TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH BÀI GIẢNG NỀN VÀ MĨNG CƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC CHÍNH QUY HÀ NỘI, 2018 CÁC NỘI DUNG CHÍNH CỦA MƠN HỌC Các khái niệm móng cơng trình Các thơng tin cần thiết phục vụ thiết kế móng So sánh, Lựa chọn giải pháp móng Thiết kế giải pháp móng nơng Thiết kế giải pháp móng cọc Thiết kế xử lý đất yếu ĐẶT VẤN ĐỀ NỀN CÔNG TRÌNH  Các lớp đất đá tự nhiên nhân tạo  Tiếp nhận tải trọng cơng trình móng truyền xuống  Tồn vị trí có tính chất tốt, thuận lợi xây dựng → Nền tự nhiên  Những vị trí đất yếu, phải gia cố xử lý xây dựng → Nền nhân tạo MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH Một mặt cắt địa chất cơng trình cơng trình dân dụng khu vực Tây Hồ, Hà Nội Một mặt cắt địa chất cơng trình cơng trình dân dụng khu vực Thanh Trì, Hà Nội NỀN TỰ NHIÊN VÀ NỀN NHÂN TẠO  Nền tự nhiên sử dụng để thi cơng cơng trình mà ko cần biện pháp gia cố, xử lý để làm tăng cường độ giảm độ lún  Nền tự nhiên thuận lợi cho công tác xây dựng, móng nơng cơng trình tải trọng nhỏ, móng sâu cơng trình tải trọng lớn NỀN TỰ NHIÊN VÀ NỀN NHÂN TẠO  Nền nhân tạo cần thiết phải gia cố xử lý để gia tăng cường độ, chịu tải trọng cơng trình lún giới hạn cho phép  - Đệm vật liệu rời đệm cát, đệm đá thay phần đất yếu sát đáy móng  - Gia tải trước cách tác động tải trọng mặt đất  - Gia tải trước kết hợp với thiết bị thoát nước giếng cát bấc thấm  - Cọc vật liệu rời cọc cát nhằm tăng cường độ đất  - Sợi vải địa kỹ thuật, trải nhiều lớp công trinh  - Cột đất trộn xi măng (phương pháp DCM – deep cement mixing) MĨNG CƠNG TRÌNH  Là phận kết cấu cơng trình  Tiếp nhận tải trọng cơng trình truyền xuống  Đảm bảo ổn định cơng trình xây dựng KHÁI NIỆM VỀ MĨNG CƠNG TRÌNH Đối với móng BTCT thường gồm phận sau:  Giằng móng (đà kiềng): Có tác dụng đỡ tường ngăn bên làm giảm độ lún lệch móng cơng trình  Cổ móng: Kích thước cổ móng với cột tầng thường mở rộng thêm phía 2,5cm để tăng lớp bê tông bảo vệ cốt thép cổ móng  - Móng (bản móng, đài móng): Thường có đáy dạng chữ nhật, bị vát có độ dốc vừa phải, tính tốn để có kích thước hợp lý  - Lớp bê tơng lót: Thường dày 100, bê tông đá 4x6 bê tông gạch vỡ, vữa ximăng mác 50÷100, có tác dụng làm sạch, phẳng hố móng, chống nước xi măng, ngồi làm ván khn để đổ bê tơng móng  - Cuối cơng trình PHÂN LOẠI MĨNG THEO VẬT LIỆU  Móng gạch  Móng đá  Móng bê tơng, bê tơng cốt thép Kiểm tra cường độ đất mặt phẳng mũi cọc 𝑡𝑐 , 𝑀 𝑡𝑐 - tổng mô men quay quanh trục x y tính đến mặt phẳng mũi cọc  𝑀𝑥𝑞𝑢 𝑦𝑞𝑢 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑀𝑥𝑞𝑢 = 𝑀𝑜𝑥 + 𝑄𝑜𝑥 H 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑡𝑐 𝑀𝑦𝑞𝑢 = 𝑀𝑜𝑦 + 𝑄𝑜𝑦 H  Fqu - diện tích đáy móng khối quy ước, Fqu = Aqu.Bqu;  Wx; Wy - mô men kháng uốn móng khối quy ước theo phương x y, (m3); Tính tốn độ lún móng cọc  Cũng loại móng khác, thiết kế móng cọc phải thỏa mãn điều kiện sau : S ≤ Sgh  Ở cần ý rằng, ứng suất gây lún tính từ mặt phẳng móng khối quy ước (tức mặt phẳng mũi cọc)  Việc kiểm tra lúc giống móng nơng thiên nhiên Tính lún khối móng theo phương pháp phân tầng lấy tổng Áp lực gây lún: 𝑡𝑐 pgl = 𝑝𝑡𝑏 – 𝛾𝐼𝐼∗ H  𝛾𝐼𝐼∗ - KLTT trung bình lớp đất tính từ mũi cọc trở lên Tính tốn độ lún móng cọc Tính tốn thiết kế đài cọc  Đài cọc thường làm bê tông cốt thép, thiết kế cấu kiện tác dụng tải trọng cơng trình phản lực cọc  Đài cọc làm việc consol cứng, phía chịu lực tác dụng cột, phía phản lực đầu cọc, cần phải tính tốn kiểm tra hai khả năng: Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng – Điều kiện xuyên thủng - Cột, tường xuyên thủng - Hàng cọc xuyên thủng - Cọc góc có Pimax xun thủng Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện thẳng đứng – Tính cốt thép đài - Tính tốn tương tự móng nơng Tính tốn thiết kế đài cọc Lựa chọn sơ chiều cao đài cọc (hđ)  Chiều cao đài cọc cơng trình có chiều cao khác nên chọn mặt đài cao độ để phù hợp với sơ đồ tính tốn kết cấu bên Tuy nhiên, để thuận tiện thiết kế thi công thường chọn chiều cao đài giống Khi đó, chiều cao đài chọn theo móng có tải trọng lớn  Chiều cao tổng cộng đài (hđ) tính tốn kiểm tra sau lựa chọn sơ sau: với cọc đúc sẵn hđ ≥ 0,6 m; với cọc đổ chỗ, hđ ≥ 0,6 m hđ ≥ d, d đường kính chiều rộng cọc Tính tốn thiết kế đài cọc Tính toán kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng: Xuyên thủng cột đài: Dưới tác dụng phản lực đầu cọc, đài không đủ độ bền, đài bị chọc thủng theo tháp chọc thủng xuất phát từ chân cột, mặt nghiêng 45o so với trục thẳng đứng Kiểm tra chọc thủng cột đài từ điều kiện: 𝑃 ≤ 𝛼1 𝑏𝑐 + 𝑐2 + 𝛼2 (𝑙𝑐 + 𝑐1 ) ℎ𝑜 𝑅𝑘 𝛼1 = 1,5 + ℎ𝑜 ; 𝑐1 𝛼2 = 1,5 + ℎ𝑜 𝑐2 Tính tốn thiết kế đài cọc Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng: Xuyên thủng cột đài: Trong đó:  P - lực gây chọc thủng, tổng phản lực cọc nằm tháp chọc thủng;  bc; lc - kích thước tiết diện cột;  c1; c2 - khoảng cách mặt từ mép cột đến mép đáy tháp chọc thủng;  Rk - cường độ chịu kéo tính tốn bê tông;  ho - chiều cao làm việc đài; ho = hđ - a, với a khoảng cách từ trọng tâm cốt thép tính tốn đến đáy đài Tính tốn thiết kế đài cọc Tính toán kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng Xuyên thủng cột đài:  Cần kiểm tra khả chọc thủng qua mép cọc (so với vị trí cột) cọc đặt gần cột, sau kiểm tra khả chọc thủng qua mép hàng cọc xa  Khi c1 > ho c2 > ho phải lấy ho/c1 = ho/c2 = để tính, tức coi tháp chọc thủng nghiêng 45o, α1 α2 = 2,12 Khi c1 < 0,5ho c2 < 0,5ho lấy c1 = 0,5ho c2 = 0,5ho để tính, nghĩa α1 α2 = 3,35 Tính tốn thiết kế đài cọc Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng Xuyên thủng cọc góc có Pimax đài: 𝑃 ≤ 𝑃𝑐𝑥 = 0,5 𝛼1 𝑏2 + 0,5 𝑐2 + 𝛼2 (𝑏1 + 0,5 𝑐1 ) ℎ𝑜 𝑅𝑘  b1, b2, c1, c2 - xem hình  P - lực gây chọc thủng, bẳng tổng phản lực cọc góc nằm diện tích b1b2  Rk, α1, α2 - cơng thức Tính tốn thiết kế đài cọc Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng: Hàng cọc xuyên thủng đài theo tiết diện nghiêng: 𝑄 ≤ 𝛽 𝑏.ℎ𝑜 𝑅𝑘 Trong đó:  Q - tổng phản lực cọc nằm tiết diện nghiêng;  b - chiều rộng đài;  ho - chiều cao làm việc đài; Tính tốn thiết kế đài cọc Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện nghiêng: Hàng cọc xuyên thủng đài theo tiết diện nghiêng:  β - hệ số, xác định sau: 𝛽 = 0,7 + ℎ𝑜 𝑐  Khi c > ho lấy β= ho/c không nhỏ 0,6;  Khi c < 0,5ho lấy c = 0,5ho, ta có β = 1,56 Tính tốn thiết kế đài cọc Tính toán kiểm tra cường độ tiết diện thẳng đứng – Tính cốt thép đài  Quan niệm đài cọc dầm consol ngàm vào tiết diện qua mép cột bị uốn phản lực đầu cọc  Moment ngàm xác định theo công thức: 𝑛 𝑀 = ෍ 𝑃𝑖 𝑟𝑖 𝑖=1 Trong đó:  n - số lượng cọc phạm vi consol;  Pi - phản lực đầu cọc thứ i;  ri - khoảng cách từ mặt ngàm đến trục cọc thứ i Tính tốn thiết kế đài cọc Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện thẳng đứng – Tính cốt thép đài  Diện tích cốt thép cần thiết tính từ moment M: 𝐹𝑎𝐼 = 𝑀𝐼−𝐼 𝑀𝐼𝐼−𝐼𝐼 ; 𝐹𝑎𝐼𝐼 = 0,9 𝑅𝑎 ℎ𝑜 0,9 𝑅𝑎 ℎ𝑜 Trong đó: ho - chiều cao làm việc đài; Ra - cường độ chịu kéo tính tốn cốt thép Tính tốn thiết kế đài cọc Tính tốn kiểm tra cường độ tiết diện thẳng đứng – Tính cốt thép đài  Chọn bố trí cốt thép Lưu ý thỏa mãn điều kiện cấu tạo sau: - Đường kính cốt thép: ф ≥ 12 mm; - Khoảng cách: 100 mm ≤ a ≤ 200 mm - Cần cấu tạo cốt thép chống nứt bê tông khối lớn đài cọc có chiều cao từ m trở lên Cốt thép bố trí ф12a200 cho mặt ф12a200 ÷ 400 cho mặt xung quanh (TCXDVN 305:2004) Tính toán thiết kế đài cọc ... NỀN TỰ NHIÊN VÀ NỀN NHÂN TẠO  Nền tự nhiên sử dụng để thi cơng cơng trình mà ko cần biện pháp gia cố, xử lý để làm tăng cường độ giảm độ lún  Nền tự nhiên thuận lợi cho công tác xây dựng, móng. .. móng nơng cơng trình tải trọng nhỏ, móng sâu cơng trình tải trọng lớn NỀN TỰ NHIÊN VÀ NỀN NHÂN TẠO  Nền nhân tạo cần thiết phải gia cố xử lý để gia tăng cường độ, chịu tải trọng cơng trình lún giới... THEO ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC  Móng nơng: Móng cứng, móng mềm  Móng cọc: Móng cọc đài thấp, Móng cọc đài cao PHÂN LOẠI THEO CƠNG NGHỆ THI CƠNG  Móng lắp ghép  Móng đổ chỗ  Móng bán lắp ghép PHÂN