Bài giảng môn học nền và móng TS trần văn tiếng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG







BÀI GIẢNG MÔN HỌC

NỀN VÀ MÓNG




GV: TS. TRẦN VĂN TIẾNG





TP.HCM 12/01/2013
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 1
GV: TS. TRẦN VĂN TiẾNG
BÀI BÀI GiẢNGGiẢNG MÔN MÔN NỀN MÓNGNỀN MÓNG

Môn Môn họchọc: NỀN MÓNG: NỀN MÓNG
GV: TS. GV: TS. TrầnTrần VănVăn TiếngTiếng
SốSố tiếttiết: :
• • TrênTrên lớplớp: : 45 45 tiếttiết –– 3TC3TC
• • TựTự họchọc: : 90 90 tiếttiết
ĐánhĐánh giágiá MHMH::
• • ĐiểmĐiểm chuyênchuyên cầncần: : 10%10%
• • BàiBài tậptập, , báobáo cáocáo: : 2020%%
• • ThiThi cuốicuối HK: HK: 70 70 %%
Hình Hình thức đánh giá: thức đánh giá: Thi viết 90 phútThi viết 90 phút
Được xem tài liệuĐược xem tài liệu
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 2
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌCCHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC
5 chươngchương
ChươngChương 00: : Mở đầu
Chương Chương 11:: Những nguyên lý cơ bản tính toán
và thiết kế Nền Móng
Chương Chương 22:: Móng nông
Chương Chương 33:: Móng sâu (Móng cọc)
Chương Chương 44:: Gia cố nền
TÀI TÀI LIỆU LIỆU HỌC TẬPHỌC TẬP
Sách,Sách, giáogiáo trìnhtrình chínhchính::
[1] Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng, NXB ĐHQG TP.HCM,
2011
SáchSách (TLTK)(TLTK) thamtham khảokhảo::
[2] Lê Đức Thắng, Nền và móng, NXBGD, Hà Nội –
1998
[3] Trần Văn Quảng, Nền và móng
[4] Vũ Công Ngữ, Thiết kế móng nông

[5] J.E. Bowles, Foundation Analysis and Design, 5th
edition, McGraw Hill, 1997
[6] Braja M. Das, Principles of foundation
Engineering, 6th edition, Thomson, 2007
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 3
CHƯƠNG CHƯƠNG MỞ ĐẦUMỞ ĐẦU
+ Vị trí môn học trong khối kiến thức ngành
+ Đối tượng nghiên cứu
+ Yêu cầu môn học
+ Phương pháp nghiên cứu của môn học.
+ Mục đích: CĐRCĐR
KiếnKiến thứcthức::
1/ Hiểu được các nguyên tắc chung của thiết kế nền móng: số
liệu địa chất, tải trọng tính toán, các trạng thái giới hạn I, II.
2/ Thực hiện tính toán được các phương án móng nông, móng
sâu.
3/ Biết được nguyên lý cơ bản trong gia cố nền.
4/ Tính toán được các phương án móng trong đồ án môn học
nền móng.
5/ Hiểu được hồ sơ thiết kế kết cấu móng công trình thực tế bên
ngoài.
KỹKỹ năngnăng::
6/ Giải thích được các nguyên lý tính toán cơ bản giữa móng
nông, móng sâu và móng trên nền gia cố.
7/ Áp dụng các nguyên lý tính toán trong các bài toán thiết kế
và đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp.
TháiThái độđộ nghềnghề nghiệpnghiệp::
8/ Có nhận thức đúng về tầm quan trọng của việc lựa chọn
phương án móng hợp lý trong trong công trình dân dụng và

công nghiệp.
9/ Lĩnh hội các kiến thực tiễn bên ngoài và vận dụng các tiêu
chuẩn Việt Nam hiện hành vào trong thiết kế một cách linh
hoạt.
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 4
CChươnghương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH
TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNGTOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG
1.1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móngVai trò, nhiệm vụ của Nền móng
2.2. Phân loại Nền và MóngPhân loại Nền và Móng
3.3. Biến dạng của Nền và lún của MóngBiến dạng của Nền và lún của Móng
4.4. Sức chịu tải của nềnSức chịu tải của nền
5.5. Tính toán Nền Móng theo các TTGHTính toán Nền Móng theo các TTGH
6.6. Dữ liệu và trình tự thiết kếDữ liệu và trình tự thiết kế
CChươnghương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH
TOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNGTOÁN VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG
1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng1. Vai trò, nhiệm vụ của Nền móng
Kết cấu bên trên
Móng
Nền
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 5
NềnNền móngmóng là là bộbộ phậnphận côngcông trìnhtrình rấtrất đặcđặc biệtbiệt::
 Đất là vật thể rời, rất phức tạp, số liệu về nó khó đạt
độ tin cậy cao, đồng thời lý thuyết về nền móng còn
sai khác nhiều so với thực tế. Nền móng là một khoa
học tổng hợp về đất đá, kết cấu và kĩ thuật thi công.
 Móng ở trong môi trường phức tạp và thường ở
trong những điều kiện bất lợi cho vật liệu (ẩm ướt,
ăn mòn ).

