Đề Cương Nền và Móng công trình

Câu 1.(5 điểm). Nguyên nhân của sự lún không đều
Sự lún không đều, đặc biệt khi có trị số lớn rất nguy hiểm cho kết cấu siêu tĩnh, gây
cản trở đối với việc sử dụng công trình, làm mất mỹ quan công trình. Do đó phải khống
chế sự lún không đều để nó không vượt quá trị số giới hạn cho phép.
Các nguyên nhân gây ra sự lún không đều:
a. Do tính nén lún của đất phân bố không đồng đều trong mặt bằng và do địa hình
phức tạp
Do trong nền đất có lớp đất yếu có chiều dày thay đổi nhiều, lúc đó nếu tải trọng
xuống các móng như nhau và kích thước các móng như nhau thì dưới móng nào có chiều
dày lớn hơn, móng đó sẽ lún nhiều hơn. Ngoài ra lúc đó đáy lớp đất có độ dốc lớn và có
thể toàn bộ hoặc một phần của lớp đất sẽ trượt tương hỗ với lớp phía dưới làm cho công
trình bị lún không đều.
Trong các lớp đất tốt có các thấu kính đất yếu như: bùn, than bùn hoặc trong đất có
các thấu kính đất tốt hơn như cát chặt cuội sỏi, đá mồ côi, khi trong nền có lạch bùn, hố
sâu, giếng đó lấp, móng cũ còn sót lại... hoặc khi công trình nằm ở những vùng đất dốc:
bờ dốc, bờ khe, vực, bờ sông thì có thể xảy ra hiện tượng đất bị trượt hoặc bị chuyển vị
ngang. Khi trong nền có castơ phân bố không đều thì sự lún không đều cũng có thể xảy
ra.
b.. Do đất bị phá vỡ kết cấu
Khi kết cấu của đất bị phá vỡ thì nó sẽ lún thêm. Nếu sự phá vỡ kết cấu của đất xảy
ra không đồng đều dưới các móng thì sẽ xảy ra hiện tượng lún không đều. Đất có thể bị
phá vỡ kết cấu do sử dụng các phương tiện cơ giới nặng để đào hố móng, đất có thể bị nở
ra do mất áp lực bản thân khi đào hố móng. Đất bị thay đổi độ ẩm (hoặc khô đi do ánh
nắng mặt trời, hoặc ẩm ướt do nước mưa). Đào hố móng thấp hơn MNN, nước chảy vào
hố móng và áp lực thuỷ động có thể làm cho đất bị phá vỡ kết cấu. Khi hai móng cạnh
nhau có độ sâu khác nhau nhiều và kỹ thuật đào không đảm bảo thì đất nền ở móng nông
hơn có thể bị phá vỡ kết cấu, có thể bị trượt.
c. Do nước
Chuyển động của đất dưới nước có thể cuốn theo các hạt đất làm cho đất bị xốp và
lún thêm. Khi MNN hạ xuống đất sẽ bị lún xuống do mất áp lực đẩy nổi. Nếu MNN hạ
không đều trong phạm vi công trình thì sẽ xảy ra lún không đều. Đất dưới công trình

