Giáo trình Nền móng (Nghề: Kỹ thuật xây dựng - Trình độ Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG
TRƢỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG

GIÁO TRÌNH

Nền móng
NGHỀ KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Trình độ cao đẳng
(Ban hành theo quyết định số:839/QĐ – CĐN ngày 04 tháng 8 năm 2020
của hiệu trưởng trường cao đẳng nghề An Giang)

An Giang, tháng 01 năm 2020
0


1


LỜI GIỚI THIỆU
Nền móng là loại kết cấu chủ yếu dùng trong xây dựng dân dụng. Kiến thức
về nền móng cần thiết cho các cán bộ kỹ thuật xây dựng, các cơng nhân bậc cao.
Giáo trình nền móng trình bày về các lý thuyết tính tốn cơ bản theo hệ
thống tiêu chuẩn quốc gia ngành xây dựng Việt Nam hiện hành phù hợp với
trình độ cao đẳng nghề. Nhằm giúp các sinh viên:
- Nắm vững lý thuyết;
- Chọn sơ đồ tính;
- Xác định tải trọng;
- Tính nội lực;
- Tính và bố trí cốt thép nhƣ cách thể hiện bản vẽ kết cấu về móng.
Giáo trình đƣợc dùng làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên ngành kỹ thuật
xây dựng cơ bản ở các trƣờng nghề theo tiêu chuẩn hiện hành.

Đối với trình độ cao đẳng thì học hết tất cả các nội dung của giáo trình.
Nội dung chính:
Chƣơng 1: Khái niệm cơ bản trong thiết kế nền móng.
Chƣơng 2. Các chỉ tiêu của đất
Chƣơng 3: Biến dạng lún và sức chịu tải của đất nền
Chƣơng 4: Thiết kế móng đơn dƣới cột trên nền thiên nhiên
Chƣơng 5: Thiết kế móng cọc
Tôi xin chân thành cám ơn các giáo viên giảng dạy trong tổ bộ môn lý
thuyết chuyên môn đã giúp đỡ tôi, cũng nhƣ các giáo viên trong Khoa Xây dựng
đã đóng góp nhiều ý kiến trong q trình biên soạn.
An Giang, ngày 30 tháng 12 năm 2019
Chủ biên Ngô Bích Hịa

2


MỤC LỤC
ĐỀ MỤC
TRANG
LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................... 2
MỤC LỤC ............................................................................................................ 3
CHƢƠNG TRÌNH MƠN HỌC ......................................................................... 5
CHƢƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ NỀN MÓNG .. 10
I. KHÁI NIỆM CHUNG. .............................................................................................. 10
II. PHÂN LOẠI MĨNG VÀ NỀN. .............................................................................. 10
III. TÍNH TỐN NỀN & MĨNG THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN. ....................... 13
IV.ĐIỀU KIỆN VỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHI THIẾT KẾ NỀN MÓNG. ....... 15
V. CÁC TÀI LIỆU CẦN THIẾT ĐỂ THIẾT KẾ NỀN VÀ MÓNG. .......................... 15
VI. CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ MÓNG. .................................................................... 16

CHƢƠNG 2. CÁC CHỈ TIÊU CỦA ĐẤT ...................................................... 18
I. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT .................................................................. 18
II. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ TRẠNG THÁI ĐẤT. ............................................... 22

CHƢƠNG 3: BIẾN DẠNG LÚN VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN..... 33
I. BIẾN DẠNG LÚN CỦA NỀN ................................................................................. 33
II. SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT ........................................................................... 37

CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN DƢỚI CỘT TRÊN NỀN THIÊN
NHIÊN ................................................................................................................ 40
I. KHÁI NIỆM – CẤU TẠO ........................................................................................ 40
II. THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN DƢỚI CỘT CHỊU TẢI ĐÚNG TÂM ............................ 41
III. THIẾT KẾ MÓNG ĐƠN DƢỚI CỘT CHỊU TẢI LỆCH TÂM ............................ 50

CHƢƠNG 5: THIẾT KẾ MÓNG CỌC .......................................................... 55
I. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI................................................................................. 55
II. CẤU TẠO MÓNG CỌC.......................................................................................... 58
III. XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN ........................................ 61
IV. THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀI THẤP .................................................................... 62

PHỤ LỤC ........................................................................................................... 69
Bảng chuyển đổi đơn vị ................................................................................................ 69
Phụ lục 1.1: Phân loại tên của đất dựa vào tỷ trọng hạt của đất. .................................. 69
Phụ lục 1.2: Phân loại đất dính theo chỉ số dẻo ............................................................ 69
Phụ lục 1.3: Phân loại đất dính theo độ sệt ................................................................... 70
Phụ lục 1.4: Đánh giá trạng thái của đất dính theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT
(Standard Penetration Test) (TCVN 9351 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn)70
Phụ lục 1.5: Trị số α của đất dính theo thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (Cone Penetration
Test). (TCVN 9352 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tĩnh) ........................................... 70
Phụ lục 1.6: Xác định trạng thái của đất rời dựa vào hệ số rỗng .................................. 71