 Thi công và đặc biệt khi sửa chữa rất khó khăn đôi
khi đòi hỏi gía thành cao.
 Phần lớn công trình hư hỏng hoặc lãng phí do
những sai sót phần nền móng.
1.1. Móng1.1. Móng
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 6
1.2. Nền1.2. Nền
2.2. Phân loạiPhân loại
2.1. 2.1. MóngMóng
1 2 3 4 5
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 7
1
2
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 8
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 9
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 10
3
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 11
4
2.2. Phân loạiPhân loại
2.2. 2.2. NềnNền
1 2 3 4
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 12

1
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 13
2
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 14
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 15
3
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 16
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 17
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 18
2.2. Các hư hỏng công trình do nền móng gây raCác hư hỏng công trình do nền móng gây ra
 Lún nhiều: làm sai cốt thiết kế, đè vỡ đường ống, ảnh
hưởng đến công trình lân cận.
 Lệch nhiều: ứng suất phụ thêm trong kết cấu bị nứt nẻ,
thấm, dột và có thể dẫn đến phá hoại các bộ phận kết
cấu.
Thường do các nguyên nhân:
 Móng không phù hợp: ví dụ: Pizza,
 Công trình có tải trọng phân bố không đều
 Nền đất yếu, điều kiện địa chất phức tạp, bất lợi (hình
a)
 Nền đất không đồng nhất và xen kẹp phức tạp (hình
b, c, d, e)
 Trong quá trình thi công, đất bị biến đổi mạnh khó xác
định đúng, gây ra các rủi ro cho công trình, trong đó

thường do sai sót trong đánh giá về nền đất xây dựng.
 Công trình mất ổn định với nền đất, có thể dẫn tới bị
phá hoại
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 19
 Trượt trồi: thường gặp với móng nông, khi tải đứng lớn, gia tải với
tốc độ nhanh trên nền cố kết chậm, bão hoà:
 Trượt sâu: thường xẩy ra đối với mái đất, phân lớp nghiêng lớn,
móng sâu.
 Trượt ngang: tương ứng với trường hợp tải ngang lớn như đập,
tường chắn, cầu, cảng, công trình biển.
 Lật: thường xẩy ra đối với các công trình cao, lệch tâm lớn, tường
chắn đất.
3.3. Biến dạng của Nền và lún của MóngBiến dạng của Nền và lún của Móng
Độ lún của đất:
s = s
e
+ s
c
+ s
s
s
e
– độ lún tức thời
s
c
– độ lún do cố kết
s
e
– độ lún do từ biến

Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 20
3.1.3.1. Độ lún đàn hồiĐộ lún đàn hồi


2
e
pb 1
s
E
 


p – áp lực tại mặt đáy móng
b – bề rộng móng chữ nhật hay đường kính móng tròn

, E – hệ số Poisson và mô-đun đàn hồi của đất dưới đáy móng
 – hệ số hình dạng và độ cứng; được xác định dựa trên lý thuyết
đàn hồi; phụ thuộc vào chiều dày lớp đất, hình dạng và độ cứng
của móng
Hệ số hình dạng và độ cứng :
2 2
max( tâm )
2 2
1 1 m m 1 m 1
ln mln
1 m m 1 m 1


 

   
   
 
 
   
   
 
   
   
 
max( tâm )
góc
2



m max( tâm)
0.848
 

const max( tâm )
0.785
 

l
m
b

Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 21

Bảng tra hệ số hình dạng và độ cứng : (bảng 1.1, trang 29,
Nền Móng Châu Ngoc Ẩn, 2011)
Trường hợp 1: Hệ số hình dạng và độ cứng  cho diện truyền tải
hình tròn và chữ nhật trên bán không gian đàn hồi vô hạn

Bảng tra hệ số hình dạng và độ cứng :
Trường hợp 2: Hệ số hình dạng và độ cứng  cho diện truyền tải
hình tròn và chữ nhật trên bán không gian đàn hồi hữu hạn

Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 22
33 22 Độ lún do cố kếtĐộ lún do cố kết
Phương pháp tổng phân tố: (quan hệ e – p)
 Trước khi xây dựng móng, áp lực tại độ
sâu D
f
là
f
* D

 Sau khi xây dựng móng, áp lực tại độ
sâu D
f
là
tc
tb f
N
D
F



 Áp lực gây lún
tc
gl tb f
N
p ( *)D
F
 
  
 Chia nền đất dưới đáy móng thành các
lớp mỏng có chiều dày


i
h 0.4 0.6 b
 
 Xác định áp lực tại giữa lớp đất trước và
sau khi xây móng p
1i
& p
2i
:
'
1i bt( i )
2i 1i gl( i )
p
p p




 
gl( i ) z( i ) oi gl
oi
i
k p
l / b
k
z / b
 
 




Với
z
i
– khoảng cách từ đáy móng đến giữa lớp i
 Suy ra hệ số rỗng tại giữa lớp đất trước và sau khi lún e
1i
& e
2i
:
1i 1i
2i 2i
e p
e p


 Tính độ lún của lớp i là

1i 2i
i i
1i
e e
s h
1 e



Từ quan hệ nén lún e – p
Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 23
Tính lún đến lớp phân tố thứ i có
'
gl( i ) bt( i )
'
gl( i ) bt( i )
0.2
0.1
 
 


Đất tốt E

5MPa
Đất yếu E

5MPa
Độ lún của móng (tại tâm)

n n
1i 2i
i i
i 1 i 1
1i
e e
s s h
1 e
 

 

 
 Điều kiện biến dạng (lún)
s – độ lún của nền (độ lún ở tâm móng)
s
gh
– độ lún cho phép của móng
Độ lún cho phép của móng được quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh của
công trình (tham khảo bảng….), đối với nhà BTCT đổ toàn khối s
gh
= 8cm.

gh
s s
4.4. Sức chịu tải của nền đấtSức chịu tải của nền đất
4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo
4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạ điểm4.2. Dựa trên giả thuyết cân bằng giới hạ điểm
4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu 4.3. Có xét đến ảnh hưởng của dạng móng, chiều sâu
chôn móng, độ nghiêng của tải tác dụngchôn móng, độ nghiêng của tải tác dụng

Bài giảng Nền Móng
GV: TS. Trần Văn Tiếng 24
4.4. Sức chịu tải của nền đấtSức chịu tải của nền đất
4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo4.1. Dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo