pháp phân tích sứcchịutải: - Đánh giá ứng xử của móng thực, bao gồm thí nghiệmchấttảimôhìnhtỷ lệ thực - Thí nghiệmchấttảimôhìnhthunhỏ - Phân tích cân bằng giớihạn - Phân tích ứng suất chi tiết(PTHH) Nguyễn Hồng Nam, 2010 83 Thí nghiệmmôhìnhtỷ lệ thực •Xâydựng một móng nông kích thướcthực •Chấttảichođến khi phá hoại •Làcáchđánh giá SCT chính xác nhất • Đắttiền, ít đượcsử dụng trong thực hành thiếtkế Nguyễn Hồng Nam, 2010 84 29
  30. Thí nghiệmmôhình • Đượcsử dụng rộng rãi • Giá thành thấphơn nhiềuso với giá thành thí nghiệmmôhìnhtỷ lệ thực •Hạnchế: hệ số tỷ lệ (đốivới đấtcát) • Thí nghiệm trên máy quay ly tâm. Nguyễn Hồng Nam, 2010 85 Phương pháp cân bằng giới hạn (CBGH) CBGH là phương pháp cổ điển. Các bước phân tích như sau: ¾ Vẽ một cơ chế trượt tuỳ ý gồm các mặt trượt ¾ Giải các phương trình cân bằng tĩnh về lực và mô men của cơ chế đó Æ cường độ huy động của đất hoặc các ngoại lực ¾ Kiểm tra cân bằng tĩnh của các cơ chế khác và tìm cơ chế giới hạn ứng với lực cân bằng giới hạn 86 30
  31. Phương pháp số (PTHH) ¾ Phức tạp ¾ Tính chính xác ¾ Được sử dụng trong một số bài toán. 87 Công thức tính SCT trong t/h đơn giản qult = Nc su +σ zD 88 31
  32. Lý thuyết về sức chịu tải Terzaghi Terzaghi là người đầutiêngiớithiệu lý thuyếttổng quát để đánh giá sứcchịutảigiớihạncủa các móng nông đáy nhám ráp. 1. KN về mộtsố loại móng + Móng nông - Trước đây quan niệm móng nông: Dr < B - Sau này: Dr = (3 ÷ 4) B Móng liên tục(dạng giải) - Móng có tỷ số rộng/dài → 0 89 2. Vùng phá hoạidưới đáy móng dạng dải - Theo Terzaghi, vùng phá hoại này có dạng như hình: - Hình 6.6 - Vùng đất trên đáy móng được xem như tải trọng chất thêm tương đương, q = γDf 90 32
  33. § 1 3. Phương pháp tính: Chia vùng phá hoạidưới móng được chia làm ba phần 1. Vùng tam giác ACD ngay sát đáy móng 2. Vùng cắt của tia ADF và CDE, với các đường cong DF và DE là các cung xoắn ốc logarit 3. Hai tam giác bị động Rankine AFH và CEG - Các góc CAD và ACD được xem như bằng góc ma sát của đất Ф’ - Bỏ qua sức chống cắt của đất dọc theo các mặt phá hoại GI và HJ 91 Công thức tính sức chịu tải Terzaghi 92 33
  34. Giả thiết ¾ D ≤ B ¾ Không có sự trượt giữa móng và đất ¾ Đất: bán không gian đồng nhất ¾ Phá hoại cắt tổng quát ¾ Móng rất cứng so với đất ¾ Đất cố kết hoàn toàn 93 § 1 4. Biểuthức tính toán Dùng phân tích cân bằng, Terzaghi đãbiểuthị sứcchịutải giớihạn cho móng liên tụchoặcdạng giải theo PT sau: (6.3) c’ – Lực dính của đất γ – Trọng lượng riêng của đất q – Tải trọng tương đương của phần đất phía trên móng Nc, Nq, Nγ - các hệ số sức chịu tải, không thứ nguyên và chỉ phụ thuộc vào Ф’ 94 34
  35. § 1 5. Xác định các hệ số sức chịu tải (6.4) (6.5) (6.6) Kpγ = hệ số áp lực bị động 95 96 35
  36. § 1 6. Sức chịu tải của móng vuông và tròn Từ (6.3) có thể thiếtlập đượcPT tínhsứcchịutải cho móng có hình dạng khác nhau. (6.7) (6.8) 7. Với các móng biểu hiện phá hoại cắt cục bộ (6.9) Nc, Nq, Nγ - các hệ số sức chịu tải sửa đổi tính theo các PT (6-4)- (6-6) nhưng thay Ф’ bằng 97 Nhận xét: Các phương trình sứcchịutảicủa Terzaghi nay đã đượcsửa đổi để xét đếncácảnh hưởng củahìnhdạng móng (B/L), độ sâu đặtmóng (Df), và độ nghiêng củatảitrọng. Tuy nhiên, nhiềukỹ sư thiếtkế vẫn dùng PT Terzaghi vì nó có xét đến tính không chắcchắn của điềukiện đấtnềntạihiệntrường. 98 36
  37. 6.4 Hệ số an toàn 1. Công thức chung: CT tổng quát sức chịu tải tổng cho phép của móng nông (6.13) Tính theo quan điểm khác sứcchịutảigiớihạnthực Lượng tăng ƯS thựctế trên đất = (6.14) FS 99 Sức chịu tải giới hạn thực được xác định bằng áp suất giới hạn của móng mà đất có thể chịu được dư thêm so với áp suất gây ra bởi đất xung quanh tại cao trình đáy móng. Nếu sự khác nhau giữa trọng lượng đơn vị của bêtông móng và trọng lượng đơn vị đất xung quanh xem như bỏ qua, thì: qnet(u) = qu - q (6.14) trong đó qnet(u) = sức chịu tải giới hạn thực q = γ.Df Do đó: (6.15) Hệ số an toàn xác định theo (6.15) phải ≥ 3 trong mọi TH 100 37
  38. 101 § 2 6.5 Hiệu chỉnh các phương trình sức chịu tải (SCT) Các PT (6.3) và (6.7) đến (6.11) cho SCT giới hạn, dựa trên giả thiết rằng mặt nước nằm khá sâu dưới móng. Tuy nhiên nếu mặt nước ở gần móng, sẽ cần một số sửa đổi cho các phương trình SCT. 102 38
  39. TH 1. Nếu mặt nước ngầm ở tại vị trí sao cho 0 ≤ DI ≤ Df, hệ số q trong các phương trình sức chịu tải có dạng q= tảichất thêm hiệuquả = D1.γ + D2 (γsat - γw ) (6.16) TH ll. Mực nước ngầm ở tại vị trí sao cho 0 ≤ d ≤ B, (6.17) q = γDf Trong TH này, thừasố γ trong số hạng cuốicủacácPT SCT phải được thay thế bởihệ số (6.18) Những sửa đổitrênlàdựavàogiả thiếtrằng không có lực thấm trong đất TH III. Khi MNN ở vị trí sao cho d ≥ B, nướcsẽ không có ảnh hưởng tớiSCT giớihạn. 103 § 2 6.6 Nghiên cứu điển hình SCT GH trong đất bão hòa Brand và nnk (1972) đã báo cáo các KQ TN hiện trường về khảo sát đất dưới móng nhỏ đặt trong sét mềm yếu ở Bangkok. Nămmóngnhỏđã được thí nghiệmvề sứcchịutảigiới hạn. Kích thước móng là 0.6 m x 0.6 m, 0.675 m x 0.675 m, 0.75 m x 0.75 m, 0.9 m X 0.9 m, and 1.05 m x 1.05 m. độ sâu đặt móng là 1.5 m, đokể từ mặt đất Loại đất TN + Trình tự, kết quả và phân tích kết quả TN có thể tham khảo trong GT. 104 39
