Giáo trình nền móng - chương 4 Móng cọc đài cao , TS.Nguyễn Đình Tiến

Ts.nguyễn đình tiến
- 1 -
II.4 - Móng cọc đi cao
- Khi đài ở phía trên bề mặt đất hoặc cha chôn đủ sâu trong đất khi có tải trọng ngang
lớn cọc chịu uốn









- Thờng dùng nơi ngập nớc (cầu, cảng), đoạn cầu vợt, mơng thuỷ lợi vợt, nhà thuỷ
tọa.
- So với đài thấp thì kém ổn định hơn do cọc chịu uốn, chuyển vị ngang của móng
thờng dùng tiết diện cọc lớn.
Nguyên lý tính toán: thờng thực hiện theo các hớng sau
1. Phng phỏp gii tớch:
Phải giải quyết 2 bài toán cơ bản sau
Bài toán 1: Phân phối tải lên cọc. Đây là kết cấu siêu tĩnh bậc cao. Thờng dùng phơng
pháp chuyển vị với 1 số giả thiết đơn giản bài toán.

Ví dụ hệ cơ bản với giả thiết hệ phẳng và đài tuyệt đối cứng.(xem hình bên), trong đó cọc
ngàm với đài và cọc ngàm đàn hồi với đất hoặc ngàm cứng trong đó.
Kí hiệu : + Tải trọng phân phối lên đầu cọc thứ i trong móng: N
i
, Q
i
, M
i

+ Chuyển vị tại O trong hệ cơ bản: v, u, (ẩn số)
Mo
No
Qo
Đ
o
ạ
n

c
ọ
c

t
ự

d
o
Qo lớn
Mo
No

h

n
h
ỏ
Qo
No
Mo
Mo
No
Qo
M
N
Q
u
v

O
Ts.nguyễn đình tiến
- 2 -
Mi
Qi
PiPi
Mi
Qi
+ Phản lực đơn vị của các kiên kết tại O: r
ik
(các hệ số)
Ta có hệ phơng trình chính tắc:
r

vv
.v + r
vu
.u + r
v

. + N = 0
r
uv
.v + r
uu
.u + r
u

. + Q = 0
r

v
.v + r

u
.u + r

. + M = 0
+ Gọi
ik
và
ik
là phản lực, chuyển vị đơn vị tại đầu cọc
+ Gọi

o
ik
và
o
ik
là phản lực, chuyển vị đơn vị tại cao trình mặt đất của cọc
+
i
(
N
,
Q
,
M
) chuyển vị của cọc theo các phơng đứng, ngang và xoay.
Trong đó
ik
đựơc xác định từ điều kiện liên kết của cọc với lớp đất tại mũi cọc (ngàm
hay gối đàn hồi)
Các hệ số r
ik
đợc xác định từ quan hệ r
ik
=f
1
(
ik
) ,
ik
lại đợc xác định theo quan hệ với

ik
, tiếp tục nh vậy ta có:
r
ik
=f
1
(
ik
) = f
1
(f
2
(
ik
)) = f
1
(f
2
(f
3
(
o
ik
))) = f
1
(f
2
(f
3

(f
4
(
o
ik
)))
Bằng cách đa vào 1 số giả thuyết thì việc xác định r
ik
trở nên đơn giản.
- Giải hệ phơng trình chính tắc xác định đợc v, u, từ đó xác định đợc
N
,
M
,
Q

sau là N
i
, Q
i
, M
i
và
i
= f(v, u, ) và:
N
i
=
ik
.

N

Q
i
=
QQ
.
Q
-
QM
.
M

M
i
=
MM
.
M
-
QM
.
Q

Giải ra tải trọng tác dụng lên đầu cọc thứ i P
i
, Q
i
, M
i

(Với đài thấp Q
i
= M
i
= 0
P
i
=

ì
+
ì
+
2
i
iy
2
i
ix
x
xM
y
yM
n
N

- Bài toán 2: Cọc lực chịu uốn (P
i
, Q

i
, M
i
)
Xét cọc thứ i: thanh chịu uốn với tải trọng tác dụng ở
đầu cọc là (P
i
, Q
i
, M
i
) thờng giả thiết biến dạng
của cọc nhỏ nguyên lý cộng tác dụng, bài toán gồm 2
bài toán:
+
Cọc chịu lực dọc trục P
i
+
Cọc chịu lực ngang trục Q
i
, M
i
Sơ đồ tính
y

Phản lực của
đất lên cọc
Qi
Mi
z

Qi
i
Mi
y
Ts.nguyễn đình tiến
- 3 -
Bài toán cọc chịu tải ngang và mô men (cần tìm
z
y
)
Thông thờng ngời ta phân biệt bài toán cọc chịu tải
trọng ngang và mômen :
+ Cọc cứng.
+ Cọc có độ cứng hữu hạn.
Các phơng pháp giải bài toán tơng tự nh bài toán tờng cừ.
+ Phơng pháp giả thiết cọc cứng và xoay tại O, tải trọng tác dụng lên mặt bên cọc là
áp lực chủ động và bị động tơng ứng.
+ Phơng pháp cọc nh dầm trên nền đàn hồi.




- Phơng trình của độ võng theo phơng y
- Mô hình nền: quan hệ y và
z
y

Giải ra có
y
z

(M,Q), y

2. Phng phỏp phn t hu hn:
Mụ hỡnh húa h kt cu cc v i cc thnh cỏc phn t hu hn: cc l cỏc phn t
Frame, i cc l phn t Shell hoc Solid. nh hởng ca nn c thay th bng cỏc
gi n hi, cng ca cỏc gi n hi theo phng ngang v phng ng K cú th
xỏc nh theo mt s
cụng thc:
Terzaghi, Vesic, Poulos
Theo Terzaghi:















=
2
12
4

1
65,0
s
s
pp
s
E
IE
dE
d
K


Trong ú
E
p
I
p
- cng khỏng un ca cc
d - ng kớnh hay cnh cc

s
- h s n hụng
E
s
- mụdul n hi
Vic gii bi toỏn trờn cú th ỏp dng chng trỡnh SAP2000
- Sau khi đã tìm đợc nội lực chuyển vị của cọc và đài cọc (M,Q), y thực hiện các công
việc sau:
Kiểm tra SCT của cọc theo phơng ngang của đất.

a) Trờng hợp đài đặt cao hơn mặt đất
Sơ đồ tính toán móng cọc theo phơng pháp tổng quát
b) Trờng hợp đài đặt thấp hơn mặt đất
h
n
m
m
n
h
Ts.nguyễn đình tiến
- 4 -
Có nội lực (M,Q) kiểm tra cốt thép cọc.
Kiểm tra SCT của cọc theo phơng ngang.
Tóm lại: Việc thiết kế móng cọc đài cao khác đài thấp cơ bản ở các phần
- Bài toán 1
- Bài toán tính toán kiểm tra cọc theo phơng ngang trong bài toán 2.
(Kiểm tra
[]
,yy,R
ng
z
maxy
và kiểm tra cờng cọc chịu uốn ngang. Còn lại
giống đài thấp)
II.5 - Móng tờng (tờng trong đất)
II.5.1. Phân loại : - Tờng liên tục
- Cọc hàng
Công dụng:
- Giữ thành hố đào khi thi công tầng hầm và truyền tải đứng ngang (chức năng này
của tờng chắn nh móng cọc nhồi)

- Ngăn nớc thẩm thấu theo phơng ngang
Phạm vi ứng dụng:
- Nhà cao tầng có tầng hầm sâu
- Công trình ngầm trong điều kiện thành phố chật hẹp,
- Chen giữa các công trình đã xây dựng
- Bể chứa, công trình tháp cao (xem hình trang sau)

II.5.2. Sơ đồ thi công: Tơng tự cọc nhồi, gồm các công đoạn chính
- Tạo lỗ tờng
- Đặt cốt thép và đổ bê tông
- Đào đất và chống đỡ tờng









1
-
1
.
5
m
20
-
30
cm

20
-
30
cm
1-1.5m
>
10

Ts.nguyễn đình tiến
- 5 -
II.5.3.Tính toán thiết kế tờng trong đất :
- Trong giai đoạn thi công: ổn định hố đào có vữa sét bentonit và tính toán tờng
tơng ứng với các độ sâu đào khác nhau.
-Trong sử dụng:
Nội dung tính toán 1 số phần cơ bản nh sau:
II.5.3.1.Vữa bentonit và ổn định hố đào
Thực tế xây dựng cho thấy là hào đầy vữa sét thì ổn định ngay cả khi đất yếu mà khi tính
toán thì hào bị sụt lở . Điều đó đợc giả thiết khác nhau. Có tác giả cho rằng nhờ hiện
tợng keo hoá của bentonite do độ bền của keo là lớn hoặc do sự làm việc không gian,
nhng phần lớn cho rằng chính màng keo đóng vai trò quyết định và kế đến là áp lực của
vữa sét trong hào.
Sơ đồ tính ổn định vách hào với giả thiết mặt trợt là cong dạng logarit: r = r
o
.e
vtg



Trong đó : G
i

trọng lợng khối đất( có xét đến đâỷ nổi); Q
B
- áp lực nớc; Q
t
- áp lực vữa sét

; R
1

phản lực qua tâm của phần đất không trợt; C Hợp lực dính.
ổn định của vách hào xác định từ điều kiện cân bằng các lực tác dụng khối trợt.
()
cBi
T
MlQaG
lQ
K