1


thuộc dạng đất ướt thì phần nào ướt nhiều sẽ lún nhiều hơn.
d. Do tải trọng
Sự gia tải lệch tâm sẽ làm cho móng bị nghiêng. Khi từng phần công trình có tải
trọng khác nhau, nếu điều kiện địa chất và giải pháp nền móng không đảm bảo độ lún
như nhau thì sẽ xảy ra sự lún không đều.
Sự gia tải gần móng, tải trọng của các móng lân cận, có vai trò to lớn trong việc gây
ra độ lún bổ sung và lún lệch, đặc biệt là ảnh hưởng của các ngôi nhà xây dựng gần nhau
(đóng cọc, các phương tiện vận tải, gia tải các móng không đều)
Câu 2. (5 diểm): Các tài liệu cần có để thiết kế nền móng
Để thiết kế nền móng cần rất nhiều tài liệu và có thể chia chúng thành 3 nhóm:
1,Địa điểm xây dựng và đặc điểm của diện tích xây dựng
Biết địa điểm xây dựng để xác định ảnh hưởng của thiên nhiên đối với công trình và
nền móng công trình: sức gió, sự biến đổi nhiệt độ, động đất... Muốn biết khu vực xây
dựng nằm trong vùng động đất cấp mấy ta phải sử dụng bản đồ phân vùng động đất.
Các tài liệu về đặc điểm của khu đất xây dựng được cung cấp trên cơ sở kết quả đo
đạc và địa chất công trình, bao gồm:
a. Các bản vẽ mặt bằng
- Mặt bằng với đường đồng mức; các bản vẽ san nền;
- Mặt bằng vị trí trên đó thể hiện các công trình hiện có cạnh công trình thiết kế,
hệ thống cáp ngầm tải điện, cấp thông tin, đường ống dẫn nước, cấp, thoát, dẫn
khí... và độ sâu của nó để trên cơ sở đó ta có thể tránh không làm hư hỏng hoặc
di chuyển các hệ thống đó đi.
b. Các tài liệu về địa chất công trình, địa chất thuỷ văn
Đây là tài liệu quan trọng nhất cho công tác thiết kế nền móng. Chú ý đến các quá
trình và hiện tượng địa vật lý có thể ảnh hưởng đến độ bền và ổn định của công trình như
trượt lở ở các bờ dốc, hiện tượng Cacstơ ở các vùng đá vôi, tính ướt lún, tính trương nở

thể tích của đất.
Các báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình còn cho ta các tư liệu về điều kiện
địa chất thuỷ văn: Cao trình mực nước, sự thay đổi của mực nước theo mùa, thành phần
hoá học của nó để biết loại nước ngầm đó có ăn mòn bêtông móng không. Nếu nước
ngầm có tính ăn mòn đối với bêtông thì cần có biện pháp để tránh nước tiếp xúc với

2


móng. (Có trường hợp nước không có tính ăn mòn nhưng khi xây dựng công trình do các
chất thải làm cho nước đó có tính ăn mòn đối với bêtông).
2. Tài liệu về công trình được thiết kế
Theo hồ sơ kiến trúc, hồ sơ kết cấu bên trên, người thiết kế nền móng biết được
công dụng, các đặc điểm của công trình: số tầng, có tầng hầm, cầu trục hay không và nếu
có thì sức nâng tải của nó là bao nhiêu, đặc điểm kết cấu của công trình: nhà khung toàn
khối hay lắp ghép, nhà tường chịu lực, cốt san nền, loại nền và loại móng, kích thước, độ
chôn sâu của móng nhà lân cận.
Trên cơ sở các tài liệu này ta xác định được tải trọng tác dụng xuống móng và kết
hợp với các tư liệu khác để chọn loại nền móng và độ sâu chôn móng.
3. Vật liệu xây dựng và máy móc thiết bị hiện có của đơn vị thi công
Tình hình vật liệu xây dựng của khu vực và các máy móc thiết bị hiện có của đơn vị
thi công có ảnh hưởng nhiều đến thiết kế móng. (Vật liệu và trình độ thi công).
Câu 3: cách tính toán cốt thép cho móng nông trên nền thiên nhiên:
a, xác định mô men của móng chịu tải trúng tâm:
Sau khi tính toán được chiều cao và cấu tạo hình dáng của móng, ta tính toán lượng
thép cần bố trí cho móng. Cốt thép được bố trí cho móng để chịu mômen uốn do áp lực
phản lực của đất nền gây ra. Khi tính mômen ta coi cánh móng như những conxon được
ngàm vào các tiết diện đi qua chân cột.
Khi móng chịu tải trọng trung tâm:
Mô men tương ứng với mặt ngàm qua chân cột vuông góc cạnh dài đế móng:

MI =

P tt .b.(l − l c ) 2
8

Mô men tương ứng với mặt ngàm qua chân cột vuông góc cạnh ngắn đế móng:
M II =

P tt .l.(b − l c ) 2
8

Trong hai công thức trên:
l,b là cạnh dài và ngắn đế móng
lc,bc là cạnh dài và cạnh ngắn của cột
ptt- áp lực phản lực tính toán của nền tác dụng lên đáy móng do tải trọng tính toán xác định đến
đỉnh móng gây ra

3


b, xác định mô men của móng chịu tải lệch tâm:
Mô men tương ứng mặt ngàm đi qua chân cột vuông góc với cạnh dài đáy móng
MI =

b.L2 .(2 p1 + p 2 )
6

Trong đó :
b-cạnh ngắn đáy móng hình chữ nhật
L-khoảng cách theo cạnh dài mép móng đến mặt ngàm

p1 =

( p11 + p12 )
(p + p )
; p 2 = 21 22
2
2

p11 , p12 -áp lực phản lực tính toán ở các góc mép đáy conson ,trong đó p11 là áp lực max
p21 , p22 -áp lực phản lực tính toán ở các điểm mép qua mặt ngàm
c, công thức tính toán diện tích cốt thép:
diện tích tiết diện ngang côt thép để chịu mô men uốn M có thể xác định theo công thức gần
đúng sau:
AS =

M
0,9.Rs.ho

trong đó: ho=h-abv chiều cao làm việc tính từ đỉnh móng đến trục cốt thép dãy trên
Rs: cường độ tính toán của cốt thép
d, các yêu cầu cấu tạo khi đặt cốt thép:
Fchọn >Ftt ; d ≥ 10; 100 ≥ a ≥ 200
Câu 4: trình bày cách bố trí cọc trong mặt bằng:
a, các quy định cần thỏa mãn khi bố trí cọc:
khi bố trí cọc cần bảo đảm các yêu cầm sau:
-Khoảng cách giữa các trục cọc đứng phải ≥ 3d,
-Các cọc nghiêng phải thỏa mãn a≥ 3d tại mặt phẳng mũi cọc, còn tại mặt phẳng đế, khoảng
cách bé nhất giữa trục các cọ phải ≥ 1,5d. trong đó d là đường kính cọc tròn , cạnh cọc vuông
hoặc cạnh lớn cọc chữ nhật
- đối với móng nhà khoảng cách từ mép đài đến trục hàng cọc ngoài cùng quy định bằng

0,7d.
- đối với móng trụ cầu khoảng cách từ mép đài đến mép ngoài hàng cọc biên
≥ 0,25m

4


b.Các cách bố trí cọc trong đài, phạm vi áp dụng:
cọc có thể bố trí theo mạng đều nhau, kiểu bàn cờ hoặc mạng không đều
+trong đó bố trí mạng đều nhau thì đơn giản trong tri công.
+cách bố trí mạng không đều được dung khi móng chịu tải lệch tâm, khi đó nếu bố trí mạng
đều nhau thì phải tăng số lượng cọc để những cọc chịu tải lớn nhất ko vượt quá sức chịu tải của
cọc

Ko đều
đều
bàn cờ
+cách bố trí theo kiểu ô cờ được dung khi trong móng có nhiều cọc còn kích thức dài cọc thì bị
hạn chế, lúc đó khoảng cách giữa các hàng lấy bằng 2,6d, còn khoảng cách giữa các cọc trong
1 hàng lấy bằng 3d
c, cách bố trí móng cọc trong móng băng, xác định khoảng cách giữa các cọc trong 1
hàng:
trong móng cọc dạng băng dưới tường, các cọc dc bố trí theo 1,2 hoặc 3 hàng, khoảng cách
giữa các cọc trong một hàng dc xác định từ điều kiện tải trọng do công trình truyền xuống (kể
cả trọng lượng của tường và đài) trên đoạn có chiều dài C1 bằng sức chịu tải của các cọc trong
phạm vi chiều dài đó: C1 =

m.P
N

trong đó : m-số dãy cọc
N-tải trọng tính toán của công trình và trọng lượng bản thân của đài tập hợp trên 1m dọc theo
tường .
Nếu bề rộng cho phép bố trí khoảng cách giữa các dãy cọc a ≥ 3d thì có thể bố trí cọc theo hàng
ngang. Nếu a<3d thì phải bố trí theo kiểu ô cờ. khoảng cách tối thiểu giữa các cọc trong 1 hàng
trong trường hợp đó phải ko bé hơn C1: C1= 2 (3d ) 2 − a 2
Câu 5: trình bày cách xác định số lượng cọc trong móng cọc đài thấp chịu tải trúng tâm:
a, xác định áp lực lên đáy đài::
Móng cọc chịu tải trọng trung tâm là móng cọc có tổng hợp các lực đi qua trọng tâm

5


diện tích tiết diện các cọc tại mặt phẳng đế đài.
Để hạn chế ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cọc, khoảng cách giữa các cọc phải đảm
bảo không nhỏ hơn 3d. Như vậy nếu thay tác dụng của phản lực đầu cọc lên đế đài bằng tác
dụng của áp lực phản lực lên đáy đài thì áp lực đó được xác định theo công thức:
P tt =

P
(3d ) 2

P: Sức chịu tải của cọc, lấy giá trị bé nhất trong các giá trị sức chịu tải theo độ
bền của vật liệu và cường độ đất nền (Pv, Pđ)
d: là đường kính cọc tròn hoặc cạnh cọc vuông
b,xác định diện tích sơ bộ của đáy đài:
Diện tích sơ bộ của đế đài:
tt

N

Fđ = tt o
p − n.γ tb .h

N tt : Tải trọng tính toán xác định đến đỉnh đài;

γ tb: Trọng lượng thể tích bình quân của đài và đất trên đài có thể lấy γ tb = 20 KN/m3;

n: Hệ số vượt tải n = 1,1;
h: Chiều sâu chôn đế đài.
c,xác định số lượng cọc trong đài và cách bố trí:
Trọng lượng sơ bộ của đài cọc và đất trên các bậc đài:
N đ = n.Fđ .h.γ tb
tt

Số lượng cọc trong móng
nc =

N 0tt + N đtt
P

Số lượng cọc tính được cần làm tròn số sao cho việc bố trí và đóng cọc được dễ
dàng.
Sau khi bố trí cọc và cấu tạo đài, ta có được diện tích đế đài thực tế: F’đ
d, xác định trọng lượng thực tế của đài và đất trên đài:
Trọng lượng thực tế của đài cọc và đất trên các bậc đài:
Nđ’=n.F’đ.h. γ tb
e, kiểm tra lực truyền xuống mỗi cọc và các điều kiện cần thỏa mãn:
Lực truyền xuống mỗi cọc trong móng xác định theo công thức:

6

N 0tt + N đ'
P =
nc
tt

Và phải thoả mãn điều kiện: Ptt + Pc≤ Pv
Ptt + Pc≤ Pđ/Kđ khi lấy theo kết quả thí nghiệm trong phòng, còn khi lấy theo kết
quả xuyên tĩnh thì: Ptt + Pc≤ Px
Pv: Sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu;
Pc: Trị tính toán của trọng lượng cọc;
Px: Tải trọng cho phép tác dụng xuống cọc khi tính theo kết quả xuyên;
Pđ: Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền;
Kđ: Hệ số tin cậy, được lấy như sau:
- Kđ = 1,4 nếu sức chịu tải của cọc được xác định theo tính toán hoặc theo kết quả
thử tải trọng động không kể đến biến dạng đàn hồi của đất.
Câu 1 (2 điểm):Đặc điểm và Phạm vi áp dụng của đệm cát
+đặc điểm:
-Đệm cát là một giải pháp nền nhân tạo được áp dụng rộng rãi ở những vùng sẵn vật liệu làm
đệm cát (cát vàng hạt thô và cát vàng mờ hạt trung)
-Khi thay thế lớp đất yếu bằng lớp đệm cát thì sẽ đảm bảo cho sức chịu tải , công trình có độ
lún ít và giảm dc lún ko đều
-phương pháp thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền, chịu lực tốt. như vậy là đệm cát có nhiều ưu
điểm. tuy nhiên, khi mức nước ngầm cao, có áp và lớp đất yếu, và phải thay thế lớp đệm cát
dày hơn 3 m, thì ko nên dùng đệm cát vì lúc đó phải chi phí rất rớn cho việc hạ mực nước
ngầm, thi công rất khó, khối lượng cát rất lớn
-việc xác định chính xác kích thước đệm cát là một bài toán rất phức tạp vì đệm cát và lớp đất
yếu có tính chất hoàn toàn khác nhau, ngoài ra còn phải xét đến sự làm việc đồng thời giữa nền
và công trình

+phạm vi áp dụng
Lớp đệm cát được sử dụng có hiệu quả nhất khi lớp đất yếu ở trạng thái bùn nhão
hoà nước (sệt nhão, sệt pha nhão, cát pha nhão hoà nước, bùn, than bùn) và chiều dày nhỏ
hơn 3m. Đệm cát thường làm bằng cát hạt to, cát hạt trung hoặc pha hai loại đó với nhau.
Việc thay thế lớp đất yếu bằng đệm cát có những tác dụng chủ yếu say đây :
- Sau khi thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới móng công trình đệm cát đóng

7


vai trò như 1 lớp chịu lực, có khả năng tiếp thu (nhận) được tải trọng công trình
và truyền tải trọng đó xuống lớp đất thiên nhiên phía dưới ;
- Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều của công trình, đồng thời làm tăng
nhanh quá trình cố kết của đất nền (vì cát trong lớp đệm có hệ số thấm lớn) ;
- Làm tăng khả năng ổn định của công trình kể cả khi có tải trọng ngang tác dụng,
vì cát được nén chặt sẽ tăng lực ma sát và tăng sức chống trượt ;
- Kích thước móng và chiều sâu chân móng sẽ được giảm bớt vì áp lực tính toán
của đất nền tăng lên.
Phương pháp này có những tác dụng tốt như vậy, mà thi công lại đơn giản, không
đòi hỏi các thiết bị phức tạp nên được sử dụng rộng rãi. Tuy vậy, trong những trường hợp
bất lợi sau đây thì không nên dụng cát đệm:
- Lớp đất yếu phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m. Vì lớp đệm cát có chiều dày
lớn hơn 3m thì tốn rất nhiều cát, thi công khó và chi phí lớn ;
- Mực nước ngầm cao và có áp, vì như vậy việc hạ mực nước rất tốn kém và mặt
khác đệm cát sẽ không ổn định.
Câu 2(2 điểm) Đặc điểm và Phạm vi áp dụng của nền cọc cát
Trước hết phải phân biệt cọc cát với các loại cọc cứng khác (bằng bê tông cốt thép,
bằng thép, bằng gỗ, bằng tre…). Mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền, nên gọi là
nền cọc cát. Còn các loại cọc cứng là một bộ phận của kết cấu móng (móng cọc) làm
nhiệm vụ truyền tải của công trình xuống nền.

+Cọc cát có những đặc điểm sau đây :
- Làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp cho nước lỗ rỗng trong đất thoát ra nhanh,
nên làm cho quá trình cố kết của đất tăng lên và độ lún chóng ổn định hơn ;
- Khi thi công nền cọc cát thì trước hết ống thép (tạo lỗ) đã bước đầu làm giảm thể
tích đất, sau đó cát trong các lỗ đó lại tiếp tục nén chặt đất thêm. Tức là làm cho
độ rỗng của đất giảm bớt, nước lỗ rỗng trong đất thoát ra và do đó làm cho
cường độ của nền cọc cát (bao gồm cọc cát và đất giữa các cọc) được tăng lên.
Như vậy là nền đất được tốt lên một cách rõ rệt ;
- Nền cọc cát được thi công một cách đơn giản với các vật liệu rẻ tiền (cát thô, sạn
sỏi) nên giá thành thường ít hơn các loại móng cọc và đệm cát ;
+phạm vi áp dụng

8


Do những ưu điểm như vậy nên cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có
chiều dày lớn (≥ 3m).
Trong những trường hợp sau đây thì không nên dùng cọc cát :
- Đất quá nhão yếu, lưới cọc cát không thể lèn chặt được đất. Chúng tôi đề nghị,
khi hệ số rỗng nén chặt enc > 1 chứng tỏ hiệu quả nén chặt của cọc cát rất ít, và
như vậy thì không nên dùng cọc cát.
- Chiều dày lớp đất yếu nhỏ hơn 2m, thì dùng đệm cát lại tốt hơn cọc cát.
Câu 4: (2 điểm). trình bày các điều kiện địa chất công trình để có thể sử dụng phương
pháp gia tải nền trước, ko dung giếng thoát nước:
+th1: phía trên lớp đất yếu cần gia tải nén có cát để thoát nước
+th2: phía dưới lớp đất yếu cần gia tải nén có cát để thoát nước
+th3: cả trên và dưới lớp đất yếu cần gia tải nén trước có cát để thoát nước

9