  40. § 2 6.7 Phương trình sức chịu tải tổng quát 1. Mở đầu Các PT SCT GH (6.3), (6.7), và (6.8) chỉ dùng cho móng băng, móng vuông và móng tròn; không dùng đượcchoTH móng chữ nhật (0<B/L<1). Ngoài ra các PT đó không xét tới sứcchống cắtdọc theo mặttrượtcủa đất ở phía trên đáy móng (phầnmặttrượtkýhiệu GI và HJ trong H 6.6). Thêm vào đó, thựctế nhiềutrường hợptảitrọng trên móng có thể nghiêng. Để xét tớitấtcả những thiếusótđó Meyerhof (1963) đã đề xuấtmộtPT cóxéttới ảnh hưởng của tấtcả các yếutố trên gọilàphương trình sứcchịutảitổng quát. 105 § 2 2. PT SCT tổng quát (6.21) Trong PT này: c’= lựcdính q = ứng suấthiệuquả tại cao trình đáy móng. γ = trọng lượng đơnvị của đất B = chiềurộng móng (= đường kính đốivới móng tròn) Fcs, Fqs , Fγs = các hệ số hình dạng móng Fcd, Fqd , Fγd = hệ số chiềusâu Fci, Fqi, Fγi = hệ sốđộnghiêng tảitrọng Nc, Nq , Nγ = Các hệ số sứcchịutải Các hệ số về hình dạng, độ sâu, và độ nghiêng tải trọng đều là những hệ số thực nghiệm. 106 40
  41. § 2 3. Các hệ số sức chịu tải NX: Góc α trong H 6.5 gầnvới 45 + φ’/2 hơnlàφ’. Nếu chấpnhậnsự thay đổi này thì các giá trị của Nc, Nq, và Nγ đốivới góc ma sát của đất đã cho trong Bảng 6.1 cũng sẽ thay đổi. Với α = 45 + φ’/2, có thể viếtlạinhư sau: (6.22) (6.23) (6.24) 107 Bảng 3.2 Biến thiên hệ số SCT theo góc ma sát 108 41
  42. § 2 4. Các hệ số hình dạng Các PT cho hệ số hình dạng Fcs, Fqs và Fγs do De Beer (1970) đề nghị như sau: (6.25) (6.26) (6.27) L = chiều dài móng (L > B) Các hệ số hình dạng là các quan hệ thựcnghiệmtừ nhiềuthínghiệm trong phòng 109 § 2 5. Các hệ số độ sâu Hansen (1970) đã đề nghị những PT sau cho các hệ sốđộ sâu: D/B ≤ 1 D/B ≥ 1 số hạng tan-1(Df/B) tính theo radian 110 42
  43. § 2 6. Các hệ số độ nghiêng Meyerhof (1963) và Hanna và Meyerhof (1981) đề nghị các hệ sốđộnghiêng sau dùng trong PT (3.21): (6.34) (6.35) β = góc nghiêng củatảitrọng trên móng so với đường thẳng đứng 111 § 2 6.8 Sức chịu tải Meyerhof, các hệ số hình dạng, độ sâu đặt móng và độ nghiêng tải trọng 1. Mở đầu Phầnlớnlờigiải trình bày trong đoạn này, các hệ số sứcchịutải, hình dạng, độ sâu và độ nghiêng trong mục6.7 sẽđượcdùngđến. Song nhiềukỹ sư địakỹ thuậtlại quen vớicáchệ số do Meyerhof (1963) khuyến nghị dùng cho PT (6.21). Bảng 6.5 tóm tắtlạinhững hệ sốđó 112 43
  44. Bảng 6.5 Sứcchịutải Hệ số hiệuchỉnh Quan hệ Meyerhof, các hệ số hình Sứcchịutải N PT (3.23) dạng, độ sâu đặt móng và c Nq PT (3.22) độ nghiêng tảitrọng [PT Ф Nγ Ng = (Nq - 1)tan(1,4 ’); Bảng 3.6 (6.21)] Hình dạng móng Với Ф = 0 Fcs 1 + 0.2 (B/L) Fqs = Fγs 1 Với Ф’≥ 100 2 Ф Fcs 1 + 0.2(B/L)tan (45 + ( ’/2)) 2 Ф Fqs = Fγs 1 + 0,1(B/L)tan (45 + ( ’/2)) Độ sâu đặtmóng Với Ф = 0 Fcd 1 + 0.2 (Df/B) Fqd = Fγd 1 Với Ф≥100 Ф Fcd 1 + 0.2(Df/B)tan(45 + ( ’/2)) Ф Fqd = Fγd 1 + 0,1 (Df / B)tan(45 + ( ’/2)) Độ nghiêng sứcchịutảitổng Fci = Fqi PT (3.34) Fgi PT (3.35) 113 Bảng 6.6 Hệ số sứcchịutải Meyerho, Nγ = (Nq - 1)tan(1,4φ’) 114 44
  45. § 3 6.9 Ảnh hưởng tính nén ép của đất 1. Mở đầu Trong mục 6.3, các PT (6.3), (6.7), và (6.8), dùng cho trường hợpcắttổng quát, đã đượcsửa đổi thành các PT (6.9), (6.10), và (6.11) để xét tớisự thay đổicủakiểu phá hoại trong đất (phá hoạicắtcụcbộ). Sự thay đổikiểu phá hoạilà do tính nén ép của đất, và để xét tới điều này, Vesic (1973) đã đề nghị thay đổi PT (6.21) như sau: (6.36) Fcc , Fqc và Fγc là các hệ số nén ép của đất. 115 § 3 Tính nén ép của đất được Vesic (1973) suy ra tương tự như sự nở củalỗ hổng. Theo đó, để tính Fcc, Fqc, và Fγc cần theo các bướcsau: 1. Tính chỉ sốđộcứng Ir, của đấttại độ sâu xấpxỉ B/2 dưới đáy móng (6.37) G = môđun cắtcủa đất q= ápsuấttầng phủ hiệuquả tạimột độ sâu Df + B/2 2. Chỉ sốđộcứng giớihạncóthểđượcbiểuthị như sau (6.38) 116 45
  46. 1 Bảng 6.7 Biến đổicủaIr(cr) theo Ф’, và B/L Sự biến đổicủa Ir(cr) theo B/L = 0 và B/L = 1 cũng được cho trong bảng này 117 Hình 6.11 Biến đổicủaFγc theo Ir và Ф’ 118 46
  47. § 3 3. Nếu Ir 0 (6.41) 119 § 3 6.10 Các móng chịu tải trọng lệch tâm 1. Mở đầu Trong nhiềutrường hợp, VD tường chắn, móng chịutác dụng của momen cùng vớitảitrọng đứng, như nêu trong Hình 3.12a. Trong những TH này, áp suấtcủa móng trên đất không phân bốđều. Phân bố danh nghĩaápsuất đáy móng như sau: (6.42) (6.43) Q = tổng tảitrọng M = momen trên móng 120 47
  48. Hình 6.12 Các móng chịutảilệch tâm (2 hệ tương đương) 121 § 3 Độ lệch tâm (6.44) Thay vào (6.42) và (6.43) (6.45) (6.46) Chú ý rằng trong những PT này, khi e đạt5/6, qminbằng không. Cho e > 5/6, qmin sẽ âm, điều đó có nghĩalàsự kéo sẽ phát triển. Vì đất không thể chịubấtkỳ sự kéo nào, nên sẽ xẩyrasự tách rời giữa móng và đấtdưới móng. Tính chất phân bố áp suấttrênđất được nêu trong Hình 3.12a. 122 48
  49. § 3 2. Các bước xác định tải trọng giới hạn mà đất có thể chịu và hệ số an toàn chống phá hoại về sức chịu tải a. Xác định kích thướchiệuquả của móng B’ = chiềurộng hiệuquả = B – 2e L’ = chiềudàihiệuquả = L - Chú ý rằng nếu độ lệch tâm theo phương chiều dài móng, giá trị L’ phảibằng L - 2e. Giá trị củaB’= B -Cạnh nhỏ hơn trong hai kích thước đó(L’vàB’) là chiềurộng hiệuquả của móng. 123 § 3 b. Dùng phương trình (6.21) tính SCT giớihạn Để đánh giá Fcs, Fqs và Fγs dùng các PT từ (6.25) đến (6.27) vớichiều dài và chiềurộng hiệuquả thay cho L và B. Để xác định Fcd, Fqd và Fγd, dùng các PT từ (6.28) đến (6.33). Không thay B bằng B’. c. Tổng tảitrọng giớihạnmàmóngcóthể chống đỡ được: (6.49) A' = diệntíchhiệuquả 124 49
  50. § 3 d. Hệ số an toàn về phá hoại do sứcchịutải e. Kiểmtrahệ số an toàn đốivớiqmax 125 § 3 3. Móng có độ lệch tâm theo hai phương Xét TH trong đómộtmóngchịutảitrọng giớihạnthẳng đứng Qult và momen M như trên Hình 6.13a và b. Trong TH này, các thành phần momen M theo các trục x và y có thểđượcxácđịnh theo thứ tự là Mx và My (Hình 3.13). Điềukiện này tương đương vớimột tảitrọng Qult đặtlệch tâm trên móng với x = eB và y = (Hình 6.13d). Chú ý rằng Nếucầnxácđịnh Qult, có thể nhận đượctừ PT (6.49); đólà, Từ PT 6.48 126 50
  51. Hình 6.13 Phân tích móng với độ lệch tâm theo hai phương127 Giống như trước đây, để đánhgiáFcs, FqsvàFγs [các PT từ (6.25) đến (6.27)], chúng ta dùng chiều dài và chiềurộng hiệuquả (L’vàB’) thaychoL vàB . Để tính Fcd, Fqd, và Fγd, chúng ta dùng các PT từ (6.28) đến (6.33); tuy nhiên, không thay B cho B’ . Khi xác định diện tích hiệuquả A’, chiềurộng hiệuquả B’, và chiều dài hiệuquả L’, có thể xảyranăm trường hợp sau (Highter và Anders, 1985) Hình 6.14 Diện tích hiệuquả cho trường hợpeL/L ≥ 1/6 và eB/B ≥ 1/6. 128 51
  52. TH I. eL/L ≥ 1/6 và eB/B ≥ 1/6. Diện tích hiệuquả cho điều kiện này được nêu trong Hình 6.14, hay (6.53) Trong đó và Chiều dài hiệuquả L’là chiềulớnhơn trong hai kích thước B1 và L1. Vậychiềurộng hiệuquả là 129 TH II. eL/L < 0.5 và 0 < eB/B < 1/6. Diện tích hiệuquả cho điềukiệnnàyđược nêu trong Hình 6.15a, hay Độ lớncủaL1vàL2 cóthểđượcxácđịnh từ Hình 6.15b. Chiềurộng có hiệuquả là A' B'= L1hayL2 ()chieunaolonhon Chiềudàicóhiệuquả là L' = L1 hay L2 (lấychiềunàolớnhơn) 130 52
  53. Hình 6.15 Diện tích hiệu quả cho trường hợpeL/L <0.5 và 0 < eB/B < 1/6. 131 TH III. eL/L < 1/6 và 0 < eB/B < 0.5. Diện tích hiệuquả cho điềukiệnnàyđược nêu trong Hình 6.16a, hay Chiềurộng có hiệuquả: A' B'= L Chiềudàicóhiệuquả là: L’ = L Các độ lớncủa B1 và B2 có thểđượcxácđịnh từ Hình 3.16 132 53
  54. Hình 6.16 Diệntíchhiệu quả cho trường hợpeL/L <1/6 và 0 < eB/B < 0.5. 133 TH IV. eL/L < 1/6 và eB/B < 1/6 Hình 6.17a biểuthị diện tích hiệuquả cho trường hợp này. Tỷ số B2/B và do vậyB2, cóthểđượcxácđịnh bằng cách dùng các đường cong eL/L có độ dốchướng lên. Tương tự, tỷ số L2/L, và do vậy L2, có thểđượcxácđịnh bằng cách dùng các đường cong eL/L có độ dốchướng xuống. Khi đódiện tích hiệuquả là Chiềurộng hiệuquả Chiều dài hiệuquả L’ = L 134 54
  55. Hình 6.17 Diệntíchhiệu quả cho trường hợpeL/L <1/6 và eB/B < 1/6 135 TH IV. (móng tròn) Trường hợp móng tròn chịutảilệch tâm (Hình 3.18a), độ lệch tâm luôn là mộthướng. Diệntíchhiệuquả A’ và chiềurộng hiệuquả B’ cho móng tròn cho dướidạng không thứ nguyên trong Hình 6.18b. Do vậy: Chiều dài hiệuquả Hình 6.18 Diệntíchhiệu quả chomóngtròn 136 55
  56. Xác định II P gh 137 Đối với đất dính ¾ Áp dụng nguyên lý áp lực dính tương đương (Caquot): thay thế lực dính trong đất nền bằng một áp lực ngoài (áp lực dính) tác dụng lên mặt nền. Nền được coi như nền đất rời, áp dụng lời giải nói trên. (4-19) Áp dụng công thức (4-14) và (4-15)nbPIIgh : Các hệ số phụ thuộc : tra bảng 7-5, tr. 269, Cơ học đất, ĐHTL. : trọng lượng riêng, lựcdính và góc ma sát trong của đất nềndưới đáy móng. : tảitrọng bên, : trọng lượng riêng của đất phía trên đáy móng : chiềusâuđáy móng : chiềurộng đáy móng. 138 56
  57. Nội dung • 2.1 Khái niệm, phân loạivàcácbước tính toán thiếtkế móng nông • 2.2 Sứcchịutảigiớihạncủa móng nông (móng cứng) • 2.3 Độ lún của móng nông (móng cứng) √ • 2.4 Sứcchịutải cho phép và xác định kích thước đáy móng Nguyễn Hồng Nam, 2010 139 2.3 Độ lún của móng nông (móng cứng) St = Se+Sc+Ss •St = Độ lún tổng •Se = Độ lún đàn hồi •Sc = Độ lún cố kết •Ss = Độ lún thứ cấp Nguyễn Hồng Nam, 2010 140 57
  58. Tóm tắt các công thức tính ứng suất tăng thêm trong nền • Ứng suất do tảitrọng tập trung tác dụng r = x 2 + y 2 Boussinesq (1885) Đấtnền đồng chất, đẳng hướng, đàn hồi Nguyễn Hồng Nam, 2010 141 Ứng suất gây ra bởidiện tích chịutải tròn. Nguyễn Hồng Nam, 2010 142 58
  59. Nguyễn Hồng Nam, 2010 143 Ứng suấtdưới móng chữ nhật B L mNguy= ễn Hồngn Nam,= 2010 144 z z 59
  60. Bảng 5.2 Biến thiên củagiátrịảnh hưởng I Nguyễn Hồng Nam, 2010 145 Bảng 5.2 Biến thiên củagiátrịảnh hưởng I (Tiếp) Nguyễn Hồng Nam, 2010 146 60
  61. Độ lún đàn hồiSe Độ lún đàn hồitínhtrựctiếptheolýthuyết đàn hồi H 1 H S = ε dz = ∆σ − µ ∆σ − µ ∆σ dz e ∫ z ∫ ()z s x s y 0 Es 0 Trong đóSe = độ lún đàn hồi Es = môđun đàn hồicủa đất H = độ dày củatầng đất µs = hệ số Poisson của đất. ∆σx, ∆σy, ∆σz, độ tăng ứng suất do tải trọng thực trên móng lầnlựơt theo các phương x, y, z. Nguyễn Hồng Nam, 2010 147 Công thức Bowles (1987) 1− µ 2 S = q ()aB' s I I trong đóq= áp suấtthực trên móng e 0 s f 0 Es µs= hệ số Poisson của đất Es = môđun đàn hồi trung bình của đất dưới móng, đo từ z = 0 - 4B B’ = B/2 để tính dưới tâm móng = B để tính dưới góc móng. Is = hệ số hình dạng (Steinbrenner, 1934) • • Nguyễn Hồng Nam, 2010 148 61