3


Phụ lục 1.7: Xác định trạng thái của đất rời dựa vào độ chặt tƣơng đối ...................... 71
Phụ lục 1.8: Phân loại đất rời theo kích thƣớc hạt theo TCXD 45 – 78 ....................... 71
Phụ lục 1.9: Đánh giá trạng thái của đất rời theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT
(Standard Penetration Test) (TCVN 9351 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn)72
Phụ lục 1.10: Đánh giá trạng thái của đất rời theo thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (Cone
Penetration Test) (TCVN 9352 – 2012 Phƣơng pháp thí nghiệm xuyên tĩnh) ......................... 72
Phụ lục 2.1: Giá trị hệ số thay đổi áp lực phụ thêm ở trong đất K0 ............................. 73
Phụ lục 2.2: Hệ số điều kiện làm việc của nền đất và của cơng trình có tác dụng qua lại
với nền. m1, m2 ........................................................................................................................ 74
Phụ lục 4.1: Hệ số uốn dọc  ....................................................................................... 75
Phụ lục 4.2: Hệ số điều kiện làm việc của cọc đóng .................................................... 75
Phụ lục 4.3: Cƣờng độ tính tốn sức chịu tải R của đất nền dƣới mũi cọc. đối với đất
sét .............................................................................................................................................. 77
Phụ lục 4.4: Cƣờng độ tính tốn sức chịu tải R của đất nền dƣới mũi cọc. đối với đất
cát ............................................................................................................................................. 78
Phụ lục 4.5: Cƣờng độ tính tốn theo mặt xung quanh cọc f....................................... 79

4


CHƢƠNG TRÌNH MƠN HỌC
Tên mơn học : NỀN MĨNG
Mã mơn học: MH08
Thời gian thực hiện môn học: 90giờ (Lý thuyết: 57 giờ, Thực hành, thí
nghiệm, thảo luận, bài tập:24 giờ, Kiểm tra: 9 giờ).
I. Vị trí, tính chất của mơn học
- Vị trí: Là một mơn học đƣợc bố trí giảng dạy mơn học, modun cơ sở .

- Tính chất: Là môn học lý thuyết chuyên môn phục vụ cho các môn học,
các mô đun cơ sở.
II. Mục tiêu của mơn học
- Kiến thức:
+ Trình bày đƣợc khái niệm và phân loại móng và nền;
+ Trình bày đƣợc các loại tải trọng tác dụng lên móng;
+ Trình bày đƣợc độ lún theo biến dạng và sức chịu tải của đất nền;
+ Trình bày đƣợc các bƣớc thiết kế móng nơng, móng cọc.
- Kỹ năng:
+ Tính tốn đƣợc các tính chất cơ lý của đất;
+ Tính tốn đƣợc độ lún theo biến dạng và sức chịu tải của đất nền;
+ Thiết kế móng nơng, móng cọc.
- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:Rèn luyện tính cẩn thận, ti mỉ và chính xác.
III. Nội dung môn học
1. Nội dung tổng quát và phân bố thời gian:
Thời gian (giờ)
Số
TT

Tên chƣơng, mục

1

Chƣơng 1: Khái niệm cơ bản trong
thiết kế nền móng

Tổng
Lý
số
thuyết

3

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm
tra

3

I. Khái niệm chung.
1. Móng.
2. Nền
3. Nền móng
5


Thời gian (giờ)
Số
TT

Tên chƣơng, mục

Tổng
Lý
số

thuyết

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm
tra

4. Áp lực đáy móng và phản lực đất
nền.
II. Phân loại móng và nền.
1. Các loại móng.
2. Các loại nền
III. Tính tốn nền & móng theo trạng
thái giới hạn(TTGH)
1. Khái niệm về trạng thái giới hạn
2. Tính tốn nền theo trạng thái giới
hạn thứ nhất (theo cƣờng độ và ổn
định).
3.Tính tốn nền theo trạng thái giới
hạn thứ hai (theo biến dạng).
4. Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác
dụng xuống móng.
IV.Điều kiện về địa chất cơng trình
khi thiết kế nền móng.
V. Các tài liệu cần thiết để thiết kế
nền và móng.

VI. Các biện pháp bảo vệ móng.
2

Chƣơng 2. Các chỉ tiêu của đất

18

15

3

I. Các tính chất vật lý của đất
1. Trọng lƣợng riêng của đất.
2. Độ ẩm tự nhiên, độ rỗng, hệ số
rỗng, tỉ trọng hạt của đất.
3. Mối liên hệ giữa các chỉ tiêu vật
lý của đất
4. Bài tập.
6


Thời gian (giờ)
Số
TT

Tên chƣơng, mục

Tổng
Lý
số

thuyết

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm
tra

II. Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái
đất.
1. Đối với đất dính
2. Đối với đất rời
3. Bài tập.
III. Phân bố ứng suất trong đất.
1. Khái niệm.
2. Ƣng suất do trọng lƣợng bản thân
đất nền gây ra.
3. Ƣng suất do tải trong ngoài gây ra
4. Bài tập.
3

Chƣơng 3: Biến dạng lún và sức chịu
tải của đất nền

12

6

3

3

27

15

9

3

I. Biến dạng lún của nền
1. Khái niệm.
2. Điều kiện tính lún.
3. Tính lún bằng phƣơng pháp tổng
phân tố
4. Bài tập.
II. Sức chịu tải của nền đất
1. Khái niệm.
2. Xác định tải trọng tới hạn tiêu
chuẩn.
3. Tính sức chịu tải của nền đất.
4. Bài tập.
Kiểm tra định kỳ lần 1
4

