Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Nền móng - Chương 2: Móng nông cung cấp cho người học các kiến thức về lựa chọn sơ bộ kích thước đáy móng băng, móng băng dưới cột, móng bè, thiết kế xử lý nền đất yếu. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT DƯỚI ĐÁY MÓNG BIỂU ĐỒ ỨNG SUẤT DƯỚI ĐÁY MÓNG Mặt đất tự nhiên Mặt đất tự nhiên h1 γ1 e1 , ,σ1 O zi h2 γ2 e2 , ,σ2 σz σo i Δσgl-i i σ1 σ0 σz h1 γ1 e1 , ,σ1 O zi Δσgl h2 γ2 e2 , ,σ2 σo Δσgl-i i i σ i i σ0 z z A Bướ 6: Bươc Kiể Ki åm tra t theo th điề àu kiệ ki än cương ườ độ đ ä ổån đònh đò h củûa nềàn E a Nếu phạm vi có lớp đất yếu Khi tính toán thiết kế áp dụng mô hình: h1 Đánh giá theo mô hình quy đổi móng nông tương đương đặt trực tiếp đất yếu Môâ hình M hì h trượ t ươtt sââu: Tìm Tì mặët ttrượt nguy hi hiểåm nhấ h át qua mép móng Mặt trượt giả đònh mặt trụ tròn: ABCDE Mặt trượt giả đònh mặt hỗn hợp: ABC’DE hm Đất tốt; C’ C Đ ùnh giá Đá i ù theo th môâ hình hì h trượ t t sââu; σ1 hy Đất yeu; Đat yếu; B C K= D Σ Mgiữ Σ Mtrượt kmin ≥ [k] đo: đó: [k] = 1,2 ÷ 1,5 15 Mggiữ : mômen chống trượt tâm trượt 0; Mtrượt : mômen gây trượt tâm trượt a Neu a Nếu phạ pham m vi nen co có lơp lớp đat đất yeu yếu -tiep-tiếp- Coi gan gần đung tac tác dụ dung ng tai tải trọ ng cong công trình len lên lơp lớp đat đất yeu yếu đượ đươcc mở rộng từ mép móng phía theo góc phân bố ứng suất α = gan gần đung xap xấp xỉ bang 300; Mô hình quy đổi móng nông: Đáy khối móng quy ước: h1 Đất tốt; α hy Đất yếu; Btđ = b + x h* x tgα hm l α Ltñ = l + x h* x tgα h* Điều kiện kiểm tra tương tự móng nông tự nhiên: σtđ ≤ [p]đy Ltđ σtđ: ứng suấát đáy móng khốái, σtđ = σbt + σ(p) với σbt = γ1(hm + h*) = γ1.h1 σ(p): ứng suất tải trọng ngoài, σ(p) = k.(ptb - γ1.hm) Xác đònh sưc Xac sức chòu tai tải giơi giới hạ han n pgh – 2: a Neu a Nếu phạ pham m vi nen co có lơp lớp đat đất yeu yếu -tiep-tiếpMóng nhật: chữ Móng băng: l z h* k ≡ ko = f , = b b b x z h* k ≡ k z = f = = 0, = b b b b pgh-2: sức chòu tải giới hạn đất yếu dướùi đáùy khốái móùng; Rđ2: sưc sức chòu tai tải cho phep phép cua đat đất yeu yếu đáy khối móng Fs: hệ số an toàn pgh = Rđ = pghh − Fs n γ × Nγ × B td × γ dy + n q × N q × q + n c × N c × c dy Trong g đó: q : phụ tải, q = γ1.(hm + h*) = γ1.h1; γđy đ : trọ ng lượ lương ng rieng riêng cua đat đất yeu yếu dươi đay đáy mong; móng; Nγ , Nc, Nq : hệ số sức chòu tải phụ thuộc vào ϕđy; ϕđy , cđy : goc góc ma sat sát va lự lưcc dính cua đat đất yeu yếu nγ, nq, nc : hệ số hiệu chỉnh hình dạng móng; Móng chữ nhật: Móng băng: n γ = nq = n c = nγ = − B td 0, L td nq = n c = + B td 0, L td BÀI TẬP AP BAI ÁP DỤ DUNG NG Bảng tra hệ so Bang số sưc sức chòu tai tải theo Terzaghi Terzaghi’ss ϕ độ Nc Nq 57 5.7 10 1.0 00 0.0 7.3 1.6 0.5 10 96 9.6 27 2.7 12 1.2 15 12.9 4.4 2.5 20 17 17.7 74 7.4 50 5.0 25 25.1 12.7 9.7 30 37.2 22.5 19.7 34 52.6 36.5 36.0 35 57.8 41.4 42.4 40 95.7 81.3 100.4 45 172.3 173.3 297.5 48 258.3 287.9 780.1 50 347.5 415.1 1153.2 Nγ Xác đònh sơ kích thước móng đơn cột vuông tiết diện 30x30 (cm) Tổ hợïp tải trọïng tính toán tạïi mức mặët đất: N0tt = 500 kN ; M0tt = 58 kNm Neàn đat Nen đất gom gồm hai lơp lớp co có cac tieu tiêu ly lý sau: Ntt0 = 500kN h1 = 0.8m 0.00 m Lớp trên: đất lấp dày 0.8m, trọng lượng riêng γ = 18 kN/m3 Lớp dưới: sét dẻûo cứng γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, lực dích đơn vò c = 22 kN/m2 môdun biến dạng E0 = 15000 kN/m2 Tải trọng tiêu chuẩån mức mặt đất: M0tt = 58kNm Đất lấp γ = 18.0 18 kN/m3 hm= ??? N tc = N 0tt M n tc = M 0tt n Q tc = Q 0tt Trong đó: n hệ số vượt tải lấy từ 1,1 đến 1,2 Á sét dẻo cứng N kN/m3 γ = 18.5 ϕ = 240 c = 22 kPa b l = αb tc M tc = = N 0tt n M 0tt n = 500 434,8 ( kN ) 15 1,15 = 58 50, ( kN ) 1,15 n Hướng phân tích Chọn α = 1,2 Từ suy ra: Do lơp lớp thư thứ nhat la lơp lớp đat đất lap, lấp, tính chat chất ly lý khong không on ổn đònh Do không thích hợp cho việc sử dụng trực tiếp làm công trình Mặt khac khác be bề day dày lơp lớp la tương đoi đối mong mỏng va lơp lớp đat đất dươi la lớp đất có tiêu lý tốt Tải công trình không lớn → Đe Đề xuat xuất giai giải phap pháp mong móng nong nông tren nen tự tư nhien nhiên Độ sau sâu chôn móng hm = 1.0m Lựa chọn kích thước móng lxb N 0tt ptb = p tx = N l ×b pmax = p tb + pmin = p tb − + γ tb hm = 0, b 0, =1+ = 1,17 l α Chọn sơ bề rộng móng ban đầu b0 = 1,2m Xác đònh phản lực đất đáy móng (bằng ngược chiều vơi chieu với ap áp lự lưcc tiep tiếp xú xucc tạ taii đay đáy mong) móng) ( 434,8 + 20 ×1, = 271, kN m 1, ×1, 44 ( M xtc 50, = 271, + = 393, kN 2 m Wx 11, ×1, 44 tc x nc = + Chiều dài móng ban đầu l0 = α.b ≈ 1,44m 58 = 0,116 116 500 Đặt ty tỷ so số α = l/b → α nam nằm khoang khoảng (1+e) đen đến (1+2e) tc 0, b 0, =1− = 0,83 l α nq = ( M 50, = 271, − = 150, kN m Wx 1, ×1, 44 Ntt0 = 500kN ) ) ) Xacc đònh sưc Xá sức chòu tai tải giơi giới hạ han n pgh cua nen đat đất dươi đay đáy mong móng theo công thức Terzaghi 0.00 m h1 = 0.8m Độ lệch tam tâm cua c ûa tai tải trọ ng e = M 0tt nγ = − M0tt = 58kNm Đất lấp γ = 18.0 18 kN/m3 Á sét dẻo cứng hm= 1.0m pmax pmin γ = 18.5 kN/m3 ϕ = 240 c = 22 kPa b0 = 1,2m l0 = 1,44m 44m pgh = n γ × Nγ × b × γ + n q × N q × q + nc × N c × c Trong đó: γγ’ : trọng lượng riêng đất đáy móng; γ : trọng lượng riêng đất đáy móng; q : phụ phu tai, tải q = γγ’.h hm = 18 x = 18 kN/m2; Với ϕ = 240 tra bảng (nội suy): Nγ = 8,76 76 ; Nq = 11,64 11 64 ; Nc = 23,62 23 62 Thayy soá: ( Rd = [ p ] = pghh Fs = ( 898 = 359,2 kN m 2,5 ) So saùnh: ptb = 271,6 271 (kN/m2) ≤ Rñ = 359,2 359 (kN/m2) pmax = 393,1 , ((kN/m / 2) ≤ 1,2R , đ = 431 ((kN/m / 2) Kiểm tra điều kiện kinh tế: pgh = 0,5 × 0,83 × 8, 76 × 1, × 18,5 + 1, × 11, 64 × 18 × 1, + 1,17 × 23, 62 × 22 = 898 kN S sưc Suy ứ chòu hò tả t ûi cho h phep h ù củûa nềàn: m2 ) → Vơi Với kích kí h thươc thướ mong ù chọ h n ban b đầ đ àu la l ø “hơi thưa” thừ ” Vậy sơ chọ chon n lạ laii kích thươc thước mong: móng b = 1,2m 2m va l = 1,4m 4m Kiểm tra lại ta thấy kích thước hợp lý kinh tế {1,2Rđ – pmax} ≤ (5 ÷ 10)%Rđ 37,9 (kN/m2) > 10% (359,2) = 35,9 (kN/m2) BÀI TẬP AP BAI ÁP DỤ DUNG NG Xác đònh sơ kích thước móng băng tường dày 22 (cm) Tổ hợp tải trọng tính toán mức mặt đất: N0tt = 21 T/m ; M0tt = 2.5 Tm/m Kết luận: Nền đất gồm hai lớp có tiêu lý sau: Kích thươc thước sơ mong: moùng: b = 1,2m 2m , l = 1,4m 4m va vaø hm = 1,0m 0m Lớ tren: Lơp t â đat đ át lap l day d ø 0.8m, troï t ng lượ lươ ng rieng i â γ = 18 kN/ kN/m3 Lớp dưới: sét dẻo cứng Nhận xét (khi làm đồ án): Đe việ Để iệc lự lưaa chọ chon n kích thươc thước mó mong ng nhanh vaà hợ hơp p ly, l ù lam làm cần phải tính toán sơ trước nháp Thừa Thưa γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, lực dích đơn vò c = 22 kN/m2 môdun biến dạng E0 = 15000 kN/m2 Đáp án: Chọn hm = 1,0m b = 1,0m a) Bướ 7: Bươc Tính Tí h toan t ù chiề hi àu cao mong ù cốát thep th ù t mong ù b) Chiều dày móng đượïc chọïn cho móng không bòò chân cộät xuyên thủng qua c) 450 Thực nghiệm cho thay Thưc thấy mong móng bò chọ chocc thung thủng theo hình thap tháp cụt, mặt đỉnh chân cột đáy công trình Ntt Các hình thức p phá huỷy bê tông móng a Cá C ùc giả i û thiế thi át tính tí h toá t ùn Cott thep Cố thép tính cho chòu keo kéo (không tính cho chòu cắt); α Bien Biế n dang ng cua c ûa ban than thân mong móng bỏ qua ho ptt a Móng bò chọc thủng ứng suất tiếp tiết diện xung quanh chan chân cột Trương Trường hợ hơp p thương thường xay xảy nen đat đất tot, tốt bê tông móng b Mong b Móng bò chọ chocc thung thủng ưng ứng suat suất keo kéo chính, xay xảy nen đất yếu, bê tông móng tốt cc Mong Móng bò nưt nứt gay gãy tac tác dụ dung ng cua moment uon, uốn xay xảy đất tốt Dang Dạ ng thá thap p choc chọc thủ thung ng b p lực tính toán không kể trọng lượng vật liệu móng đất đáy móng b p lực tính toán không kể trọng lượng vật liệu móng đất đáy móng Với mong Vơi móng đơn Với mong Vơi móng bang băng p M0 o tx = p = o max, N 0tt N l×b M ytt M xtt = p ± ± Wx Wy o tb l ×b hm p b l ×b Wy = p o tb = p o tx M0 N 0tt = l o max, i = p N b p0max p0min Trong đo:: Wx = M N0 o tb b M tt ± W hm p0min p0max Trong đó: b2 Wx = M 1m dài p o tb N0 b * TRƯỜNG HÏP CHỊU Ị TẢI ĐỨNG ĐÚNG TÂM N0 * TRƯỜNG HÏP CHỊU Ị TẢI ĐỨNG ĐÚNG TÂM N0 N0 h0 450 450 h0 Fđt bc+ho lc+ho lc+2ho Mặt chống đâm thủng tính toán b Chu vii ttrung bì Ch bình h củûa tháp đâm thủng Các sơ đồ xác đònh chiều dày móng, h Chiềàu cao móng thỏûa mãn điềàu kiện: Pcđt = α Rk*Fxung quanh mặt chống đâm thủng tính toán Pcđt = α R Rk u utb h ho Pñt ≤ Pcñt ho 45° b h0 ptbo h0 bc bc bc h0 450 ptbo lc lc Pñt: lự lưcc gay gây đam đâm thung thủng (chọ (chocc thủ thung) ng) Pcđt: lực chống đâm thủng Trong đo: đó: α: hệ số phụ thuộc vào loại bê tông, α = với bê tông nặng; utb: Gia Gi ù trò t ò trung t bình bì h sốá họ h c củûa chu h vii phía hí trê t ân phía hí dươi tháp đâm thủng utb = 2(lc + bc + 2ho) Với: Pđt = potb*F Fđay đáy mong móng nam nằm ngoai thap tháp đt = potb[b2 – (lc + 2ho).(bc + 2ho)] Rk: cường độ chòu kéo tính toán bê tông móng h0 : chiều cao làm việc móng (h0 = h – abv) potb : phản lực đất trung bình phạm vi đâm thủng * TRƯỜNG HÏP CHỊU Ị TẢI ĐỨNG LỆÄCH TÂM Chiềàu cao móng thỏûa mãn điềàu kiện: a Móng đơn chòu tải đứng lệch tâm nhỏ (e=M/N < b/6; L/6) M0 Pñt ≤ Pcñt = α.Rk.btb.ho M0 N0 N0 h0 450 poñt h0 450 pomax pomax poñt h0 lc bc bc b btb h0 Pdt p ( = max o + p odt ) Trong đó: p0dt = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × ldt = l − lc − h0 Pcđt: lực chống đâm thủng Trong btb xác đònh sau: + Nếu bc + 2ho > b: btb = ((bc + b)/2 ) + Neáu bc + 2ho ≤ b: btb = (bc + ho) Pñt = hợp lực phản lực đất phạm vi gạch chéo, đươcc xac đượ xác đònh sau: lđt l Pđt: lưcï g gây đâm thủng ((chocï thủng) × l dt × b (l − l ) dt l BÀI TẬP AP BAI ÁP DỤ DUNG NG Ntt0 = 500kN Tổ hợïp tải trọïng tính toán tạïi mức mặët đất: N0tt = 500 kN ; M0tt = 58 kNm 0.00 m h1 = 0.8m Xác đònh sơ chiều cao móng đơn cột vuông tiết diện 30x30 (cm) Kích thước móng cho h.v: Đất lấp γ = 18.0 18 kN/m3 Lớp dưới: sét dẻûo cứng γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, lực dích đơn vò c = 22 kN/m2 γ = 18.5 kN/m3 ϕ = 240 c = 22 kPa Bê tông mác 250# có Rk = 88 T/m2 Rn = 110 T/m2 l = 1,4m Chiều day Chieu dày lơp lớp bao bảo vệ cot cốt thep thép abv = 4cm Phảûn lư Ph lực đấ đ át tính tí h toan t ù tạ t i đay đ ù mong ù (kh âng kể (khô k å bả b ûn thâ th ân móng lớp đất phủ) l ×b = ) M xtt 58 = 297, 297 + Wx 1, ×1, tt Mx 58 = p0tb − = 297, − Wx 1, ×1, p 0max = p0tb + p 0min ( 500 = 297, kN m ×11, 1, ( m2 ( m2 = 445, 445 kN = 149, kN Lựa chọn sơ chiều cao móng h = 0,35m → h0 = h - abv = 0,31 m b = 1,,2m Lớp trên: đất lấp dày 0.8m, trọng lượng rieâng γ = 18 kN/m3 N 0tt hm = 1,0m h Á sét dẻo cứng Nền đat Nen đất gom gồm hai lơp lớp co có cac tieu tiêu ly lý sau: ptb0 = M0tt = 58kNm ) ) Kiểm tra cương Kiem cường độ tren tiet tiết dien diên nghieng nghiêng Mtt0 Cột đâm thủng móng theo hình tháp nghiêng phía góc 450 Gần coi đâm thủng móng theo mặt xiên góc 450 phía p0max Ntt0 pt Chiều cao móng phải thỏa mãn điều kiện: đieu Pđt ≤ Pcđt = α.Rk.btb.ho h0 450 pomax h0 lc bc bc b btb l h0 lđt Ta co: có: Xác đònh lực chốáng đâm thủûng: bc + 2ho = 0,3 + 2*0,31 = 0,92m < b = 1,2m Pcñt = α.Rk.btb.ho Suy ra: btb = (bc + ho) = 0,61m 61m Xác đònh lực đâm thủng: Pdt = (p max o +p dt o )×l dt Trong g đó: ×b = Trong đó: p0dt = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × ( 445, + 394,9 ) × 0, 24 × 1, 2 = 121 ( kN ) (l − l ) ( α = với bê tông nặng; btb = 0,61m 61 h0 = 0,31m 31m Rk = 88 T/m2 potb = 297,6 (kN/m2) So saùnh: dt l (1, − 0, 24 ) = 394,9 kN = 149, + ( 445, − 149, ) m2 1, l − lc 1, − 0,3 − h0 = − 0,31 = 0, 24 ( m ) ldt = 2 Pñt = 121 (kN) ≤ Pcđt = 166 (kN) ) Vơii chieu Vớ chiều cao mong móng h = 0,35m 35m la đam đảm bao bảo đieu điều kiện chống đâm thủng b Mong b Móng bang băng chòu tai tải trọ ng lệch tâ tam m b Mong b Móng bang băng chòu tai tải trọ ng lệch tâ tam m Chiều cao mong Chieu móng thoa thỏa man mãn đieu điều kiện: Pdt Pđt ≤ Pcñt = α.Rk.ho N0 (p = + p odt ) max o × b dt × m Trong đó: M0 h h pomax b 1m m dài pomin = x 880 x 0,61 , x 0,31 , = 166 ((kN)) bñt p0dt = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × b dt = b − bc (b − b ) dt b − h0 α: hệ số phụ thuộc vào loại bê tông, α = với bê tông nặng; M0 Bước 8: Tính toan Bươc toán cot cốt thep thép mong móng N0 Tính toán độ bền chòu uốn móng → tính toán lượng cốt thé h ùp cầàn thiế hi át đặ đ t móùng → để đ å móùng chòu hò đượ đ c moment uốn phản lực đất gây h0 pomin * TRƯỜNG HP MÓNG ĐƠN Tính MI-I FaI Tính MII-II FaII pong Lưu ý: Fa(II) Cốt thép theo phương chòu lực bố trí phía Khoảng cách cốt thép (ký hiệu a) nên chọn chẵn đến 10cm ; số lượng thép (ký hiệu n) II (p = M I-I (I ) Fa max o + p ong ) M I-I = 0,9 × Ra × ho × tb M II-II = p × Fa( II ) = Trong đó: ng p = p lng = l − lc +(p max vaø −p ) b ng = (l − l ) × ng l b − bc potb II b Fa(I) l I Coát thép phương cạnh ngắn: b × l ng2 pomax bng lc bc Cách biểu diễn: 10∅16 ∅16a150… Cốt thép phương cạnh dài: I lng l × b ng2 M II-II 0,9 × Ra × ho * TRƯƠNG TRƯỜNG H HƠP P MONG MÓNG BANG BĂNG Cốt thép phương cạnh dài (thép dọc) đặt theo cấu tạo ∅10(12)a200 ò lưcï ((theo Cốt thép chòu phương cạnh ngắn): (p M= max o + p ong ) M Fa = × Ra × ho 0,9 Trong đo: đó: b ng = × m × b ng2 N0 M0 h pomin pomax b b − bt 1m dài pomax pong bng pomax BÀI TẬP AP BAI ÁP DỤ DUNG NG Ntt0 = 500kN hm = 1,0m Á sét dẻo cứng Nền đat Nen đất gom gồm hai lơp lớp co có cac tieu tiêu ly lý sau: Lớp trên: đất lấp dày 0.8m, trọng lượng riêng γ = 18 kN/m3 b = 1,,2m N0tt = 500 kN ; M0tt = 58 kNm Đất lấp γ = 18.0 18 kN/m3 0.3 35m Tổ hợp tải trọng tính toán mức mặt đất: 0.00 m h1 = 0.8m Xác đònh cốt thép móng đơn cột vuông tiết diện 30x30 (cm) Kích thước móng cho h.v: M0tt = 58kNm γ = 18.5 kN/m3 ϕ = 240 c = 22 kPa Lớ dươi: Lơp setùt deo d û cưng öù γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 240, löïc dích đơn vò c = 22 kN/m2 Bê tông mác 250# có Rk = 88 T/m2 Rn = 110 T/m2 l = 1,4m Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép abv = 4cm Thép AII có Ra = 2800 kG/cm2 Tính cốt thép theo phương cạnh dài: M0 Sơ đồ tính h.v (giải thiết conson ngàm mép cột) N0 h0= 0,31m 149.6 445 445.6 pong Fa(II) II Mô men mép cột: I lng potb = 297.6 bng = 0.45 lc II b bc Fa(I) l I 445.6 Trong đó: kN/m2 lng = l − lc = Fa( I ) = max o + p ong ) b × l ng2 × 2 445 + 329 329,3 3) 1, ( 445, × 0,55 55 M I-I = × 2 M I-I − 00,3 1, = 0,55 m p0ng = p 0min + ( p 0max − p 0min ) × 329 = 329,3 (p = ( kN m ) (l − l ) ng l = 149, + ( 445, − 149, ) × 55 ) (1,1 − 0,55 1, 70,32 , ×10 = ( cm ) 0,9 × 2800 × 31 Chọn 12∅10a100 có Fa = 9,4 cm2 Tính cốt thép theo phương cạnh ngắn: Sơ đồ tính h.v (giải thiết conson ngàm mép cột) M II-II = p × × 0, 1, 45 = 297, × = 42, ( kNm ) b ng = ( II ) = 12∅10 1, − 0,3 = 0, 45 m Chon Chọ n 7∅10a200 co có 42,22 ×10 42 = = 5, ( cm ) 0,9 × 2800 × 31 7∅10 lc=30cm 100 Áp lực nhỏ nhất, pmin < Các độ lệch tâm, eb ≥ b/6 el ≥ l/6 Lệch tâm p phương g theo cạnh ngắ g n b, cạnh dài l lệch tâm hai phương: N M 7∅10a200 12∅10a100 Pmin < pmax 100 1400 Lưu y: ý: Trương Trường hợ hơp p mong móng đơn chòu tai tải trọ ng đưng đứng lệch tam tâm lơn lớn Theo Meyerhof, móùng chòu tải lệch tâm lớn → đất có h m vùøng biế bi án d ng lớ l ùn → phả h ûn lự l c phân bố ÁÙp lực trung bình, ptb = N/LB* hm 350 100 Fa = 5,5 cm2 Lưu y: ý: Trương Trường hợ hơp p mong móng đơn chòu tai tải trọ ng đưng đứng lệch tam tâm lơn lớn 200 10 00 Fa b − bc 1000 Maët đất tự nhiên bc=30cm Trong đo: đó: -1.0 10m 500 100 M II-II 0.0 m 1200 Mô men mép cột: tb l × b ng2 4∅22 ≥ 30d B*: chiều rộng hữu hiệu, B* = B – 2e M N p pmax Pmin< e B* b L: chieu chiều dai dài mong móng e Phản lực tải lệch tâm lớn Sơ đồ xác đònh áp lực trung bình (theo Meyerhof) * Một số biện pháp làm giảm triệt tiêu biều đồ ứng suất âm đáy móng a.Tăng chieu a.Tang chiều sau sâu chon chôn mong móng va thay đoi đổi trọ ng tam tâm mong móng Tăng chiều sâu chôn móng, hm → tăng khả chòu tải khả nang kha chong chống lật cua mong móng CHƯƠNG 2: MÓ MONG NG NONG NÔNG 2.9 MÓNG BĂNG DƯỚI CỘT 2.9.1 Cấ C áu tạo Thay đổi trọng tâm móng để hướng lực tác dụng lên móng gần trọ gan ng tam tâm mong móng (dòch tam tâm cột ve phía σmin mơ mở rộng đáy móng phía σmax) b Th đổ b.Thay đ åi kích kí h thươc thướ hình hì h d ng mong ù Móng băng cột móng băng giao Cau 2.9.1 Cấu tạ tao o Lb N3 N2 N1 hm Cau 2.9.1 Cấu tạ tao o L1 L2 N5 N4 L3 L4 Lb Thaân mong Than móng bang băng co có the thể cau cấu tạ taoo co có khô khong ng co có sươn sườn dọ docc Chiều dài móng, L xác đònh dựa vào bước cột Trong điềàu kiện cho phép nên cấáu tạo hai đầàu thừa đểå giảm ứng suất tập trung cho tăng khả chống cắt cho thân móng Lb = (1/5 ÷1/3)*(L1 L4) L = ΣLi + 2Lb B L Tính toan 2.9.2 toán mong móng bang băng dươi cột Bước 4: Bươc Tính cố cott thep thép t ong mong móng Bước Kiem Bươc Kiểm tra ưng ứng suat suất Quy tất tải trọng trọng tâm đáy móng → tính toán chiều rộng mong chieu móng tính toan toán cho mong móng đơn (xem ưng ứng suấ suatt đáy móng phân bố tuyến tính) Lb ptctb ≤ Rtc ptcmax ≤ 1.2Rtc vaø ptcmin ≥ ptt N3 N2 N1 hm L2 L1 N1tt N2tt N5 N4 L3 N3tt L4 N4tt Vẽ bieu Ve biểu đo đồ momen mômen M, M lự lưcc cat cắt V V Tính cốt thép Cốt dọc tính theo M ; Cốt đai tính theo lực cắt V 2.10 MÓNG BÈ 2.10 MÓNG BÈ ((tiếp) p) 2.10.1 Các dạng móng bè 2.10.1 Các dạng móng bè Móng bè Mong be dang ng ban sườ sươn n Móng bè dạng N5tt Bước Kiểm tra biến dạng S ≤ Sgh Lb pttmax 2.10 MÓNG BÈ ((tiếp) p) 2.10 MÓNG BÈ ((tiếp) p) 2.10.1 Các dạng móng bè 2.10.2 Tính toán móng bè Bước Kiểm tra ứng suất Chon n kích thươc thước mong móng LxB dự dưaa vao vào mặt bang Chọ Quy tất trọng trọng tâm đáy móng → kiểm tra chiều rộng mong chieu móng tính toan toán cho mong móng đơn (xem ưng ứng suat suất đáy móng phân bố tuyến tính) Bước Bươc Kiem Kiểm tra bien biến dang ng cua nen S ≤ Sgh (độ lún trọng tâm đáy móng) Móng bè dạng hộp 2.10 MÓNG BÈ ((tiếp) p) 2.10 MÓNG BÈ ((tiếp) p) 2.10.2 Tính toán móng bè 2.10.2 Tính toán móng bè Bước Tính chiều dày móng Bước Tính chiều dày móng Xem phan phản lự lưcc nen tính toan toán đáy móng phân bố tuyến tính tính Dựa theo điều kiệän chống đâm thủng g: Pđt ≤ Pcđt y Chia bè thành nhiều dải theo phương x va phương y y Vẽ biểu đồ lực cắt môâmen cho h mỗãi dả d ûi (như ( h móng băng cột) x L Mặt móng bè B C ù Cac d ng thap th ù chọ h c thung th û taï t i chan h â cộät 10 Tính toan 2.10.2 toán mong móng be bè (tiep) (tiếp) 10 Tính toan 2.10.3 toán mong móng be bè tam tren nen đan đàn hoi hồi Bước Tính cốt thép g móng Đối với móng bè dạng phẳng sườn gia cường, tính toán nội lực móng, sử dụng phương pháp gần xem móng bè đàn hồi Từ biểu đồ moment, lực cắt, chọn gia cac giá trò cự cưcc trò cac dai dải đe để tính toán cốt thép Bo Bố trí cot cốt thep thép theo phương X, X Y Y Dải tính toán Nội dung tính toán bao gồm bước sau: y x Bươcc 1: Xac Bướ Xác đònh cac kích thươc thước ban cua mong móng va chieu chiều dày, h móng Bước 2: Xác đònh hệ sốá nềàn, k củûa nềàn đấát Bước 3: Giải toán PTHH, tìm mômen, lực cắt Chia dải cho móng bè 11 TÍNH TOAN 2.11 TOÁN MONG MÓNG MEM MỀM Khi tính toán móng cứng, không xét biến dạng móng xem ứng suất tiếp xúc (áp lực đáy móng) phân bố tuyến tính Vơi Với cac mong móng chòu uon, uốn, bien biến dang ng cua mong móng la đáng ke, kể, ưng ứng suất tiếp xúc phân phối lại, tính toán móng phải sử dung ï g sơ đồ để xét đến ứng xử đất móng g Theo Quy phạm 20.64, độ mảnh tương đối móng, t thoả mãn đieu man điều kiện: a Eo ≥ 10 t = E × h3 Bước 4: Tính toán lại chiều dày móng Bước 5: Tính cot Bươc cốt thep thép mong móng 11 TÍNH TOAN 2.11 TOÁN MONG MÓNG MEM MỀM (tiep) (tiếp) Khi t ≥ 10: mong móng mem mềm Khi 1≤ t < 10: móng có độ cứng hữu hạn Khi t < 1: mong móng cưng cứng Trong đó: E0: module biến dạng đất E: module đàn hồi vậät liệäu làm móng g a, h: chiều dài chiều dày móng Phân loại: Móng dạng dầm đơn tỷ số: l/b ≥ Móng dạng tỷ số l/b < 11 Tính toan 2.11.1 toán mong móng mềm mem Trong đó: q(x) O x ω(x) x ω Phương trình trụ trucc vong võng cua dam dầm d 4x b: bề rộng móng; ω: chuyen chuyển vò; S( x ) = f1 ( px ) P( x ) = f ( S x ) Mô hình dầàm nềàn đàn hồài EJ EJ: độä cứng móng; Với hai ẩn ωx px ta phương trình quan hệ độ lún áp lực đáy móng p(x) p lưc ực dươ đay đáy mó o ng d 4ω( x ) Phươ trình Phương t ì h độ ñ ä vong õ truï t c mong ù Quan hệ g ứng suất biến dạng Thể ứng xử đất người ta gọi MÔ HÌNH NỀN = q ( x ) − p ( x ) b a Mô M â hình hì h nềàn Winkler Wi kl (nề ( àn biế bi án d ng cục b ä, 1867) a Mo a Mô hình nen Winkler (nen (nền bien biến dang ng cụ cucc bộ, 1867) Mô hình cho g, độ lún xảy g phạm vi diện gia tải Hệ số p Nen Nề n đat đất đượ đươcc mo mô phong bang cac lò xo đàn hồi tuyến tính Hệä sốá đà H đ øn h hồài củûa lò l ø xo ks, đượ đươ c gọi hệ số phản lực (hay hệ ) số nen) Được xác đònh từ thí nghiệm bàn nen: ban nén: S ks ks = P/S ks = q/S = q/δ K K Terzaghi T hi (1955), (1955) cong â b bo hệ số với kích thước bàn nén 0.3m nen 3m x 0.3m 3m → k0.3 P q= Load δ ks Lò so đan Lo đàn hoi hồi P A ks Độ lún S dỡ tai dơ tải Mô hình Winker Sơ đồ xác đònh hệ số ks a Mo a Mô hình nen Winkler (nen (nền bien biến dang ng cụ cucc bộ, 1867) Loaii đat Loạ đất Cát khô hoặëc ẩm Cát bảo hoà Sét Set Trang Trạ ng thá thaii k0.3 (MN/m3) Rời Chặt vưa vừa Chặt Rời Rơi Chặt vừa Chặt Dẻo Dẻo cưng Deo cứng Cứng ÷ 25 25 ÷ 125 125 ÷ 375 10 ÷ 15 35 ÷ 40 130 ÷ 150 12 ÷ 25 25 ÷ 50 > 50 a Mo a Mô hình nen Winkler (nen (nền bien biến dang ng cụ cucc bộ, 1867) Hệ số chuyển đổi cho móng vuông b*b đặt k b *b Hệ số chuyể y n đổi cho móng chữ nhật a*b đặt loại đất: a 1 + b k = k b *b Công thức gần đúng: k = k b *b Theo J E Bowles, k = 40qu Es b −ν ( ) Es: module biến dạng đất nền; ν: hệ h ä sốá Poisson P i củûa đấ đ át; a Mo a Mô hình nen Winkler (nen (nền bien biến dang ng cụ cucc bộ, 1867) Scott (1981), đe đề nghò xac xác đònh k0.3 từ ket kết qua SPT cho đat đất rơi: rời: tư k0.3 = 1.8N (MN/m3) Theo Vesic (1961), hệ số cho dầm dài (móng dạng dầm): k = 0, 65 Hệ số chuyển đổi cho móng băng đặt loại đất: k = b + 0.3 = k 2b k b *b = k 0.3 b Nền đat Nen đất dính Hệ số Terzaghi (áp dụng cho bàn nén kích thước 0.3m*0.3m) a Mo a Mô hình nen Winkler (nen (nền bien biến dang ng cụ cucc bộ, 1867) Nền đất rời Trong ño:: Es Es b 12 × Ef I f b (1 −ν ) Es: module biến dạng đất móng b: chiều rộng móng odu e đa đàn hồo i vàa hệệ so số Poisson o sso cua vậật liệệu móo ng g Ef , ν: module If: moment quán tính tiết diện móng b Một so b số mo mô hình nen khac khác b1 Mô hình đàn hồi tuyế y n tính ((Linear Elastic)) Mô hình tuân theo đònh luật Hook đàn hồi tuyến tính đ úng hướng đẳ Mô hình sử dụng hạn chế việc mô ứng xử đất Mô hình mô khối kết cấu cứng đất b2 Mô hình Mohr – Coulomb (mô hình đàn dẻo) Dùng để tính toán gần ứng xử giai đoạn đầu đất b3 Mô hình Hardening Soil (mô hình tái bền đất) p = 100kN/m2 Đây mô hình đàn dẻûo tuân theo quy luật hyperbol b4 Mo Mô hình Soft Soil (Cam Clay) Mô hình dùng để mô ứng xử đất yếu b5 Mô hình Soft Soil Creep Mô hình dùng để mô ứng xử đất yếu theo thời gian có xét đến tính nhớt đất (lý thuyết từ biến) Xét đến trình lún thứ cấp đất τ MAX = 1.00 τf CHƯƠNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 3.1 KHÁI NIỆM VỀÀ NỀÀN ĐẤÁT YẾÁU & XỬ LÝ NỀÀN ĐẤÁT YẾÁU 1 Khai 3.1.1 Khái niệm ve nen đat đất yế yeu u Khái niệm đất yếu mang tính chất “tương đối” phụ thuộc vào yếu tố như: Trạïng thái vậät lýy đất; Tương quan khả chòu tải đất với tải trọng công trình; cong Các loại đất yếu thường gặp: Các loạ Cac loaii đấ đatt yế yeu u thương thường gặp: Bùn loại (đất dính trạng thái chảy B>1) có tiêu ϕ ≈ 0°; c < 10 kPa; kP qc < 500 kPa, kP N ≤ ÷ 2; Than bùn; Đất cát nhỏ, cát bụi trạng thái rời (xốp) hệ số rỗng lớn, bão hòa nước; 3.1.2 Xử lý đất yếu Xử ly l ù nềàn đấ đ át yếáu hỉ ap ù dụ d ng cho h mong ù nôâng (co ( ù hoặ h ëc khô kh âng kết hợp với xử lý kết cấu bên trên): Xử lý kết cấu bên trên; Xử lý móng; Xử lý (phụ thuộc vào đòa chất) 3 Cac 3.1.3 Các biện phap pháp xử xư ly lý nen lam làm tă tang ng cương cường độ Cac 3.1.4 Các biện phap pháp xử xư ly lý nen lam làm giả giam m độ lun lún Thay đất: Đất yếu bên có chiều dày không lớn → bóc bỏ thay toàn đất tốt; Lún chủ yếu giảm thể tích lỗ rỗng chòu tải trọ ng cong công trình → đe để giam giảm độ lun lún người ta tìm cach cách giam giảm e0 trước xây dựng; Lớp đất thay thông thường lớp cát hạt trung trở lên, đầm đến chặt vừa Đệm cat: cát: Đat Đất yeu yếu ben bên tren tương đoi đối day: dày: thay phan phần đat đất yếu đất tốt; Bệ phan phản ap: áp: tang tăng hm bang cach cách đap đắp them thêm ben bên mong móng toan toàn phạm vi lăng thể trượt xảy → tạo áp lực phủ nhân tạ nhan taoo → tang tăng cương cường độ cua đat đất Đưa vào đất chất kết dính vô như: vôi, ximăng… → tang tăng lự lưcc dính đơn vò chung cua đat; đất; Các biện phap Cac pháp xư xử ly lý nen giam giảm độ lun: lún: Đầm nén Nen Né n chặt đat đất theo phương ngang: cọ cocc BTCT, BTCT cọ cocc cat, cát cọ cocc go, gỗ cọc cừ… Gia tai tải trươc trước Các biện pháp xử lý tăng tốc độ lún: Rút ngắn chiều dài đường thoát nước theo phương đứng Rutt ngan Rú ngắn chieu chiều dai dài đương đường thoat thoát nươc nước theo phương ngang: sư sử dụng vật thoát nước thẳng đứng… CHƯƠNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 3.2 ĐỆM CÁT Phạ 3.2.1 Pham m vi ap áÙp dụ dung ng Sử dụïng có hiệäu q lớp đất yyếu trạïng thái bảo hòa nước có chiều dày nhỏ 3m Đệm cat cát thương thường lam làm bang cat cát hạ hatt to, to cat cát hạ hatt trung pha hai loại với Việc thay the lơp lớp đat đất yeu yếu bang đệm cat cát co có tac tác dụ dung ng chủ yếu sau đây: Phạ 3.2.1 Ph m Vi Ap Á Dụ D ng -tiế ti ápĐong Đó ng vai tro trò lơp lớp chòu lự lưcc, co có kha khả nang tiep tiếp thu đượ đươcc tải trọng công trình truyền tải trọng xuống lớp đất thiên nhien thien nhiên ben bên dươi Giảm bớt độ lún toàn độ lún không công trình, đong đồ ng thơi thời lam làm tang tăng nhanh qua trình co cố ket kết cua đat đất Làm tăng khả ổn đònh công trình kể có tải trọng ngang táùc dụng (vìì cáùt lớùp đệm sau đầàm chặt có lực ma sát lớn có khả chống trượt) Kích thước móng chiều sâu chôn móng giảm bớt, áp lực tính toán đất tăng lên 2 Vật liệu thay the 3.2.2 3 Cau 3.2.3 Cấu tạ tao o đệm cat cát Ntc Mtc Vật liệu: Cát hạt trung g trở lên đầm đến chặt vừa trở lên Nếu dùng cát hạt trung làm vật liệu thay đầm đến độ cchặặt tương ươ g đo đối D ≥ 0,65 thiếe t co có thểe cchon ọ sơ cac đặc trưng lý sau: γđ = 18 ÷ 20 hm m ϕ = 35° ÷ 38°; Eo = 35 000 ÷ 40 000 (kPa); μo = 0,28 ÷ 0,3; Mặt đất tự nhiên b (kN/m3) β hđ α Các giá trò cần phải thí nghiệm lại sau thi công đe cong để đieu điều chỉnh thiet thiết ke kế cho phu phù hợ hơp p Bđ hm: độ sâu đặt móng, không nên chọn hm sâu Thông thường ta chọ thương chon: n: hm ≤ (1 ÷ 1,5)m 5)m 3 Cau 3.2.3 Cấu tạ tao o đệm cat cát -tieptiếp 3 Cau 3.2.3 Cấu tạ tao o đệm cat cát -tieptiếp Kích thước đệm cát: Chiều dày đệm cát, hđ: khoảng cách từ đáy hố đào đến đáy mong đay móng Tính toan toán hđ thoa thỏa man mãn cac TTGH (ve (về cương cường độ va biến dạng) Kích thươc thước đay đá đệm: Móng ñôn: Lñ = l + hñ tgα Bñ = b + hđ tgα Trong l b: chieu l, chiều dai dài va chieu chiều rộng mong móng đơn b: bề rộng móng băng Móng băng g: Bđ = b + hđ tgα Góc truyen Goc truyền tai tải đat, đất α co có gia giá trò bang 30 ÷ ϕđc (với đ (vơi ϕđc góc ma sát đệm cát ϕđc = 300 ÷ 350 cáùt, ϕđc = 400 ÷ 420 đố đ vớ ới sỏûi) Thông thường lấy α = 30° Taluy (độ dốc) hố đào, m: xác đònh dựa vào phân tích ổn đònh ò mái dốc lớp đất yyếu ((đảm bảo cho thành hố đào không bò sạt lở) Sơ chọn m = ÷ 1,5 Xac 3.2.4 X ù đònh đò h kích kí h thươc thướ lơp lớ Đệ Đ äm Cat C ùt Đệm cát thay thếá phầàn Đệm cát thay toàn Ntc Mtc (dựa vào khả chòu tải đất yếu hay dựa vào biểu đ phâ đồ h ân bố b ứùng suấát dướ d ùi nềàn đấ đ át) Ntc Mtc hm hm h1 hđ hđ Vì vậy, với mức độ thực tế cho phép, xem lớp đệm cát phận cua đat đất nen, nền, tưc tức la đong đồng nhat va bien biến dang ng tuyến tính Đe Để đam đảm bao bảo cho lơp lớp đệm cat cát on ổn đònh va bien biến dang ng giơi giới hạn cho phép, phải đảm bảo điều kiện: Đất tot Đat tốt Đất tốt Việệc xáacc đò đònh kích c thướ ươcc lớơp p đệm cá ca t mộột cac cách cchính xáacc làa toán phức tạp đệm cát lớp đất yếu có tính chất hoàn toàn khác σbt + σz ≤ Rđytct Trong đo:: Xac 3.2.4 Xác đònh kích thươc thước lơp lớp Đệm Cat Cát -tiế tiep pNtc Mtc Mặt đat đất tự tư nhien nhiên hm hđ α σbt: ứng suất thẳng đứng trọng lượng thân đất đay tren đáy mong móng va cua đệm cat cát tac tác dụ dung ng tren mặt lơp lớp đấ đatt yeu, yếu x σbt = γ x hm + γđ x hđ γ γđ: dung d t ng cuả đat trọ đ át cuả lơp lớ đệ đ äm cat ùt hm hđ: chiều sâu đặt móng chiều dày lớp đệm cát σz: ứng suất công trình gây nên, truyền mặt lớp đất yếu, đáy đệm cát σz = Ko x σgltc K0 tra baûng II.4A: z Sơ đồ tính toán đệm cát Kz tra bảng II.4C: l z h k0 = f , = đ b b b x z h kZ = f = , = đ b b b b cho móng chữ nhật cho móng băng Xac 3.2.4 Xác đònh kích thươc thước lơp lớp Đệm Cat Cát -tiế tiep p- Móng băng: Rđy: sức chòu tải cho phép lớp đất yếu đáy lớp đệm cáùt đượ đ c xáùc đònh đò h theo th côâng thứ th ùc Terzaghi: T hi Rdy = p gh FS = 0.5 × n γ × Nγ × B d × γ + n q × q × N q + n c × c × N c FS pgh: sức chòu tải giới hạn lớp đất yếu đáy lớp đệm cát Fs : hệ so số an toan; toàn; q : phụ tải q = γ1.hm + γñ.hđ Nc , Nq , Nγ : hệ h ä sốá sứùc chòu hò tả t ûi củûa lớ l ùp đấ đ át yếáu ϕ , c : góc ma sát lực dính lớp đất yếu; γđ : dung trọng tự nhiên lớp đệm cát; nγ = 1,0 10 Móng chư Mong chữ nhật: n γ = − nq = 1,0 10 0, × bqu lqu nq = nc = 1,0 10 nc = + 0, × bqqu lqu Bđ: cchiềeuu rộộng móo ng đệm ca cát, đượ đươcc xáacc đò đònh nhưư sau sau: Bñ = b + x hñ x tgα Lñ = l + x hñ x tgα Theo kinh Th ki h nghiệ hi äm thiế thi át kế k á, để đ å đả đ ûm bả b ûo đượ đươ c yêâu cầàu vềà ổån đònh, góc truyền lực, α thường lấy góc ma sát cát (α = ϕđ) co cat có the thể lay lấ t ong giơi giới hạ han n, α = 300 ÷ 450 Xac 3.2.4 Xác đònh kích thươc thước lơp lớp Đệm Cat Cát -tiế tiep p- Xac 3.2.4 Xác đònh kích thươc thước lơp lớp Đệm Cat Cát -tiế tiep p- (dựa vào điều kiện biến dang) dạ Đnäg) Độ l ù S dươi lun, mong ù cong â trình t ì h đượ đươ c xacù đònh đò h theo th cong â thưc: thứ (dựa vào vùng biến dạng dẻo) deo) S = Sđ + Sn ≤ Sgh Trong đó: Sđ: độ lún lớp đệm cát Sn: độ lún lớp đất nằm lớp đệm cát Sgh: độ lún giới hạn Sơ đồ tính toán đệm cát dựa vào vùng biến dạng dẻo ... 17.7 74 7.4 50 5.0 25 25 .1 12. 7 9.7 30 37 .2 22. 5 19.7 34 52. 6 36.5 36.0 35 57.8 41.4 42. 4 40 95.7 81.3 100.4 45 1 72. 3 173.3 29 7.5 48 25 8.3 28 7.9 780.1 50 347.5 415.1 1153 .2 Nγ Xác đònh sơ kích... 18 kN/m2; Với ϕ = 24 0 tra bảng (nội suy): Nγ = 8,76 76 ; Nq = 11,64 11 64 ; Nc = 23 , 62 23 62 Thayy soá: ( Rd = [ p ] = pghh Fs = ( 898 = 359 ,2 kN m 2, 5 ) So saùnh: ptb = 27 1,6 27 1 (kN/m2) ≤ Rñ... dưới: sét dẻûo cứng γw = 18.5 kN/m3 ; ϕ = 24 0, lực dích đơn vò c = 22 kN/m2 γ = 18.5 kN/m3 ϕ = 24 0 c = 22 kPa Bê tông mác 25 0# có Rk = 88 T/m2 vaø Rn = 110 T/m2 l = 1,4m Chiều day Chieu dày lơp lớp