  62. Hệ số hình dạng Is Nguyễn Hồng Nam, 2010 149 Hệ sốđộsâu If Độ lún đàn hồi của móng cứng có thể được tính như sau Se(móng cứng ) ≈ 0,935.Se(móng mềm, tại tâm) Nguyễn Hồng Nam, 2010 150 62
  63. Bảng 5-4: Biến thiên của F1 và F2 theo m’ và n’ Nguyễn Hồng Nam, 2010 151 Bảng 5-4: F1 và F2 (tiếp) Nguyễn Hồng Nam, 2010 152 63
  64. Hệ sốđộsâu Nguyễn Hồng Nam, 2010 153 Hệ sốđộsâu (tiếptục) Nguyễn Hồng Nam, 2010 154 64
  65. Mô đun đàn hồiEs Do tính không đồng chất của trầm tích đất, độ lớn của Es có thể thay đổi theo chiều sâu. Do vậy, Bowles (1987) khuyến nghị dùng Es bình quân có trọng số trong PT (5.25), hay (5.34) Trong đóEs(i) = môđun đàn hồi của đất trong một độ sâu ∆z. Z = min(H,5B) Nguyễn Hồng Nam, 2010 155 Cáccôngthức khác • (Mayne và Poulos, 1999) •Be: đường kính tương đương 4BL •B = Móng chữ nhật e π • Be=B (móng tròn) Nguyễn Hồng Nam, 2010 156 65
  66. Hệ số IF Hệ số IE Biếnthiêncủahệ số hiệuchỉnh Biến thiên củahệ số hiệuchỉnh độ cứng IF vớihệ số uốnKF độ sâu đặt móng IE vớiDf/Be Nguyễn Hồng Nam, 2010 157 Độ lún của đất cát: Dùng hệ sốảnh hưởng biếndạng (Schmertmann và nnk, 1978) Iz = hệ sốảnh hưởng biếndạng C1= hệ số hiệuchỉnh độ sâu đặt móng= 1− 0,5[q /(q − q)] C2 = hệ số hiệu chính xét tới tính từ biếncủa đất = 1 + 0.2 log (thờigian tính bằng năm/0.1) q = ứng suấttại cao trình đáy móng q = γDf Chú ý, đ/v móng vuông, chữ nhật, Iz = 0.1 tại z = 0 Iz = 0.5 tại z = z1 = 0,5B Và Iz = 0 tại z = z2 = 2B Tương tự, đối với móng L/B ≥ 10, Iz = 0.2 tại z = 0 Iz = 0.5 tại z = z1 = B và Iz = 0 tại z = z2 = 4B Trong đóB = bề rộng móng và L = Nguyễn Hồng Nam, 2010 chiều dài móng. Các giá trị L/B158 giữa 1 và10 có thể nội suy 66
  67. Độ lún đàn hồicủa đất cát: phương pháp Burland và Burbidge •Trong đó α1 = hằng số • α2 = chỉ số nén ép • α3= hiệu chính theo độ sâu vùng ảnh hưởng • pa = áp suất khí quyển = 100 kN/m2 (= 2000 lb/ft2) •L = chiều dài móng Nguyễn Hồng Nam, 2010 159 Đốivớicátcố kếtbìnhthường Nguyễn Hồng Nam, 2010 160 67
  68. Đốivới cát quá cố kết Nguyễn Hồng Nam, 2010 161 Nguyễn Hồng Nam, 2010 162 68
  69. Nguyễn Hồng Nam, 2010 163 Quan hệ N60 với độ sâu Nguyễn Hồng Nam, 2010 164 69
  70. Mô đun đàn hồiEs củamộtsố loại đất Nguyễn Hồng Nam, 2010 165 Độ lún cố kếtsơ cấp Ứng suấttăng thêm Mựcnướcngầm Nguyễn Hồng Nam, 2010 166 70
  71. Sét cố kếtbìnhthường Sét quá cố kết Sét quá cố kết Nguyễn Hồng Nam, 2010 167 Ảnh hưởng ba hướng đến độ lún cố kết ban đầu Nguyễn Hồng Nam, 2010 168 71
  72. Tính Kcr(OC) Nguyễn Hồng Nam, 2010 169 Quan hệ Kr(OC) với OCR và B/Hc Nguyễn Hồng Nam, 2010 170 72
  73. Độ lún thứ cấp Nguyễn Hồng Nam, 2010 171 Mesri (1973) C’α=0.0005-0.001 Mesri và Godlewsky (1977) Sét vô cơ và bụi Sét hữucơ và bụi Than bùn Nguyễn Hồng Nam, 2010 172 73
  74. Độ lún cho phép củacôngtrình xây dựng Nguyễn Hồng Nam, 2010 173 Nguyễn Hồng Nam, 2010 174 74
  75. Tiêu chuẩn xây dựng năm 1955 của Liên Xô Nguyễn Hồng Nam, 2010 175 Bjerrum (1963) Nguyễn Hồng Nam, 2010 176 75
  76. Tiêu chuẩncộng đồng Châu Âu Nguyễn Hồng Nam, 2010 177 Tính lún theo TCXD 45-78 • Tínhvàvẽ biểu đồ ứng suất bản thân đất σzđ gây ra trên trục đi qua vị trí điểm tính lún. o n H σ zd = ∑γ i hi (2-14) i=1 σzi •trongđó: γi, hi: trọng lượng H hi a riêng và chiềudầylớp đấtthứ σzđ σz i phía trên điểm tính toán. •n: số lớp đấttínhtừ mặtnền đến điểm tính toán. σ σzđ = z • Tínhvàvẽ biểu đồ ứng suất 5σz tăng thêm σz (ứng suấtgây lún) cùng trụcvới ứng suất bản thân σzđ. Nguyễn Hồng Nam, 2010 178 76
  77. ptl = ( ptb − γH ) σ = K.p o z tl H Trong đó: K =f(l/b, z/b). (PL 1-7, Nền và móng, Lê Đức σ zi Thắng, NXB GD, 2000) H hi a -Độ sâu tắtlúnHa đượcxácđịnh dựavàođiềukiện sau: σzđ σz σ z = 0.2σ zđ σ σzđ = z -Chia nền đấtvớichiềusâuHa thànhn lớp đất 5σz mỏng. Độ lún củamỗilớp được tính như sau: β.h .σ Trong đó: β: hệ số phụ thuộchệ số nở hông µo của đất. i zi (β=0.8 đốivớimọiloại đất theo TCXD 45-78). Si = E , h : mô đun biếndạng và chiềudàylớp đấtthứ i. Eoi oi i n σzi: ứng suấtgâylúncủalớp đấtthứ i, xác định tạigiữalớp. Độ lún tổng cộng: S = S Nguyễn Hồng Nam, 2010 ∑ i 179 i=1 Tính độ chênh lệch lún và độ nghiêng của móng •Cầntínhđộ chênh lệch lún giữa 2 móng gần nhau hoặc giữacácđiểm trong cùng một móng khi chênh lệch lún gây bấtlợichosự làm việccủa công trình. (2-20) ∆S = S A − S B • Trong đó, SA, SB: độ lún của điểm A và B trong cùng một móng hoặctại hai móng khác nhau. • Góc nghiêng của móng đượcxácđịnh: ∆S (2-21) tgθ = L • Trong đó: L là khoảng cách giữa2 điểmA vàB đang xét (thường là các điểm góc móng) • Chú ý: tính nền móng theo biếndạng (TTGH2) do việc khống chế áp suất đáy móng nhỏ hơncường độ tiêu chuẩncủa đấtnền(ptb≤ Rtc) nên điềukiện ổn định về Nguyễn cHồường Nam,ng 2010độ thoả mãn. 180 77
  78. Nộidung • 2.1 Khái niệm, phân loạivàcácbước tính toán thiếtkế móng nông • 2.2 Sứcchịutảigiớihạncủa móng nông (móng cứng) •2.3 Độ lún của móng nông (móng cứng) • 2.4 Sứcchịutải cho phép và xác định kích thước đáy móng √ Nguyễn Hồng Nam, 2010 181 2.4 Sứcchịutải cho phép và xác định kích thước đáy móng •Sứcchịutải cho phép đượclựachọntừ giá trị nhỏ nhất trong 2 giá trị sau: Nguyễn Hồng Nam, 2010 182 78