Chƣơng 4: Thiết kế móng đơn dƣới
cột trên nền thiên nhiên

7


Thời gian (giờ)
Số
TT

Tên chƣơng, mục

Tổng
Lý
số
thuyết

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm
tra

9

3

I. Khái niệm – Cấu tạo
1. Móng đơn dƣới cột và dƣới trụ.

2. Cấu tạo của móng đơn dƣới cột
II. Thiết kế móng đơn dƣới cột chịu
tải đúng tâm
1. Chọn độ sâu chôn móng
2. Chọn kích thƣớc sơ bộ đáy móng
3. Chọn chiều cao của móng
4. Tính và bố trí cốt thép trong móng
5. Bài tập
III. Thiết kế móng đơn dƣới cột chịu
tải lệch tâm
1. Chọn độ sâu chơn móng
2. Chọn kích thƣớc sơ bộ đáy móng
3. Chọn chiều cao của móng
4. Tính và bố trí cốt thép trong móng
Kiểm tra định kỳ lần 2
5

Chƣơng 5: Thiết kế móng cọc

27

15

I. Khái niệm và phân loại
1. Khái niệm móng cọc
2. Phân loại móng cọc
II. Cấu tạo móng cọc
1. Cấu tạo cọc
2. Cấu tạo đài cọc
III. Xác định khả năng chịu tải của

cọc đơn
1. Xác định khả năng chịu tải theo
vật liệu làm cọc.
8


Thời gian (giờ)
Số
TT

Tên chƣơng, mục

Tổng
Lý
số
thuyết

Thực
hành, thí
nghiệm,
thảo luận,
bài tập

Kiểm
tra

24

9

2. Xác định khả năng chịu tải của
cọc theo đất nền.
3. Bài tập
IV. Thiết kế móng cọc đài thấp
1. Chọn vật liệu làm móng và cọc.
2. Các bƣớc tính tốn
3. Bài tập
Kiểm tra định kỳ lần 3
8

Ôn tập

3

3

Cộng

90

57

9


CHƢƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ NỀN
MÓNG
I. KHÁI NIỆM CHUNG.

Hình 1.1 Sự liên kết giữa kết cấu bên trên và đất nền

1. Móng.
Phần dƣới của cơng trình tiếp nhận tải trọng từ bên trên truyền vào đất sao cho
đất không bị phá hoại kết cấu và không có biến dạng q lớn, nhằm đảm bảo an tồn
của cơng trình.
2. Nền
Khu vực đất nằm ngay sát dƣới móng trực tiếp gánh đỡ móng.
3. Nền móng
Móng là phần cơng trình làm việc chung với lớp đất nền bên dƣới trực
tiếp gánh đỡ tải trọng bên trên truyền xuống.
4. Áp lực đáy móng và phản lực đất nền.
Áp lực đáy móng là áp lực do tồn bộ tải trọng cơng trình (kể cả trọng
lƣợng bản thân móng và phần đất trên móng) thơng qua đáy móng truyền xuống
đất nền.
Phản lực nền là phản lực của đất nền tác dụng lên đáy móng khi có áp lực
đáy móng, nó có cùng trị số nhƣng chiều tác dụng ngƣợc với áp lực đáy móng.
II. PHÂN LOẠI MĨNG VÀ NỀN.
1. Các loại móng.
a) Theo vật liệu làm móng.
- Móng gạch: sử dụng cho các cơng trình có tải trọng nhỏ, nền đất tốt, ở
nơi không thƣờng xuyên ngập nƣớc và mực nƣớc ngầm nằm sâu.

10


- Móng bê tơng, đá hộc: sử dụng cho các cơng trình có tải trọng lớn hơn
(so với móng gạch), nền đất tốt hoặc tƣơng đối tốt, thƣờng sử dụng ở những
vùng vật liệu sẵn có và ở gần địa điểm xây dựng.
- Móng thép: thép đƣợc sử dụng chủ yếu cho các móng cọc. Thép là
loạivật liệu có cƣờng độ lớn, thi công nhanh, nhƣng dễ bị hoen gỉ. Ở nƣớc ta
thép thƣờng sử dụng để làm móng cho các cơng trình u cầu về mặt tiến độ.

- Móng gỗ: cũng sử dụng chủ yếu cho các móng cọc. Gỗ là loại vật liệu
sẵn có, thi cơng đơn giản, nhƣng cƣờng độ nhỏ và dễ mục nát. Thƣờng sử dụng
cho các cơng trình tạm thời và ở nơi mực nƣớc ngầm ổn định.
- Móng bê tơng cốt thép: đƣợc sử dụng nhiều nhất để làm móng cho các
cơng trình xây dựng.
b) Theo cách chế tạo móng
- Móng tồn khối: loại móng đƣợc thi cơng ngay tại vị trí mà móng sẽ làm
việc.
- Móng lắp ghép: các cấu kiện cấu tạo nên móng đƣợc chế tạo sẵn ở một
nơi nào đó, rồi vận chuyển tới vị trí làm móng và tiến hành lắp ghép lại với
nhau.
c) Theo phƣơng pháp thi cơng
Móng nơng: Phần mở rộng của chân cột hoặc đáy cơng trình để tăng diện
tích tiếp xúc và giảm áp lực truyền lên nền đất; không xét đến lực ma sát xung
quanh thành móng khi tính sức chịu tải của đất nền (R). Móng nơng thƣờng
đƣợc chia thành các loại móng nhƣ: móng đơn chịu tải đúng tâm, lệch tâm, lệch
tâm lớn (móng chân vịt), móng phối hợp (móng kép), móng băng, móng bè.

11


Hình 1.2 Một số hình dạng của móng đơn

Hình 1.4 Móng bè tại cơng trình

Hình 1.3 Móng phối hợp

Hình 1.5 Móng đơn tại cơng trình

Hình 1.6 Móng băng tại cơng trình

Móng sâu: Khi độ sâu chơn móng lớn hơn chiều sâu tới hạn; xét đến thành
phần ma sát giữa đất và thành móng. Móng sâu gồm các loại móng nhƣ: móng
cọc BTCT, móng trụ, móng barrette.
12


Móng trụ gồm các cột lớn chơn sâu gánh đỡ các cơng trình cầu, cảng, giàn
khoan ngồi biển,…. Móng cọc là một loại móng sâu, thay vì đƣợc cấu tạo thành một
trụ to, ngƣời ta có cấu tạo thành nhiều thanh có kích thƣớc bé hơn trụ bao gồm cọc gỗ,
cọc thép, cọc BTCT (đúc sẵn, khoan nhồi).
Móng nửa sâu: Khi độ sâu chơn móng nhỏ hơn chiều sâu tới hạn nhƣng
khơng phải là móng nơng, nhƣ: móng cọc ngắn, móng trụ ngắn, móng caisson.
2. Các loại nền
Nền tự nhiên: là nền gồm các lớp đất có kết cấu tự nhiên nằm ngay sát
dƣới móng, chịu đựng trực tiếp tải trọng cơng trình do móng truyền sang.
Nền nhân tạo: khi các lớp đất dƣới móng khơng đủ khả năng chịu lực với
kết cấu tự nhiên (thƣờng gặp là sét, á sét, á cát ở trạng thái dẻo chảy, chảy, bùn,
cát xốp, 20kN/m2 ≤ Rtc ≤ 80kN/m2), cần phải áp dụng các biện pháp nhằm
nâng cao khả năng chịu lực của nó, hoặc thay đất yếu bằng đất tốt hơn. Cải tạo
kết cấu của khung hạt đất nhằm gia tăng khả năng chịu tải và giảm độ biến dạng
lún của nền đất: Đệm vật liệu rời (đệm đá, sỏi, cát, …); Gia tải trƣớc; Giếng cát
hay bấc thấm có gia tải; Bơm hút chân không; Cọc vật liệu rời: cọc cát, cọc đá;
Cọc đất + vôi hoặc xi măng; Phƣơng pháp điện thấm (hút nƣớc); …
Tăng cƣờng các vật liệu chịu kéo cho nền đất nhƣ: Vải địa kỹ thuật; Lƣới
địa kỹ thuật; Thanh địa kỹ thuật; Thanh neo;…
III. TÍNH TỐN NỀN & MÓNG THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN.
1. Khái niệm về trạng thái giới hạn
Trạng thái giới hạn là trạng thái ứng với khi cơng trình khơng ở điều kiện
sử dụng bình thƣờng (võng quá lớn, biến dạng lớn, nứt quá phạm vi cho phép,
mất ổn định) hoặc phá hoại hồn tồn.

2. Tính tốn nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất (theo cƣờng độ và ổn định).
Mục đích của việc tính tốn nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất là đảm
bảo cƣờng độ và ổn định cho công trình trong mọi tình huống bất lợi nhất. Với
nền là đá, đất sét rất cứng, cát rất chặt có biến dạng rất nhỏ, khi chịu tác dụng
của tải trọng công trình sẽ đạt tới trạng thái giới hạn thứ nhất trƣớc khi xuất hiện
trạng thái giới hạn thứ hai. Hoặc khi móng chịu tác dụng của lực nằm ngang lớn
thì nền đất dù là loại gì cũng có khả năng bị phá hỏng về cƣờng độ trƣớc khi có
biến dạng lớn. Vì vậy theo qui phạm việc tính tốn nền theo trạng thái giới hạn
thứ nhất chỉ áp dụng đối với các loại nền sau:
+ Các nền là đá, là đất sét rất cứng, đất cát rất chặt.
+ Các nền nằm trên mái dốc hay dƣới mái dốc
13


+ Các nền đặt móng chịu tải trọng ngang thƣờng xuyên có trị số lớn
+ Nền là loại đất sét yếu no nƣớc và đất than bùn
3.Tính tốn nền theo trạng thái giới hạn thứ hai (theo biến dạng).
- Mục đích của việc tính tốn nền theo trạng thái giới hạn thứ hai hạn chế
độ lún, độ lún lệch, và độ nghiêng của móng để đảm bảo sự sử dụng bình
thƣờng của cơng trình.
- Việc tính tốn nền theo trạng thái giới hạn thứ hai đƣợc áp dụng cho tất
cả mọi cơng trình, trừ trƣờng hợp cơng trình có nền là đá.
4. Tải trọng và tổ hợp tải trọng tác dụng xuống móng.
Theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động TCVN 2737 – 1995, dựa theo đặc
điểm kết cấu của cơng trình, ngƣời ta xác định tải trọng tác dụng xuống móng
gồm:
a) Các loại tải trọng.
Tải trọng thƣờng xuyên (tĩnh tải): là tải trọng tác dụng liên tục khi thi
công cơng trình và suốt q trình sử dụng cơng trình nhƣ trọng lƣợng bản thân,
áp lực đất, áp lực nƣớc,....

Tải trọng tạm thời (hoạt tải)
- Tải trọng ngắn hạn chỉ xuất hiện trong từng giai đoạn thi công hoặc
trong quá trình sử dụng nhƣ: Tải trọng gió, sóng, ….
- Tải trọng dài hạn tác động trong một thời gian tƣơng đối dài khi thi cơng
hoặc trong q trình sử dụng cơng trình nhƣ: Trọng lƣợng dụng cụ, thiết bị tĩnh,
tải tác dụng lên mái cơng trình, ….
- Tải trọng đặc biệt xuất hiện trong trƣờng hợp đặc biệt nhƣ động đất, sụp
đổ một số bộ phận cơng trình, ….
b) Tổ hợp tải trọng.
Tổ hợp chính: bao gồm tải trọng thƣờng xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn
và 01 tải trọng tạm thời ngắn hạn.
Tổ hợp phụ: bao gồm tải trọng thƣờng xuyên, tải trọng tạm thời dài hạn và
ít nhất 02 tải trọng tạm thời ngắn hạn.
Tổ hợp đặc biệt: bao gồm tải trọng thƣờng xuyên, tải trọng tạm thời dài
hạn, một số tải trọng tạm thời ngắn hạn và 1 tải đặc biệt.
Tải trọng tiêu chuẩn: là tải trọng có thể kiểm sốt đƣợc giá trị của nó trong
điều kiện thi cơng và sử dụng cơng trình bình thƣờng.
Tải trọng tính tốn: là tải trọng tiêu chuẩn nhân với hệ số vƣợt tải n.
Khi tính tốn nền theo TTGHII (biến dạng) thì lấy tổ hợp chính và các tải
14


trọng tiêu chuẩn để đƣa vào tính tốn.
Khi tính tốn nền theo TTGHI (cƣờng độ) thì lấy tổ hợp phụ, tổ hợp đặc
biệt và các tải trọng tính tốn để đƣa vào tính tốn.
IV.ĐIỀU KIỆN VỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHI THIẾT KẾ
NỀN MĨNG.
Điều kiện để thiết kế đƣợc móng cơng trình là phải biết đặc điểm cấu tạo
địa chất khu vực xây dựng cơng trình đó. Do đó cơng tác khảo sát địa chất đóng
vai trị rất quan trọng và không thể thiếu. Công tác này thƣờng thực hiện bằng

các phƣơng pháp sau: Khoan lấy mẫu và xác định các chỉ tiêu, xuyên động SPT
– đất rời, xuyên tĩnh CPT – đất dính.
Số lƣợng và chiều sâu hố khoan tùy thuộc vào các yếu tố:
- Cấu tạo địa chất đồng nhất hay phức tạp.
- Quy mô và mức độ quan trọng của cơng trình.
Phƣơng án móng dự kiến thực hiện.
V. CÁC TÀI LIỆU CẦN THIẾT ĐỂ THIẾT KẾ NỀN VÀ MĨNG.
Để thiết kế nền móng ngƣời thiết kế cần có các tài liệu cơ bản sau đây:
a) Địa điểm và đặc điểm của khu đất xây dựng
- Ngƣời thiết kế cần biết địa điểm của khu đất xây dựng để xác định ảnh
hƣởng của thiên nhiên đối với công trình và nền móng của cơng trình nhƣ mƣa,
gió, sự thay đổi nhiệt độ theo mùa, động đất vv…
- Đặc điểm của khu vực xây dựng đƣợc cung cấp bởi các hồ sơ sau:
+ Bản đồ địa hình địa mạo nơi xây dựng cơng trình nhƣ: bình đồ khu đất
xây dựng, bản vẽ san nền, mặt bằng vị trí xây dựng cơng trình và các cơng trình
hiện có gần cơng trình thiết kế.
+ Các tài liệu về địa chất cơng trình và địa chất thuỷ văn: đây là tài liệu
quan trọng nhất trong cơng tác thiết kế nền móng.
- Ở đây cần phải chú ý đến cách chọn các chỉ tiêu cơ – lý của đất đá. Để
có thể đánh giá một cách hợp lý tính chất của đất nền cũng nhƣ của các vật liệu
xây dựng khác khi tính toán nền theo trạng thái giới hạn ngƣời ta phân biệt hai
loại chỉ tiêu: chỉ tiêu tiêu chuẩn và chỉ tiêu tính tốn.
- Chỉ tiêu tiêu chuẩn: là chỉ tiêu tiêu biểu cho tính chất của một lớp đất
trong nền (hoặc một loại vật liệu nào đó) khi có đủ số liệu cho yêu cầu thống kê
theo qui định lấy bằng trị số trung bình của các chỉ tiêu có đƣợc từ kết quả thí
nghiệm.
15


b) Tài liệu về cơng trình thiết kế

Tài liệu này bao gồm mặt bằng, mặt cắt, sơ đồ kết cấu, bảng tổ hợp tải
trọng (các loại tải trọng, tổ hợp tải trọng) tác dụng lên móng, các đặc điểm của
cơng trình nhƣ có tầng hầm, cầu trục hay khơng và nếu có thì cơng năng sử dụng
sức nâng tải của nó là bao nhiêu.
c) Vật liệu xây dựng và máy móc thiết bị
Tình hình vật liệu xây dựng ở địa phƣơng và các máy móc thiết bị hiện có
của các đơn vị thi cơng trên địa bàn cũng có vai trị quan trọng trong việc lựa
chọn loại nền móng. Vì nếu có đƣợc các thơng tin này nhà tƣ vấn thiết kế sẽ lựa
chọn loại móng sử dụng các vật liệu sẵng có ở gần và phù hợp với khả năng hiện
có của các đơn vị thi cơng ở địa phƣơng, do đó giá thành làm móng sẽ giảm
xuống.
VI. CÁC BIỆN PHÁP BẢO VỆ MĨNG.
Móng đặt trong đất thƣờng chịu tác động ăn mịn của các hố chất có trong
nƣớc nhƣ muối, phèn ở các vùng mặn. Ở các vùng đơ thị, nƣớc thải từ các đƣờng
ống thốt nƣớc lâu ngày ngấm ra cũng tác động mạnh đến bê tông cốt thép của
móng.
Để chống sự xâm thực của nƣớc đối với kết cấu móng, thƣờng dùng bê
tơng mác cao, dùng bê tơng có tính năng chống ăn mịn.
Trƣờng hợp nƣớc ngầm có tính xâm thực nhỏ, có thể dùng các biện pháp
thơ sơ nhƣ qt lên mặt ngồi của móng và lớp nhựa đƣờng rồi đắp đất sét đƣợc
đầm chặt bao lấy mặt ngồi của móng. Cịn nƣớc ngầm có tính xâm thực mạnh
thì cần thiết phải dùng các lớp cách nƣớc có cấu tạo đặc biệt.
Khi mực nƣớc ngầm nằm thấp hơn đáy móng, nhƣng do tác dụng mao dẫn
nên nƣớc ngầm có thể thấm qua sàn tầng hầm, thì sàn và tƣờng phải cách nhau bằng
các lớp vữa xi măng xây hoặc trát, cịn bên ngồi móng thì bọc một lớp matit cách
nƣớc.
Khi mực nƣớc ngầm cao hơn sàn tầng hầm, thì lớp cách nƣớc phải kéo dài
đến vị trí cao hơn mực nƣớc ngầm cao nhất. Trong truờng hợp này phải dùng
lớp cách nƣớc có kết cấu đủ khả năng chống lại áp lực nƣớc.
Nếu mực nƣớc ngầm cao hơn sàn tầng hầm lớn, cần phải kết hợp làm hệ

thống thốt nƣớc tốt và dùng móng bê tơng cốt thép tồn bộ cơng trình.
Ở những nơi biệt lập và cao, ngƣời ta có thể dùng giải pháp đặt đƣờng ống
để thốt nƣớc.
CÂU HỎI ƠN TẬP
16


1 - Khái niệm nền, móng? Phân tích vai trị, nhiệm vụ của nền, móng đối
với cơng trình xây dựng.
2 - Phân loại móng, phạm vi ứng dụng hợp lý cho từng loại.
3 - Cấu tạo từng loại móng
4 - Các loại tải trọng và tổ hợp tải trọng dùng để tính tốn thiết kế nền &
móng.
5 - Nội dung cơ bản về tính tốn nền, móng theo TTGH.
6 - Các tài liệu cần thiết để tính tốn thiết kế nền, móng.
7 - Phân tích vai trị quan trọng của địa chất cơng trình đối với cơng tác
tính tốn thiết kế nền & móng.
8 - Mục đích, ý nghĩa cơng tác thiết kế nền móng.

17


CHƢƠNG 2. CÁC CHỈ TIÊU CỦA ĐẤT
I. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA ĐẤT
Đất gồm có ba phần là hạt đất, nƣớc và khí. Tỷ lệ giữa ba thành phần này
sẽ gián tiếp cho biết đất là rỗng hay chặt, nặng hay nhẹ, khơ hay ƣớt
Xét một mẫu đất có trọng lƣợng là Q và có thể tích là V. Phần hạt nén
chặt khơng cịn lỗ rỗng có trọng lƣợng là: Qh và thể tích là Vh. Phần nƣớc trong
đất có trọng lƣợng Qn và thể tích Vn. Phần khí trong đất có trọng lƣợng Qk và thể
tích là Vk. Phần rỗng của đất có trọng lƣợng là Qr và thể tích là Vr (hình 1.9)

Hình 2.1 Sơ đồ ba thể của đất
1. Trọng lƣợng riêng của đất.
a) Trọng lƣợng riêng tự nhiên của đất: Là trọng lƣợng của một đơn vị thể
tích đất ở trạng thái tự nhiên.
Ký hiệu: 
Cơng thức xác định:

(2.1)
Trong đó:
Q – Trọng lƣợng đất ở trạng thái tự nhiên (kN).
V – Thể tích đất ở trạng thái tự nhiên (m3).
b) Trọng lƣợng riêng no nƣớc: Là trọng lƣợng của một đơn vị thể tich đất
ở trạng thái no nƣớc (là trạng thái mà các lỗ hổng trong đất đều chứa đầy nƣớc).
Ký hiệu:

.

Công thức xác định:

(2.2)
Trong đó:
18


Qh – Trọng lƣợng phần hạt rắn của đất (kN).
Qn – Trọng lƣợng nƣớc lấp đầy các lỗ rỗng (kN).
c) Trọng lƣợng riêng đẩy nổi: Là trọng lƣợng của một đơn vị thể tích đất
nằm dƣới mặt nƣớc tự do, ở trạng thái này đất chịu tác dụng của lực đẩy nổi Acsi-mét.
Ký hiệu:

Cơng thức xác định:

(2.3)
Trong đó:
+
Qh – Trọng lƣợng phần hạt rắn của đất (kN).
+
V – Thể tích đất ở trạng thái tự nhiên (m3).
+
Vh – Thể tích phần hạt rắn đất (m3).
+

– Trọng lƣợng riêng của nƣớc.

d) Trọng lƣợng riêng khô: Là trọng lƣợng của hạt đất trong một đơn vị thể
tích đất.
Ký hiệu:
Cơng thức xác định:

(2.4)
e) Trọng lƣợng riêng hạt của đất: Là trọng lƣợng riêng của một đơn vị thể
tích hạt đất. Điều đáng chú ý là nó thay đổi trong phạm vi hẹp từ 26 ÷ 28 kN/m3.
Ký hiệu:
Cơng thức xác định:
;
(2.5)
2. Độ ẩm tự nhiên, độ rỗng, hệ số rỗng, tỉ trọng hạt của đất.
a) Độ ẩm tự nhiên: Ký hiệu: W, có đơn vị là (%) hoặc khơng có đơn vị.
Cơng thức xác định:
(2.6)

b) Độ bão hịa: Độ bão hồ ký hiệu:

, có đơn vị là (%) hoặc khơng có

đơn vị.
19


Cơng thức xác định:
(2.7)
Trong đó:
+
Vr – Thể tích lỗ rỗng. Vr = Vn + Vk (m3).
+
Vn – Thể tích nƣớc (m3).
+
Vk – Thể tích khí (m3).
Hệ số này thƣờng gần bằng 1 đối với đất sét tự nhiên nằm dƣới mực nƣớc
ngầm, còn với đất cát quy phạm phân ra các trạng thái sau:
Đất hơi ẩm khi Sr < 0,50;
Đất ẩm khi 0,50 ≤ Sr ≤ 0,80;
Đất bão hoà khi Sr > 0,80.
c) Độ lỗ rỗng: Là thể tích lỗ rỗng trong một đơn vị thể tích đất, ký hiệu: n,
có đơn vị là (%) hoặc khơng có đơn vị.
Cơng thức xác định:
;

(2.8)

d) Hệ số rỗng: Là thể tích lỗ rỗng trong một đơn vị thể tích đất, ký hiệu: , có

đơn vị là (%) hoặc khơng có đơn vị.
Cơng thức xác định:
;

(2.9)

e) Tỷ trọng hạt của đất: ký hiệu: , khơng có đơn vị.
(2.10)
(2.11)
Ngƣời ta có thể dựa vào tỷ trọng hạt để xác định tên đất theo phụ lục 1.1.3.
3. Mối liên hệ giữa các chỉ tiêu vật lý của đất.

(2.12)
(2.13)

(2.14)

20


(2.15)

(2.16)
(2.17)
(2.18)
(2.19)
(2.20)

(2.21)
(2.22)

(2.23)
4. Bài tập.
Bài 1: Cho một mẫu đất sét, trạng thái dẻo cứng, bão hịa hồn tồn, có
chiều cao 4cm và đƣờng kính d = 6.4cm, cân nặng 235g, tỉ trọng hạt
Biết

.

.

Xác định các đặc trƣng sau của mẫu đất trên:
Trọng lƣợng riêng tự nhiên của đất.
Độ ẩm tự nhiên
Hệ số rỗng
Trọng lƣợng riêng khô
Bài 2: Cho khối lƣợng thể tích tự nhiên của mẫu đất là
, khối lƣợng thể tích hạt là

và độ ẩm tự nhiên W =

15%.
Biết

.

Xác định các đặc trƣng sau của mẫu đất trên:
Trọng lƣợng riêng khơ.
Hệ số rỗng.
Độ lỗ rỗng.
Độ bão hịa.

Bài 3: Một mẫu đất sét cứng ở trạng thái tự nhiên cân nặng 129g và có thể
tích 56.4cm3. Sau khi xấy khơ mẫu cân nặng 118g. Khối lƣợng thể tích hạt là
21


.
Xác định các đặc trƣng sau của mẫu đất trên:
Độ ẩm tự nhiên
Hệ số rỗng
Độ lỗ rỗng
Độ bão hòa.
Bài 4: Cho một mẫu đất sét cứng, bão hịa hồn tồn (Sr = 100%) có chiều
cao 14cm, đƣờng kính 8cm, cân nặng 1200g.
Biết tỉ trọng hạt
,
.
Tính các đại lƣợng sau:Trọng lƣợng riêng tự nhiên của mẫu đất; Độ ẩm tự
nhiên, Hệ số rỗng; Trọng lƣợng riêng khô
II. CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ TRẠNG THÁI ĐẤT.
Khái niệm trạng thái của đất gắn liền với phẩm chất xây dựng của đất.
Trạng thái của đất đƣợc mô tả theo 3 khả năng đánh giá phẩm chất xây dựng
của đất: Tốt -Vừa - Xấu.
Chỉ tiêu trạng thái là chỉ tiêu dùng để đánh giá trạng thái của đất và để lựa
chọn phƣơng án tính tốn cho phù hợp.
1. Đối với đất dính
a. Chỉ số dẻo:
Với đất dính tác động tƣơng hỗ giữa hạt sét và nƣớc có ảnh hƣởng quan
trọng đến tính chất của đất → dùng độ ẩm để đánh giá trạng thái đất dính. Tùy
lƣợng nƣớc mà đất ở trạng thái: Cứng (rắn) – Dẻo – Chảy(nhão).
- Dẻo: ta có thể tạo hình từ mẫu đất mà vẫn giữ nguyên hình dạng (tạo hình