=
2
1
min
.
> [K]
M
c
: mômen do C
2
c
tg (r

2
1
r
o
2
)
Yêu cầu đối với vữa sét bentonite:
Vữa sét keo mịn cần phải giữ đợc các hạt đất đào ra, ở trạng thái đẩy nổi phải làm keo
quánh phần đất chịu lực và tạo ra màng sét chống thấm.
Các loại sét chế tạo vữa cần :
- W 8% và W
nh
60%
- Hàm lợng sét nên 50%
Chỉ tiêu cơ bản để xác định chất lợng vữa sét là lợng tiêu hao sét để chế tạo 1 m
3
vữa.
Loại
sét
Khối lợng vữa
sét( với độ nhớt
tơng đối là 25
sec)g/cm
3
Lợng vữa
tạo đợc, m
3
Căn trên
sàng
N

o
0075
Độ ẩm %
Hàm lợng cát trong vữa
sét %
Chung
Trong đó
rửa đi đợc
1
1,06
> 10
10
5,0 8,0
0,8 0,5
2 1,06 1,08 10,0 8,0
10
5,0 8,0
1,5 0,8
3
1,15 4,0 10
5,0 8,0
4,0 3,0
4 1,08 1,15 8,0 4,0
10
5,0 8,0
3,0 1,5

Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn
- 6 -

Mãng b¨ng vµ mãng trô lo¹i r·nh
Mãng r·nh cña c«ng tr×nh cã mÆt b»ng h×nh trßn

Ts.nguyễn đình tiến
- 7 -
1
2
1
1
2
3
-y
+y
+x
-x
ok
n(h +x)
1
N
2
N
3
N
k
N
h
o
k
1
k

h
l
k
h
k
k
h
h
2
k




+


x
1
2
II.5.3.2.Tính toán tờng, chống đỡ trong quá trình đào







II.5.3.2.1.Phơng pháp của Sachipana
Các giả thiết:

1. Sau khi đặt tầng chống dới thì:
Lực dọc trục của tầng chống trên = const
Chuyển vị thân tờng từ điểm chống dới trở
lên bằng chuyển vị trớc khi đặt tầng chống dới
Momên của tờng từ điểm chống dới trở lên
bằng M trớc khi dặt tớng chống dới.
2. Thân tờng dài vô hạn.
3. áp lực đất phân bố nh hình vẽ
4. Điểm chống là cố định
Sơ đồ tính:
Nh vậy ta tiến hành tính toán lần lợt từ giai đoạn đào 1ữn tìm đợc lực N
1
ữN
n
và nội
lực trong tờng.
II.5.3.2.2. Phơng pháp tờng trên nền đàn hồi
Ngoài các giả thiết tơng tự trên, còn giả thiết rằng:
áp lực đất lên phần tờng trên tầng chống là áp lực chủ động.
p
a
= (q + .h)tg
2
(45
o
/2) 2ctg(45
o
/2)
Phía dới tờng chống chỉ có áp lực bị động, áp lực này đợc xác định theo chuyển vị
tờng (Ví dụ theo Winkler đó là p

b
= E
s
.y , trong đó E
s
=b.K
h
;K
h
là hệ số nền theo
phơng ngang)

Từ phơng trình đờng đàn hồi và điều kiện cân bằng tĩnh ặ xác định đợc lực chống đỡ
và nội lực tờng trong phạm vi phía trên tầng chống.

Ts.nguyễn đình tiến
- 8 -









Sơ đồ quá trình tính toán từơng nhiều thanh chống theo quá trình đào
a) Sơ đồ tờng, thanh chống và hố đào
b) Sơ đồ tính tờng khi hố đào đến độ sâu H
1

+

H
c,d) Sơ đồ tính tờng khi hố đào đến độ sâu H
2


Ghi chú: Hiện nay đã có một số phần mềm rất mạnh đợc vận dụng vào tính toán tờng
chắn trong đất, ví dụ: GEOSLOPE, PLAXIS hầu hết các chơng trình này đều giải
quyết các bài toán bằng phơng pháp PTHH.
Ts.nguyễn đình tiến
- 9 -
Luyện tập chơng II
Móng sâu
Phần lí thuyết
1. Phạm vi ứng dụng móng cọc.
2. Phân loại móng cọc và phạm vi ứng dụng của mỗi loại.
3. a. Trình bày những yêu cầu cấu tạo cơ bản đối với cọc bêtông cốt thép (btct) đúc
sẵn ( mác bêtông, thép trong cọc, cấu tạo đầu và mũi cọc, mối nối )

Giải thích tại sao có các yêu cầu đó.
b. Tơng tự đối với cọc nhồi.
4. Trình bày những yêu cầu cấu tạo cơ bản đối với đài cọc toàn khối( mác bêtông,
thép trong đài, liên kết đài với cọc và cột, tờng.)
5. Khái niệm về sức chịu tải của cọc ( trong giai đoạn thi công và giai đoạn sử dụng
của cọc đúc hạ bằng đóng, ép và cọc khoan nhồi).
6. Trình bày phơng pháp thí nghiệm nén tĩnh cọc xác định sức chịu tải dọc trục của
cọc theo đất nền (sơ đồ thí nghiệm, dụng cụ, thao tác, qui trình, kết quả và nhận
xét).
7. Tơng tự với phơng pháp đóng thử.

8. Trình bày phơng pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền bằng
cách:
+ Dựa vào các kết quả thí nghiệm trong phòng(PP thống kê).
+ Dựa vào kết quả xuyên tĩnh CPT.
+ Dựa vào kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT.
9. Các yếu tố ảnh hởng tới việc chọn chiều dài và tiết diện cọc.
10. Các giả thiết trong tính toán móng cọc đài thấp? Các giả thiết đó đợc ứng dụng
vào phần nào trong thiết kế móng cọc đài thấp?
11. Trình bày nội dung tính toán kiểm tra cọc đúc hạ bằng cách đóng, ép( trong thi
công và trong sử dụng)
12. Trình bày nội dung tính toán kiểm tra đài cọc toàn khối.
13. Trình bày nội dung tính toán kiểm tra tổng thể móng cọc ( Kiểm tra cờng độ đất
dới mũi cọc, ổn định tổng thể và độ lún).
14. Ma sát âm đối với móng cọc và các biện pháp khắc phục ma sát âm).
15. Trình bày vấn đề chọn búa và lực ép trong thi công cọc đúc sẵn hạ bằng phơng
pháp đóng và ép.
Ts.nguyễn đình tiến
- 10 -
16. So sánh móng cọc đài thấp và đài cao.
Phần bài tập
1) Đề xuất phơng án móng cọc trong trờng hợp sau:
Công trình có tải trọng N, M khá lớn
Nền đất gồm 3 lớp đất:
+ Lớp đất 1 bên trên có bề dày thay đổi 4-6 m thuộc loại sét pha có độ sệt B =1,3
+ Lớp đất 2 có bề dày thay đổi 6-7 m thuộc loại sét có độ sệt B =0,2
+ Lớp đất 3 rất dày là cát trung có cờng độ kháng xuyên trung bình q
c
=890 T/m
2
.

2) Xác định sức chịu tải của cọc BTCT đúc sẵn trong giai đoạn sử dụng, biết:
Mác bêtông cọc 300#; Tiết diện cọc 25x25 cm; dài 8m gồm 4 20 AII có R
a

=28000T/m
2
; đầu cọc cách mặt đất 1,5m.
Nền đất gồm 2 lớp:
+ Lớp đất trên dày 6m thuộc loại sét pha,
+ Lớp đất dới là cát nhỏ chặt vừa.
a. Cho biết thí nghiệm nén tĩnh cọc nh sau và =0,15; S
gh
=4cm
Lực nén TN(T) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Độ lún tổn
g
cộn
g

(mm)
0,8 1,5 2,3 3,15 4,0 5,0 6,4 8,8 12,4 15,5

b. Cho biết độ sệt lớp 1: B =1,1
c. Cho biết kết qủa xuyên tĩnh q
c1
=15 T/m
2
; q
c2
= 800T/m

2
d. Cho biết kết quả SPT: N
1
=0; N
2
=20.
3) Sơ bộ chọn số cọc theo điều kiện sức chịu tải của cọc và bố trí cọc trên mặt bằng .Cho
biết phơng án móng cọc đài thấp nh sau:
Cọc 25x25 cm; dài 9m; sức chịu tải tính toán trong giai đoạn sử dụng [P] = 30T

Tải trọng tính toán tại mức đáy đài :N =93T ; M = 18 Tm.
4) Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc ép BTCT tiết diện 20x20cm
2
dài 11m( 2 đoạn).
Mác bêtông cọc 300, cốt dọc gồm 4 18 AII.Cho biết:

+
Móng cọc gồm 9 cọc đợc bố trí cách đều nhau 4d
+
Sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền [P] = 22T
+
Lực ép thi công P
ép max
= 60T
+
Đài cọc chôn sâu 1,5m và co kích thớc B
đ
xL
đ
xH

đ
=2x2x0,8m
Ts.nguyễn đình tiến
- 11 -
+ Tải trọng dới cột N
o
= 120T; M
o
= 20Tm; Q
o
=4T.
5) Tính toán kiểm tra chiều cao đài cọc và chọn cốt thép cần thiết bố trí trong đài của
móng cọc đaì thấp nh bài tập 4 ở trên, cho biết:
+ Bêtông đài mác 200. Lớp bảo vệ cốt thép đáy đài là 10cm.
+
Tiết diện cột 30x50cm, trọng tâm cột trùng với trọng tâm đài.
6) Kiểm tra điều kiện chiều sâu chôn đài trong bài tập 3
Vẽ móng khối qui ớc, kiểm tra điều kiện áp lực và độ lún của móng khối, cho biết nền
đất gồm 2 lớp:
- Lớp đất trên dày 8m, thuộc loại sét pha B = 1,12; =1,74 T/m
3
.
- Lớp đất dới là cát nhỏ q
c
=720T/m
2
; = 1,8 T/m
3
; = 30
o

;
o
= 0,3.
Ts.nguyễn đình tiến
- 12 -
chơng III móng máy
III.1.Khái niệm chung.
Móng dới các công trình thông thờng, chủ yếu chịu tác dụng của tải trọng tĩnh, còn
móng máy chủ yếu chịu tác dụng của tải trọng động. Những tải trọng này thờng biến đổi
rất nhanh về trị số và các phơng tác dụng đợc và gọi là những lực kích thích. Chính các
lực kích thích này làm cho máy và móng bị dao động, rồi móng lại trở thành nguồn dao
động của đất làm cho các kết cấu chung quanh cũng bị dao động theo. Trong nhiều
trờng hợp dao động của móng là nguyên nhân làm chóng hỏng các chi tiết máy, làm
giảm công suất máy hoặc làm xấu chất lợng sản phẩm. Đối với các máy chính xác và
dụng cụ đo lờng thì dao động của máy có thể làm trở ngại cho sự hoạt động bình thờng
của chúng, làm khó khăn cho quá trình thao tác kỹ thuật. Mặt khác dao động sẽ gây ra tác
dụng có hại đến sinh lý co ngời, làm tăng sự mệt mỏi, làm giảm hiệu suất lao động và
nếu cờng độ dao động quá mạnh thì có thể làm cho sức khoẻ của ngời bị tổn hại
nghiêm trọng .
Vì những lý do đó, việc thiết kế móng dới máy có những nét khác biệt cơ bản so với
việc thiết kế móng công trình thông thờng. Biện pháp chủ yếu chống chấn động là xây
dựng tốt móng dới máy và chỉ có thể xây dựng móng dới máy khi áp dụng những
phơng pháp khoa học để thiết kế.
III.2.Những yêu cầu cơ bản đối với móng máy.
Khi thiết kế móng máy cần phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau đây:
1- Bền vững, ổn định và có khả năng chịu đựng tốt
2- Không cho phép có những độ lún và những biến dạng làm mất sự hoạt động bình
thờng của máy
3- Không cho phép xuất hiện những chấn động mạnh làm cản trở sự hoạt động của máy
và của ngời điều khiển máy.

Ba yêu cầu đó có thể biểu diễn bằng các bất đẳng thức sau đây:
1- p [R]
2-





][
][
SS
SS

3- A [A]
Trong đó: p - ứng suất dới đáy móng
[R] - sức chịu tải giới hạn cho phép của nền đất tại đáy móng
S,
S - độ lún và độ lệch của móng
Ts.nguyễn đình tiến
- 13 -
[S], [ S ] - độ lún và độ chênh lệch cho phép
A - biên độ dao động của móng
[A] - biên độ dao động cho phép
Yêu cầu 1, 2 thờng đợc đảm bảo bởi các yêu cầu cấu tạo
+ Làm nền tốt
+ Móng cọc dài.

Yêu cầu 3 là nội dung cơ bản của móng máy; Trong đó A là biên độ dao động của
móng đợc tính toán bài toán dao động gồm:
- Móng khối( cứng)

- Móng khung
Thông thờng bài toán dao động của móng có thể phân thành 3 loại dao đông độc lập:
- Dao động thẳng đứng
- Dao động ngang và quay trong mặt phẳng thẳng góc với trục móng
- Dao đông quay đối với trục đứng qua trọng tâm đáy móng, trong đó các hệ số
độ cứng nền theo các phơng sẽ xuất hiện, đây là các hệ số nền động đợc xác
định bằng thí nghiệm hay kinh nghiệm







Ts.nguyễn đình tiến
- 14 -

bê tôn
g
đát h
ộ
c

Tờng khối gạch

Tờng khối bêtông đặc

Sử dụng vi a k thut
Chơng IV: hố đo.
I. tổng quan về hố đo.

H o sõu l dng cụng trỡnh thng gp trong thc t xõy dng, cú hai dng h o nh
sau:
+ H o ngm (ng hm, m), h o h (h múng, kờnh mng, sụng o)
+ H o nụng v sõu: thng 5-6 m c gi l sõu.
+ H o khụng cú kt cu chn gi, h o cú kt cu chn gi:
I.1. Các sự cố có thể xẩy ra trong quá trình thi công.
+ Hin tng lỳn s
t b mt v h mc nc ngm gõy nh hng mnh m n cỏc
cụng trỡnh lõn cn.
+ Hin tng y bựng h múng (hin tng si): gõy ra lỳn st thnh h múng.
+ Hin tng mt n nh thnh h o: do ỏp lc thnh h o chuyn v ngang .
I.2. Nội dung tính toán.
Thit k h o sõu l vic la chn dng h o, k
t cu chn gi m bo n nh
cho ỏy v thnh h o, cho kt cu chn gi, v cụng trỡnh lõn cn.
+ Xỏc nh ti trng tỏc dng lờn thnh h o v kt cu chn gi: bao gm trng lng
bn thõn khi t bờn thnh h o, ti trng cỏc cụng trỡnh lõn cn.
+ La chn v thit k kt cu chn gi thnh h o. T
ú tớnh toỏn n nh cc b v
n nh tng th thnh h o, kt cu chn gi.
I.3. Các loại kết cấu chắn giữ hố đào.
1. Tờng chắn trọng lực: là loại tờng chắn lợi dụng trọng lợng bản thân tờng hoặc lớp
đất phía trên tờng





2. Tờng sử dụng các lớp cốt gia cố: vải địa kỹ thuật, lới thép đợc

cốt gia cố là các lới thép
kết h
ợp
với vải đ
ị
a k
ỹ
thu
ật

vải địa kỹ thuật dải thành
các lớp móng từ 30 50

Cốt gia cố là các thanh thép
hình đợc neo vào thành hố
móng từ 3 -5m,khoảng cách
t
ừ
0,5

2m
Ts.nguyễn đình tiến
- 15 -

3. Tng BTCT: thng kt hp vi tng hm.







4. Kiểu tờng dạng cừ cắm sâu.
- Sử dụng các kết cấu cừ tạo thành tờng vây xung quanh hố đào, các dạng cừ thờng gặp:








- Ngoi cỏc dng c g, thộp, BTCT, khi chiu sõu h o ln cũn s dng cỏc kt cu
chn gi nh: cc khoan nhi, tng liờn tc trong t, cc ximng t
I.4. Biện pháp thi công:
Đối với hố móng trong các công trình xây dựng, việc thi công hố móng bao gồm các công
tác sau:
- Định vị.
- Đào hố.
- Bảo vệ thành và đáy hố móng.
- Làm khô (nếu cần).
- Lót hố.

II. Tính toán ổn định hố đo sâu.

II.1. Bảo vệ đáy hố móng.
- Đáy hố bị xáo trộn, hay ngập nớc
độ lún tăng, sức chịu tải giảm, trong trờng hợp
đáy móng chịu áp lực nớc ngầm, đáy móng có nguy cơ bị đẩy bùng

Tờng bê tông cốt
thép có bản đáy rộng

Tờng bê tông cốt thép kết hợp
với tầng hầm

Tờng bê tông cốt
thép kết hợp với tầng hầm

Các dạng cừ

Cừ không có neo.

Cừ có neo, s dng khi
chiu sõu tng ln
Ts.nguyễn đình tiến
- 16 -
xử lý:
- Khi đào hố chừa lại 1 lớp đủ dày, chống đẩy bùng do sự hình thành Gradien áp lực dòng
thấm giữa thành hố và đáy hố đào hoặc dới đáy hố
đào có lớp đất tồn tại nớc có áp, bằng cách bạt thoải
hay dùng ván cừ, gia cờng đáy hố. Điều kiện chống bị
đẩy bùng do nớc có áp:

.t -
n

.I > 0 (I Gradien dòng
thấm).

II.2. Bảo vệ thành hố.
II.2.1. Trờng hợp không có kết cấu chắn giữ.
Chiều sâu đào tối đa h
gh
=
n
c4
tg(45
0
+
2

) hay mỗi
bậc đào =
.n
c67,2
tg(45
0
+
2

)
c- lực dính, -góc ma sát trong, - trọng lơng riêng tự nhiên , n- hệ số an toàn (n= 2-3).
Nếu h

m
h
gh
cần có các biện pháp ván, cừ, gỗ, thép, BTCT.
II.2.2. Dạng tờng cứng (tờng chắn trọng lực).
- Phá hoại do trợt:
K
t
=


tờng than của trợt Lực
tờng than của trợt chống Lực
[K
t
] = 1,5.
Lực chống trợt:
+ Trờng hợp đất sau lng tờng thoát nớc:
T = N. với = tag ( -góc ma sát giữa đáy tờng và đất)
- Phá hoại do tờng bị lật:
Hệ số ổn định tờng chắn dạng cứng khi bị lật quanh điểm mép:
K
0
=


tMomengaylậ
lậtMomenchống
[K
0

] =1,4







Các dạng phá hoại do tờng bị trợt, lật
sau bóc đi
H

t
sét
H
m
h
gh

Ts.nguyễn đình tiến
- 17 -
- Phá hoại do đất không đủ điều kiện cờng độ hay do biến dạng của nền:
Cách tính toán giống nh tính toán móng nông.

- Phá hoại do tờng bị trợt sâu: dựa vào giả thiết mặt trợt trụ tròn, tính theo các phơng
pháp W.Bishop, W. Fellenius
II.2.3. Biện pháp lót ván (Ván gỗ = 4 5 cm, b = 20cm, l = 5 - 6m).











II.2.4. Biện pháp tờng cừ: Ngoài việc giữ ổn định mái hố, còn ngăn nớc.





Các tr
ng hp phá hoại tờng cừ .


Tải trọng phân bố hình thang:

Tải trọng phân bố hình tam giác:

>

4cm
P - áp lực đất (chủ động)
phân bố tam giác hoặc chữ nhật
P'
P
Hố hẹp
Ts.nguyễn đình tiến
- 18 -

Vùng bị động
p
E
E
a
Vùng áp lực
đất chủ động
a
E
E
p
p'
E
E
a
E
E
p
p'
Độ ổn định do h
2

quyết định
- Tính toán tờng cừ: Tải trọng gồm áp lực đất, nớc và tải trên bề mặt đất. Trong đó áp
lực đất lên tờng( bao gồm cả tải trên mặt đất) phụ thuộc nhiều vào độ cứng tờng và độ
cắm sâu vào trong tờng.






Nội dung tính toán tờng cừ gồm việc xác định áp lực đất, độ cắm sâu h
2
, nội lực trong
tờng (M,Q) và tính toán neo
+ Loại tờng tự do (conson)
Phơng pháp cân bằng tĩnh khi tính toán áp lực đất
cột (trụ) gỗ cột (trụ) gỗ
2
5
-
3
0
c
m
1
0
-
1
5
c

m
gia công mũi
bọc đầu
thép bản
40cm
2
4
.
7
c
m
tờng cừ thép
tờng cừ BTCT
h

h
2
h
1
Sơ đồ chu
y
ển dịch tờn
g
bản conson và
p
hân bố á
p
lực đất
Ts.nguyễn đình tiến
- 19 -

Giả thiết tờng là cứng áp lức đất lên tờng (chủ động và bị động) đợc xác định theo
bài toán của Coulomb:
a
aaa
K
q
KczKE += 2


p
ppp
K
q
KczKE
++= 2

=
c
K tg
2
.(45
0
-
2

) và =
p
K tg
2
.(45

0
-
2

)
Coi bản sẽ quay quanh 1 điểm nào đó ở phía dới hố
móng. Giả thiết rằng áp lực đất 2 bên tờng ở những độ
sâu khác nhau cân bằng với nhauthì tờng ổn định. Nh vậy tờng phải cắm vào đất h
2

tối thiểu đợc xác định từ điều kiện cân bằng tĩnh( gồm cân bằng lực ngang và mômen)
Hình vẽ đơn giản theo phơng pháp của Blum.
- Loại tờng 1 neo, tự do trong đất (h
2
nhỏ)

M
n
R
h2
h1
E
a
E
p
á
p lực
đất

- Loại tờng có neo, ngàm trong đất







loại 1 neo loại nhiều neo
- Cấu tạo và tính toán neo
1- Đầu neo
2- Dây neo
3- Khớp, ngàm neo
h
1
h
2
M
áp lực đất
x
h2
h1
P
ch
M
max
M
h1
h2
E

p
R
n
á
p lực đất
Ts.nguyễn đình tiến
- 20 -
Các loại neo và tính toán kéo của neo xem tài liệu Neo trong đất - BS 8081-1989 Nhà
xuất bản XD

- Phơng pháp phần tử hữu hạn:
Sơ đồ tính ví dụ loại tờng conson. Hệ số nền hớng ngang xác định bằng thí nghiệm nén
ngang hay kinh nghiệm








Ghi chú: hiện nay việc tính toán áp lực đất biến dạng tờng và bài toán tính toán
tờng chắn nói chung đã có những phần mềm trợ giúp rất mạnh nh : GEOSLOPE,
PLAXIS

II.2.4. Kt cu chn gi dng tng liờn tc hay cc khoan nhi
i vi cỏc cụng trỡnh cú chiu sõu h o ln, hin nay cũn s dng mt s cụng ngh
mi chn gi thnh h o nh: tng liờn tc trong t, s dng cc khoan nhi
hoc cc khoan nhi kt hp vi cc ximng t lm kt cu chn gi.
Nguyờn lý tớnh toỏn: tớnh theo nguyờn lý tng c nh ó gii thiu trờn

Ts.nguyễn đình tiến
- 21 -
II.4. Gia cố cọc ximăng - đất
- Nguyên lý gia cố:
Trộn đất dới sâu lên trên cùng với ximăng nhờ những phản ứng hoá lý xảy ra làm cho
đất mềm yếu đóng cứng lại thành thể cọc trong đất có độ cứng nhất định.

+
Phản ứng thuỷ hoá + nớc tạo thành các hợp chất của Canxi
+
Các hạt sét tác dụng với các chất thuỷ hoá của ximăng bản thân các chất thuỷ hoá
đông cứng tạo thành bộ khung xơng trong đất gia cố
+
Phản ứng cacbonat hoá tạo thành cacbonat canxi không tan

Đất trộn ximăng có các đặc trng đợc cải thiện tốt, trọng lợng riêng tăng ít, cờng độ

chịu nén một trục R
u
= 0,5 ữ4Mpa (lớn hơn nhiều so với đất tự nhiên): c = 0,2- 0,3 Ru,
= 20
o
30
o
, Eo = 120-150 Ru
Phơng pháp này đợc sử dụng rất phổ biến để tạo tờng vây, tờng chắn, gia cố hố
móng, mái dốc và nền công trình nhà cửa.
- Phạm vi ứng dụng:
Thích hợp với các loại đất yếu khác nhau từ bùn đến sét dẻo bão hoà chứa hữu cơ không
nhiều, độ pH tơng đối cao, công trình vừa và nhỏ.
+
Tăng khả năng ổn định của hố đào.
+
Tăng khả năng chống trợt của mái dốc, khối đất đắp (đê, đập).
+
Giảm độ lún của công trình, tăng sức chịu tải của nền đất dới chân công trình.








+
Giảm ảnh hởng chấn động của công trình lân cận.
+

Tránh hiện tợng biến loãng của đất rời.
+
Cô lập phần đất bị ô nhiễm.

Ts.nguyễn đình tiến
- 22 -
- Thi công và cấu tạo:
+ Thiết bị: có hai phơng pháp thi công: phơng pháp phun vữa (sử dụng nhiều hơn) và
phơng pháp khô (phun bột). Máy trộn dới sâu tại chỗ, hiện nay ở Việt Nam dùng máy
d 40cm, sâu 20m.
+ Qui trình thi công:

+ Vật liệu: Ximăng silicát 400
#
hoặc ximăng xỉ quặng. Tỷ lệ nớc/ximăng = 0,4 0,5;
lợng ximăng/ đất =7%- 15%. Cờng độ tiêu chuẩn ứng với 3 tháng tuổi.
+ Bố trí cọc, vị trí trộn, khoảng cách, độ sâu trộn phụ thuộc vào nhiều yếu tốt nh: Chiều
sâu hố móng, địa chất, công trình lân cận, mục đích gia cố





dạng lới cách đều dạng khối dạng hàng dọc dạng khung
- Nguyên lý tính toán:
Thờng qui về một nền tơng đơng có các chỉ tiêu cơ lý ( , C, E) lấy theo giá trị trung
bình có trọng số:

td
= w .

(cột)
+ (1 w)
(đất gia cố)

Với - là các thông số nói trên, w là tỷ lệ diện tích cột ximăng đất/ diện tích gia cố.
Khi bố trí theo dạng khối có thể tính toán theo nguyên lý tờng chắn trọng lực. Ngoài
việc kiểm tra ổn định của tờng còn phải kiểm tra phá hoại cục bộ của thân tờng.
Ts.nguyễn đình tiến
- 23 -
Trình tự thi công:














vật liệu gia cố nền
Kiểm tra bxh
móng và nền gia cố
Hệ móng
Chọn các đặc trng
p lực dới móng

Kiểm tra h và tính Fa
Các kiểm tra khác
Chọn các đặc trng
của nền gai cố
các chỉ tiêu cơ lí
Thí nghiệm xác định
á
- Kiểm tra cờng độ trên tiết diện nghiêng
- Kiểm tra cờng độ trên tiết diện đứng
Cấu tạo
o
Bản vẽ
- p
- p
o
gl
- p
- Chất lợng ximăng
- Tỷ lệ ximăng/đất/phụ gia
h
m
- Lới trộn: khoảng cách và hình dạng
Tài liệu
- Địa chất
- Các tiêu chuẩn
- Công trình
- Trên nền gia cố đất + ximăng
- Độ sâu trộn
- bxlxh
- Thí nghiệm hiện trờng