1

FOUNDATIONFOUNDATION -- Dr.Dr. NguyNguyễễnn SSĩĩ HHùùng ng Faculty of Civil Engineering and Applied MechanicsFaculty of Civil Engineering and Applied Mechanics ––

University of Technical Education Ho Chi Minh CityUniversity of Technical Education Ho Chi Minh Citysihung.nguyen@hcmute.edu.vn

2

Sustainable Buildings must have a good foundation - To design foundation, one must understand the soil-foundation interaction

3

ContentsI. Overview of FoundationII. Shallow FondationIII. Pile FoundationIV. Soil Improvment

Mục tiêu THIẾT KẾ ĐƯỢC CÁC LOẠI NỀN MÓNG NÀY

4

Target1. Hiểu bản chất2. Biết phân tích lựa chọn phương án3. Biết phương pháp tính toán thiết kếvà các tiêu chuẩn liên quan4. Thực hành tính toán tốt5. Biết phần mềm chuyên tính nền móng

5

Phần 1: TỔNG QUAN vềNỀN MÓNG

PhPhầầnn 1: T1: TỔỔNG QUAN NG QUAN vvềềNNỀỀN MN MÓÓNGNG

Các loại Móng & NềnPhương pháp tính toán

Các dữ liệu cần thiết

6

I.1. KHÁI NIỆM NỀN MÓNGI.1. KHI.1. KHÁÁI NII NIỆỆM NM NỀỀN MN MÓÓNGNGMÓNG

Là kết cấu dưới cùng của công trình, truyền tảitrọng của công trình xuống đất nền;

Móng còn có các vai trò sau:- Chống lún;- Chống ảnh hưởng co ngót và trương nở của đất(do thời tiết);- Chống lật do tải gió và các tải ngang tác động;- Chống lại sự trượt đất;- …vv

Móng còn có các vai trò sau với công trình:

7

8

PHÂN LOẠI MÓNG- Theo độ sâu : Móng nông, móng sâu- Theo hình dáng : Móng đơn, móng băng, móng bè- Theo vật liệu : bê tông, gạch, đá- Theo độ cứng : móng cứng, móng mềm

Móng nông – Móng sâucó thể được phân theo độ sâu

9

10

Móng nông – Móng sâucòn được phân theo bản chất chịu lực

11

Móng nông áp dụng khi

- Công trình thấp tầng, tải trọng tương đối bé- Lớp đất tốt có chiều dày tương đối lớn và nằm sátmặt đất- Móng nông có thể là : móng đơn, móng băng, móngbè. Lưu ý : ít khi sử dụng hai loại móng trở lên (đơn, băng, bè) trong cùng một công trình;

MÓNG NÔNG- Truyền lực chủ yếu xuống nền qua diện tiếp xúc vớiđáy móng, ma sát hông được bỏ qua- Một cách tương đối móng gọi là nông khi hm < 3m, hoặc hm/b < 1 – 1,5

12

Các loại móng nông : đơn, băng, bè

13

- Móng bè thường sử dụng khi nền đất yếu, mật độcột và tường dày, tải trọng lệch tâm lớn

14

Thép cột

Bê tônglótThép đế

móng

Móng đơn : có thể làm bằnggạch hay bê tông

15

16

17

18

Dầm móng liên kết các móng đơn tạo thành hệmóng chịu lực đồng thời, hạn chế lún lệch

19

Dầm móng còn có tác dụng đỡ tường tầng trệt

20

Móng băng có thể chạy theo một phương hoặchai phương (giao thoa)

21

22

Móng bè

23

24

Móng sâu áp dụng khi

- Tải trọng lớn, các lớp đất phía trên yếu- Móng sâu có thể là : Móng đơn, móng băng, móng bè

MÓNG SÂU

-Móng sâu truyền lực qua diện tiếp xúc vớiđáy móng + ma sát hông

25

Móng cọc (là một loại móng sâu)Sử dụng cọc để truyền tải trọng công trình xuống cáclớp đất tốt ở dưới sâu

26

Móng cọc Đài thấp và Đài cao, khác nhau về điều kiện sử dụng và sự làm việc (truyền Q, M)

Q Q

27

Móng cọc đơn

28

Móng bè cọc

29

NỀN- Là phần đất trực tiếp nhận tải trọng của côngtrình truyền xuống thông qua móng;Các loại nền đất:

- Nền đất tự nhiên;- Nền đất nhân tạo(nền được xử lý, gia cố)

30

31

-Phải khảo sát đất trong vùng ảnh hưởng của côngtrình lên đất nền về cả diện và độ sâu;

Phải chọn đất tốt làm nền cho công trình

đất tốt

32

Mở rộng các khái niệmNỀN MÓNG – HỆ ĐKT CÔNG TRÌNH – HỆ ĐKT

33

CÁC YẾU TỐ CẤU THÀNH VÀ TÁC ĐỘNG LÊN HỆ ĐKT

HỆ ĐỊA KỸ THUẬT

CÔNG TRÌNH XDMÔI TRƯỜNG

ĐỊA CHẤT

HOẠT ĐỘNG XD

KHAI THÁC ĐẤT, NƯỚC

KIẾN TẠO ĐỊA CHẤT

34

KHÔNG KHỐNG CHẾ ĐƯỢC SỰ THAY ĐỔI HỆ ĐỊA KỸ THUẬT SẼ SINH RA CÁC SỰ CỐ NỀN MÓNG

Cầu Cần Thơ :54 người chết,

80 người bị thương

35

Thi công tầng hầm tòa nhà Pacific gây sập Viện khoa học xã hội

36

Quảng Ninh, 11/2009

PHÂN TÍCH TRẠNG THÁI CÂN BẰNG 1 VÀ 2

37

LÚN NHÀ, NGHIÊNG NHÀ KHI XÂY TRÊN ĐẤT YẾU

Lún đến mức tầng 2 sắp thành tầng trệt, tầng trệt biếnthành tầng hầm... mà mãi vẫn chưa thể cải tạo! (Chụpkhu C1 Thành Công - Ảnh: T.A.N).

38

NGHIÊNG TRƯỢT ĐẤT KHI CÓ CHÊNH CAO ĐỊA HÌNH

Hòa Bình, 9/2004, xử lý bằng cọc nhồi

Ảnh : Đỗ Quốc Khánh, Cty XD Tân Mai

39

HIỆN TƯỢNG XÓI MÒN, TRƯỢT

40

CÁC HIỆN TƯỢNG KIẾN TẠO ĐỊA CHẤT

41

42

43

I.2. THIẾT KẾ NỀN MÓNGTCVN 9362:2012

I.2. THII.2. THIẾẾT KT KẾẾ NNỀỀN MN MÓÓNGNGTCVN TCVN 9362:20129362:2012

Các yêu cầu khi thiết kế nền móng

1. Phương án phải khả thi2. Công trình vững chắc, ổn định;3. Không ảnh hưởng xấu các công trình lân cận;4. Thi công nhanh, dễ dàng, giá thành hợp lý

Giá thành xây dựng phần nền móng thường chiếm từ20 đến 30% chi phí xây dựng công trình

44

TRÌNH TỰ XEM XÉT CÁC PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG

1.Móng đơn

2.Móng băngmột phương

3.Móng bănggiao thoa

5.Móng trên nềngia cố

6.Móng sâu

4.Móng bè

45

4.1.1 (TCVN9362:2012). Khi thiết kế nền nhà vàcông trình cần tính toán sao cho :

1. Biến dạng của nền không được vượt quá trị sốgiới hạn cho phép để sử dụng công trình bìnhthường (Trạng thái giới hạn II);

2. Sức chịu tải cần phải đủ để không xảy ra mấtổn định hoặc phá hoại nền (Trạng thái giới hạn I).

SS

sFN

46

Thiết kế nền, móng phải thỏa mãn hai trạng tháigiới hạn:

Trạng thái giới hạn I:

- Trạng thái 1 : Về cường độ và ổn định;- Trạng thái 2 : Về khai thác, sử dụng bình thường

sFN

- N : Tải trọng tác động của công trình lên đất (xétcác tổ hợp bất lợi nhất), với móng nông N = ptx, vớimóng cọc N = tải làm việc của cọc;- : Sức chịu tải tính toán của đất nền- Fs : Hệ số an toàn ≥ 1.2, (TCVN 9362:2012)- max : Ứng suất lớn nhất trong móng;- R : cường độ cho phép của vật liệu móng.

Rmax(Trạng thái giới hạn cường độ)

47

4.1.4 (TCVN 9362:2012) Tính toán nền theo sức chịutải (TTGH1) phải tiến hành trong những trường hợp:a) Tải trọng ngang đáng kể truyền Iên nền(tường chắn móng của những công trình chịu Iực đẩy...) kể cả trường hợp động đất;b) Móng hoặc công trình nằm ở mép mái dốchoặc gần các Iớp đất có độ nghiêng Iớn;c) Nền Ià đá cứng; d) Nền gồm đất sét no nước và đất than bùn-Với đất thường, công trình sẽ không sử dụng được bìnhthường hay hư hại chủ yếu do lún hay lún lệch quá mức, lúcđó tính toán thiết kế móng theo trạng thái giới hạn thứ hai- Với đất đá cứng, công trình chịu tải trọng ngang lớn, sự trượtngang hay phá vỡ kết cấu nền sẽ gây hư hại kết cấu, độ lúnkhông giữ vai trò quyết định, lúc đó chủ yếu tính toán thiết kếmóng theo trạng thái giới hạn thứ nhất.

48

Trạng thái giới hạn II: SS

- S và [S] : Độ lún công trình và độ lún cho phép;- S và [S] : Độ lún lệch công trình và độ lún lệchcho phép- U và [U] : Độ dịch chuyển ngang công trình và độchuyển dịch ngang cho phép;

(Trạng thái giới hạn độ lún) SS

UU

49

Độ lún giới hạn quy định theo đặc điểm kết cấucông trình (TCVN 9362:2012)

50

4.6.8 (TCVN9362:2012) Tính toán biến dạng của nềnthường phải dùng sơ đồ tính toán của nền ở dạng:

a) Bán không gian biến dạng tuyến tính có hạn chếquy ước chiều dày của Iớp nền chịu nén xuất phát từquan hệ:

- Trị áp Iực thêm oz của móng (theo trục đứng qua tâm móng)

- Trị áp Iực tự nhiên cùng ở chiều sâu 0dz.

51

4.6.9 (TCVN 9362:2012) Khi tính toán biến dạng của nềnmà dùng các sơ đồ tính toán nêu ở 4.6.8, thì :Áp lực trung bình tác dụng lên nền ở dưới đáy móng do các tải trọng nêu ở 4.2.2 gây ra, không được vượt quááp lực tính toán R (kPa) tác dụng lên nền tính theo côngthức:

).'.....(.0

'21 hcDhBbAkmmR IIIIIIIItc

Rptctb

Áp lực tính toán R (kPa)

Áp lực trung bình ptb (kPa)

52

TÀI LIỆU CẦN THIẾT KHI THIẾT KẾ MÓNG

1. Tài liệu về công trình- Thiết kế kiến trúc;- Bản đồ địa hình;2. Địa chất công trình- Mặt bằng điểm khoan khảo sát;- Các mặt cắt địa chất, bảng các chỉ tiêu cơ lý;- Các khuyến nghị3. Địa chất thủy văn- Nước ngầm, nước mặt, sự biến đổi môi trườngtự nhiên4. Công trình lân cận- Quy mô, hiện trạng, dạng kết cấu

53

TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

Các loại tải trọng (TCVN 2737:1995)

- A : Tải trọng thường xuyên (trọng lượng các bộphận nhà và công trình);- B1 : Hoạt tải dài hạn (trọng lượng vách ngăn, thiếtbị, vật liệu, …cố định phục vụ chức năng khai tháccông trình vv;- B2 : Hoạt tải ngắn hạn (trọng lượng người, thiết bị, vật liệu sửa chữa công trình, gió …vv);- D : Tải trọng đặc biệt (động đất, cháy nổ…vv)

54

Các loại giá trị tải trọng:

- Ntc : Giá trị tiêu chuẩn (tính toán theo các thông sốthiết kế chưa tính đến sai khác do thi công);- Ntt : Giá trị tính toán (là giá trị thực đã tính đến sựsai khác);- n : Hệ số vượt tải (với nền móng n = 1,1÷1,2)

nNN tctt

55

Tổ hợp tải trọng

- A : Tải trọng thường xuyên;- B1 : Hoạt tải dài hạn;- B2 : Hoạt tải ngắn hạn;- D : Tải trọng đặc biệt (động đất, cháy nổ…vv)

A + B (nếu chỉ có 1 B);A + B x 0.9A + 1B + 1B x 0.8 + Bkhác x 0.6

Các tổ hợp cơ bản:

A + 0.95B1 + 1DA + B1 x 0.95 + B2 x 0.8 + 1D

Các tổ hợp đặc biệt:

56

Giá trị tính toán của các Tổ hợp cơ bản và Tổhợp đặc biệtGiGiáá trtrịị ttíínhnh totoáánn ccủủaa ccáácc TTổổ hhợợpp cơcơ bbảảnn vvàà TTổổhhợợpp đđặặcc bibiệệtt

Tải trọng thiết kế

Tính toán theo trạng thái giới hạn 1:

Giá trị tiêu chuẩn của các Tổ hợp cơ bảnGiGiáá trtrịị tiêutiêu chuchuẩẩnn ccủủaa ccáácc TTổổ hhợợpp cơcơ bbảảnn

Tính toán theo trạng thái giới hạn 2:

-Như vậy với nền móng khi thiết kế và kiểm tra cần sử dụngtải trọng từ các tổ hợp khác nhau chứ không chỉ từ một tổ hợpduy nhất

57

Thuật ngữ tải trọng tiếng Anh

- Dead load (D): Tải trọng thường xuyên- Live (L): Hoạt tải- Earth quake (E): Tải động đất- Wind (W): Tải gió- Fluid and pressure (F): Áp lực chất lỏng- Snow (S): Tải tuyết- Rain (R): Tải mưa- Wind (W): Tải gió- Roof live (Lr): Tải trọng công năng mái

58

-Xu hướngchính là táchcông trình vàmóng tínhriêng rẽ!

59

60

-Thậm chí cùng một kết cấu móng nhưng có thểtính lún và tính nội lực bằng hai mô hình khác nhau, ví dụ móng băng dưới cột!

y

x

MyMx

Mx My

-Tính lún với giả thiếtmóng tuyệt đối cứng

-Tính nội lực kc móngvới mô hình móng mềm

61

KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT

Các tiêu chuẩn khảo sát:

- TCXD 4419:1987 Khảo sát cho xây dựng-Nguyên tắc cơbản.- TCVN 9363:2012 Nhà cao tầng-Công tác khảo sát địa kỹthuật.

62

?

?

?

?

?

??

?? ?

?

Ground Conditions?

SHIFT

Limestone

63

- Khoảng cách các hố khoan < = 30m- Hố khoan thăm dò : không lấy mẫu nguyên dạng, dùng đểxác định địa tầng- Hố khoan kỹ thuật : dùng để lấy mẫu nguyên dạng;- Hố xuyên : Dùng để thí nghiệm SPT hoặc CPT

BBốố trtríí điđiểểmm khkhảảoo ssáátt

64

65

66

ĐĐộộ sâusâu khkhảảoo ssááttvvớớii mmóóngng nôngnông

mHhhh aMxk 2

BmHa 15,09

BmHa 15,07

-Nếu dưới đáy móng là đất sét:

-Nếu dưới đáy móng là đất cát:

H

hH

2m

h ,

h

bt z

Ma

kx

a

B

67

h , h

h

zbt H H2 m

h

tb

4

a ac

®

kx

ĐĐộộ sâusâu khkhảảoo ssááttvvớớii mmóóngng ccọọcc

mHhhhh adcxk 2

68

Khi tải trọng đạt cựchạn, đất ở mũi cọc bị

phá hoại theo mặttrượt sâu. Do vậy độ

sâu khảo sát phải sâuhơn mũi cọc 2-3.5B

KhiKhi ttảảii trtrọọngng đđạạtt ccựựcchhạạnn, , đđấấtt ởở mmũũii ccọọcc bbịị

phpháá hohoạạii theotheo mmặặtttrưtrượợtt sâusâu. Do . Do vvậậyy đđộộ

sâusâu khkhảảoo ssáátt phphảảii sâusâuhơnhơn mmũũii ccọọcc 22--3.5B3.5B

2÷3.5B

2÷8B

B

2÷3.5B

2÷8B

B

69

TCXD 205:1998 TCXD 205:1998 QuyQuy đđịịnhnh vvềề chichiềềuu sâusâukhkhảảoo ssáátt đđốốii vvớớii mmóóngng ccọọcc

mhmhh NNk 5,75,1.5 5050 -Nhà 10 đến 25 tầng:

mhmhh NNk 5,75,1.5 100100 -Nhà trên 25 tầng:

70

Ví dụ trụ cắt địa chất

71

Ví dụ mặt cắt địa chất

-Các lớp đất nằm dưới mực nước ngầm, khi tính Cường độtính toán R hay xác định trạng thái ứng suất và tính lún cần sửdụng dn trừ trường hợp đất sét cứng, nửa cứng

72

Lấy mẫu thí nghiệmtrong phòng

73

Các kết quả thí nghiệm trong phòng:

- Công tác thí nghiệm Xác định các chỉ tiêu cơ lý.

* Các tiêu chuẩn thí nghiệm :

- Thành phần hạt ( p.p rây ướt + p.p tỷ trọng kế TCVN 4198-1995).

- Khối lượng riêng () ( p.p bình tỷ trọng TCVN 4195-1995).

- Dung trọng tự nhiên (p.p dao vòng TCVN 4202-1995).

- Độ ẩm W ( TCVN 4196 -1995).

- Giới hạn dẻo Wd ( p.p lăn), giới hạn chảy Wch ( p.p Valixiep

TCVN 4197-1995).

- Tính nén lún a ( p.p nén nhanh TCVN 4200-1995).

- Sức chống cắt (c, ) ( p.p cắt nhanh không cố kết trên máy cắt

phẳng - máy cắt ứng biến TCVN 4199-1995).

74

Phân tích hạt, Wnh, Wd, B (hay IL), e để xác định tênđất và đánh giá trạng thái của đất.

để tính toán trạng thái ứng suất trong đất…

75

Thí nghiệm cắt xác định và c : tính Cường độ tínhtoán đất nền R

Thí nghiệm nén lún (e-p) : tính lún cho công trình s

76

THÍ NGHIỆM CTP :

(%)100c

sR q

ff

- qc : Sức kháng xuyên;- fs : ma sát bên đơn vị- fR : Tỷ số kháng xuyên- E0 : Mô đun biến dạng;- : Hệ số phụ thuộc loại đất;

cqE 0

77

Thí nghiệm CPT:1.Đánh giá nhanhphẩm chất đấtnền2.Xác định , c, E 3.Phân tích cọcrất tin cậy

78

THÍ NGHIỆM SPT (TCVN9351:2012)

NCCN NE ..60

- N : Số nhát búa rơi để xuyên qua 30cm;- : N tương ứng với 60% năng lượng búa rơi- k : Hệ số phụ thuộc loại đất- E0 : Mô đun biến dạng CE = 0,5 – 0,9: Hiệu chỉnhnăng lượng hữu ích (máy càng cũ, năng lượng mấtmát càng nhiều thì CE càng bé;- CN : Hiệu chỉnh độ sâu thí nghiệm;- v : ứng suất hữu hiệu tại độ sâu thí nghiệm

'

76.95

vNC

600 kNE

79

10/)/( 2 NmkNcu (sét dẻo cao)

15/)/( 2 NmkNcu

20/)/( 2 NmkNcu

(sét dẻo vừa)

(sét dẻo ít)

80

Cũng như CPT, Thí nghiệm SPT cho phép đánh giá nhanhphẩm chất của đất nền, xác định được các đặc trưng quantrọng như , c, E và hay được dùng để thiết kế móng cọc

81

ĐĐáánhnh gigiáá ttíínhnh xâyxây ddựựngng ccủủaa đđấấtt qua qua ccáácc ssốố liliệệuu đđịịaa chchấấtt

1. Cấp phối : phân loại đất rời

2. Hệ số rỗng e : Trạng thái chặt đất rời

- Cát to, chứa hạt lớn hơn 0,50mm trên 50% trọng lượng- Cát trung, chứa hạt lớn hơn 0,25mm trên 50% trọng lượng- Cát nhỏ, chứa hạt lớn hơn 0,10mm trên 75% trọng lượng- Cát bụi, chứa hạt lớn hơn 0,10mm trên 75% trọng lượng.

82

4. Độ sệt B (IL) : Trạng thái đất dính

3. Chỉ số dẻo A : Phân loại đất dính

Đấtyếu

83

6. Mô đun tổng biến dạng E0 : Tính biến dạng

5. Hệ số nén lún a : Đánh giá tính biến dạng

- Khi có a < 0,001 cm2/KG thì đất cứng, rất tốt.- Khi có 0,001 < a < 0,01 cm2/KG thì đất dẻo cứng, tốt.- Khi có 0,01 < a < 0,05 cm2/KG thì có tính nén trung bình.- Khi có a > 0,05 cm2/KG thì đất có tính nén lún mạnh, đấtyếu.

- Khi đất có E0 < 50KG/cm2 (hoặc E0 < 5000 KPa) là đấtyếu.- Khi đất có 50 < E0 < 100KG/cm2 (hoặc 5000 < E0 < 10.000 KPa) là đất trung bình.- Khi đất có E0 > 100 KG/cm2 (hoặc E0 > 10.000KPa) là đấttốt.- Khi đất có E0 > 300KG/cm2 (hoặc E0 > 30.000KPa) là đất rấttốt.

84

8. Đánh giá đất qua chỉ số SPT (N)

7. Góc ma sát trong Khả năng chịu tải- Đất rất yếu < 50

- Đất yếu 50 < < 100

- Đất trung bình 100 < < 200

- Đất tốt 200 < < 300

- Đất rất tốt > 300

85

8. Đánh giá đất qua chỉ số CPT (qc)

86

n : Số lần thí nghiệm

Ip : Chỉ số dẻo

WL: Giới hạn chảy

Wp: Giới hạn dẻo

W : Độ ẩm tự nhiên đất

e : Hệ số rỗng đất

Is : Chỉ số sệt

Atc: Trị tiêu chuẩn đặc trưng A

kd : Hệ số an toàn đất

: xác suất tin cậy

XXỬỬ LÝ THLÝ THỐỐNG KÊ ĐNG KÊ ĐỊỊA CHA CHẤẤTT : Chỉ số độ chính xác

: Hệ số biến đổi

: Toàn phương đặc trưng

t:

c : Lực dính

: Góc ma sát trong

E : Mô đun biến dạng

Atc:

kd :

:

87

Thế nào là một đơn nguyên địa chất?

- Là một thể tích đất có cùng tên gọi. Các đặc trưng củađất thay đổi trong phạm vi đơn nguyên không theo quyluật, hoặc theo quy luật nhưng có thể bỏ qua (khi hệ sốbiến động nhỏ hơn trị số cho phép)

88

Giá trị Ai …An

1

)(1

2

n

AAn

tci

Số giá trị n

gh

gh

Các giá trịAi…An thuộccùng đơnnguyên

Các giá trịAi…An khôngthuộc cùngđơn nguyên, cần tiếp tụcphân chia

Phân chia đơn nguyên khi các đặctrưng thay đổi có quy luật cần xétgiá trị

gh = 0,15 với các chỉtiêu vật lý;gh = 0,3 với các chỉtiêu cơ học

89

4.3.1 (TCVN 9362:2012) Để xác định sức chịu tải vàbiến dạng của nền cần:

Góc ma sát trong , Iực dính đơn vị C và mô đunbiến dạng của đất E, cường độ cực hạn về nén mộttrục của đá cứng R ...)

Trong trường hợp cá biệt khi thiết kế nền không dựa trêncác đặc trưng về độ bền và biến dạng của đất thì chophép dùng các thông số khác đặc trưng cho tác dụngqua Iại giữa móng với đất nền và xác định bằng thựcnghiệm (hệ số cứng của nền,...)

Góc ma sát trong , Iực dính đơn vị C, khốilượng thể tích và mô đun biến dạng của đất E, là các chỉ tiêu quan trọng để tính toán nền

90

Sử dụng các tiêu chuẩn TCVN 9362:2012 và TCVN 9153:2012 để thống kê địa chất (lưu ý TCVN 9153:2012 có sai sót trong

phần ví dụ tính toán, chỉ nên dựa vào công thức tổng quát)

Tên đặc trưng Ký hiệu đặc trưng

Phương pháp xác định Giá trị tiêu chuẩn (dùng để xác

định tên, trạng thái, đặc trưng của đất)

Giá trị tiêu chuẩnGiá trị dùng cho

tính toán sức chịu tải (=0.95)

Giá trị dùng cho tính toán

biến dạng (=0.85)

Lực dính c Phương pháp bình phương bé nhất ctc cI = ctc/kd cII = ctc/kd

Góc ma sát trong Phương pháp bình phương

bé nhất tc I = tc/kd II = tc/kd

Khối lượng thể tích Trung bình cộng

tc tc/kd tc/kd

Các đặc trưng khác W,, … Trung bình cộng Bằng giá trị tiêu

chuẩn (kd =1)

Bằng giá trị tiêu chuẩn

(kd=1)

Mục 4.3.4 TCVN 9362:2012. Trong mọi trường hợp, khi tính nền phải dùng trị tính toán các đặc trưng xác định theo công thức :

Att = Atc/kd

91

4.3.3 TCVN 9362:2012

- Trị tiêu chuẩn Atc của tất cả các đặc trưng của đất(trừ Iực dính đơn vị c và góc ma sát trong ) Ià trịtrung bình cộng các kết quả thí nghiệm riêng rẽ.

- Trị tiêu chuẩn của Iực dính đơn vị và góc ma sáttrong Ià các thông số tìm được bằng phương phápbình phương bé nhất từ quan hệ đương thẳnggiữa sức chống cắt và áp Iực nền.

Trị tiêu chuẩn của , C xác định theo bìnhphương bé nhất.

Trị tiêu chuẩn các đặc trưng còn lại như , e, E, W, là trị trung bình cộng

92

4.3.4 TCVN 9362:2012

-Trong mọi trường hợp, khi tính nền phải dùng trịtính toán các đặc trưng của đất A, xác định theocông thức:

trong đó: Atc Ià trị tiêu chuẩn của đặc trưng; kđ Ià hệsố an toàn về đất.

93

4.3.5 Khi tìm trị tính toán A của các đặc trưng về độ bền(c, R của đá cứng, ) thì

hệ số an toàn về đất kđ dùng để tính nền theo sứcchịu tải và theo biến dạng tùy thuộc vào sự thay đổicủa các đặc trưng ấy, số Iần thí nghiệm n và trị xácsuất tin cậy .

- Với các đặc trưng c, và R và kd phải xác định theophương pháp trình bày ở Phụ Iục A.

- Với các đặc trưng khác của đất cho phép lấy kd = 1, tức là trị tính toán = trị tiêu chuẩn.

Hệ số an toàn kđ của , C, phụ thuộc vào sựthay đổi các đặc trưng ấy, số lần thí nghiệm, xácsuất độ tin cậy. Đối với các đặc trưng khác kđ =1

94

TTGH

Giá trị Ai …An

1

)(1

2

n

AAn

tci

TTGHTTGHTTGH Xác suất tin cậy

tSố giá trị n

Mục 4.3.6

Tra bảng A1

LƯU ĐỒTÍNH CHO (đây là chỉtiêu đơn)

95

TTGH

Giá trị i …n, i …n

TTGHTTGHTTGH Xác suất tin cậy

tSố giá trị n

Mục 4.3.6

Tra bảng A1

LƯU ĐỒTÍNH CHO , c (đây làchỉ tiêu kép)

96

Loại bỏ các giá trị thô nếu sai số vượt mứccho phép (mục 4.2.1 TCVN 9153:2012) nếu iXX

: Hệ số tiêu chuẩn thống kế

97

Khi tính toán theo sức chịu tải thì các trị tính toán của các đặctrưng c, được ký hiệu là cI,

Khi tính toán theo biến dạng thì các trị tính toán của các đặctrưng c, được ký hiệu là cII,

98

99

Số lượng tối thiểu của một thí nghiệm chỉ tiêu nào đó đối vớimỗi đơn nguyên phải đảm bảo là 6 (TCVN 9362:2012)

Nếu số lượng chỉ tiêu nhỏ hơn 6, cho phép lấy giá trị tính toánbằng giá trị trung bình cực đại hoặc cực tiểu tùy theo việc làmtăng độ an toàn (TCVN 9153:2012, mục 4,2)

100

IIII, , IIII, c, cIIIISSỐỐ LILIỆỆU ĐU ĐỊỊA A CHCHẤẤT T

LLÚÚNNUUỐỐN, CHN, CHỌỌC C THTHỦỦNGNG

KIKIỂỂM TRAM TRA

TIÊU CHUTIÊU CHUẨẨNN(N(Ntctc, M, Mtctc, Q, Qtctc))

TTÍÍNH TONH TOÁÁNN(N(Ntttt, M, Mtttt, Q, Qtttt))

GIGIÁÁ TRTRỊỊTTẢẢI TRI TRỌỌNGNG

IIIIIITTGHTTGH

NNỀỀNNKKếết ct cấấu u MMÓÓNGNG

BBỘỘ PHPHẬẬNN

NỀN - MÓNG

101

Phần 2: THIẾT KẾ MÓNG NÔNGPhPhầầnn 2: THI2: THIẾẾT KT KẾẾ MMÓÓNG NÔNGNG NÔNG

Phân loại móng nôngCấu tạo móng

Tính toán thiết kế

102

II.1. PHÂN LOẠI MÓNG NÔNGII.1. PHÂN LOII.1. PHÂN LOẠẠI MI MÓÓNG NÔNGNG NÔNGMóng cứng – Móng mềm

- Móng cứng : khả năng biết dạng ít (vd: móng đơn);- Móng mềm : khả năng biến dạng nhiều (vd: móng bè);

Ứng suất dưới đáy móng phụ thuộc vào độ cứng móng

103

Phản lực nền dưới đáy móng phụthuộc vào độ cứng của móng và đấtvà có sự phân bố lại ứng suất theo

thời gian.

Để đơn giản, taxem phản lực nềnlà tuyến tính vớimóng tuyệt đối

CỨNG,với móng MỀM tỷ lệvới chuyển vị thẳngđứng của đáy móng

104

3

3010hElEtl

- h : Chiều cao dầm móng;- l : nửa chiều dài dầm móng

- El : Mô đun đàn hồi vật liệu móng- E0 : Mô đun biến dạng đất nền;

- t > 10 : móng mềm xem như dầm dài vô hạn;- 1 < t < 10 : móng có chiều dài và độ cứng hữu hạn- t < 1 : móng cứng;

ĐỘ CỨNG MÓNG PHỤ THUỘC VÀO CẢ ĐẤT NỀN:Phân biệt móng băng cứng, móng băng mềmdưới hàng cột qua độ mảnh:

-Móng băng dưới tường được xem là móng cứng, khi thiết kế, tách ra một đoạn có chiều dài đơn vị (l=1m) và tính toán, kiểmtra như móng đơn

105

l2

h 3

3010hElEtl

- Ví dụ : dầm móng h = 0,5m, chiều dài l = 2,5m, bêtông mác 300 có El = 29000 MPa, nền đất cát có SPT với N = 15 suy ra E0 = 7,5 MPa; Vậy t = 0,3 và mónglà móng cứng

106

Các bước thiết kếmóng nông:

107

PHÂN LOẠI ĐẤT NỀN

Đất yếu:- Đất dính trạng thái nhão (B>1);- Đất cát bụi bão hòa nước (e>0.8)- Đất dính : = 0; c < 10 kPa; qc < 500 kPa; N < 2 - Đất rời : < 28°; qc < 1000 kPa; N < 4

108

Nguyên tắc chọn độ sâu đặt móng- Móng phải đặt vào lớp đất tốt ≥ 0,2 đến 0,5m;- Móng nông dễ thi công hơn móng sâu

Địa tầng dạng a: đất tốt

- Hm phụ thuộc tải trọng;- Chọn móng nông nếu tải trọng bé, độ sâu móng > 0,5m- Chọn móng sâu nếu tải trọng lớn;

(dạng địa tầng tốt nhất)

CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG QUYẾT ĐỊNH SỰ HỢP LÝ PHƯƠNG ÁN MÓNG

109

- Nếu hy < (2÷3m), đặt móng nông lên lớp đấttốt, sâu vào trong lớp đất tốt 0,2 – 0,3m;- Nếu hy = 3 ÷ 5m, có thể dùng biện pháp xử lýđất nền, đặt móng trên đất nền đã xử lý sâu1÷1,5m;- Nếu tải trọng lớn dùng móng cọc xuyên vàolớp đất tốt

(độ sâu đặt móng phụ thuộc vàochiều dày lớp đất yếu)

Địa tầng dạng b: trên xấu, dưới tốt

110

Xấu

Tốt

Tốt

Ví dụ địa tầng dạng b:

111

Địa tầng dạng c: đất xấu nằm giữa hai đất tốt

- Nếu h1 đủ dày (> 3b), đặt móngnông lên lớp đất tốt;- Nếu h1 không đủ dày có thể xử lýlớp đất yếu + xử lý kết cấu phù hợp;- Nếu tải trọng lớn dùng móng cọcxuyên vào lớp đất tốt phía dưới;

(độ sâu đặt móng phụthuộc vào h1)

112

-Nếu h1 ≥ 3m, nên đặt móngnông nhất có thể để tận dụnglớp đất tốt này, hạn chế tối đaảnh hưởng tải trọng đến lớpđấy yếu ở dưới

113

-Móng nên đặt cao hơn mựcnước ngầm nếu có thể để dễdàng cho thi công và tránh ẩmmốc, tránh ăn mòn, tránh mựcnước ngầm không ổn định gâyxói mòn, lún móng (đáy móngnên cao hơn mực nước ngầm0.5m)

MNN

Chiều sâu chôn móng theo mực nước ngầm

114

Hct

Hm

-Để ổn định chống lật:

Hm ≥ (1/15).Hct

Chiều sâu chôn móng theo chiều cao nhà

115

II.2. THIẾT KẾ MÓNG ĐƠNII.2. THIII.2. THIẾẾT KT KẾẾ MMÓÓNG ĐƠNNG ĐƠN

Móng đơn nông thường được xem là móng tuyệtđối cứng;

Móng băng dưới tường : móng tuyệt đối cứng;Móng băng dưới hàng cột : Có thể cứng hoặc mềm

116

- Mép ngoài cánh móng t > 150 mm;- Bê tông móng từ B20 (M250) trở lên- Thép từ 10 trở lên;- Bê tông lót móng từ B 7,5 (M100) trở lên, chiều dày từ 100 mm trở lên

Cấu tạo móng đơn nông:

117

Các móng đơn được liên kết với nhau bằng các dầmmóng tạo thành hệ vững chắc làm việc đồng thời

118

A. Thiết kế móng đơn bắt đầu bằng việc lựa chọn:H:chiều sâu móng, BxL : kích thước đáy móng

Thỏa mãn điều kiện giới hạn độ lún

H

B

BL .

N, M

- Xem móng tuyệt đốicứng, Phản lực nền dướiđế móng phân bố tuyếntính.- Tải trọng gồm dọc N vàcác mô men Mx, My (đặttại đáy móng)

119

Với móng đơn có kích thước lxb:

LBHNWNN ...00

: trọng lượng thểtích đơn vị trungbình của bê tôngvà đất trên móng

3/20 mkN

HQMM yxx .00

HQMM xyy .00

MN

tcoQ

H

L

B

120

H

b

B

BL .

s

gh

Fp

p

HBLN

BLWN

FNptb .

..00

BLM

BLMpp yx

tb .6

.6

22max N, M

121

Với móng băng cứng dưới tường có chiều rộngb, tính toán như một móng đơn cho một đoạnmóng băng dài 1m:

HBN

FNptb .0

2maxmin

6BM

pp ytb

B

B

H

122

pptctb pptc 2.1max 0min tcp

h, b, l chọn sao cho thoả mãn điều kiện để đấtnền nằm trong giới hạn “biến dạng tuyến tính” và

móng không chịu lệch tâm lớn

&

Tránh trườnghợp móng bịlệch tâm lớn, pmin<0

123

Có thể tính [p]=pgh/Fs bằng công thức Terzaghi(sức chịu tải phụ thuộc vào l)

Hoặc tính [p] theo TCVN 9362 : 2012 (áp lực tínhtoán không phụ thuộc l)

- m1, m2 : hệ số điều kiện làm việc của đất và công trình;- ktc : hệ số tin cậy các chỉ tiêu cơ lý của đất ( ktc = 1 nếu thínghiệm thực hiện trên mẫu nguyên dạng, ktc = 1,1 nếu thínghiệm lấy theo thống kê)- A, B, D là các hệ số phụ thuộc

bl / /2.011

12

/2.013

)21(1

321 cNqNbNFsF

pp cq

s

gh

)......(.][ 0'21 hcDhBbA

kmmpR IIIIIIIItc

124

Tính [p] theo SPT (công thức Bowles):

4.2598.19 sNhp m

2

28.3128.3

4.2598.19

bbsNhp m

- Nếu b <= 1.22 m

- Nếu b > 1.22 m

- N : Chỉ số SPT;- s : độ lún khống chế, có thể lấy s = 25,4mm

kPa)

kPa)

Tính [p] theo CPT (công thức Meyerhof):

15cqp

2

28.3128.3

25

bbqp c

- Nếu b <= 1.22 m

- Nếu b > 1.22 m

- qc : chỉ số CPT

125

Và thỏa mãn điều kiện hợp lý (kinh tế), móngkhông nên quá lớn so với cần thiết, tức thỏa mãn

1 trong 2 điều kiện sau:

%52.1

2.1

%5

max

ppp

ppp

tc

tctb

126

Lựa chọn kích thước đáy móng, tỷ lệ =l/b

BL /

00 / NMe

Theo kinh nghiệm nên chọn trong khoảng [(1+e),(1+2e)]

-Việc chọn =l/b theo độ lệch tâm e như trên với = (1+e) đến = (1+2e) sẽ tránh làm móng bị lệch tâm lớnvà diện tích cốt thép/1m dài theo hai phương móng xấp xỉnhau

Kiểm tra lún móng

ghSS

-Tính lún móng thường theo phương pháp bán không giantuyến tính, công lún các lớp phân tố

127

1.Phân tích địa chất, tải trọng

2.Chọn chiều sâu móng H0

3.Chọn bề rộng ban đầu B0

4.Tính giá trị Rtc05.Tính diện tích yêu cầu Fyc

6.Giả thiết =L/B, Tính Byc1

7.Chọn B1 ~ Byc1 8.Tính giá trị Rtc1

9.Lặp quá trình đến lúc

Bi ~ Byci

10.Kiểm tra tính hợp lý mặt bằng móng vàTính kinh tế

11.Kiểm tra lúns < sgh

Quá trình lựa chọn H, B, L dùng Tải trọng tiêu chuẩn và các chỉ tiêu cơ lý II, cii, jj, …

128

Ví dụ 1:

- Tiết diện cột 30x30 cm;- Mô đun biến dạng đất nền : E0 = 15000kN/m2- Hệ số an toàn Fs = 2,5- N0 = 450 kN- M0 = 50 kNm

129

Chọn chiều sâu chôn móng h:- Lớp đất lấp dày 0.8m phía trên là đất xấu- Móng đặt vào lớp đất tốt thứ 2 (á sét dẻo cứng). Chọn sơbộ h = 1m (móng nằm trong đất tốt 0.2m)

130

- Độ lệch tâm e (đơn vị m)

mNMe 11,0450/50/ 00

me 11,11

me 22,112

- Chọn một giá trị trongkhoảng [(1+e), (1+2e)]

-Chọn = 1,2

- Chọn b0 = 1,2m

Chọn kích thước lxb:

- Giả định một giá trị b = 1÷3m, chọn = l/b theo độlệch tâm e

-Việc chọn l/b theo độlệch tâm với = (1+e) đến = (1+2e) sẽ tránh làm móng bịlệch tâm lớn và diện tíchcốt thép/1m dài theo haiphương móng xấp xỉnhau

131

)21(1

321 cNqNbNFsF

pp cq

s

gh

- Với = 24°, tra bảng: 62,23;64,11;76,8 cq NNN

2/900 mkNpgh

2/3605.2

900 mkNFp

ps

gh

22 /360/5.235 mkNpmkNptctb

- Chọn l = x b = 1.2 x 1.2 = 1.44m, lấy l = 1.45m

222

00 /5.2351202.12.12.1/450// mkNh

bnNh

lbnNp mm

tctb

-Kiểm tra điều kiện ptb < [p], với [p] tính theo Terzaghi

132

- Với = 24°, tra bảng: 62,23;64,11;76,8 cq NNN

133

-Kiểm tra : pptc 2.1max

m

tttctctctb h

lbnN

lbWN

FNp

/00

20

2max/66

blnMp

blMpp

tttctb

tctctb

tc

4322.125.331max pptc

- Vậy chọn b = 1.2m, l = 1.45m là hợp lý

134

- Kiểm tra sơ bộ lún theo phương pháp nén lún đàn hồi(trạng thái giới hạn thứ 2):

bpE

S gl0

201

hpp tctbgl

- N01= 450 kN, dùng hệ số an toàn tải trọng n = 1,2,ta có N0

tc =N01/n =375 kN

20 /5.2351202.145.1

375 mkNhlbNptc

tctb

2/5.2171185.235 mkNpgl

- Với = 1.2, tra bảng ta có = 0.97

135

- Với = 1.2, tra bảng ta có = 0.97

-Độ lún dự báo của móng:

cmmbpE

S gl 2015.015000

)3.01(97.02.15.217...1 2

0

20

136

- Kiểm tra (kỹ lưỡng) lún theo phương pháp cộng lún các lớpphân tố (trạng thái giới hạn thứ 2):

i

n

i i

ii HeeeS

1 0

10

1

- Hi : chiều dày lớp đất thứ i;- n : số lớp đất- eoi : hệ số rỗng của lớp đất i trước khicó công trình;- e1i : hệ số rỗng của lớp đất i sau khicó công trình

hpp tctbgl - Tính ứng suất gây lún:

- Vẽ biểu đồ ứng suất do trọng lượng bản thân đất nền gây ra:

),()( zfzo

- Vẽ biểu đồ ứng suất do tải trọng gây ra:

glpkz .)( - Trong công thức này z tính từ đáy móng

137

- Tính ứng suất tổng cộng:

)()()( 01 zzz

- Xác định ở giữa các lớp phân tốii 10 ;

- Xác định từ đường cong nén)();( 110 iiioi fefe

0z

138

- Trường hợp các lớp đất không có thí nghiệm nén lún, ta xácđịnh độ lún theo công thức:

i

n

i i

i HE

S

1 0

8.0

- E0i có thể xác định từ các thí nghiệm SPT, CPT

139

B. Thiết kế kết cấu móng – Thỏa mãn điều kiện chống chọc thủng và uốn

Thỏa mãn trạng thái giới hạnthứ nhất (về cường độ) :-Xác định chiều cao đài mónghd;- Tính toán cốt thép

Chọn chiều cao đài móng hd:

Chiều cao đài hd cần thỏamãn hai điều kiện :1. Điều kiện về chịu cắt(chọc thủng);2. Điều kiện về ứng suất kéochính (ép thủng)

dh

maxpminptbp

140

- Thường với đài móng, không thiết kế cốt thép để chịu cắtmà chỉ có bê tông chịu. Điều kiện về chịu cắt (chọc thủng):

0huNRc

cat catcRuNh

- Rcắt : Cường độ chống cắt vật liệu móng;- N : tải trọng tác dụng- uc : Chu vi cột ở đỉnh móng;

Kiểm tra điều kiện chọc thủng

Thuật toán chọn chiều cao móng h:1). Chọn mác bê tông, tra bảng tìm Rkc, Rcắt2). Chọn chiều cao ban đầu h0 của móng:

3). Kiểm tra ứng suất kéo chính (ép thủng)catcRuNh )32(0

ahh d 0

141

Ép thủng đúng tâm

142

143

144

145

Ép thủng lệch tâm

146

dh

maxpminptbp

1). Trường hợp móng đủ rộng, F’ nằm trong đáy móng:

lhac 02

bhbc 02

2). Trường hợp móng khôngđủ rộng, F’ không nằm gọntrong đáy móng:

lhac 02

bhbc 02a). Nếu:

Kiểm tra điều kiện ép thủngbtkc R

lhac 02

bhbc 02btkc R 0b). Nếu: Luôn thỏa mãn

147

Kiểm tra điều kiện ép thủng theo hai mặt (khi móng chịu tải đúngtâm) bằng các công thức ngắn gọn sau:

dh

maxpminptbp

bttbet RhuP 075.0

tbettt

et pFNP .0 )2).(2( 00 hbhaF ccet

148

Kiểm tra điều kiện ép thủng theo một mặt (khi móng chịu tải lệchtâm) bằng các công thức ngắn gọn sau:

149

1). Chọn mác bê tông, tra bảng tìm Rbt, RcắtVí dụ: Bê tông nặng B20 :

- Rb = 11,5 Mpa = 11500 kN/m2 (TCVN 356 -2005, Rn ký hiệu là Rb)- Rbt = 0.9 Mpa = 900 kN/m2 (TCVN 356 -2005)- Rcắt = (0,3 đến 0,4).Rb

150

151

Tính toán cốt thép đài móng trường hợp chỉ cómô men một phương

152

- Ra : Cường độ cốt thép- h0 : chiều cao làm việc của tiết diện, h0 = hd – a- a : chiều dày lớp bê tông bảo vệ

153

Tính toán cốt thép theo cách giản tiện thiên vềan toàn

aa Rh

MF09.0

8)(

8)(

2

2

max

ctttbIIII

cttII

bllpM

albpM

M M

0h

ttpmaxtttbp

154

Chọn thép móng :Ví dụ: thép AII :

- Ra = 280 Mpa = 280 MN/m2 (TCVN 356 -2005, Ra ký hiệu là Rs)

155

Chọn thép móng AII :Ra = 260 Mpa = 280 MN/m2

(TCVN 356 -2005, Ra = 280 MN/m2)

Ví dụ 1:

kPaptt 5.397max kPaptttb 280

ttpmax

156

tttbp

kPaptt 5.397max kPaptttb 280

157

Có thể cấu tạomóng như sau:

Làm móng vát đểhợp lý về chịu lựcvà tiết kiệm bê tông

0h

Ví dụ 1

kPaptt 5.397max kPaptttb 280

158

Các bước thiết kế móng đơn:

- Số liệu địa chất;- Tải trọng tác dụng N0, M0- Tiết diện cột ac x bc;

1). Dữ liệu thiết kế:

- Căn cứ vào địa tầng, tải trọng;

2). Chọn sơ bộ chiềusâu chôn móng h:

3). Chọn sơ bộ l x b : - Chọn tỷ số = l/b

00 / NMe

- Giả thiết một giá trị (1+e) đến (1+2e) - Giả thiết một giá trị b trong khoảng từ 1÷3m- Tính l = x b

159

5). Tính toán sức chịu tải cho phép :

)21(1

321 cNqNbNFsF

pp cq

s

gh - Theo Terzaghi:

- Theo các chỉ số SPT và CPT:

hlbN

lbWN

FNptb

00

blM

lbMpp yx

tb 22max

66

4). Tính ứng suất dưới đáy móng :

6). Kiểm tra điều kiện ứng suất và điều chỉnh l x b :

pptctb pptc 2.1max

- Nếu không thỏa mãn hai điều kiện trên, quay lại bước 2,3

160

1. Giả thiết bề rộng móng b, chọn theo e

2. Xác định [p] theo TCVN 9362-2012

3. Xác định sơ bộ diện tích đáy móng

4. Chọn lại giá trị b, lFb

.bl

5. Kiểm tra điều kiện ứng suất và điều chỉnh l x b

Lưu ý : Bước 3 đến bước 6 có thể làm cách khác nhưsau:

Chú ý : Ở bước 4 lưu đồ trêncó thể dùng công thức sau đểchọn b, với KF = 1.1÷1.5

FKb F

hpNbF

02

Chú ý : Ở bước 4 lưu đồ trêncó thể dùng công thức sau đểchọn b, với KF = 1.1÷1.5

FKb F

161

bpE

S gl0

201

hpp txgl

7). Kiểm tra lún sơ bộ:

- Giá trị E0 có thể xác định từ SPT, CPT, thí nghiệm bàn nén

8). Kiểm tra lún kỹ lưỡng bằngphương pháp cộng lún các lớp phân tố:

- Kiểm tra điều kiện :

i

n

i i

ii HeeeS

1 0

10

1 Hoặc i

n

i i

i HE

S

1 0

8.0

SS - Nếu điều kiện này không thỏa mẵn, quay lại bước 2,3

162

9). Chọn chiều dày móng:1). Chọn mác bê tông, trabảng tìm Rkc, Rcắt2). Chọn chiều cao ban đầu h0của móng:

3). Kiểm tra ứng suất kéochính (ép thủng)

catcRuNh )32(

10). Tính toán mô men và cốt thép:

aa Rh

MF09.0

8

)(8

)(

2

2

max

ctttbIIII

cttII

bblpM

albpM

maxptbp

163

Thépcột

11). Cấu tạo móng và bố trí cốt thép:

164

Ví dụ:1). Dữ liệu thiết kế (công trình, tải trọng, địa chất):

- Tên công trình : Trường ...- Đặc điểm kết cấu : Kết cấu nhà khung ngang BTCT, kếthợp tường chịu lực- Tải trọng tính toán dưới chân cột: Cột C1 (0,3x0.5m):

N0tt = 82T ; M0

tt = 10,5 Tm ; Q0tt = 3,2 T

- Tải trọng tiêu chuẩn dưới chân cột:N0

tc = N0tt /n; M0

tc = M0tt /n; Q0

tc = Q0tt /n

(n là hệ số vượt tải gần đúng có thể lấy chung n = 1,1 - 1,2 ởđây chọn n = 1,15).

N0tc = 71,3T ; M0

tc = 9,1Tm; Q0tc = 2,8 T

b). Công trình, tải trọng

a). Các tiêu chuẩn sử dụng : TCVN 9362:2012, TCVN 5574 : 2012

165

∞10034.240021.22001

độ dày (m)số hiệuLớp đấtc). Địa chất- Số lớp đất : 3 lớp- Mực nước ngầm : 10m

Lưu ý: Trongví dụ nàycác số liệuđịa chất chỉcó một giá trịduy nhất, trong thực tếphải dùngcác giá trịtiêu chuẩnvà tính toántheo TCVN 9362:2012

166

- Tên đất : Chỉ số dẻo A = Wnh – Wd = 30 -23.5 = 6.5 < 7, đấtthuộc loại cát pha- Trạng thái : Độ sệt B = (W – Wd)/A = 0.77, đất trạng tháidẻo- Sức kháng xuyên tĩnh qc: qc = 0.4 MPa- Chỉ số SPT N: N = 3- Hệ số rỗng tự nhiên: e0

193.018.1

)285,01.(1.68,21)1(0

We n

Lớp đất 1 là đất yếu

167

- Tên đất : Chỉ số dẻo A = Wnh – Wd = 16, đất thuộc loại sétpha- Trạng thái : Độ sệt B = (W – Wd)/A = 0.19 <0.25, đất trạngnửa cứng- Sức kháng xuyên tĩnh qc: qc = 2,9 MPa- Chỉ số SPT N: N = 14- Hệ số rỗng tự nhiên: e0

845.01)1(0

We n

Lớp đất 2 là đất tốt

168

- Tên đất : Lượng hạt có cỡ > 0,5 mm chiếm 1+ 2+ 21 + 36 = 60% >50% Đất cát thô (cát to)- Trạng thái : Có qc = 7,8 MPa = 780 T/m2 , đất cát thô ởtrạng thái chặt vừa ( 50 < qc < 150 kG/cm2 ). Lấy e0 = 0.67

- Góc ma sát trong : Tra bảng ứng với qc = 780 T/m2, = 300 ÷ 330 (lấy giá trị nhỏ ứng với cát bụi và trạng thái độ chặtnghiêng về phía xốp, giá trị lớn ứng với cát thô chặt vừa)Lớp đất 3 là đất tốt

169

Một số chỉ tiêu khác:

- Hệ số nén lún:200100

20010021 pp

eea

- Mô đun biến dạng: cs qE 0

: Tra bảng phụ thuộc loại đất và qc

Độ lún cho phép Sgh= 8cmTra tiêu chuẩn TCVN 9362:2012, Độ lún cho phép đối vớinhà khung chèn tường Sgh = 8 cm & chênh lún tương đối choS = 0,2%

170

- Mô đun biến dạng: cs qE 0

: Tra bảng phụ thuộc loại đất và qc

171

172

1.2

m

Lớp đất 3 là đất tốt

Lớp đất 2 là đất tốt

Lớp đất 1 là đất yếu4.

2 m

173

2). Chọn phương án nền móng

Tải trọng công trình không lớn, nền đất nếu bóc bỏ lớp trêncó thể coi là tốt. Vì vậy đề xuất phương án móng nông trênnền tự nhiên (đặt móng lên lớp đất 2).

3). Vật liệu móng, giằng

- Chọn bê tông 250#, Rb = 1150 T/m2, Rbt =90 T/m2.- Thép chịu lực: AII, Ra =28000 T/m2.- Lớp lót: bê tông nghèo, mác thấp 100#, dày 10cm.- Lớp bảo vệ cốt thép đáy móng dày > 3cm.

174

3). Chọn chiều sâu chôn móng h

Ở đây lớp 1 yếu dày 1,2 m, chọn h =1,4 m. Chú ý: móng nên nằm trên mựcnước ngầm, nếu mực nước ngầm nông thì phải có biên pháp thi công thoátnước hợp lý.

1.2

m1.

2 m

Lớp đất 3 là đất tốt

Lớp đất 2 là đất tốt

Lớp đất 1 là đất yếu

1.4m

4.2

m

QMN ;;

175

3). Chọn kích thước đáy móng lxb

Chọn b = 1,8m

Cường độ tính toán của đất nền:

- Xem công trình có kết cấu cứng, lấy m1=1.2, m2 = 1. Do sửdụng kết quả thí nghiệm lấy từ mẫu đất nơi xây dựng nên lấyktc =1. Do không có tầng hầm nên h0 =0.- Với = 160, tra bảng A = 0.36, B = 2.43, D = 5.

3

21

2211' /81,12,02,1

2,0.88,12,1.8,1 mThhhh

II

2/451,24)6,2.581,1.4,1.43,288,1.5,1.36,0(1

2,1.1 mTRtc

176

177

178

Diện tích sơ bộ đáy móng:2

'02 25,3

4,1.81,1451,243,71 m

hRNbF

II

tc

Chọn KF = 1.2 với KF = 1.1÷1.5

8.1FKb F

Chọn =l/b = 1.2 trong khoảng (1+e) đến (1+2e), với e = M/N =0,13

Chọn b =1.8m, l = 2.2m

179

4). Kiểm tra ứng suất dưới đáy móng

200 /26,214,1.22,2.8,1

1,73 mThlbN

lbWN

FN

p m

tctctctctb

222

00max /756,27

2,2.8,1)5,0.8,21,9.(626,21).(6 mT

blhQMpp m

tctctctb

tc

Sơ bộ chọn chiều cao đài móng hm = 0.5m

Thỏa mãn các điều kiện:

222

00min /02,14

2,2.8,1)5,0.8,21,9.(626,21).(6 mT

blhQMpp m

tctctctb

tc

tctctb Rp tc

tc Rp 2.1max 0min tcp

180

Kiểm tra điều kiện kinh tế:

05.0053,0451,24.2,1

765,27451,24.2,1.2,1

.2,1 max

tc

tctc

RpR

181

5). Kiểm tra biến dạng nền Áp lực gây lún:

2

'

/73,184,1.81,126,21 mT

hpp IItctbgl

Chia lớp phân tố:

Chia nhỏ các lớp đấtvới chiều dày hi ≤ b/4. Càng gần đáy móngchia càng béCông thức tính lún:

182

Đối với đất thường, móng được xem là tắt lún ở độ sâu z khi:

zbt

z ppgl

.2,0

Đối với đất yếu (E< 5 MPa), móng được xem là tắt lún ởđộ sâu z khi:

zbt

z ppgl

.1,0

Với đất thấm nước nằm dưới mực nước ngầm, do lực đẩyArchimet cần dùng dn khi tính pbt , tuy nhiên với đấtkhông thấm nước như đất sét chặt (sét cứng, nửa cứng), lực Archimet không có tác dụng và khi tính toán vẫn dùng

183

Nên chọn chiều dày lớp phân tố sao cho dễ tra bảng, ít phải nộisuy, ví dụ chọn hi=0,2 b

184

Lập bảng tính lún cho lớp đất có thí nghiệm p-e:

ii

iii h

eees1

21

1

185

Vẽ đường cong p-e để tra e1i, e2i:

Có thể nội suy tuyến tính hoặc nội suy chính xác hơn bằng Exel

0.76

0.77

0.78

0.79

0.8

0.81

0.82

0.83

0.84

0.85

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Hệ số

 rỗng

 e

Áp lực p

Series1

Poly. (Series1)

186

Lớp phân

tố

Chiều dày lớp

phân tố hi

Độ sâu z0i (m) (tính từ cốt 0.000

đến đáy lớp phân tố)

Độ sâu z1i (m) (tính từ đáy móng

đến đáy lớp phân tố)

z1i/b

K0 (phụ thuộc l/b và z1i/b)

Ứng suất do trọng lượng bản thân tại đáy lớp

phân tố zoi (T/m2)

Ứng suất do trọng lượng bản thân tại

tâm lớp phân tố P1i

Ứng suất tăng thêm tại đáy lớp

phân tố iK0i.pgl (T/m2)

Ứng suất tăng thêm tại tâm lớp phân tố i (T/m2)

Độ lún si (m)

Lập bảng tính lún cho lớp đất không có thí nghiệm p-e:

isi

ii h

Es

0

1

Kiểm tra điều kiện giới hạn độ lúngh

n

i SsS 1

8,0

Theo kinh nghiệm, khi ứng suất dưới đáy móng thỏa mãn cácđiều kiện ở mục 4 thì độ lún sẽ nằm trong giới hạn cho phép

187

- Kiểm tra sơ bộ lún theo phương pháp nén lún đàn hồi(trạng thái giới hạn thứ 2):

bpE

S gl0

201

- Với = 1.2, tra bảng ta có = 0.97

-Độ lún dự báo của móng (lấy E của lớp đất 2):

cmmbpE

S gl 6,2026,01160

)3.01(97,0.8,1.73,181 2

0

20

Lưu ý : Cách kiểm tra này chỉ dùng để so sánh, đánh giá sai sốso với phương pháp công lún các lớp phân tố

188

6). Kiểm tra điều kiện nén thủng (xem TCVN 5574:2012, mục 6.2.5.4)

Điều kiện chống đâm thủngkhông kể ảnh hưởng củathép ngang và không có cốtxiên, đai:Q < Qb hay Pđt < Rbt . h0. btbVới a = 3cm: h0 = hd - a = 0,50 - 0,03 = 0,47 mTa có: bc + 2.h0 = 0,30 + 2.0,47 =1,24 m < b = 1,8 mvây btb = bc + h0 = 0,3 + 0,47 = 0,77 m

dh0hh

tt0maxptt

0minp

đtl

b

l

ca

cb

0h

189

190

ldt = (l-ac)/2-h0 = (2.2-0.5)/2 – 0.47 = 0.38

lllpppp đttttttttt

ot

).( min0max0min0

Áp lực đâm thủng trungbình:

2max0tttt

otttđt

ppp

Lực đâm thủng:

đtttđtđt lbpP ..

Sức kháng đâm thủng:

tbbt bhR .. 0

Lưu ý: Khi tính không kể đến trọng lượng của móngtt0maxp tt

0minp

dh0hh

tt0maxptt

0minp

đtl

b

l

ca

cb

ttotp

tttttt QMN 000 ;;

191

222

000max /04,29

2,2.8,1)5,0.2,35,10.(6

2,2.8,182).(6 mT

lbhQM

lbNp m

tttttttt

222

000min /37,12

2,2.8,1)5,0.2,35,10.(6

2,2.8,182).(6 mT

lbhQM

lbNp m

tttttttt

2

min0max0min0

/23,262,2

37,02,2).37,1204,29(37,12

).(

mT

lllpppp đttttttttt

ot

2max0 /64,272

mTppptttt

otttđt

TlbpP đtttđtđt 4,1837,0.8,1.64,27..

dttbbt PTbhR 8,3177,0.47,0.88.. 0

Móng không bị đâm thủng

Trong một số sách giáokhoa dùng công thứcPđt < 0,75. Rbt . h0. btbCó thể dùng công thứcnày vì thiên về an toàn

192

7). Tính toán cốt thép

Tm

albpM cttII

88,188

)5,02,2(8,1.04,29

8)(

2

2

max

Tm

bblpM ctttbIIII

81,128

)3,08,1(.2,2.71,20

8)(

2

2

220

)(

160016,0

47,0.28000.9,088,18

9,0

cmm

hRMF

a

IIIIa

2)( 8,10 cmF IIIIa

dh0hh

tt0maxptt

0minp

ngl

b

l

cacb

tttttt QMN 000 ;;

I

I

IIII

193

8). Bốtrí cốtthép vàbản vẽ

300

900

500

2200

1414a140 1412a170

- Đường kính cốt thép ≥ 10;- Khoảng cách giữa các thanh thép 100 ÷ 200;- Chiều dày lớp bê tông bảo vệ ≥ 35

194

2200

1800 30

0

1414a140

1412a170

195

1.Tính pttmin,

pttmax, ptt

tb

2.Chọn sơ bộchiều cao đài hd

3.Kiểm tra điều kiện chọc thủng

4.Tính mô men uốn theo hai phương

5.Tính diện tích cốt thép hai phương

6.Bố trí cốt thép, ra bản vẽ

Quá trình thiết kế kết

cấu đài móng

(đã xác định H, B, L và

kiểm tra lún)

1.Phân tích địa chất, tải trọng

2.Chọn chiều sâu móng H0

3.Chọn bề rộng ban đầu B0

4.Tính giá trị Rtc05.Tính diện tích yêu cầu Fyc

6.Giả thiết =L/B, Tính Byc1

7.Chọn B1 ~ Byc1 8.Tính giá trị Rtc1

9.Lặp quá trình đến lúc

Bi ~ Byci

10.Kiểm tra tính hợp lý mặt bằng móng vàTính kinh tế

11.Kiểm tra lúns < sgh

1.Phân tích địa chất, tải trọng

2.Chọn chiều sâu móng H0

3.Chọn bề rộng ban đầu B0

4.Tính giá trị Rtc05.Tính diện tích yêu cầu Fyc

6.Giả thiết =L/B, Tính Byc1

7.Chọn B1 ~ Byc1 8.Tính giá trị Rtc1

9.Lặp quá trình đến lúc

Bi ~ Byci

10.Kiểm tra tính hợp lý mặt bằng móng vàTính kinh tế

11.Kiểm tra lúns < sgh

196

Thiết kế móng băng cứng

- Với móng băng , N0 và M0 lấy cho l=1m chiều dài

mkNN tc /1800 mkNmM tc /220

b

- Chọn b = 1m 20 /2001201

180 mkNhbNp m

tctb

2321 /324)

21(1 mkNcNqNbN

FsFp

p cqs

gh

Ví dụ 1b:

197

22 /324/200 mkNpmkNptctb

222max /322

12262006 mkN

bMpp xtc

tbtc

22max /3893242.12.1/332 mkNpmkNptc

- Vậy chọn b = 1m là hợp lý

198

Lưu ý trường hợp có mực nước ngầm hay lớp đấtyếu sát đáy móng (nằm trong phạm vi 2B dưới

đáy móng) – Xem mục 4.6.21 TCVN9362:2012

dybt

HhzglHz

R **

Cần kiểm tra thêm điềukiện:

Tính toán Cường độ tínhtoán của lớp đất yếu nhưcho một khối móng quyước có kích thước :

*Hhhy

aaAb yy 2

glHz

tc

glHz

tbtc

yNhNA

**

.0

2bla

199

Ví dụ:

m2

m2

m4,1

Lớp 1: Đất trồngtrọt, = 17 kN/m3

Lớp 2: Đất sét pha, = 18,3 kN/m3, cII = 28kPa, II = 160

đn= 8,74 kN/m3

Lớp 3: Đất sét, dn= 8,3 kN/m3, cII = 26kPa, II = 120

MNN

400.0

800.3

mh 4.3

mb 2

Tầng hầmdày 0,2m

mhm 7.0

QMN ;;

Móng kích thước2,5x2m, áp lực dướiđáy móng:

kPaptctb 98,183

kPaptc 28,322max

200

).'.....(.0

'21 hcDhBbAkmmR IIIIIIIItc

Cường độ tínhtoán đất nền:

Lớp đất 2, với = 160, trabảng ta có A=0,36; B=2,34; D=5;II =18,3 kN/m3

54,174,3

4,1.3,182.17

2

1'

h

hi

ii

II

Chiều cao quy đổi từ đáymóng đến mặt trên sàntầng hầm

mh

hII

iii

td 81,054,17

2,0.255,0.5,18'

2

1

mhhh td 59,28,04,30

m2

m2

m4,1

Lớp 1: Đất trồngtrọt, = 17 kN/m3

Lớp 2: Đất sét pha, = 18,3 kN/m3, cII = 28kPa, II = 160

đn= 8,74 kN/m3

Lớp 3: Đất sét, dn= 8,3 kN/m3, cII = 26kPa, II = 120

MNN

400.0

800.3

mh 4.3

mb 2

Tầng hầmdày 0,2m

mhm 7.0

QMN ;;m2

m2

m4,1

Lớp 1: Đất trồngtrọt, = 17 kN/m3

Lớp 2: Đất sét pha, = 18,3 kN/m3, cII = 28kPa, II = 160

đn= 8,74 kN/m3

Lớp 3: Đất sét, dn= 8,3 kN/m3, cII = 26kPa, II = 120

MNN

400.0

800.3

mh 4.3

mb 2

Tầng hầmdày 0,2m

mhm 7.0

QMN ;;

201

Thay vào công thức, ta có Cường độ tính toán của lớp đất 2 là R(2) =276,3 kPa, kiểm tra thỏa mãn các điều kiện:

Rptctb Rptc 2,1max

Do lớp đất thứ 3 yếu, cần kiểm tra thêm cường độ tính toáncho lớp đất 3 (tại vị trí tiếp giáp lớp đất 2 và 3, z = 5,4m):

)3(4,54,5 Rglmz

btmz

kPabtmz 84,824,1.74,82.3,182.174,5

Ứng suất gây lún tại đáy móng (z=3,4m):

kPapp btmz

tctbgl 36,124)4,1.3,182.17(98,1834,3

Ứng suất gây lún tại z =5,4m (tức 2m kể từ đáy móng):

kPapK glglz 25,4836,124.388,004,5

Ứng suất bản thân tại đáy lớp 2, mặt trên lớp 3, z=5,4m

202

Ứng suất tổng tại z = 5,4m

kPaglmz

btmz 09,13125,4884,824,54,5

).....(. ')3()3(

21)3( IIIIII

tc

cDhBbAkmmR

Cường độ tính toán R(3)

Lớp đất 3, với = 120, tra bảng ta cóA=0,23; B=1,94; D=4,42; II = IIdn =8,3 kN/m3

2

4,54,5)3( 07,19

25,485,2.2.98,183. mApNA gl

mz

tctb

glmz

tc

Diện tích móng quy ước A(3)

maaAb 12,425,025,007,19 22)3()3(

Bề rộng đáy móng quy ước b(3)

m2

m2

m4,1

Lớp 1: Đất trồngtrọt, = 17 kN/m3

Lớp 2: Đất sét pha, = 18,3 kN/m3, cII = 28kPa, II = 160

đn= 8,74 kN/m3

Lớp 3: Đất sét, dn= 8,3 kN/m3, cII = 26kPa, II = 120

MNN

400.0

800.3

mh 4.3

mb 2

Tầng hầmdày 0,2m

mhm 7.0

QMN ;;m2

m2

m4,1

Lớp 1: Đất trồngtrọt, = 17 kN/m3

Lớp 2: Đất sét pha, = 18,3 kN/m3, cII = 28kPa, II = 160

đn= 8,74 kN/m3

Lớp 3: Đất sét, dn= 8,3 kN/m3, cII = 26kPa, II = 120

MNN

400.0

800.3

mh 4.3

mb 2

Tầng hầmdày 0,2m

mhm 7.0

QMN ;;

mbla 25,02/)25,2(2/)(

203

3

2

1' /34,154,584,82 mkN

h

hi

ii

II

kPacDhBbAkmmR IIIIIItc

84,311).....(. ')3()3(

21)3(

Cường độ tính toán R(3)

Kiểm tra thỏa mãn điều kiện:

kPaRkPaglmz

btmz 84,31109,131 )3(4,54,5

Lưu ý : Thực ra cần kiểm tra thêm cho vị trí bắt đầu xuất hiệnmực nước ngầm ở lớp 2

204

II.3. MÓNG BĂNG DƯỚI CỘTII.3. MII.3. MÓÓNG BĂNG DƯNG BĂNG DƯỚỚI CI CỘỘTT

Móng băng dưới cột bị uốn theo hai phương, My chủ yếugây uốn theo phương dọc móng “x”, Mx chủ yếu gây uốntheo phương vuông góc “y”.

y

x

MyMx

Mx My

205

206

y

x

MyMx

Mx My

Móng băng có sườn (thông dụng)

Móng băngkhông sườn

207

Móng băng là phương án tiếp theo được xem xétkhi phương án móng đơn không phù hợp

BC

DB

H

Địa chất:Lớp đất đặt móng có =120, c= 0,12 kG/cm2, =1,77 T/m3,

dày từ 3m đến 10m

Ví dụ:

Tải trọng:-Tải trọng cột trục D : Ntt = 36,05T- Tải trọng cột trục E : Ntt = 31,48T- Tải trọng cột trục B, H : Ntt =8,73T

208

Phương án móng đơn nông

Từ các thông số địa chất, giả thiết cột trục D (Ntt = 36,05T, Ntc

= 31,35T) b = 1,5m, h = 1m, ta có Cường độ tính toán đất nềnR =9,35 T/m2

226,41.235,9

35,3135,31 mhR

F

Chọn lại móng có kíchthước 2x2m

1,9x1,9m

2x2m

1,9x1,9m

1,0x1,0m

1,0x1,0m

1.46m

2.8m

2.8m

1.46m

3.3m 3.3m 3.3m 3.3m 3.3m 3.3m 3.3m

209

Phương án móng băng

Do đất yếu, diện tích móng đơn lớn, quá sát nhau, hơn nữacó nguy cơ lún lệch do địa chất thay đổi, cần xét phương ánmóng băng. Bề rộng móng băng trục D sơ bộ tính như sau

mbuocFb 25,1

3,314,4

cot

b = 1,1m

b =1,25m

1,0x1,0m

1,0x1,0m

b = 1,1m

210

Trong trường hợp đất yếu, móng băng một phương khôngthỏa mãn có thể xét phương án móng băng giao thoa

211

TRÌNH TỰ XEM XÉT CÁC PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG

Móng đơn

Móng băng mộtphương

Móng băng giaothoa

Móng trên nềngia cố

Móng sâu

Móng bè

212

Cấu tạo móng băng dưới cột

213

214

Tải trọng dùng để tính móng băng một phương thườngđược xét với hai tổ hợp gió trái và gió phải

Tải trọng tác dụng vào móng băng

215

Bề rộng móng và kiểm tra áp lực dưới đáy móng

Bề rộng móng được xác định sơ bộ bằng cách xét cảmóng như một móng đơn với mô men uốn tác dụng theophương cạnh ngắn!

pptctb

pptc 2.1max

Mô men uốn tác dụng theo phương cạnh dài gây ra áp lựclên nền thường không lớn và có tính cục bộ!

216

Lựa chọn sơbộ các kích thước

b

hs

bs

- Độ sâu chôn móng H- Sườn móng : hs = (1/10÷1/8) nhịp, hs = (1,5÷3)bs-Bề rộng sườn móng rộnghơn so với bề rộng cột 5cm để dễ ghép ván khuôn cột, cóthể bỏ qua nếu thi côngkhông yêu cầu - Bề rộng móng : b = 1÷3 m

217

Kiểm tra áp lực dưới đế móng và dự tính lún cho móng băng như một móng đơn dài

mkN /2,110 mkN /3,227

kN400 kN500 kN600

kN400 kN500 kN600

m1 m5,3 m4 m5,0

Khi móng tuyệt đối cứng, công trình ở trên mềm, móngđược xem như một dầm chịu tải trọng cột truyền xuống vàáp lực đất ở dưới lên

218

Phân biệt móng cứng, móng mềm qua độ mảnh: Phân biệt móng cứng, móng mềm qua độ mảnh: Xác định điểm đặt lực tập trung G, điểm giữa móng O

n

i

n n n

iiimi

G

N

xNQhMx

1

1 1 1

OG xxe

Có thể kéo dài móng ra để giảm độ lệch tâm e

111 ;; QMN 222 ;; QMN 333 ;; QMN 444 ;; QMN

ii HMWN ;0;

1x2x 3x

Gx

G

e

O

mh

n

iG NN1

219

Tính phản lực đất nền dưới đế móng bằng cáchxem móng băng như một móng đơn dài (pp nàythực ra thiếu chính xác)

)/(61.

21minmax, mkNh

Le

bL

Np

n

i

ii QMWN ;0;

Gx

G

e

O

minp maxp

ii QMWN ;0;

G

e

O

L

)/(.611minmax, mkNbh

Le

L

Np

n

idaim

220

Xác định cường độ tính toán của đất nền và kiểmtra các điều kiện:

pptctb pptc 2.1max

Nếu các điều kiện trên thỏa mãn, nền được xem là biếndạng tuyến tính. Thường mô men theo phương vuônggóc trục móng gây ra ứng suất lớn dưới đáy móng, mômen theo phương dọc móng ít nguy hiểm hơn và có tácdụng cục bộ

221

Kiểm tra độ lún móng băng như một móng đơndài:

SS Phương pháp này nói chung không hợp lý, móng càngmềm, càng dài, sai số càng lớn

222

C1: Tính móng băng theo phương pháp gầnđúng, xem móng là tuyệt đối cứng

mkN /2,110 mkN /3,227

kN400 kN500 kN600

kN400 kN500 kN600

m1 m5,3 m4 m5,0

Khi móng tuyệt đối cứng, công trình ở trên mềm, móngđược xem như một dầm chịu tải trọng cột truyền xuống vàáp lực đất ở dưới lên

223

Xác định chiều dài móng L

Lưu ý, móng băng dưới cột thường được tính toán chocả hai trường hợp gió trái và gió phải, cho nên nếu kéodài móng thường kéo cả theo hai phương. Tuy nhiên độlệch tâm của móng băng dưới nhiều cột thường là nhỏ

L = lc1+ lc1+ lc3 Nếu không còn đất để mở rộng móngL = lc1+ lc1+ lc3 + la + lb Nếu còn đất để mở rộng hai đầu móng

Có thể kéo dài móng ra hai biên để giảm mô men âm trong móng nhưng không nên vượt quá 1,5m hay ¼ nhịpbiên

al bl1cl 2cl 3cl

111 ,; QMN 222 ,; QMN 333 ,; QMN 444 ,; QMN

224

Xác định điểm đặt hợp lực G

al bl1cl 2cl 3cl

111 ,; QMN 222 ,; QMN 333 ,; QMN 444 ,; QMN

al bl1cl 2cl 3cl

GNe

Ox

Gx

GO

n

i

n n n

iiimi

G

N

xNQhMx

1

1 1 1

OG xxe

n

iG NN1

abccca

O llllllx

2

321

Kéo dài móng ra la và lb sao cho e bé nhất có thể

225

Biến móng băng thành dầm tuyệt đối cứng

siii HQMM .' )/(611

minmax, mkNLe

L

Np

n

idaim

al bl1cl 2cl 3cl

111 ,; QMN 222 ,; QMN 333 ,; QMN 444 ,; QMN

daimpmin

daimp max

'11 ;MN '

22 ;MN '33 ;MN '

44 ;MN

L

226

Tính vẽ biểu đồ lực cắt và mô men

Tính lực Q tại hai bên trái và phải các nút,nối lại với nhau. Cóthể xem gần đúng Q phân bố bậc nhất. Tính M tại các nút vàvị trí đạt cực trị (Q=0)

B

Bố trí cốt thép cho dầm móngtheo M, Q.

daimpmin

daimp max

'11 ;MN '

22 ;MN '33 ;MN '

44 ;MN

Q

M

227

Một số lỗi hay gặp khi mô men đầu mút cuối ≠ 0:- Quên các mô men Qi.Hs;- Móng lệch tâm nhưng làm gần đúng thành đúng tâm, tải trọng phân bố hình thang làm gần đúng thành tải phân bố đều. Độ lệch = NG . e

daimnetp daim

netp

'11 ;MN '

22 ;MN '33 ;MN '

44 ;MN

Nếu e~0, có thể xem áp lực dưới đáy móng là phân bố đều:

)/(/)(1

mkNLNpn

idaim

net

228

Kiểm tra điều kiện nén thủng

Thiên về an toàn, có thể tách một phần móng chịu tải Nmaxđể tính toán, My không xét đến vì không gây chọc thủng

Pđt < Rbt . h0. btbVới btb = l

dh0hh

tt0maxptt

0minp ttotp

maxN

2/)( 1 ii lll

b

1N maxN iN

al il 1il

oyQ

oyM

Sửa lại cáchình móngbăng giống thếnày

229

Tính toán cốt thép cho cánh móng

dh0hh

tt0maxptt

0minpttlp

maxN

Thiên về an toàn, có thể tách một phầnmóng chịu tải Nmax để tính toán

2/)( 1 ii lll

b

1N maxN iN

al il 1il

oyQ

oyM

Lưu ý : Bước 6 và 7 có thể kiểm tra cho toàn móng, bằng cáchtách một đoạn móng dài 1m, áp lực dưới móng lấy bằng ptt

tb

230

1.Phân tích địa chất, tải trọng

2.Chọn chiều sâu móng H0, hs

3.Chọn bề rộng ban đầu B0

4.Xác định hợp lực tác dụng NGvà điểm đặt lực G

5.Kéo dài móng ra hai bên nếu có thể để O~G

6.Kiểm tra các điều kiện ƯS như móng đơn

7.Tính, kiểm tra lún như móng đơn

Thiết kế kết cấu móng

Quá trình 1 : Lựa chọn H, B, L, kiểm tra ứng suất dưới đáy móng và lún

Lưu ý : Ở bước 6, cần kiểm tra với các mô men theo phương vuông góc với trục móng

231

Quá trình 2 : Thiết kế kết cấu móng

1.Tính pttmin,

pttmax, ptt

net

2.Kiểm tra điều kiện chọc thủng

3.Tính mô men uốn và cốt thép cho cánh móng

4.Tính mô men uốn, lực cắt cho sườn móng

Có nhiều p.p:C1 : Dầm trên nền đàn hồi WinklerC2 : Dầm tuyệt đối cứngC3 : Dầm lật ngượcC4 : Giải tích

Lưu ý : Ở bước 3, khi tính cốt thép cánh móng dùng mô men theo phương vuông góc với trục móngỞ bước 4, tính cốt thép cho sườn dùng mô men theo phương trục móng

5.Bố trí cốt thép, ra bản vẽ

232

C2: PP dầm trên nền đàn hồi cục bộ Winkler

pptctb pptc 2.1max

Nếu các điều kiện sau thỏa mãn, có thể xem nền làm việcbiến dạng tuyến tính

Công thức nền đàn hồi Winkler ycpgl .

- pgl : áp lực gây lún;- y : chuyển vị thẳng đứng- c : hệ số nền, xác định từ thí nghiệm bàn nén

y)(xpgl

)(xpgl

233

Đất càng tốt, hệ số nền c (còn ký hiệu là ks) càng cao. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ NỀN THEO BẢNG TRA, tuy nhiên

sự giao động giá trị là lớn với cùng một loại đấtDao động5 lần

10 lần

234

Xác định hệ số nền theo thí nghiệm bàn nén hiệntrường (công thức Terzaghi)

lb

235

236

bbkk l

ls

Móng vuông trên nền sét

lb

2

2

bbbkk l

ls

Móng vuông trên nền cát

Móng chữ nhật trên nền sét cứng hoặccát chặt

5,15.0

ls kk bl /

Theo Bowles, Foundation Analysis and Design, các công thứctrên sai khi b/bl>3

237

Xác định hệ số nền theo Vesic (công thức tin cậy)

)1( 2bEk s

s

Es là mô đun biến dạng trung bình trong khoảng H = 5b, = 0,2 ÷ 0.5 là hệ số poisson phụ thuộc vào đất nền

i

iis h

hEE

Xác định hệ số nền theo lý thuyết tính lún

Spk /s

gl

Ebp

S)1( 2

Nếu dùng phương pháp hệ số nền là hằng số không phụ thuộcvào độ cứng móng là thiếu chính xác

238

Mô hình hóa dầm trên nền đàn hồi cục bộWinkler

Đất nền được thay thế bằng dãy các lò xo có độ cứngphụ thuộc vào đất nền và độ cứng móng ki = ks.A

239

Ví dụ:

Lớp đất tôn nền dày 0,9m, mực nước ngầm ở độ sâu -1.3m

240

kNW s

bhdn

88,81.)01,01(

0

0

Lưu ý khi đất nằm dưới mực nước ngầm có thể phải tínhdung trọng riêng đẩy nổi:

Với đất thấm nước nằm dưới mực nước ngầm, do lực đẩyArchimet cần dùng dn, tuy nhiên với đất không thấm nướcnhư đất sét chặt (sét cứng, nửa cứng), lực Archimetkhông có tác dụng và khi tính toán vẫn dùng

241

Địa tầng

Móng đặt ở độ sâu -1.5m, bề rộng móng1.4m

Chọn kích thước sơbộ:

Tải trọng tiêu chuẩn

kNnN

Ntcitc 33,15830

0

mtcoyi

tcoxi

tc hQMM .)(0

mNMe tco

tcox 142,0/

0.7

m2.

5 m

Đất tôn nền0.9

m

L1 : Đất trồng trọt, = 17kN/m3

L2: Đất sét, E= 8000 kPa, = 18,6 kN/m3, II =110, cII = 17kPa

L3: Đất sét, E= 7500 kPa, = 17,9 kN/m3, II =90

± 0.000

- 1.300

L2: Đất sét, E= 8000 kPa, đn = 8,88 kN/m3, II =110

242

kPahbe

FNptc

tc 93,158)9,05,1(204,1142,0.61

4,1.4,1633,1583610

max

kPahbe

FNptc

tc 99,74)9,05,1(204,1142,0.61

4,1.4,1633,1583610

min

kPahFNptc

tctb 96,116)9,05,1(20

4,1.4,1633,15830

Áp lực dưới đáy móng:

243

Cường độ tính toán của đất nền

kPacDhBbAkmmR IIIIIItc

1,133).....( '21

m1 = 1,1 móng đặt trên đất sét có IL = 0,504 > 0,5m2 = 1 kết cấu khung là kết cấu mềmktc = 1 các chỉ tiêu cơ lý xác định bằng thínghiệm trực tiếpII = IIdn

Rptctb Rptc 2.1max Nền làm việc trong giai đoạnbiến dạng tuyến tính

Móng đặt trên lớp đất L2, dưới mực nước ngầm: Đất sét, E= 8000 kPa,dn = 8,88 kN/m3, II =110, cII = 17kPa

0.7

m2.

5 m

Đất tôn nền0.9

m

L1 : Đất trồng trọt, = 17kN/m3

L2: Đất sét, E= 8000 kPa, = 18,6 kN/m3, II =110, cII = 17kPa

L3: Đất sét, E= 7500 kPa, = 17,9 kN/m3, II =90

± 0.000

- 1.300

L2: Đất sét, E= 8000 kPa, đn = 8,88 kN/m3, II =110

0.7

m2.

5 m

Đất tôn nền0.9

m

L1 : Đất trồng trọt, = 17kN/m3

L2: Đất sét, E= 8000 kPa, = 18,6 kN/m3, II =110, cII = 17kPa

L3: Đất sét, E= 7500 kPa, = 17,9 kN/m3, II =90

± 0.000

- 1.300

L2: Đất sét, E= 8000 kPa, đn = 8,88 kN/m3, II =110

3/88,8 mkNII

3/56,165,1

88,8.2,06,18.6,07,0.17' mkNII

244

245

0.40.2

0.7

4.0

4.1

Xác định hệ số nền ks theo lý thuyết lún

kPahhE

Ei

iis 7621

73,5.75007,1.8000

Ứng suất bản thân tại đáymóng

kPa

bt

84,24

2,0.88,86,0.6,187,0.17

Ứng suất gây lúnkPapp bttc

tbgl 12,9284,2496,116

Lấy giới hạn nền H =5b = 5.1,4 = 7m dưới đáy móng

Độ lún trung bình của nền

mEbp

Ss

gl 03079,07621

)45,01.(4,1.12,92.32,2)1( 22

246

Tra bảng xác định từ =l/b = 16,4/1,4=11,71

Hệ số nền

3/2912031,012,92 mkN

Sp

ktb

gls

247

Chia móng ra thành các phần tử, tính bằngSAP2000

Độ cứng các lò xo blkk isi ..Giới hạn của phương pháp : độ cứng lò xo không phụthuộc độ cứng móng, bỏ qua sự tương tác giữa các lò xo

248

Joint F3 U3Text KN m1 105.344 ‐0.0359662 195.402 ‐0.0381723 235.39 ‐0.0406344 242.678 ‐0.0430135 247.687 ‐0.0443256 251.041 ‐0.0449097 247.687 ‐0.0443258 242.678 ‐0.0430139 235.39 ‐0.04063410 195.402 ‐0.03817211 105.344 ‐0.035966

‐0.0500

‐0.0450

‐0.0400

‐0.0350

‐0.0300

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

U3 m

Để tính chính xác, cần chia nhỏ phần tử, chia đến khi nàosự thay đổi kết quả theo sự tăng số phần tử là rất nhỏ

249

Phương pháp dầm trên nền đàn hồi với hệ số nền thay đổi

Sau khi tính được chuyển vị xác định lại độ cứng các lò xo

i

ii SPk

Tính lặp lại nhiều vòng đến khi độ cứng lò xo hội tụ, sự sai khác về độ cứng ở hai vòng lặp liên tiếp ≤ 5%

250

Mô hình nền Winkler

Biến dạng thực móng và đất nền (quan trắc)

Mô hình nền Winkler lò xo không phản ánh được tínhphân phối của đất. Do vậy nền Winkler lò xo có

tính biến dạng cục bộ

Khi nền đồng nhất, tải trọng phân bố đều trên dầm, trongmô hình nền Winkler, dầm lún đều không bị uốn – khôngđúng với thực tế

251

Mô hình nền Winkler Khi móng tuyệt đối cứng, tải trọng đối xứng, mónglún đều, theo mô hình nềnWinkler phản lực nền phânbố đều – không đúng thựctế

252

Đất nền trong mô hình nền Winkler có thể bị kéo

Trong mô hình nền Winkler hệ số nền là không đổi, thựctế hệ số nền thay đổi phụ thuộc vào kích thước móng, khoảng tải trọng

253

Kết luận: Mô hình nền Winkler khônghoàn toàn đúng với thực tế nhưng saisố không lớn, dễ sử dụng, tính toán, và các thí nghiệm cho thấy phù hợp

nhất với đất mềm

254

C3: Tính móng băng theo phương pháp dầm lậtngược, xem công trình phía trên là tuyệt đối

cứng

kN400 kN500 kN600

m1 m5,3 m4 m5,0

mkN /2,110 mkN /3.227

Khi công trình ở trên cứng, móng được xem như một dầmtựa lên gối tựa là các cột, chịu tải trọng cột truyền xuốngvà áp lực đất ở dưới lên. Móng cũng phải được xem làtuyệt đối cứng để phản lực nền dưới đáy móng là phân bốtuyến tính

255

Kết quảcủa (C2) và (C3) gần giốngnhau, cònkết quảcủa (C4) sai khácnhiều. (Kết quảcủa (2) tính với hệsố nền c =15000 kN/m3)

mkN /2,110 mkN /3,227

mkN /2,110 mkN /3.227

kN400 kN500 kN600

kN400 kN500 kN600

kNm237 kNm241

kNm175 kNm198

kNm102

kNm205

C2

C1

C3

256

Kết quả của(C2) và (C4) gần giốngnhau, còn kếtquả của (C3) sai khác nhiều. (Kết quả của (2) tính với hệ sốnền c =8.15000 kN/m3)

kNm89 kNm130

kNm102 kNm116

kNm105

kNm205

kNm237 kNm241 C2

C1

C3

257

Kết quả của(1) và (2) gầnsát nhau, cònkết quả của(3) sai khácnhiều. (Kếtquả của (2) tính với hệ sốnền c =15000/5 kN/m3)

kNm220 kNm227

kNm102 kNm116

kNm41

kNm205

kNm237 kNm241C2

C1

C3

258

Phân biệt móng cứng, móng mềm qua độ mảnh:

3

3010hElEtl

- h : Chiều cao dầm móng;

- l : nửa chiều dài dầm móng- El : Mô đun đàn hồi vật liệu móng

- E0 : Mô đun biến dạng đất nền;

Phân biệt móng cứng, móng mềm qua độ mảnh: Chọn mô hình tính toán hợp lý căn cứ vào độmảnh của móng (móng cứng hay móng mềm):

Kết luận: Với tiết diện móng không đổi:- nếu đất càng mềm thì giả thiết móng tuyệt đốicứng càng đúng, giả thiết này nên áp dụng khiđất yếu với C<15000 kN/m3

- nếu đất càng cứng thì móng càng mềm, kết quảcủa mô hình dầm lật ngược càng đúng

- t > 10 : móng mềm xem như dầm dài vô hạn;- 1 < t < 10 : móng mềm có chiều dài và độ cứng hữu hạn- t < 1 : móng cứng;

259

Dầm dài vô hạn chịu tải tập trung

44EJbc

Dầm dài vô hạn :

/ml

ml

Lời giải :

xePxQ x cos2

)( 0 xxePxM x

sincos4

)( 0

C4: Tính móng băng theo phương pháp dầm trênnền đàn hồi theo lời giải toán học tổng quát

260

Dầm dài vô hạn chịu mô men tập trung

Lời giải :

xxeMxQ x sincos2

)( 0

xeMxM x cos2

)( 0

xeEJ

Mxy x

sin4

)( 20

261

Dầm chịu tải trọng đầu mút

262

Dầm chịu tải trọng gần mút

1MMb

112 QMPb

263

264

265

266

Móng đôi (móngdưới hai cột cạnhnhau) được ápdụng trongkhông gian chậthẹp, giảm độlệch tâm móng, là loại móng cóthể giả thiếtTuyệt đối cứngmà sai số khônglớn

267

268

Chọn sơ bộ kích thước móng:- Bề rộng móng b : chọn trong khoảng 1÷2m- Bề rộng dầm bd : chọn rộng hơn so với kích thước cột mỗibên 5cm- Chiều cao dầm móng hd = (2÷4)bd; (thường chọn từ 0.5÷0.8m)

269

Việc tính toán áp lực dưới đáy móng đối với móng đôi tiến hànhnhư móng đơn mà không có sai số nhiều vì móng hẹp, hai cộtgần sát nhau. Cần kiểm tra áp lực dưới móng trong cả hai trường hợp gió tráivà Gió phải

phtcphtr

tctr eNeN ..

Nên điều chỉnh móngsao cho ứng suất dướiđất nền khi gió trái vàgió phải giống nhau

Việc kiểm tra áp lực xuống đất nền và kiểm tra lún giống nhưđối với móng đơn nông

270

Các dạng móng đôi

271

Đất đắp

Cát pha, trạng tháidẻo

0.6 m

> 10 m

272

1. Chọn kích thước móng

Chọn sơ bộ kích thước móng:- Chiều sâu chôn móng h = 1.5m- Bề rộng móng b = 1.2 m

2. Sức chịu tải đất nền

273

3. Diện tích sơ bộ đáy móng

274

4. Kiểm tra áp lực dưới đáy móng

275

4. Tính toán mô men và cốt thép dầm móng

276

277

278

279

Tính móng băng giao thoa

Cách 1: Chia móng băng giao thoa thành các móng băng theomột phương. Tuy nhiên việc phân chia nội lực tại chân cột chohai băng giao nhau khá phức tạpCách 2: Tính bằng các phần mềm chuyên dụng như Flaxis, SAFE

280

Tính móng bè

1. Chọn sơ bộ kích thước móngChọn bề rộng móng bè bằng bề rộng mặt bằng công trình

2. Xác đinh cường độ tính toán đất nền R

3. Từ R, xác định diện tích móng cần thiết Am

281

3. So sánh Am và diện tích mặt bằng công trình Act

Nếu Am << Act : Chuyển phương án móng băng giao thoa hoặccac phương án khác

Nếu Am ~ Act : Móng bè có kích thước bằng mặt bằng công trình

Nếu Am > Act : Mở rông kích thước móng, thường mở rộng b nếu điều kiện cho phép nhưng không nên quá 1,5m và ¼ nhịpphía trong

Nếu Am >> Act : Chuyển phương án móng sâu hoặc các phươngán khác

4. Xác định và kiểm tra áp lực dưới đáy móngCó thể xác định áp lực dưới đáy móng như một móng đơn nôngnếu móng bè được xem là cứng

Chính xác hơn có thể dùng mô hình bản trên nền đàn hồi hay các phần mềm chuyên dụng như Flaxis

282

5. Kiểm tra lúnCó thể tính lún như một móng đơn

6. Kiểm tra điều kiện chọc thủngCó thể tính lún như một móng đơn

7. Tính toán cốt thépMóng bè bản phẳng được tính toán và cấu tạo như bản sànkhông dầm

Móng bè có sườn tính toán như bản sàn sườn lật ngược. Có thểchia ra từng dải bản để tính toán như móng băng có sườn

283

284

1. Mục đích của việc kéo dài móng băng ra hai phía?- Nêu các ưu nhược của phương pháp dần trên nền đàn

hồi cục bộ Winkler?- Nêu các ưu điểm nổi trội của phương pháp dầm trên

nền đàn hồi Winkler so với pp dầm tuyệt đối cúng vàdầm lật ngược

285

Phần 3: MÓNG CỌCPhPhầầnn 3: M3: MÓÓNG CNG CỌỌCC

Phân loại và cấu tạo móng cọcTính toán sức chịu tải cọc

Thiết kế móng cọc

286

III.1. TỔNG QUAN CỌCIII.1. TIII.1. TỔỔNG QUAN CNG QUAN CỌỌCC

Tại sao móng cọc ?TTạạii saosao mmóóngng ccọọcc ??

1. Huy động được sức chịu tảicủa các lớp đất nền dưới sâu

2. Có độ sâu lớn, tăng cường khảnăng chống lật cho công trình

3. Móng cọc là móng sâu, làmcho ứng suất gây lún giảm so với móng nông, hạn chế lún

Cọc cóthể cắmsâuvào đấthàngchụcmét,xuyênqua nhiềulớp đất

287

Các phương ánCCáác phương c phương áánn

0M0N

0Q h

1. Cơ chế chịu lực + Cọc ma sát+ Cọc chống + Cọc ma sát chống

2. Vật liệu + Cọc BT, BT ƯST+ Cọc thép, Cọc

gỗ, composit

3. Thiết diện cọc + Vuông, Tròn+ Tam giác,Chữ

nhật, tổ hợp

4. PP Thi công + Đóng, Ép+ Nhồi

5. Loại đất Cọc xuyên qua

+ Dính+ Rời

288

Cơ chế chịu lực -Sức chịu tải của cọcbao gồm hai thànhphần: Sức kháng ma sát và sức kháng mũi

Cơ chCơ chếế chchịịu lu lựựcc --SSứứcc chchịịuu ttảảii ccủủaa ccọọccbaobao ggồồmm haihai ththàànhnhphphầầnn: : SSứứcc khkháángng ma ma ssáátt vvàà ssứứcc khkháángng mmũũii

Qu = Qp + Qs

1.Cọc ma sát (cọc treo)

2. Cọc chống

3. Cọc chống - ma sát Qp

Qf

3 loại cọc :3 lo3 loạại ci cọọc :c :

289

Cọc ma sát (cọc treo)Cọc chống

Cọc chống được cắm vàolớp đất đá cứng, lúc đó

Qp >>Qs

Cọc ma sát không được cắmvào lớp đất đá cứng do

chúng ở sâu và Qs >>Qp

Theo cơ chế chịu lực :Theo cơ chTheo cơ chếế chchịịu lu lựực :c :

290

Lưu ý : Cọc cừ tràm (miền Nam), cọc tre (miền Bắc) được quan

niệm như là phương pháp xử lý nền, không xem nó là cọc đểtruyền lực như cọc cứng BTCT hoặc cọc thép vì:- kích thước phi tiêu chuẩn, - độ bền vật liệu cọc không kiểm soát được.

Cọc sử dụng chủ yếu dựa vào kinh nghiệm, số lượng ncây/1m2

(cọc tre 25 cây/m2), sau đó dùng bàn nén có kích thước lớn đểnén tĩnh và lấy đó làm cường độ nền để kiểm tra.

Chú ý : là toàn bộ chiều dài cọc phải nằm dưới mực nước ngầmổn định để tránh bị mục.

Theo vật liệu: Cọc phổ biến nhất là cọcBTCT, ngoài ra còn có cọc thép, gỗ, hoặcvật liệu tổ hợp (composite)

Theo vTheo vậật lit liệệuu: C: Cọọcc phphổổ bibiếếnn nhnhấấtt llàà ccọọccBTCT, BTCT, ngongoààii rara còncòn ccóó ccọọcc ththéépp, , ggỗỗ, , hohoặặccvvậậtt liliệệuu ttổổ hhợợpp (composite)(composite)

291

Theo hình dáng : Cọc tiền chế có nhiềukiểu tiết diện và vật liệu đa dạng

Theo hTheo hìình dnh dáángng : C: Cọọcc titiềềnn chchếế ccóó nhinhiềềuukikiểểuu titiếếtt didiệệnn vvàà vvậậtt liliệệuu đađa ddạạngng

LLợợii ththếế ccọọcc tam tam gigiááccCùng một diện tích tiết diện, cọc tam giác có chuvi lớn hơn so với cọc vuông và cọc tròn

4.00 l4.56 l

14% > 29% >

3.54 l

l

l

292

Cọc bê tông cốt thép vuông, kích thước200x200 đến 500x500, bê tông thường hoặc

dự ứng lực, là loại cọc truyền thống, phổ biến

CCọọcc bêbê tôngtông ccốốtt ththéépp vuôngvuông, , kkííchch thưthướớcc200x200 200x200 đđếếnn 500x500, 500x500, bêbê tôngtông thưthườờngng hohoặặcc

ddựự ứứngng llựựcc, , llàà loloạạii ccọọcc truytruyềềnn ththốốngng, , phphổổ bibiếếnn

293

Cọc bê tông lytâm ứng suất

trước là loại cọcsản xuất theo

công nghệ mới

CCọọcc bêbê tôngtông lylytâmtâm ứứngng susuấấtt

trưtrướớcc llàà loloạạii ccọọccssảảnn xuxuấấtt theotheo

côngcông nghnghệệ mmớớii

294

Cọc bê tông ly tâm DƯL có = 300mm đến 1200mm, Lmax = 27m (TCVN 7888-2008, JIS A5335-1987, JIS A5373 - 2004)Nhiều ưu điểm vượt trội so với cọc khoan nhồi, cọc vuông như: thi công nhanh; công nghệ tiên tiến, mác bê tông cao (80 MPA); giá thành giảm 30- 40% so với cọc khoan nhồi và 20% so vớicọc bê tông thường (trong phương án có khả năng chịu tảitương đương).

295

Cọc ván có sức chịu tảingang lớn thường

dùng làm tường chắnđất

CCọọcc vváánn ccóó ssứứcc chchịịuu ttảảiingangngang llớớnn thưthườờngng

ddùùngng llààmm tưtườờngng chchắắnnđđấấtt

296

297

Cọc ba rét chữ nhật, tổ hợp

298

Theo pp thi công: Phương pháp thi công cọcảnh hưởng trực tiếp đến sức chịu tải cọc

Theo pp thi côngTheo pp thi công: P: Phươnghương phpháápp thithi côngcông ccọọccảảnhnh hưhưởởngng trtrựựcc titiếếpp đđếếnn ssứứcc chchịịuu ttảảii ccọọcc

Cọc tiền chế (cọc đóng, ép)Cọc nhồi

299

Cọc nhồi có đườngkính từ 600 đến

2000mm, sức chịutải rất cao

CCọọcc nhnhồồii ccóó đưđườờngngkkíínhnh ttừừ 600 600 đđếếnn

2000mm, 2000mm, ssứứcc chchịịuuttảảii rrấấtt caocao

300

Cọc ba rét là cọc nhồi có tiết diện chữ nhật hoặc chữnhật tổ hợp (hình chữ T, chữ L), khả năng chịu uốnvà tải trọng ngang lớn, thường hay bố trí dưới vách

cứng

CCọọcc baba rréétt llàà ccọọcc nhnhồồii ccóó titiếếtt didiệệnn chchữữ nhnhậậtt hohoặặcc chchữữnhnhậậtt ttổổ hhợợpp ((hhììnhnh chchữữ T, T, chchữữ L), L), khkhảả năngnăng chchịịuu uuốốnnvvàà ttảảii trtrọọngng ngangngang llớớnn, , thưthườờngng hay hay bbốố trtríí dưdướớii vvááchch

ccứứngng

Cọc ba rétchữ nhật

301

Đóng cọc

Ép cọc

Khoan cọcnhồi

Hiểu rõ đặc điểm thi côngtừng loại cọc để chọnphương án thích hợp

HiHiểểuu rõrõ đđặặcc điđiểểmm thithi côngcôngttừừngng loloạạii ccọọcc đđểể chchọọnnphươngphương áánn ththííchch hhợợpp

302

Hạ cọc bằng búa đóng hay máy ép cọc. Lưu ý việcđóng cọc gây chấn động mạnh và tiếng ồn lớn, cấm

thi công gần khu dân cư

HHạạ ccọọcc bbằằngng bbúúaa đđóóngng hay hay mmááyy éépp ccọọcc. . LưuLưu ý ý viviệệccđđóóngng ccọọcc gâygây chchấấnn đđộộngng mmạạnhnh vvàà titiếếngng ồồnn llớớnn, , ccấấmm

thithi côngcông ggầầnn khukhu dândân cưcư

303

Dùng hàn hoặc các biện pháp khác để nối các đoạncọc, việc đóng, ép cọc kết thúc khi đạt yêu cầu về

chiều dài và độ chối (với cọc đóng), chiều dài và lực ép(với cọc ép)

DDùùngng hhàànn hohoặặcc ccáácc bibiệệnn phpháápp khkháácc đđểể nnốốii ccáácc đođoạạnnccọọcc, , viviệệcc đđóóngng, , éépp ccọọcc kkếếtt ththúúcc khikhi đđạạtt yêuyêu ccầầuu vvềề

chichiềềuu ddààii vvàà đđộộ chchốốii ((vvớớii ccọọcc đđóóngng), ), chichiềềuu ddààii vvàà llựựcc éépp((vvớớii ccọọcc éépp))

304

Cọc đóng, ép có kích thước vàsức chịu tải thường nhỏ hơn cọc

khoan nhồi, Thiết kế chủ yếu chỉ để chịu nén

CCọọc đc đóóng, ng, éép cp cóó kkíích thưch thướớc vc vààssứức chc chịịu tu tảải thưi thườờng nhng nhỏỏ hơn c hơn cọọc c

khoan nhkhoan nhồồi, i, ThiThiếết kt kếế chchủủ yyếếu chu chỉỉ đ đểể chchịịu nu néénn

305

 

hd

d

35mm

35mm - h = (1/2÷1/3)d;

- Bản thép dày7÷15 mm;- Chiều dàithanh thép dẫnhướng = (2÷3)Dc;

CẤU TẠO CỌC ÉPCCẤẤU TU TẠẠO CO CỌỌC C ÉÉPP

306

A

307

-Tác dụng của mũi cọc?- Vị trí các móc cẩu?--TTáácc ddụụngng ccủủaa mmũũii ccọọcc??-- VVịị trtríí ccáácc mmóócc ccẩẩuu??

308

 

hd

d

35mm35mm

309

Cọc trên mặt bằng được đánh số và định vị, mộtsố cọc được thí nghiệm trước khi thi công đại trà

310

Cọc thínghiệmđược thửtải và kiểmtra độ toànvẹn sau thicông.

311

Đài cọc liên kết các cọc, giằng móng liên kết các đài tạothành hệ chịu lực tương hỗ

312

Cọc đóng, ép ly tâm - ứng suất trước

CCọọc đc đóóng, ng, éép p ly tâm ly tâm -- ứứng sung suấất trưt trướớcc

313

Cọc ly tâm ứng suất trước

314

PHC - A600 - 12 - TCVN 7888 : 2008

Cọc ƯST Cọc cấp A, = 600 Dài 12m

315

Mô men uốn nứt làm xuất hiện vết nứt cóbề rộng >=0.1mm

316

317

Lực cắt giới hạn làm xuất hiện vết nứt có bề rộng >=0.1mm

318

Có thể tính theo JIS A 5337 – 1982 hoặc lấy số liệu của nhà cung cấp

319

320

Cọc nhồi có kích thước lớn, sức chịu tải lớn, chịu nén và chịu kéo,

uốn tốt

CCọọc nhc nhồồi ci cóó kkíích thưch thướớc lc lớớn, sn, sứức c chchịịu tu tảải li lớớn, chn, chịịu nu néén vn vàà chchịịu ku kééo, o,

uuốốn tn tốốtt

321

CẤU TẠO ĐIỂN HÌNH CỌC KHOAN NHỒI CCẤẤU TU TẠẠO ĐIO ĐIỂỂN HÌNH CN HÌNH CỌỌC KHOAN NHC KHOAN NHỒỒI I

322

MŨI CỌC NHỒI THƯỜNG NẰM TRONG LỚP CUỘI SỎI HAY ĐÁ CỨNG

MMŨŨI CI CỌỌC NHC NHỒỒI THƯI THƯỜỜNG NNG NẰẰM TRONG LM TRONG LỚỚP CUP CUỘỘI SI SỎỎI HAY I HAY ĐĐÁÁ CCỨỨNG NG

323

324

325

326

327

Chuẩn bị mặt bằng, thiết lập lưới trắc đạc

Lắp dựng trạm bentonite, chuẩn bị máy móc

2. Định vị cọc

3. Hạ ống vách

4. Khoan lỗ

5. Làm sạch đáy lỗ khoan lần 1

6. Hạ lồng thép

7. Lắp ống đổ BT

8. Làm sạch đáy lỗ khoan lần 2

9. Đổ bê tông

10. Rút óng vách

@2 Chuẩn bịlồng thép

@1 Cung cấpbentonite

@3 Cung cấpbê tông

1. Chuẩn bị

CHU TRÌNH

THI CÔNG

CỌC KHOAN

NHỒI

CHU CHU TRÌNH TRÌNH

THI THI CÔNG CÔNG

CCỌỌC C KHOAN KHOAN

NHNHỒỒII

328

≥ 0,3 m

≥2

m

≥ 1,5 m

Áp lực thủy tĩnh

Hạt bentonite

Màng bentonite liên kết với đất

ĐấtHạt đất

Dùng ống casing và dung dịch bentonite (hoặc

polyme) để bảo vệ thànhhố đào

DDùùngng ốốngng casing casing vvàà dung dung ddịịchch bentonitebentonite ((hohoặặcc

polymepolyme) ) đđểể bbảảoo vvệệ ththàànhnhhhốố đđààoo

329

Dùng gầu khoan tạo lỗDDùùngng ggầầuu khoankhoan ttạạoo llỗỗ

330

Thổi rửa làm sạch đáy lỗ khoanThThổổii rrửửaa llààmm ssạạchch đđááyy llỗỗ khoankhoan

Lớp mùn lắng cặn ảnh hưởng lớn đếnsức kháng mũi của cọc nhồi, cần phảivét sạch tối đa

331

Lắp cốt thép và ống đổ bê tôngLLắắpp ccốốtt ththéépp vvàà ốốngng đđổổ bêbê tôngtông

332

Đổ bê tông và nhổ casing, cọc hoàn thànhĐĐổổ bêbê tôngtông vvàà nhnhổổ casing, casing, ccọọcc hohoàànn ththàànhnh

333

Cọc nhồi có kích thướcvà sức chịu tải lớnCCọọcc nhnhồồii ccóó kkííchch thưthướớccvvàà ssứứcc chchịịuu ttảảii llớớnn

334

Cọc nhồi sức chịu tải lớn, thườngsử dụng cho nhà cao tầngCCọọcc nhnhồồii ssứứcc chchịịuu ttảảii llớớnn, , thưthườờngngssửử ddụụngng chocho nhnhàà caocao ttầầngng

335

Tường barrette thi cônggiống cọc khoan nhồi, làm tường vây tầng hầm

TưTườờngng barrette barrette thithi côngcônggigiốốngng ccọọcc khoankhoan nhnhồồii, , llààmm tưtườờngng vâyvây ttầầngng hhầầmm

336

Sự khác nhau giữa cọc đóng épvà cọc khoan nhồi

SSựự khkháácc nhaunhau gigiữữaa ccọọcc đđóóngng ééppvvàà ccọọcc khoankhoan nhnhồồii

- Về cấu tạo- Về công nghệ thi công- Về tương tác đất cọc

-- VVềề ccấấuu ttạạoo-- VVềề côngcông nghnghệệ thithi côngcông-- VVềề tươngtương ttáácc đđấấtt ccọọcc

Cùng loại đất và kích thước cọc, sức chịu tải của cọcđóng cao hơn sức chịu tải của cọc ép (Nauroy and Le Tirant, 1983)

CCùùngng loloạạii đđấấtt vvàà kkííchch thưthướớcc ccọọcc, , ssứứcc chchịịuu ttảảii ccủủaa ccọọccđđóóngng caocao hơnhơn ssứứcc chchịịuu ttảảii ccủủaa ccọọcc éépp ((NauroyNauroy and Le and Le TirantTirant, 1983), 1983)

Trong đất cát, sức kháng mũi đơn vị dưới cọc khoannhồi nhỏ hơn từ 5 đến 8 lần so với cọc tiền chếTrongTrong đđấấtt ccáátt, , ssứứcc khkháángng mmũũii đơnđơn vvịị dưdướớii ccọọcc khoankhoannhnhồồii nhnhỏỏ hơnhơn ttừừ 5 5 đđếếnn 8 8 llầầnn so so vvớớii ccọọcc titiềềnn chchếế

337

Cọc ép, đóng, có thể rỗnghoặc đặc

Cọc ép, đóng, có thể rỗnghoặc đặc

Cọc nhồi đóngống bịt đầu

Cọc nhồi đóngống bịt đầu

Cọc rỗngCọc rỗng

Cọc

gỗCọc

gỗ

Cọc

BTCọc

BT

Cọc rỗng bịt đáy, có bê tông chènhoặc không

Cọc rỗng bịt đáy, có bê tông chènhoặc không

Cọc

ống

thép

Cọc

ống

thép

Cọc

ống

BTCọc

ống

BT

Cọc nhồi khoanlỗ

Cọc nhồi khoanlỗ

Có biệnphápchốngđỡ

Có biệnphápchốngđỡ

Không cóbiệnphápchống đỡ

Không cóbiệnphápchống đỡ

Ốngvách vĩnhviễn

Ốngvách vĩnhviễn

Ốngvách tạmthời

Ốngvách tạmthời

Cọc théphình

Cọc théphình

Cọcvít

Cọcvít

Ốngváchthép

Ốngváchthép

Ống váchthép và dung dịch khoan

Ống váchthép và dung dịch khoan

Cọc chiếm chỗCọc chiếm chỗ Cọc chiếmchỗ ít

Cọc chiếmchỗ ít Cọc thay thếCọc thay thế

338

- Khi đóng, ép cọc vào đất sét có hiện tượng ứnước quanh cọc làm sức mũi giảm. Sức khángsau đó sẽ dần phục hồi- Khi đóng, ép cọc vào đất cát sẽ làm đất cátchặt lại, sức kháng tăng lên. Sau đó sức khángsẽ giảm về giá trị ban đầu

-- KhiKhi đđóóngng, , éépp ccọọcc vvààoo đđấấtt sséétt ccóó hihiệệnn tưtượợngng ứứnưnướớcc quanhquanh ccọọcc llààmm ssứứcc mmũũii gigiảảmm. . SSứứcc khkháángngsausau đđóó ssẽẽ ddầầnn phphụụcc hhồồii-- KhiKhi đđóóngng, , éépp ccọọcc vvààoo đđấấtt ccáátt ssẽẽ llààmm đđấấtt ccááttchchặặtt llạạii, , ssứứcc khkháángng tăngtăng lênlên. . SauSau đđóó ssứứcc khkháángngssẽẽ gigiảảmm vvềề gigiáá trtrịị ban ban đđầầuu

339

Khi thi công cọc nhồi, thường có lớpmùn lắng cặn ở đáy làm giảm sự tiếpxúc cọc – đất nền tốt dưới mũi cọc

KhiKhi thithi côngcông ccọọcc nhnhồồii, , thưthườờngng ccóó llớớppmmùùnn llắắngng ccặặnn ởở đđááyy llààmm gigiảảmm ssựự titiếếppxxúúcc ccọọcc –– đđấấtt nnềềnn ttốốtt dưdướớii mmũũii ccọọcc

Lớp mùn lắngcặn

340

SỨC CHỊU TẢI THEO VẬT LIỆU QvlSSỨỨCC CHCHỊỊU TU TẢẢI I THEO VTHEO VẬẬT LIT LIỆỆU QU Qvlvl

Sức chịu tải của cọc là giátrị bé nhất của hai giá trị :

Q(vl) và Q(đn)

SSứứcc chchịịuu ttảảii ccủủaa ccọọcc llàà gigiáátrtrịị bbéé nhnhấấtt ccủủaa haihai gigiáá trtrịị : :

QQ(vl(vl)) vvàà QQ((đnđn))

QQ(vl(vl)) : : SSứứcc chchịịuu ttảảii gigiớớiihhạạnn theotheo vvậậtt liliệệuu

QQ((đnđn)) : : SSứứcc chchịịuu ttảảii gigiớớiihhạạnn theotheo đđấấtt nnềềnn

QQ ((vlvl) ) >= >= QQ ((đđnn))Qp

Qs

341

Pvl Với cọc lăng trụ đặc chế tạo sẵn (TCVN 5574:2012)PPvlvl VVớớii ccọọcc lănglăng trtrụụ đđặặcc chchếế ttạạoo ssẵẵnn (TCVN 5574:2012)(TCVN 5574:2012)

)()( sscbbVL ARARQ

Độ mảnh, = ltt/r (r bán kính cọc tròn hay cạnh cọc vuông); d = ltt/d (d : cạnh ngắn cọc chữ nhật); = 1 Nếu móng cọc đài thấp không xuyên qua than bùn, bùn; ltt = v.l

)400,min( MPaRR ssc ???

0016,00000288,0028,1 2

dd 00554,000003456,0028,1 2

Có thể tính Qvl theo 20TCN 21-86

)..(.)( sscbbVL ARARmkQ K = 0,7 là hệ số đồng nhất, m = 1 là hệ số điều kiện làm việc

342

Các sơ đồ liên kết hai đầu cọc –Khi cọc nằm trong đất

343

Trong quá trình ép cọc

Khi cọc nằm trong đất

- Độ mảnh của cọc tính ở hai thờiđiểm khác nhau, sau khi thi côngvà trong quá trình thi công. - Với cọc đóng, ép, trong quátrình thi công cọc làm việc bấtlợi nhất

344

Qvl Với cọc khoan nhồi (TCVN 195:1997)QQvlvl VVớớii ccọọcc khoankhoan nhnhồồii (TCVN 195:1997)(TCVN 195:1997)

saanbuVL ARARQ Ru = R/4,5 khi đổ bê tông dưới nước hoặc dưới bùn nhưngkhông lớn hơn 6 MPaRu = R/4 khi đổ bê tông trong hố khoan khô nhưng không lớnhơn 7 MPaNếu cốt thép < 28, Ran = Rc/1,5 nhưng không lớn hơn 220 MpaNếu cốt thép > 28, Ran = Rc/1,5 nhưng không lớn hơn 200 Mpa,Rc : Giới hạn chảy của cốt thépR : Mác thiết kế bê tông (kg/cm2)

Tại sao với cọc nhồi cần sử dụng R/4,5 hoặc R/4 mà cọc tiền chế lại sử dụng Rb > R/4 ?TTạạii saosao vvớớii ccọọcc nhnhồồii ccầầnn ssửử ddụụngng R/4,5 R/4,5 hohoặặcc R/4 R/4 mmàà ccọọcc titiềềnn chchếế llạạii ssửử ddụụngng RRbb > R/4> R/4 ??

345

Cọc nhồi thi công dưới đất rất khó kiểm soát chấtlượng bê tông

CCọọcc nhnhồồii thithi côngcông dưdướớii đđấấtt rrấấtt khkhóó kikiểểmm sosoáátt chchấấttlưlượợngng bêbê tôngtông

346

Chọn tương quan hợp lý giữa Qu(vl) vàQu(đn) phụ thuộc vào cách thi công cọcChChọọnn tươngtương quanquan hhợợpp lýlý gigiữữaa QQu(vlu(vl)) vvààQQuu((đnđn)) phphụụ thuthuộộcc vvààoo ccááchch thithi côngcông ccọọcc

CCọọcc khoankhoan nhnhồồii:: QQuu ((vlvl)) ~ ~ QQuu ((đnđn))

CCọọcc đđóóngng éépp:: QQuu ((vlvl)) = = 22÷÷33 QQuu ((đnđn))Tại sao có sự khác biệt nêu trên? (trả lời sau khi học xongphần thi công các loại cọc)

???

347

Q =QQ =Quu ((đnđn))

Q*Q*uu ((vlvl))

QQ = 0= 0 Q = QQ = Quu ((vlvl))

ssghgh

ĐĐộộ bbềền vn vậật lit liệệu:u: Q < QQ < Quu (vl)(vl)

ĐĐảảm bm bảảo lo lúún:n: Q <Q < QQuu ((đnđn))

348

SỨC CHỊU TẢI THEO ĐẤT NỀN Qdn (TTGH I)

SSỨỨCC CHCHỊỊU U TTẢẢI I THEO THEO ĐĐẤẤT NT NỀỀN N QQdn dn (TTGH I)(TTGH I)

Qp

Qf

Qp

Qf

1.PP Tra bảng+ Mục 7.2.2, 7.2.3 - TCVN 10304:2012+ Phụ lục A – TCXD 205:1998

2. PP Thí nghiệm hiện trường+ Mục 7.3 - TCVN 10304:2012

3. PP Cường độ đất nền+ Phụ lục G2 - TCVN 10304:2012+ Phụ lục B – TCXD 205:1998

4. PP theo SPT+ Phụ lục G3 - TCVN 10304:2012+ Phụ lục C – TCXD 205:1998

5. PP theo CPT+ Phụ lục G4 - TCVN 10304:2012+ Phụ lục D – TCXD 205:1998

349

Qu(đn) bao gồm : Sứckháng ma sát Qf vàsức kháng mũi Qp

QQuu((đnđn) ) baobao ggồồmm : : SSứứcckhkháángng ma ma ssáátt QQff vvààssứứcc khkháángng mmũũii QQpp

Qu = Qp + Qf

Có nhiều phương pháp khácnhau để tính Qđn. Quan trọng làlựa chọn phương pháp phùhợp

Sức chịu tải cho phép Qa

s

fp

s

ua F

QQFQQ

21 s

p

s

fa F

QFQ

Q Hoặc :

Fs = 2÷2,5

Fs1 = 1÷1,5; Fs2 = 2÷3 ???

Qp

Qf

Qp

Qf

350

Sức kháng bên đạt cực hạn rất nhanh (3-15mm), ngược lại sức kháng mũi đạt cực hạn rất

chậm (0,1d với cọc đóng÷0,25d với cọc nhồi)

SSứứcc khkháángng bênbên đđạạtt ccựựcc hhạạnn rrấấtt nhanhnhanh (3(3--15mm), 15mm), ngưngượợcc llạạii ssứứcc khkháángng mmũũii đđạạtt ccựựcc hhạạnn rrấấtt

chchậậmm (0,1d (0,1d vvớớii ccọọcc đ đóóngng÷÷0,25d 0,25d vvớớii ccọọcc nhnhồồii))

Khi độ lún cọc bé Khi độ lún cọc lớn

1s

f

FQ

2s

p

FQ

351

Sức kháng mũi Qp phụ thuộc vào cách thicông cọc, đường kính cọc, loại đất và độ

sâu

SSứứcc khkháángng mmũũii QQpp phphụụ thuthuộộcc vvààoo ccááchch thithicôngcông ccọọcc, , đưđườờngng kkíínhnh ccọọcc, , loloạạii đđấấtt vvàà đđộộ

sâusâu

352

Sức kháng ma sát Qf phụ thuộc vào cáchthi công cọc, đường kính cọc, loại đất và

độ sâu

SSứứcc khkháángng ma sma sáátt QQff phphụụ thuthuộộcc vvààoo ccááchchthithi côngcông ccọọcc, , đưđườờngng kkíínhnh ccọọcc, , loloạạii đđấấtt vvàà

đđộộ sâusâu

353

'vp

pd

sf

,,c

'v

'v

'h

'h

Mô hình Terzaghi Mô hình Meyerhof

Sức kháng mũi Qp phụ thuộc vào cách thicông cọc, đường kính cọc, loại đất và độ

sâu

SSứứcc khkháángng mmũũii QQpp phphụụ thuthuộộcc vvààoo ccááchch thithicôngcông ccọọcc, , đưđườờngng kkíínhnh ccọọcc, , loloạạii đđấấtt vvàà đđộộ

sâusâu

354

PP Thí nghiệm hiện trườngPPPP ThThíí nghinghiệệmm hihiệện trưn trườờngng

Thí nghiệm nén tĩnh cọc (TCVN 9393:2012)ThThíí nghinghiệệmm nnéénn ttĩĩnhnh ccọọcc (TCVN 9393:2012)(TCVN 9393:2012)

Đối trọng Q

L

Nguyên lý thínghiệm : Tác dụnglên cọc một tảitrọng tăng dần, từđường cong quanhệ Tải trọng- Độlún xác định sứcchịu tải của cọc

355

356

Lắp sensor đo biến dạng lên cốt thép cọc để xác địnhsự truyền tải lực theo độ sâu và thành phần sức kháng ma sát

357

Kích gia tải

Dầm chuẩn đểgắn đồng hồ đo

Đồng hồ đochuyển vị

Đối trọng giatải, thườngbằng 2 lần sứcchịu tải thiết kếdự tính của cọc

358

Biểu đồ quan trọngnhất của thí nghiệmlà biểu đồTải trọng P = f (Độ lún S)

P

s

s

t

s

P

t

359

Tải trọng P (kN)

Độ lún s (mm)

Qu

Sức chịu tải Qu ứng với vị trí thay đổi độdốc đột ngột của đường cong P=f(s)(phương pháp De Beer)

SSứứcc chchịịuu ttảảii QQuu ứứngng vvớớii vvịị trtríí thay đổi độdốc đột ngột của đường cong P=f(s)((phươngphương phpháápp De Beer)De Beer)

360

Sức chịu tải Qu ứng với vị trí điểm giao hai tiếp tuyến đường cong P=f(s)SSứứcc chchịịuu ttảảii QQuu ứứngng vvớớii vvịị trtríí điểm giao hai tiếp tuyến đường cong P=f(s)

361

362

Sức chịu tải Qu ứng với một độ lún S* : Qu = f(S*)SSứứcc chchịịuu ttảảii QQuu ứứngng vvớớii mmộộtt đđộộ llúúnn S* : S* : QQuu = f(S*)= f(S*)

s

ua FQQ

Fs = 2Trong một sốtrường hợp Fs cóthể lớn hơn hoặcbé hơn 2

TCVN 10304 : 2014

)40,.2,0min(* mmSS gh

*S

363

Độ lún S* trong các tiêu chuẩn nước ngoàiĐĐộộ llúúnn S* trong cS* trong cáác tiêu chuc tiêu chuẩẩn nưn nướớc ngoc ngoààii

364

mmsu QQ 8

Công thức 1:

25,18mms

aQQ

Với cọc bé (b < 250mm, áp dụng TCXD 190:1996)

365

);min( max10/ TNDsu QQQ Công thức 2:

2u

aQQ

TCXD 190:1996:TCXD 190:1996:TCXD 190:1996:

366

Nén tĩnh cọc là phương pháp tin cậy nhất trong việcxác định sức chịu tải cọc. Phương pháp này do vậythường được dùng để kiểm nghiệm lại các phương

pháp tính toán khác

NNéénn ttĩĩnhnh ccọọcc llàà phươngphương phpháápp tin tin ccậậyy nhnhấấtt trongtrong viviệệccxxáácc đđịịnhnh ssứứcc chchịịuu ttảảii ccọọcc. . PhươngPhương phpháápp nnààyy do do vvậậyythưthườờngng đưđượợcc ddùùngng đđểể kikiểểmm nghinghiệệmm llạạii ccáácc phươngphương

phpháápp ttíínhnh totoáánn khkháácc

Plan

Cross‐section

Without Base Base Bearing

Skin Friction Skin Friction

Load Load

Empty VoidEmpty Void

3D

D D

Bored Piles

???Nén tĩnh cọc chỉcho sức khángtổng, làm sao đểxác định được Qpvà Qf?

367

Thời gian từ khi kết thúc thi công đến khi thínghiệm nén tĩnh cọc tối thiểu là:-21 ngày đối với cọc khoan nhồi;

- 7 ngày đối với cọc đóng, cọc ép.

ThThờờii giangian ttừừ khikhi kkếếtt ththúúcc thithi côngcông đđếếnn khikhi ththíínghinghiệệmm nnéénn ttĩĩnhnh ccọọcc ttốốii thithiểểuu llàà::--21 21 ngngààyy đđốốii vvớớii ccọọcc khoankhoan nhnhồồii;;

-- 7 7 ngngààyy đđốốii vvớớii ccọọcc đđóóngng, , ccọọcc éépp. . ???

368

Phương pháp hộp Osterberg

Cốt thép cọc cầu Mỹ Thuận

369

370

371

Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền(TCXD 205:1998 – SNIP 2.20.03.85)

SSứứcc chchịịuu ttảảii ccọọcc theotheo chchỉỉ tiêutiêu cơcơ lýlý đđấấtt nnềềnn(TCXD 205:1998 (TCXD 205:1998 –– SNIP 2.20.03.85)SNIP 2.20.03.85)

Cọc chốngCCọọcc chchốốngngpptc AqmQ ..

Diện tíchngangchân cọc

Cường độ tínhtoán của đất đá

m=1

Với mũi cọc chống lên đá, đất hòn lớn, sétcứng, lấy qp = 20.000 kPa

E ≥ 50 MPadn

20.000 kPa, Cường độ này xấp xỉcường độ Bê tông mác 500 # !!!

s

tca FQQ

Fs=1,4

372

E ≥ 50 MPa

hn

dn

Với cọc nhồi đổ trong ống, mũi cọc ngàmvào đá với hn > 0.5m

5,1

n

n

d

tcpn

p dh

kq

q

pptc AqmQ ..

Diện tích ngangchân cọcCường độ tính

toán của đất đá

m=1

E ≥ 50 MPa

dn

≥ 3dn

Với cọc nhồi đổ trong ống, mũi cọc tỳ lênđá, mặt đá phủ lớp đất không xói lở cóchiều dày ≥ 3 dn

d

tcpn

p kq

q 4,1dk

4,1dk

373

Cọc ma sát – PP tra bảngCCọọcc ma ma ssáát t –– PP tra bPP tra bảảngng

)....( isifppRtc lfmuAqmmQ

qp

fsili

- u : chu vi tiết diện ngang- fsi : ma sát đất-cọc lớp thứ i- li : chiều dài đọan cọc đi qua lớp i, khi phân chia chọn li <= 2m- qp: cường độ đất mũi cọc- Ap : tiết diện ngang chân cọc- m=1 với cọc đóng- m=0,8 với cọc nhồi- mR, mf : hệ số phụ thuộcphương pháp thi công và loại đất

d

tca kQQ kd=1,4

374

Đất càngtốt, mũicọc nằmcàng sâuthì qncàng lớn

sétcát

375

Đất càng tốt, càng sâu thì fscàng lớn

376

Ví dụ:- Cho cọc BTCT; tiết diện 30 x 30 cm, Tính sức chịutải cọc.

1,0m

Cát trungChặt vừa

SétIL= 0,9

1,5m

2,0m

1,5m

Cát phaIL= 0,8

Đất lấp

0,5m

Set phaIL= 0,7

2,0m

2,25

4,0

5,75

9,0

9,5

1,0m

7,5

- Chia cọc ra cácphân đoạn cóchiều dài ≤ 2m

377

1,0m

Cát trungChặt vừa

SétIL= 0,9

1,5m

2,0m

1,5m

Cát phaIL= 0,8

Đất lấp

0,5m

Set phaIL= 0,7

2,0m

2,25

4,0

5,75

9,0

9,5

1,0m

7,5

f1 = 4,5

f2 = 8; l2 = 2

f3 = 10; l3 = 1,5

f4 = 61; l4 = 2

f5 = 63,5; l5 = 1

l1 = 1,5

qp = 3950

kNlfmu

AqmmQ

isif

ppRtc

4,623)..

..(

kNFQQs

tca 28,445

4,14,623

378

1. Phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lýđất nền (TCVN 205:1998) dựa theo số liệu thống kê của LiênXô cũ, lập trên cơ sở nén tĩnh cọc; Lãnh thổ Liên Xô rất rộnglớn, thời tiết rất khác nhau, việc thống kê khó bao quát; Do vậyphương pháp này có thể phù hợp với vùng đất này mà cóthể không phù hợp với vùng đất khác;

2. Bảng tra cũng giới hạn độ sệt trong khoảng [0,2; 1] và[0,0; 0,6], ngoài giới hạn này không có bảng tra.

3. Phương pháp này không tính đến ảnh hưởng của nướcngầm trong đất (khác với phụ lục B, TCXD 205:1998)

4. Lưu ý bản chất của Qtc và kd khác với Qu và Fs.

379

Cọc ép: Một số so sánh giữa kết quả thí nghiệm nén tính và kếtquả tính phương pháp thống kê của TCXD 205:1998 (IBST)

380

Cọc ép: Một số so sánh giữa kết quả thí nghiệm nén tính và kếtquả tính phương pháp thống kê của TCXD 205:1998 (IBST)

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20 25 30

TC NhậtTra bảngTN HT

Sức chịu tải (T)

Số hiệu cọc

PP Tra bảng rất gần với PP Nén tĩnh : PP tra bảng có độ chính xác cao với cọc ép

381

Cọc nhồi: Một số so sánh giữa kết quả thí nghiệm nén tính và kếtquả tính phương pháp thống kê của TCXD 205:1998 (Ngô Châu

Phương- ĐH GTVT)

382

PP cường độ đất nền (G2- TCVN 10304:2012; B.3-TCXD 205:1998)

PPPP cưcườờngng đđộộ đđấấtt nnềềnn (G2(G2-- TCVN 10304:2012; TCVN 10304:2012; B.3B.3--TCXD 205:1998TCXD 205:1998))

ppssu AqfAQ ..

32.

25,1.

ppss

a

AqfAQ

Sức chịu tải cực hạn

Sức chịu tải cho phép

Qp

Qf

Qp

Qf

383

Sức kháng bên Qf phụ thuộc vào cách thi côngcọc, độ nhám thành cọc, đường kính cọc, loại

đất và độ sâu

SSứứcc khkháángng bênbên QQff phphụụ thuthuộộcc vvààoo ccááchch thithi côngcôngccọọcc, , đđộộ nhnháámm ththàànhnh ccọọcc, , đưđườờngng kkíínhnh ccọọcc, , loloạạii

đđấấtt vvàà đđộộ sâusâu

avaahas tgKctgcf ... ''

Góc ma sátcọc-đất

Ứng suất pháp hữu hiệucủa đất lên thành cọc

Lực dính đất-cọc

- a = với cọc đóng bê tông; - a = 0,7.với cọc thép- ca = c với cọc đóng bê tông; - ca = 0,7.c với cọc thép

'v

'v

'h

'h

pd

,,c

TCXD 205:1998 (Meyerhof)TCXD 205:1998 (Meyerhof)TCXD 205:1998 (Meyerhof)

Sức kháng ma sát qs

384

Hệ số áp lực ngang Ks khó xác định chínhxác, có thể sử dụng các công thức sau:

1sK Nếu xem đất là vật liệu đàn hồi, là hệ số poisson

'0 sin1 KKs

K0 là hệ số áp lực ngang ở trạng thái tĩnh, ápdụng cho đất cố kết thường

OCRKs ).sin1( ' Áp dụng cho đất quá cố kết

Lưu ý : - Với cọc khoan nhồi, cọc chỉ thay thế đất lấy lên, khônglàm đất quá cố kết. Khi cọc đóng, ép thưa, đất không bị épnhiều. Trong hai trường hợp này Ks gần với giá trị K0- Với cọc đóng, ép, mật độ cọc dày, đất dễ bị quá cố kết, Ks sẽlớn hơn K0

avaahas tgKctgcf ... ''

385

Sức kháng mũi cọc qp tổng quát, c≠0, ≠0

NdNNcq pqvpcp .... '

- c : lực dính;- vp’ : ứng suất hữu hiệudo trọng lượng bản thân đấtnền gây ra- Nc, Nq, Ng : các hệ số phụthuộc góc ma sát trong

).....(.. '' NdNNcAtgcA

AqfAQ

pqvpcpahas

ppssu

Kết quả sức chịu tải cực hạn Qp+ Qs

'v

'v

'h

'h

pd

,,c

386

φ Nγ Nq Nc

0 0.00 1.00 5.145 1.00 1.56 6.4710 1.00 2.94 8.4515 2.32 3.94 11.0020 4.97 6.40 14.8025 10.40 10.70 20.7030 21.80 18.40 30.4035 48.00 33.30 46.1040 113.00 64.20 75.4045 297.00 135.00 135.00

Bảng tra các hệ số N của mô hình Meyerhof

387

).....(.. '' NdNNcAtgcA

AqfAQ

pqvpcpahas

ppssu

Sức chịu tải cực hạn tổng quát Qp+ Qs

Với đất dính, chỉ có cu, u = 0

cupusppssu NcAcAAqfAQ ....

- : Hệ số điều chỉnh lực bám dính giữa đất và cọc;+ Với cọc đóng ép, tra theo đồ thị+ Với cọc nhồi, = 0,35÷0,45 cho sét dẻo cứng, = 0,6 ÷0,8 cho sét dẻo mềm

- Nc,: Hệ số sức chịu tải:+ Nc = 9 cho cọc đóng,+ Nc = 6 cho cọc nhồi

Thành phần nàybé so với tổng thểnên bỏ qua

Đất dính thuần túy không thoát nước – Phương pháp fs = .cu

ĐĐấất dt díính thunh thuầần tn túúy không thoy không thoáát nưt nướớc c –– Phương phPhương phááp p ffss = = .c.cuu

388

389

là hệ số xác định bằngthực nghiệm

Phương pháp dự báo sức kháng ma sát dựavào sức kháng cắt không thoát nước của đất

dính cu (u =0)

PhươngPhương phpháápp ddựự bbááoo ssứứcc khkháángng ma ma ssáátt ddựựaavvààoo ssứứcc khkháángng ccắắtt khôngkhông thothoáátt nưnướớcc ccủủaa đđấấtt

ddíínhnh ccuu ((uu =0)=0)

ahas tgcf .'Góc ma sátcọc-đất nền

Ứng suất pháp hữu hiệucủa đất lên thành cọc

Lực dính đất-cọc

us cf .

Theo Tomlinson (TCXD 205:1998), hệsố phụ thuộc vào:-Cu- Tỷ lệ (l/D) Chiều sâu ngàm trong sét/ đường kính cọc;- Sự phân bố các lớp đất

Theo API, hệ số phụ thuộc vào:-Cu- v

’ : Ứng suất thẳng đứng hữuhiệu

390

Khi đóng, ép cọc qua nhiều lớp, cọc sẽ kéo lớpđất trên lẫn xuống lớp đất dưới làm thay đổitính chất của đất xung quanh thân cọc

KhiKhi đđóóngng, , éépp ccọọcc qua qua nhinhiềềuu llớớpp, , ccọọcc ssẽẽ kkééoo llớớppđđấấtt trêntrên llẫẫnn xuxuốốngng llớớpp đđấấtt dưdướớii llààmm thaythay đđổổiittíínhnh chchấấtt ccủủaa đđấấtt xungxung quanhquanh thânthân ccọọcc

Sét

Cát

Sét cứng

Sétyếu

Làm tăng lực ma sátlên cọc trong sét

Làm giảm lực ma sátlên cọc trong sét cứng

391

Sét

Cát

L

d

Sétcứng

Sétyếu

L

d

Sétcứng L

d

Hệ số theoTomlinson (TCXD 205:1998)

392

Khi đóng cọc vào đất có hiện tượng ứ nướcquanh cọc làm sức kháng cắt giảm. Sức khángsau đó sẽ dần phục hồi khi nước thoát đi

KhiKhi đđóóngng ccọọcc vvààoo đđấấtt ccóó hihiệệnn tưtượợngng ứứ nưnướớccquanhquanh ccọọcc llààmm ssứứcc khkháángng ccắắtt gigiảảmm. . SSứứcc khkháángngsausau đđóó ssẽẽ ddầầnn phphụụcc hhồồii khikhi nưnướớcc thothoáátt điđi

Nước thoát rangoài

Sức kháng cắt của đất sẽphục hồi sau một thời

gian

A: ban đầuB: tức thờiC: 1 ngàyD: 1 tuần

393

Với đất rời, c= 0

qvppvsqvppavss

qvppahsppssu

NAANAtgKA

NAtgAAqfAQ

.........

....''''

''

).....(.. '' NdNNcAtgcA

AqfAQ

pqvpcpahas

ppssu

Sức chịu tải cực hạn tổng quát

Thành phầnnày bé so vớitổng thể nênbỏ qua

TCXD 205:1998, TCXD 195:1997Phần áp dụng chođất rời

TCXD 205:1998, TCXD 205:1998, TCXD 195:1997TCXD 195:1997PhPhầầnn áápp ddụụngng chochođđấấtt rrờờii

Đất rời : fs = .’vĐĐấất rt rờời : fi : fss = = ..’’vv

394

là hệ số xác định bằngthực nghiệm

Phương pháp dự báo sức kháng ma sát chocọc trong đất có tính thoát nước tốt (c =0)

PhươngPhương phpháápp ddựự bbááoo ssứứcc khkháángng ma ma ssáátt chochoccọọcc trongtrong đđấấtt ccóó ttíínhnh thothoáátt nưnướớcc ttốốtt (c =0)(c =0)

ahas tgcf .'Góc ma sátcọc-đất nền

Ứng suất pháp hữu hiệucủa đất lên thành cọc

Lực dính đất-cọc

''' .... vavahs tgKtgf

atg

K

.

TCXD 205:1998, TCXD 195:1997Phần áp dụng chođất rời (Meyerhof)

TCXD 205:1998, TCXD 205:1998, TCXD 195:1997TCXD 195:1997PhPhầầnn áápp ddụụngng chochođđấấtt rrờờii (Meyerhof)(Meyerhof)

395

đưđượợcc ttíínhnh ddựựaa vvààoo ththựựcc nghinghiệệmm. . TrongTrong côngcôngththứứcc ccủủaa BushanBushan, , b = 0.18 + 0.0065 Db = 0.18 + 0.0065 Drr, D, Drr llàà đđộộchchặặtt

396

là hệ số xác định bằngthực nghiệm, phụ thuộc vàochiều sâu đóng cọc. ápdụng cho toàn cọc

Phương pháp sức kháng ma sát phụ thuộcvào cả cu và u’

PhươngPhương phpháápp ssứứcc khkháángng ma ma ssáátt phphụụ thuthuộộccvvààoo ccảả ccuu vvàà uu’’

ahas tgcf .'Góc ma sátcọc-đất nền

Ứng suất pháp hữu hiệucủa đất lên thành cọc

Lực dính đất-cọc

)2.( 'uvs cf

397

Theo thí nghiệm SPT (G3 –TCVN 10304: 2014)TheoTheo ththíí nghinghiệệmm SPT SPT (G3 (G3 ––TCVN 10304: 2014)TCVN 10304: 2014)

)(....1

21 kNlNuKANKQ si

n

isippu

K1 = 400 kPa với cọc đóngK2 = 2 kPa với cọc đóng

K1 = 120 kPa với cọc nhồi = 1 kPa với cọc nhồi

Np : Giá trị trung bình trị số SPT củađất ở độ sâu 1D dưới mũi cọc và 4D

trên mũi cọcAp : diện tích mũi cọc (m2)

As : diện tích mặt bên cọc (m2)

Công thức Meyerhoff: (C2.2 TCXD 205:1998)

qp

l1

Nn

Ns1

Ns2

Nsi

l2

li

lsn

Lưu ý : Công thức trên chỉ dùngkhi cọc chỉ xuyên qua đất rời

s

ua FQQ Fs=2,5 ÷3

398

Công thức cho cọc khoan nhồi chỉ xuyên qua đấtrời: (3.4.1 TCXD 195:1997)

ppisipfu qAlfuQQQ ..

)/(018,0 2cmkgNf isi

)/(1,003,0 2cmkgNf isi

)/(. 21 cmkgNKq np

Cho cát thô, trung có sử dụng bentonite

Cho cát thô, trung không sử dụng bentonite

Sức kháng mũi cọc

35,25,22

pf

a

QQQ

399

0,5m

Cát trungN=35

Cát bụiN=12 7,0m

9,0m

1,0m

Cátnhỏ

N=15

Đất lấp

1,0m

Ví dụ: - Cho cọc BTCT; tiết diện 30 x 30 cm, Tính sứcchịu tải cọc theo công thức Meyerhof

kN

lNuKANKQ si

n

isippu

18696,6091260)1.359.1512.7.(2,1.209,0.35.400

....1

21

kNFQQs

ua 8,747623

35,21869

400

)(...31

11kNlflfuAqQ ci

m

icisi

n

isippa

Công thức Nhật Bản cho cọcxuyên qua đất dính và đất rời: (G3.2 TCVN 10304:2014)

qp

ls1

Np

Ns1

Cui

Cun

lci

lun

lsn

Ns1

“3” chính là hệ số an toàn Fs

p: Diện tích mũi cọc (m2)U: Chu vi cọc (m)n: Số lớp đất rời cọc xuyên quam: Số lớp đất dính cọc xuyên quaCui : Lực dính không thoát nước (kPa)Np : Giá trị SPT của đất dưới mũi cọc

401

)(...31

11kNlflfuAqQ ci

m

icisi

n

isippa

“3” chính là hệ số an toàn Fs

Đất RờiĐĐấất Rt Rờờii

Cọc đóngCCọọc đc đóóngng

3.10 si

siNf

Cọc nhồiCCọọc nhc nhồồii

pp Nq .300

3.10 si

siNf

pp Nq .150

402

)(...31

11kNlflfuAqQ ci

m

icisi

n

isippa

“3” chính là hệ số an toàn Fs

Đất DínhĐĐấất Dt Díínhnh Cọc đóngCCọọc đc đóóngng

uiLpci cff ..

Cọc nhồiCCọọc nhc nhồồii

up Cq .9

up Cq .6

uipci cf .1.

)(.25,6 kPaNc ciui

403

0,5m

Cát trungN=35

Sét phaCu=40 kPa 7,0m

9,0m

1,0m

Cátnhỏ

N=15

Đất lấp

1,0m

kN

lClNuANQ ci

m

iuisi

n

isippa

563

7.40)1.359.15(2.2,109,0.35.30031

..2..31

11

Ví dụ: - Cho cọc BTCT; tiết diện 30 x 30 cm, Tính sứcchịu tải cọc theo công thức Nhật Bản (TCXD 205:1998)

Lưu ý : Trong TCXD 208:1998, cáccông thức thường không có đơn vị, cần lưu ý khi tính toán

404

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20 25 30

TC NhậtTra bảngTN HT

Sức chịu tải (T)

Số hiệu cọc

405

Công thức cho cọc khoan nhồi xuyên qua đấtdính và đất rời: (3.4.2 TCXD 195:1997) – Ít được sử

dụng

psi

n

isici

n

icipa WlNlNuANQ

..43,0..15,0..5,111

p: Diện tích mũi cọc (m2)u: Chu vi cọc (m)

Nc: SPT đất rời cọc xuyên quaNs: SPT đất dính cọc xuyên qua

N : Giá trị SPT trung bình ở mũi cọc

406

Thử so sánh một số công thức tính toán sức chịu tải cọctheo SPT (cho cọc nhồi, chỉ xuyên qua đất rời)

pN).4840( N).4,033,0(

paq saf

N32pN.50

N.5,1pN.15

pN).5626( 5,22103

sN

Sức kháng ma sát bên chophép (kPa)

Sức khángmũi cho

phép (kPa)

35,2

..1..1201

si

n

isipp lNuAN

ci

m

iuisi

n

isi

pp

lClNu

AN

..2

..150

31

11

5,22).103(

..35,2

)14080(

i

pp

lNu

AN

psi

n

isici

n

ici

p

WlNlNu

AN

..3,4..5,1

..15

11

aQSức chịu tải cho

phép của cọc (kN)Công thức-Tiêu chuẩn

Meyerhof-TCXD205:1998

Nhật Bản-TCXD205:1998

Mục 3.4.1-TCXD195:1997

Mục 3.4.2-TCXD195:1997 ??? ???

???

407

Công thức ở mục 3.4.2 trong TCXD 195:1997 sai số nhiều, hầu như không được sử dụng trong thực tế

Một số so sánh giữa kết quả thí nghiệm nén tính và kết quả tínhtheo công thức của TCXD 195:1997 (Ngô Châu Phương- ĐH

GTVT)

TCXD 195:1997 phỏng theo các công thức củaSchmertmann, tuy nhiên không hợp lý

408

Theo thí nghiệm CPT, (TCXD 205: 1998, phục lục C, TCVN 9352:2013, phụ lục F)

TheoTheo ththíí nghinghiệệmm CPT, CPT, (TCXD 205: 1998, (TCXD 205: 1998, phphụụcc llụụcc C, TCVN C, TCVN 9352:2013, 9352:2013, phphụụ llụụcc F)F)

i

n

i i

cipc

i

n

isippfpu

lquAqk

lfuAqQQQ

.)(..

..

1

1

qp

ls1

qc

qsc

qcn

lci

lun

lsn

qc1

p: Diện tích mũi cọc (m2)u: Chu vi cọc (m)

: Hệ số quy đổi phụ thuộc vào loạiđất, trị số qc và phương pháp thi công

qci : Sức kháng mũi xuyên lớp đất i (kPa)

qp : Giá trị CPT của đất dưới mũi cọc

23221

fp

s

f

s

pa

QQFQ

FQ

Q

409

410

pp

n

iisicu AqlfuQ

1

icisi qf /

cnnp qkq

maxsisi ff

Ví dụ:

Bùn sétqc=400 kPa

7,0m

Cát bụi rờiqc=1200 kPa

Cát trung chặtvừa

qc=4500 kPa

Cát pha dẻoqc=1500 kPa

3,0m

4,0m

- Cho cọc BTCT; tiết diện 25 x 25 cm, Tính sứcchịu tải cọc theo CPT

l1 =3m, 1 = 30, qc1 = 1500kPakPafs 5030/15001

kPafsi 15max

Lấy: kPafs 151

Lấy giá trịmin của:

411

l2 =7m, 2 = 30, qc2 = 400kPakPafs 132

l3 =3m, 3 = 60, qc3 = 1200kPa

kPafs 203

l4 =1m, 3 = 100, qc4 = 4500kPa

kPafs 454

K4 =0,5; qc4 = 4500kPakPaq 22504500.5,04

Bùn sétqc=400 kPa

7,0m

Cát bụi rờiqc=1200 kPa

Cát trung chặtvừa

qc=4500 kPa

Cát pha dẻoqc=1500 kPa

3,0m

4,0m

Sức chịu tải cực hạn:

kN

AqlfuQ pp

n

iisicu

6,3812250.25,0.25,045.120.313.715.3.1

1

23221

fp

s

f

s

pa

QQFQ

FQ

Q

412

Lưu ý : Công thức của TCXD 205:2008 là cách tính củaLCPC – Pháp năm 1982. Công thức này không chính xác lắmvà được LCPC cải tiến. Tuy nhiên TCXD 205:2008 vẫn dùngcông thức cũ !!!

413

- Cho ci và i, PP1:aiviaisi tgKcf .. '

- Cho tên đất vàtrạng thái (IL), PP2: Tra bảng fsi =f(độ sâu, đất)

- Cho N (SPT), PP3(Meyerhof): sisi NKf .2

- Cho qc (CPT), PP4:i

cisi

qf

- Cho ci và i, PP1:

- Cho tên đất vàtrạng thái (IL), PP2:- Cho N (SPT), PP3(Meyerhof):

pp NKq .1

- Cho qc (CPT), PP4: cpnp qkq .

qvpcp NNcq .. '

Tra bảng qp =f(độ sâu, đất)

pp

n

iisicu AqlfuQ

1

li

fi

qp

Uc, Ap

414

Hiện tượng ma sát âm - ảnh hưởng tiêu cựcđến sức chịu tải cọc

HiHiệệnn tưtượợngng ma ma ssáátt âmâm -- ảảnhnh hưhưởởngng tiêutiêu ccựựccđđếếnn ssứứcc chchịịuu ttảảii ccọọcc

Qp

Qs

WcNhà cũNhà

mới

Đấtyếu

Ma sát âm xuất hiện khi vận tốc lúncủa nền lớn hơn vận tốc lún của cọc

415

Đất đắp

Đất đắp tạo ra tải trọng tác dụng lên đất nền vàcó thể gây ra ma sát âm trong cọc :

416

Cát

Sétđắp

Sét

Cátđắp

Nếu lớp đất đắp bằng đấtsét, lớp này sẽ cố kết, lún và gây ma sát âm lêncọc

Nếu lớp đất đắp bằng đất cát, lớp này sẽ tác dụng tải lên lớpđất sét ở dưới làm nó cố kết, lún và gây ma sát âm lên cọc

417

418

419

2 cm/ tháng

Nhà máy bê tông Ngôi Sao Pháp Vân

Đất yếu 24 m

2 cm/ tháng

Nhà máy bê tông Ngôi Sao Pháp Vân

Đất yếu 24 m

Ma sát âm có thể xuất hiện khibơm hạ mực nước ngầm :

420

Hiệu ứng nhóm cọc - khi khoảng cách giữacác cọc < 6Dc,

HiHiệệu u ứứng nhng nhóóm cm cọọc c -- khikhi khokhoảảngng ccááchch gigiữữaaccáácc ccọọcc < < 6D6Dc,c,

Pu nhóm = x n x Pu đơnPPuu nhnhóómm == x n x x n x PPuu đơnđơn

: hệ số nhóm : : hhệệ ssốố nhnhóómm

Các cọc càng gần nhau, giá trị càng bé. còn phụ thuộc vào loại đất và cách thi công

cọc, liên kết đài – cọc

đonu

nhómu

QQ

đonunhómu QnQ .đonuQ

n cọc

421

Sẽ nguy hiểm nếu nhóm cọc

cắm vào lớp đất tốt nhưng có chiều dày

bé và bên dưới là đất

yếu

SSẽẽ nguy hinguy hiểểm m nnếếu nhu nhóóm cm cọọc c

ccắắm vm vàào lo lớớp p đđấất tt tốốt nhưng t nhưng ccóó chichiềều du dàày y

bbéé vvàà bên bên dưdướới li làà đ đấất t

yyếếuu

422

Ảnh hưởng của khoảng cách và số lượng cọc trong đất rời

đến hệ số nhóm (cọc ép)Đất cát:- với cọc đóng, ép: ~1;- với cọc nhồi = 0,65 ÷ 0,75;Đất dính:- với cọc đóng, ép: = 0,8 ÷ 0,9;- với cọc nhồi: = 0,7 ÷ 0,8;Hệ số nhóm càng bénếu khoảng cách cáccọc càng gần và sốlượng cọc trong nhómcàng lớn

423

Ảnh hưởng của ma sát đối với cọc biên lớn hơncọc ở phía trong nhóm cọc

424

Công thức hệ số nhóm của Converse- Labarrechỉ mới tính đến đường kính, số lượng, khoảng

cách cọc mà chưa tính đến các yếu tố:- Chiều dài cọc

- Điều kiện đất nền- Phương pháp thi công

: là hệ số nhómS : Khoảng cách các cọcD : đường kính cọcm : số hàng cọcn : số cọc trong hàng

i

nhóm

QQ

nmsDarctg 112.

90)/(1 0

425

Phương pháp khối móng tương đương chính làmột phương pháp tính đến sự tương tác đài

móng, cọc và đất nền – Do đó đã kể đến hiệu ứngnhóm cọc

Z

A B

CD

HM

Ltb

Z

A B

CD

HM

Ltb

426

Quy trình thiết kế móng cọcQuyQuy trtrììnhnh thithiếếtt kkếế mmóóngng ccọọcc

2. Tài liệu công trình

1. Tiêu chuẩn thiết kế- TCVN 5574:2012 : Kết cấu BT và BTCT- Tiêu chuẩn TK;- TCVN 10304:2014 : Móng cọc- Tiêu chuẩn thiết kế- TCXD 195:1997 : Nhà cao tầng – Thiết kế cọc nhồi- TCVN 9362:2012 : Thiết kế Nền và Móng công trình

- Đặc điểm kết cấu công trình;- Tiết diện cột acx bc;-Tải trọng tác dụng lên chân cột : Bao gồm nhiều tổ hợp (N, M, Q)

MN

Q

Đáy đài giữ nhiệm vụ liên kết cáccọc, phân phối tải trọng công trìnhlên các cọc. Đất nền dưới đài cọcđược xem như không tham gia chịutải!!!

427

3. Tài liệu địa chất

428

Đặc điểm kết cấu bên trên vàtải trọng tác dụng xuống móng

Điều kiện khu đất xây dựngcông trình

Móng cọc có phù hợp không? Phương ánmóng nông

No

Yes

Xem xét các loại cọc

Khu đấtXD

Tải trọng Điều kiệnmôi trường

Vị trí, câycối

Điều kiệnan toàn

Phân tích các loại cọc và công nghệ thi công khả thi

Phân tích các yếu tố về kinh tế

So sánh tổng quan các phương án cọc về kỹ thuật, chi phí, thời gian thi công

Chọn loại cọc và phương án thi công tối ưu

429

4. Chọn phương án cọc, độ sâu chôn cọc, đường kính cọc

4a). Mũi cọc hạ vào lớp đất đủ tốt để giảm độ lún; Mũi cọc nên ngàm vào đá tối thiểu 0,5m hoặc cắm vào đất tốt ≥ 3d

Căn cứ vào dạng địa tầng để chọn chiều sâu cọc

430

Địa tầng dạng a:

Độ sâu cọc phụ thuộc:- Tải trọng dự kiến của cọc;- Tiết diện dự kiến của cọc;- Tải trọng công trình

(dạng địa tầng tốt nhất)

431

Địa tầng dạng b:

Chọn Lc:- L >= Lmin = hy + Ln;- Lmin : Chiều dài tối thiểu của cọc;- Ln >= 3 Dc: Độ ngàm của cọctrong lớp đất tốt;

≥ 3D

432

Địa tầng dạng c:

Nếu h1 bé:- L > Lmin = h1 + h2+ Ln;- Lmin : Chiều dài tối thiểu củacọc;- Ln: Độ ngàm cọc trong đất tốt;

≥ 3D

433

Nếu h1 lớn:- L < Lmax = h1 - h1;- Lmax : Chiều dài tối đa của cọc;- h1: Chiều dày dưới mũi cọc; h1

Địa tầng dạng c:

434

2÷3.5B

2÷8B

B

2÷3.5B

2÷8B

B

Nên để mặt trượt mũi cọc nằm trong lớp đất tốt để có thể huyđộng được tối đa sức chịu tải ở mũi cọc

- Với đất dính, mặt trượt bé, dưới và trên mũi cọc khoảng 2 ÷2,5 d;- Với đất rời, mặt trượt lớn hơn, dưới mũi cọc 3 ÷ 3,5 d, trên mũicọc 6 ÷ 10 d

435

Mũi cọc nên đặt vào lớp đất tốt và đang có xu

hướng tốt dần lên theo độ

sâu

MMũũi ci cọọc nên c nên đđặặt vt vàào lo lớớp p đđấất tt tốốt vt vàà đang cđang cóó xu xu

hưhướớng tng tốốt dt dầần n lên theo đlên theo độộ

sâusâu

436

Nếu sức chịu tải cọc bé, số lượng cọc nhiều, đài cọc lớn, không gian không đủ bố trí hoặc chiếm chỗ các hệ thống hạtầng kỹ thuật

4e). Số lượng cọc trong đài không nên quá ít (1,2 cọc), không nên quá nhiều (? Cọc)

4c). Không nên có quá hai mối nối (3 đoạn cọc) cho cọc đóng, ép

Lưu ý với máy ép đỉnh thường, chiều dài đoạn cọc ≤ 7,5m, vớimáy ép ZYJ680 là 16m

4b). Độ mảnh = l/b của cọc ≤ 70÷100

4d). Căn cứ vào năng lực máy ép, đóng cọc

437

Móng cọc có chiều dài tăng lên khi số tầng (tải trọng) côngtrình tăng (Bangkok- GeotechVN2013)

438

13m

30x30cm

Ví dụ :

439

5. Chọn vật liệu đài và cọc

440

6. Chọn độ sâu đáy đài h

Chọn chiều sâu đáy đài sao cho tảitrọng ngang bị triệt tiêu bởi áp lựcbị động ở mặt bên đài. Có thểdùng công thức sau:

dBQtgh.

)2/45(7,0 00

Hoặc công thức trong sách Nềnmóng-Châu Ngọc Ẩn:

0M0N

0Q h

Nên chọn đáy đài cao hơn mực nước ngầm để dễ thi công. Độ sâu đáy đài còn phụ thuộc vào cao độ TẦNG HẦM

441

7. Tính sức chịu tải của cọc Qvl và Qdn

- Chọn các đặc trưng cấu tạo của cọc, có thể tham khảo:Tiết diện: Gồm các đoạn cọc có chiều dài- Cọc 30 x 30 cm, dài 9 12 m, thép 4 14 AII, sức chịu tải : 35 ÷ 55 T- Cọc 35 x 35 cm, dài 13 15 m, thép 4 18 AII, sức chịu tải : 50 ÷ 70 T- Cọc 40 x 40 cm, dài ≤ 16m, thép 8 16 AII, sức chịu tải 60 ÷100 T- Cọc 45 x 45 cm, dài ≤ 16m, thép 8 20 AII. sức chịu tải 90 ÷150 T

Các yêu cầu cơ bản về vật liệu cọc:- Hàm lượng cốt thép ≥ 0,8%;- Đường kính ≥ 14;- Bê tông B ≥ 20

442

7b). Tính sức chịu tải cọc đất nền Qa = Qdn

Tính sức chịu tải Qa theo các phương pháp khác nhau (TCXD 205:1998); :- Theo phương pháp thống kê (theo đất nền);- Theo cường độ đất nền- Theo kết quả thí nghiệm SPT;- Theo kết quả thí nghiệm CPT;

- Lựa chọn một trị số nằm trong khoảng các giá trị tính toán được ởmục 2), hoặc giá trị nhỏ nhất trong các Qa;

7a). Tính sức chịu tải cọc theo vật liệu Qvl

443

7c). Kiểm tra sức chịu tải cọc phù hợp với sức chịu tải theo vật liệu, với cọc đóng ép, Qvl = 2÷3 Qdn, với cọc nhồi Qvl ~ Qdn

- Cọc 20x20 : 15 ÷ 25 T- Cọc 25x25 : 20 ÷ 35 T- Cọc 30x30 : 35 ÷ 55 T- Cọc 35x35 : 50 ÷ 70 T

7d). Kiểm tra sức chịu tải cọc phải phù hợp máy thi công; Lực ép máy thi công ≥ 3 sức chịu tải cọc

Lưu ý 2: Cần có hai phương án cọc để so sánh

Lưu ý 1: Với cọc ứng suất trước, do sức chịu tải theo vật liệucao nên cọc có thể ép sâu hơn, sức chịu tải của cọc theo đấtnền có thể thiết kế cao hơn so với số liệu ở trên

444

8. Sơ bộ chọn số lượng cọc nc và bố trí cọc trong đài

a

tt

c QNn .4,11

8a). Số lượng cọc

8b). Bố trí cọc trong đài, từ đó xác định được Bd và Ld

- Cọc bố trí trong đài thỏa mãn yêu cầu cấu tạo, khoảng cáchcác cọc nằm trong khoảng 3d÷6d. - Về mặt kinh tế, bố trí cọc càng gần nhau càng có lợi, bố trícọc xa khó thi công, đài cọc lớn, tăng mô men trong đài.

Nếu độ lệch tâm e=M/N <0,2m, có thể chọn hệ số trongkhoảng (1,1; 1,4), nếu e > 0,2m có thể chọn hệ số lớn hơn.

445

Mục 3.9.2 TCXD 205:1998 yêu cầu với cọc ma sát, khoảngcách giữa hai tâm cọc gần nhau không nhỏ hơn 3d

446

9. Chọn sơ bộ chiều cao đài hd

- Trong một công trình thườngchọn chiều cao đài bằng nhau. Do đó lấy chiều cao đài củamóng có nội lực và số cọc lớnnhất áp dụng cho tất cả cácmóng.- Để thuận tiện cho tính toán, thường chọn chiều cao đài saocho tháp chọc thủng bao ngoàicác cọc biên- Với cách chọn như trên, lực từđài truyền xuống cọc thông qua lực nén, thép dưới đài móng sẽít nhất

Lưu ý : Theo kinh nghiệm, hd ≥ 3d hoặc hd ≥ 2d + 200

dh

447

10. Kiểm tra lực truyền lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải cọc

dtbtto

tt FhnNN ...

10a). Xác định tải trọng tại đáy đài

dttox

ttoy

tty hQMM .

dttoy

ttox

ttx hQMM .

0M0N

0Qh

dh N, M

448

10b). Xác định phản lực đầu cọc

n

ii

ttx

n

ii

tty

c

tttt

y

yM

x

xM

nNP

1

2

minmax

1

2

minmax

minmax

.. nena

ttc

tt QQP max

nha

ttc

tt QQP minKiểm tra

Nên thiết kế sao cho khả năng chịu tải lớn hơn so với lực tácdụng max xấp xỉ 10% để tận dụng tối đa sức chịu tải cọc

N, M

maxPminP xmax

X X

Y

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

x12

y12

x7

449

11. Kiểm tra lún móng cọc s ≤ [S]

11a). Kích thước khối móng quyước ABCD : HM, LM, BM

4tb

tb

iitb L

l

tgLLL tbM ..2

tgLBB tbM ..2

Z

A B

CD

HM

Ltb

450

11b). Xác định tải trọng tác dụnglên đáy khối móng quy ước

tcm

tctcM NNN 0

dtcox

tcy

tcMy hQMM .0

Z

A B

CD

HM

Ltb

pmaxpmin

NMMM

0M0N

0Q

dtcoy

tcx

tcMx hQMM .0

tctctctcm NNNN 321

Trọng lượng móng tương đươngNm trọng lượng móng và đất từ đáyđài lên mặt đất N1, trọng lượng đấttừ mũi cọc lên đáy đài N2, trọnglượng cọc N3

451

pptctb pptc 2.1max Z

A B

CD

HM

Ltb

pmaxpmin

NMMM

0M0N

0Q11c). Kiểm tra áp lực dưới khốimóng quy ước như móng đơn nông

MM

tcM

M

tcMtc

tb LBN

FNp

.

MM

tcMy

MM

tcMxtc

tbtc

BLM

BLMpp

.6

.6

22max

MM

tcMy

MM

tcMxtc

tbtc

BLM

BLMpp

.6

.6

22min

).....(.][ '21IIIIMIIM

tc

cDHBBAkmmpR

452

11d). Tính lún cho khối móng quy ước như móng đơn nông

btHz

tctbgl Mpp

Sgh có thể lấy trong TCVN 9362:2012 hoặc tham khảo phụ lục E, TCVN 10304:2014

ghSs

453

454

12. Kiểm tra chiều cao đài

12a). Kiểm tra chiều cao đàikhông bị cột chọc thủng(thường kiểm tra khi móng chịutải đúng tâm)

btcc RhcacbP ..).().( 01221

2

1

01 1.5,1

ch

2

2

02 1.5,1

ch

dh

bc

ac

455

dh

bc

ac

Lưu ý: do góc chọcthủng không vượt quá450 nên:-Nếu c1>h0 thì lấyc1=h0 để tính- Nếu c2>h0 thì lấyc2=h0 để tính

456

12b). Kiểm tra chiều cao đài không phá hoại trên tiết diện nghiêng(khi móng chịu tải lệch tâm)

btRhbQ ... 0

dh2

01.7,0

ch

Lưu ý: -Nếu c>h0 thì lấy=h0/c nhưng khôngnhỏ hơn 0,6- Nếu c<0,5.h0 thì lấyc=0,5.h0 để tính

457

13. Tính toán cốt thép đài

dh

458

Ví dụ :

- Công trình : Khung ngang BTCT, tiết diện cột lcxbc = 0,6x0,4m-Tải chân cột (hệ số vượt tải Att = Atc.n với n = 1,15)

N0tt = 1519 KN, M0y

tt = 443,5 kN.m, Q0xtt = 34,2 KN

N0tc = 1320,8 KN, M0y

tc = 386 kN.m, Q0xtc = 29,7 KN

1. Phân tích dữ liệu công trình và tải trọng

Nhận xét: - Công trình có dạng dài, do đó khung ngang chủ yếu chịu mômen trong mặt phảng của nó (chỉ xét đến Moy và Qox);- Tải trọng thẳng đứng chân cột không lớn lắm (151,9T), nếu sửdụng móng nông có R = 20T/m2 thì diện tích móng yêu cầu là7,5÷9 m2

459

2. Phân tích điều kiện địachất công trình

Nhận xét: - Lớp đất số 2 rất yếu, lớp đất 3 tốt và lớp đất 4 còn tốt hơn lớpđất 3

2. Đấtyếu

3. Đấttốt

4. Đấtrất tốt

1.

460

13m

30x30cm

3,2m

6,3m

6,8m

3. Phương án cọc sơ bộ : Cọc ép 30x30, độ sâu 13 m, chỉ bao gồmmột đoạn (cắm vào lớp đất thứ hai 3,5m).Phương án này thỏa mãn các khuyến cáo như mũi cọc được cắm vào lớpđất tốt (lớp 3, N =28), độ mảnh L/d ≤ 60. Cọc 30x30, sức chịu tải dự kiến 35-50 T, với lực dọc đầu cọc N = 150 cần 4 cọc)

461

Chọn chiều sâu đáy đài : Với Q0 = 34,2 kN, = 1,86 T/m2, = 100, sơbộ chọn Bd = 1,8m, từ đó h ≥ 0,6m dB

Qtgh.

)2/45(7,0 00

3,2m

6,3m

6,8m

0M0N

0Q h

Sơ bộ chọn chiềusâu đáy đài h = 1,2m

462

Cọc ép 30x30, dùng 416 AII có Fa = 8,04 cm2, Rs = 28.000 T/m2, bê tông mác 300 có Rb = 1300/m2. Từ đó Qvl = 125 T

Với Qvl = 125T, cần thiết kế cọc có Qdn ≤ Qvl/3 = 42T

4a. Sức chịu tải cọc theo vật liệu:

)()( sscbbVL ARARQ

)400,min( MPaRR ssc

33,433,0/13/ dl

906,00016,00000288,0028,1 2

TQ VL 125)(

4. Tính toán sức chịu tải cọc

463

4b. Tính sức chịu tải cọc theo đất nền (phụ lục A, TCXD 205: 1998)

3,2m

6,3m

6,8m

±0,00m

)....( isifppRtc lfmuAqmmQs

tca FQQ

464

Tra bảng, xácđịnh mR và mf

Tra bảng vànội suy theođộ sâu và độsệt để xácđịnh fs

465

Với độ sâu 13,7m, đất cát mịn hạt nhỏ có lẫn hạt thô trung, chặt vừa, lấy qp = 3000 kN/m2

466

kN

lfmuAqmmQ isifppRtc

6,555))2,4.502.14.(3,0.43,0.3,0.3000.1(1

).....(

TkNFQQs

tca 40400

4,16,555

Kết quả tính sức chịu tải cọc theo phụ lục A,TCXD 205:98

12

3

467

4c. Tính sứcchịu tải cọctheo CPT (phụ lục C, TCXD 205: 1998)

kN

lquAqklfuAqQQQ i

n

i i

cipci

n

isippfpu

835)2,4.10075002.

402000.(2,13,0.3,0.7500.5,0

.)(....11

TQFQQ u

s

ua 7,41

2

3,2m

6,3m

6,8m

±0,00m

3,2m

6,3m

6,8m

±0,00m

468

4d. Tínhsức chịu tảicọc theoSPT (phụlục C, TCXD 205: 1998)

3,2m

6,3m

6,8m

±0,00m

3,2m

6,3m

6,8m

±0,00m

kN

lNuKANKQ si

n

isippu

8,1328)2,4.282.8.(2,1.23,0.3,0.28.400

....1

21

TkN

FQQs

ua

535315,2

8,1328

469

1- Sức chịu tải cọc theo p.p thống kê (phụ lục A, TCXD 205: 1998) TkN

FQQs

tca 40400

4,16,555

2- Sức chịu tải cọc theo CPT (phụ lục C, TCXD 205: 1998)

TQFQQ u

s

ua 7,41

2

3- Sức chịu tải cọc theo SPT (phụ lục C, TCXD 205: 1998)

TkNFQQs

ua 53531

5,28,1328

4- Sức chịu tải theo vật liệu

Chọn Qa = 40T/cọc

4e. Lựa chọn sức chịu tải cọc

TQvl 125

Nhận xét: - Chọn Qa sao cho Qvl ~ 3.Qa là hợp lý, nếu tương quan giữa Qvl và Qa khônghợp lý cần có sự điều chỉnh Qvl hoặc Qa- Tất cả các sức chịu tải tính toán ở trên sẽ được kiểm chứng bằng thínghiệm nén tĩnh là cách cho kết quả tin cậy về sức chịu tải cọc

470

5. Chọn số lượngcọc và bố trí cọc trong đài:

6,5440

159.4,11.4,11 a

tt

c QNn

Chọn 5 cọc, chọn hd = 0,8m, bố trí cọc như sau:

Lưu ý : - Nếu số lượng cọc yêu cầu ít (chỉ 1 hay 2 cọc) mà chọn lên 4 cọc sẽgây ra sự lãng phí. Lúc đó nên điều chỉnh sức chịu tải cọc để tiếtkiệm.- Có thể chọn chiều cao đài lớn hơn (>0,8m) để sự truyền lực từ cộtvào cọc thông qua lực nén

471

6. Kiểm tra lực tác dụng lên đầu cọc

dtbtto

tt FhnNN ...

dttox

ttoy

tty hQMM .

dttoy

ttox

ttx hQMM .

n

ii

ttx

n

ii

tty

c

tttt

y

yM

x

xM

nNP

1

2

minmax

1

2

minmax

minmax

..

nena

ttc

tt QQP max

nhoa

ttc

tt QQP minKiểm tra

1 23

4 5

x

y

472

7. Kiểm tra tổng thể móng và lún móng

7a). Kích thước khối móng quy ướcABCD : HM, LM, BM

075,7431

4 tb

031 tb

iitb L

l

mtgLM 64,3)75,7(.2,4.25,2

mtgtgLBB tbM

74,2)75,7(.2,4.26,1..2

02 5,4

03 31

2,5m

4,2m

ML

473

7b). Xác định tải trọng tác dụnglên đáy khối móng quy ước

tcm

tctcM NNN 0

dtcox

tcy

tcMy hQMM .0

dtcoy

tcx

tcMx hQMM .0

tctctctcm NNNN 321

2,1.74,2.64,3.2..1 hFN Mtc

2,5m

tcN1

tcN2

tcN3

ML

1,2m

2m

6,3m

4,2m iiMtc hFN ..2

BTccctc FlnN ...3

pptctb pptc 2.1max

474

7c). KIỂM TRA ĐỘ LÚN

tdmtb

td FNH

FNp 0

0

201

EpBS td

Kiểm tra lún sơ bộ

475

Kiểm tra lún theo pp cộng lún các lớp phân tố

476

8a. Kiểm tra chọc thủng

Lưu ý : - Với móng cọc, nếu lý luận nón450 vẽ từ mép đài bao phủ hếtcọc thì không cần kiểm tra chọcthủng là không đúng với sự làmviệc thực tế của kết cấu móngvà yêu cầu của TCVN 5574:2012

8. Thiết kế kết cấu đài cọcChọn đài cọc có chiều cao hd = 3d + 200 = 800 mm

477

8b). Kiểm tra tiết diện nghiêng

1 2

3

4 5

Lưu ý : -Tham khảo thêm các tài liệusau:+ Kết cấu BTCT – Phần cấukiện nhà cửa (Phan QuangMinh, Ngô Thế Phong)+ TCVN 5574:2012

478

8c). Tính toán cốt thép đài móng

kNmPxPxM II

4,6476,404.8,0.2.. 5522

Tính cốt đơn cho cấukiện chịu uốn:

22

0

7,3600367,028000.7,0.9,04,647..9,0

cmm

RhMF

a

IIaI

Chọn 15 18 a100, Fa = 38 cm2

Mô men cho mặt cắt I-I:

479

kNm

PxPxM IIII

4,181)6,404203.(3,0.. 1122

Tính cốt đơn cho cấukiện chịu uốn:

220

2,1000103,0

..9,0

cmm

RhMF

a

IIIIaI

Chọn 15 12 a200, Fa = 38 cm2

Mô men cho mặt cắt II-II:

480

- Bê tông móng ≥ B20 (M250);- Thép chịu lực ≥12; a = 100 ÷ 200; Nếu 30, a = 100 thì nên tăng chiều cao đài móng; - Thép cấu tạo tối thiểu 12; a 200; - Bê tông lót móng ≥ B 7,5 (M100), chiều dày ≥ 100 mm

8d). Vẽ cấu tạo đài móng

481

- Khi chiều cao đài ≥ 2m, cần có lưới thép chống nứt ở mặt trên đài ( ≥12; a = 100 ÷ 200) và mặt bên đài ≥12; a = 200 ÷ 400

482

483

484

9a). Kiểm tra cẩu lắp cọc

9. Kiểm tra cẩu lắp và thiết kế chi tiết cấu tạo cọc

485

2

2

1qaM

28

2

2dd qaLqLM

2

2

3qbM

22

4 )()2(

8

bLbLqLM

d

dd

M1 = M2 khi a = 0.207 Ld

M3 = M4 khi b = 0.3 Ld

486

- Đập đầu cọc : Cọc ngàm vào đài 100mm, thép ngàm vào đài> 20 D- Không đập đầu cọc, cọc ngàm vào đài > 2 Dc

9b). Liên kết cọc - đài

487

 

hd

d

35mm

35mm - h = (1/2÷1/3)d;

- Bản thép dày7÷15 mm;- Chiều dàithanh thép dẫnhướng = (2÷3)d;

9c). Vẽ cấu tạo chi tiết cọc

488

9d). Vẽ cao trình cọc và trụ địa chất

489

1. Tại sao với cọc đóng ép cần thiết kế Qvl = 2÷3 Qdn, còn với cọc khoan nhồi thì Qvl ~ 2÷3 Qdn;2. Tại sao khi dùng hai hệ số an toàn Fs1 và Fs2 cho Qs vàQp thì Fs1 < Fs2;3. Hiệu ứng nhóm cọc phụ thuộc vào những yếu tố nào?4. Hiện tượng ma sát âm, những trường hợp có khả năng xuất hiện ma sát âm;5. Tại sao cọc đóng ép thi công sau 7 ngày, cọc nhồi sau 21 ngày mới được tiến hành nén tĩnh cọc?6. Tại sao có hai hệ số an toàn khác nhau cho thành phần Qs và Qp?