mà khơng biến hình);
- Chảy (nhão): ta tạo hình mà khơng giữ ngun đƣợc hình dạng;
- Cứng: khi khơ cứng, đất có thể bị bóp vỡ mà khơng tạo hình đƣợc.
Khảo sát tính chất của đất sét khi ta thay đổi độ ẩm
- Độ ẩm nhỏ: đất sét thể hiện tính cứng (rắn) – Tốt
- Độ ẩm cao: đất ở trạng thái chảy (nhão) – Xấu
- Độ ẩm trung gian: đất ở trạng thái dẻo – Vừa
- Độ ẩm giới hạn: độ ẩm ranh giới giữa các trạng thái.
- Độ ẩm giới hạn dẻo Wd (PL – Plastic limit): độ ẩm ranh giới giữa trạng
thái cứng và trạng thái dẻo;
- Độ ẩm giới hạn chảy Wch (Wnh) (LL – Liquid limit): độ ẩm ranh giới
22


giữa trạng thái dẻo và trạng thái chảy;
- Wd,Wch: các giới hạn Atterberg.

Hình 2.2 Biểu diễn độ ẩm trên trục số
Kết hợp độ ẩm tự nhiên W với các giới hạn Atterberg để phân loại trạng
thái đất dính nhƣ sau:
- W < Wd: trạng thái cứng (rắn);
- Wd ≤ W ≤ Wch: trạng thái dẻo;
- W > Wch (Wnh): trạng thái chảy (nhão).
Khi độ ẩm của đất dính ở giữa giới hạn chảy và giới hạn dẻo → đất có tính dẻo.
Phạm vi biến thiên độ ẩm trong đó đất có tính dẻo gọi là chỉ số dẻo Id.
Cơng thức xác định:
(2.24)
Mỗi loại đất có Id khác nhau→ dùng Id xác định tên đất dính
Quy phạm dùng chỉ số dẻo để phân loại đất dính và nó có quan hệ với
lƣợng chứa nhóm hạt sét trong đất theo phụ lục 1.2.

b. Độ sệt của đất dính:
(2.25)
Trong đó:
+
W – Độ ẩm của đất.
+
Wd – Giới hạn dẻo.
+
Wch – Giới hạn chảy.
Qui phạm dùng độ sệt để đánh giá trạng thái của đất dính theo phụ lục 1.3.
Những loại đất sét có chỉ số sệt B > 0,6 không cho phép dùng làm nền
thiên nhiên, cũng nhƣ dùng làm lớp đệm.
c. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT: Standard Penetration Test)
Nguyên lý thí nghiệm: đóng dụng cụ lấy mẫu đã đƣợc tiêu chuẩn hóa vào trong
đất, đếm số nhát búa N để thiết bị ngập vào trong đất 30cm. N càng lớn đất càng tốt.
Qui phạm dùng số lần búa rơi N để đánh giá trạng thái của đất dính theo
theo phụ lục 1.4
d. Thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT: Cone Penetration Test)
Nguyên lý thí nghiệm: dùng 1 lực ép tĩnh có tốc độ không đổi ấn mũi xuyên
23


hình cơn vào trong đất. Đo sức kháng của đất lên mũi xuyên qc và đo ma sát của đất
với thành bên mũi xun fs.
Dùng tính mơ đun biến dạng E0 của đất dính. Hệ số  theo thí nghiệm
xuyên tĩnh CPT dựa vào phụ lục 1.5.
(MPa)

(2.26)

2. Đối với đất rời

Độ chặt tự nhiên:
Độ chặt tự nhiên của đất rời là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá trạng thái
của đất rời khi làm nền cho cơng trình. Vì loại đất rời này hồn tồn khơng có tính
dẻo, cho nên trạng thái vật lý của nó đƣợc biểu hiện bằng độ chặt, nó đƣợc xác
định từ các số liệu thí nghiệm trong phịng và ngồi hiện trƣờng.
Để xác định trạng thái đất rời phải dựa vào hệ số rỗng. Tra phụ lục 1.6.

Ngồi ra ta cịn xác định trạng thái đất rời bằng độ chặt tƣơng đối: Tra
phụ lục 1.7.
(2.27)
Trong đó:
+

– Hệ số rỗng của cát ở trạng thái tự nhiên.

+

– Hệ số rỗng của cát ở trạng thái xốp nhất.

+

– Hệ số rỗng của cát ở trạng thái chặt nhất.


Phân loại đất rời theo cỡ hạt:
Các hạt khoáng vật có hình dạng, kích thƣớc cấu tạo và tính chất rất khác
nhau.
Kích thƣớc các hạt có thể từ vài cm nhƣ cuội sỏi đến các hạt keo có kích

thƣớc nhỏ hơn 1μm chứa trong đất sét. Ngƣời ta đƣa ra các kích thƣớc hạt nhƣ
sau:
+ Hạt cát: đƣờng kính lớn hơn 0,05 mm;
+ Hạt bụi: đƣờng kính từ 0,05 mm – 0,005 mm;
+ Hạt sét: đƣờng kính nhỏ hơn 0,005 mm.
Kích thƣớc của các hạt khống có ảnh hƣởng lớn đến tính chất của đất, hạt
càng nhỏ thì tỷ diện tích càng lớn, số khớp nối giữa các hạt tăng lên, hạt tiếp xúc
với nƣớc cũng nhiều lên. Ví dụ những hạt sét cao lanh có tỷ diện tích 10m2/gr;
trong khi đó hạt montmorilonit có tỷ diện tích 800m2/gr, tức là cứ 1gr đất chứa
24