Ma sát âm

CHUYÊN ĐỀ:
MA SÁT ÂM
GVHD: TS. Trần Văn Tiếng
Nhóm 11

Lê Trần Phúc Bảo

Trần Đăng Khoa

Lê Phước Sang

Từ Công Sany

Nguyễn Đặng Trung Thạch

Nguyễn Minh Tiến
Tp.HCM 12/12/2013
NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG
NỘI DUNG
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MA SÁT ÂM
2. ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG MA SÁT
ÂM ĐỐI VỚI NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH
3. CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ẢNH HƯỞNG
CỦA MA SÁT ÂM ĐỐI VỚI NỀN MÓNG
CÔNG TRÌNH
4. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ẢNH HƯỞNG
CỦA MA SÁT ÂM ĐỐI VỚI MÓNG CỌC
5. VÍ DỤ TÍNH TOÁN ẢNH HƯỞNG CỦA MA
SÁT ÂM ĐỐI VỚI MÓNG CỌC
1
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM

1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.1. Khái niệm về MSA
2
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
MSA là hiện tượng các cọc
xuyên qua lớp đất mềm cắm
vào lớp đất cứng và lớp đất
mềm đang diễn tiến lún do
cố kết bởi lớp gia tải trên
mặt hay do hạ mực nước
ngầm mà độ lún các lớp đất
lớn hơn độ lún của các cọc
thì phần lớp đất yếu có
chuyển vị đứng nhiều hơn
chuyển vị đứng của thân cọc
bên cạnh và các lớp bên trên
nó.
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.1. Khái niệm về MSA
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
Lực MSA có chiều hướng thẳng đứng xuống dưới, có khuynh
hướng kéo cọc đi xuống, do đó làm tăng tác dụng lên cọc.
Hình 2a: Sự phát sinh ma sát dương
Hình 2a: Sự phát sinh ma sát âm
3
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.1. Khái niệm về MSA
4
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM


Lực ma sát âm xảy ra
trên một phần thân cọc
phụ thuộc vào tốc độ lún
của đất xung quanh cọc
và tốc độ lún của cọc.

Lực ma sát âm tỉ lệ với
áp lực ngang của đất tác
động lên cọc và tốc độ
lún cố kết của đất.

Hiện tượng ma sát âm
sẽ kết thúc khi độ lún cố
kết chấm dứt.
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.1. Khái niệm về MSA
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM

Lực ma sát âm xảy ra
trên một phần thân cọc
phụ thuộc vào tốc độ lún
của đất xung quanh cọc
và tốc độ lún của cọc.

Lực ma sát âm tỉ lệ với
áp lực ngang của đất tác
động lên cọc và tốc độ
lún cố kết của đất.

Hiện tượng ma sát âm

sẽ kết thúc khi độ lún cố
kết chấm dứt.
5
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.1. Khái niệm về MSA
6
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
Hình 3. Mô hình ma sát âm trong móng cọc
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.1. Khái niệm về MSA
7
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM

Theo TCXD205 -1998, MSA làm giảm
khả năng chịu tải của cọc nhất là cọc
nhồi, nên cần xem xét khả năng xuất
hiện của nó khi tính toán sức chịu tải
của cọc trong các trường hợp sau:

Sự cố kết chưa kết thúc của trầm
tích đại và trầm tích kiến tạo.

Sự tăng độ chặt của đất rời dưới
tác dụng của trọng lực.

Tăng ứng suất hữu hiệu trong
đất do mực nước ngầm bị hạ
thấp.

Tôn nền do quy hoạch có chiều

dày lớn hơn 1m.

Phụ tải trên nền kho lớn hơn 20
kN/m2.

Sự giảm thể tích của đất do chất
hữu cơ trong đất bị phá hủy.

Bộ giao thông Mỹ đã đưa ra
tiêu chuẩn nhận biết khi có ma
sát âm xảy ra:

Tổng độ lún của mặt đất
> 100mm;

Độ lún của mặt đất sau
khi đóng cọc >10mm.

Chiều cao của đất đắp
trên mặt đất >2m.

Chiều dày của lớp đất
yếu >10m.

Mực nước ngầm bị hạ
thấp hơn 4m.

Chiều dài cọc >25m.
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.2. Các nguyên nhân gây ra MSA

8
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM

Sự lún do cố kết nền đất xung quanh cọc.

Đắp cao trên nền đất có tính nén lún cao.

Phụ tải của nền gần khu vực móng.

Hạ thấp mực nước ngầm.

Nền đất chưa cố kết xong.

Sự nén chặt của nền do đóng cọc.
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.2. Các nguyên nhân gây ra MSA
9
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.2. Các nguyên nhân gây ra MSA
10
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
Hình 4. Các trường hợp cọc được tựa trên nền đất cứng và tồn tại tải trọng trên bề mặt
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.2. Các nguyên nhân gây ra MSA
11
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.2. Các nguyên nhân gây ra MSA
12

Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.2. Các nguyên nhân gây ra MSA
13
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
1. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MSA
1.2. Các nguyên nhân gây ra MSA
14
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
2. ẢNH HƯỞNG CỦA MSA ĐẾN CÔNG TRÌNH
15
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
2. ẢNH HƯỞNG CỦA MSA ĐẾN CÔNG TRÌNH
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
16
2. ẢNH HƯỞNG CỦA MSA ĐẾN CÔNG TRÌNH
17
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
2. ẢNH HƯỞNG CỦA MSA ĐẾN CÔNG TRÌNH
18
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
2. ẢNH HƯỞNG CỦA MSA ĐẾN CÔNG TRÌNH
19
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
20
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM

Cọc ngắn chiều dài < 8m ta có thể bỏ qua anh hưởng
ma sát âm.


Cọc ngắn chiều dài trên 8m thì ma sát âm được xét đến.
Giải pháp khắc phục:

Tăng khả năng chịu tải của cọc. Tăng chiều dài
hoặc giảm khoảng cách các cọc.

Ma sát âm quá lớn phương pháp trên không còn
kinh tế ta có thể chọn biện pháp khắc phục ma sát
âm.
3. CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ẢNH HƯỞNG
MSA ĐỐI VỚI NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
Nhóm 1: Giảm tối đa độ lún cũng như tốc độ lún còn lại nền đất
trước khi thi công cọc bằng biện pháp xử lý nền. Nghĩa là quá
trình tiêu tán áp lực rỗng thặng dư trong nền bằng cọc cát hoặc
bấc thấm
Chú ý: Cần hết sức tránh hiện tượng bơm hút nước ngầm xung
quanh công trình cọc mà không kiểm soát phạm vi cũng như
mức độ ảnh hưởng của nó đối với công trình móng.
Nhóm 2: Kiểm soát cũng như hạn chế đến mức có thể ứng
suất phân bố trong nền đất yếu do tải trọng chất thêm trong khi
thi công công trình cũng như sau khi công trình được đưa vào
sử dụng.
Nhóm 3: Giảm ma sát, tự dính bám giữa bề mặt đất và cọc
trong phần nền có xuất hiện ma sát âm.
3. CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ẢNH HƯỞNG
MSA ĐỐI VỚI NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH
21
3.1. Biện pháp làm tăng nhanh tốc độ cố
kết của nền

22
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
Điều kiện:
1. Thời gian thi công không gấp.
2. Công trình có hệ thống móng cọc chưa cố kết.

Có thể bố trí các phương tiện thoát nước theo phương thẳng
đứng (giếng cát hoặc bấc thấm).

Phát huy hiệu quả phương pháp thì:

Chiều cao nền đắp tối thiểu nên là 4m.

Chiều cao nền đắp không đủ lớn thì ta kết hợp với
gia tải trước.

Nhất thiết phải bố trí tầng cát đệm: Giếng cát chỉ nên
dùng loại có đường kính từ 35-45 cm

Ưu điểm của biện pháp này là có thể áp dụng cả cho
cọc đóng và cọc khoan nhồi. Tuy nhiên cần thời gian
thi công lâu và mặt bằng lớn.
3. CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ẢNH HƯỞNG
MSA ĐỐI VỚI NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH
3.1. Biện pháp làm tăng nhanh tốc độ cố
kết của nền
23
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM
3. CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ẢNH HƯỞNG
MSA ĐỐI VỚI NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH

3.2. Biện pháp làm giảm tải trọng tác dụng
vào đất nền-sàn giảm tải có xử lý cọc
24
Khoa XD và CHƯD – Trường ĐH SPKT Tp.HCM

Đối với các công trình có phụ tải giá trị lớn thì dùng các
sàn bêtông có xử lý cọc để đặt phụ tải.

Trong công trình giao thông , đất đắp nền được đắp lên
sàn làm giảm tải chứ không tác dụng trực tiếp lên nền
đất yếu bên dưới.

Lực ma sát âm giảm đáng kể do phụ tải được truyền
xuống tầng dất tốt có khả năng chịu lực.

Biện pháp này dễ thi công, làm giảm dáng kể lực kéo
xuống của cọc, an toàn về kỹ thuật nhưng xét về mặt
kinh tế thì chưa dạt hiệu quả cao.
3. CÁC BIỆN PHÁP LÀM GIẢM ẢNH HƯỞNG
MSA ĐỐI VỚI NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH