Đồ án thiết kế móng nông

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MĨNG NƠNG
Theo TCVN 4253-86


ĐỀ BÀI

Đồ án thiết kế móng nơng

Địa chất:

d

Mặt đất đắp

• Tường đặt ở độ sâu 1m, mực nước
ngầm ngang bằng mặt đáy móng.
H

• Lớp trên là mùn hữu cơ
dầy 1m,  = 18kN/m3.

+ 31m

a

b

c

+ 30m

• Lớp dưới là đất á sét ở
trạng thái dẻo:

B

Đất á
sét

bh = 19,5kN/m3; e0 = 0,76;  = 150; c = 15kN/m2;
0 = 0,4; k = 1,5.10-7cm/sec.

Kết quả TN nén không nở hông:
 (kN/m2)

0

50

100

150

200

e

0.76

0.708

0.667

0.635

0.620

ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


ĐỀ BÀI

Đồ án thiết kế móng nơng

Vật liệu xây dựng:
•

Đất đắp sau tường dùng loại đất á sét

d

Mặt đất đắp

Có : =18kN/m3;  = 240; c = 10kN/m2.

• Vật liệu làm tường bằng bê tơng mác
M200, bt = 24kN/m3.
• Thời gian thi
cơng: 6 tháng.

u cầu

+ 31m

H
a

b

c

+ 30m
B

Đất á
sét

1. Tính áp suất đáy móng.
2. Kiểm tra ổn định về trượt của nền móng tường chắn.

3. Kiểm tra ổn định về biến dạng của nền móng tường chắn.
ĐHTL – Bộ mơn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Nội Dung
I. Xác định áp suất đáy móng
II. Kiểm tra ổn định về trượt của nền móng
tường chắn

1. Phán đốn hình thức trượt.
2. Kiểm tra ổn định trượt của nền móng.
III. Kiểm tra độ lún của nền
1. Tính lún cho điểm giữa móng
2. Tính độ lệch lún của móng
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

I. Xác định áp suất đáy móng
d Mặt đất đắp

• Tường chắn đặt trên móng băng (L/B rất
lớn) nên được tính theo bài tốn biến
dạng phẳng.
• Tường làm bằng bê tơng, là vật liệu
cứng: Tính theo móng cứng.

H
a

b

c

B

• Trong bài tốn khơng xét đến tính ổn định kết cấu tường,
mà chủ yếu xét đến ổn định và biến dạng của đất nền.
Xác định PLN theo công thức nén
lệch tâm trong môn SBVL.
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

Bài tốn móng băng:
• Tải trọng thẳng đứng:

p max
min

N
6e
 (1  )
B
B

N   Gi

 Mi
e
 Gi

Biểu đồ áp suất đáy móng

∑Mi – mơ men của các lực đứng và lực ngang lấy với
điểm giữa của đáy móng

• Tải trọng ngang phân bố đều:
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

Ec

B

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

II. Kiểm tra ổn định về trượt của nền móng tường chắn
1) Phán đốn các hình thức mất ổn định của nền móng

a- Cơng trình có khả năng chỉ xảy ra trượt phẳng:
- Đối với nền là cát, sét cứng hoặc nửa cứng và thỏa mãn
điều kiện:

N  N 

(1)

p max
- N : chỉ số mơ hình, N  
b.
-

N 


pk
: Chỉ số mơ hình giới hạn, N   
b.

ĐHTL – Bộ mơn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

a - Cơng trình có khả năng chỉ xảy ra trượt phẳng:

- Đối với nền đất dính (dẻo, dẻo cứng và dẻo mềm),
ngồi điều kiện (1) cần thỏa mãn thêm 2 đ/k sau:
Chỉ tiêu chống cắt

c
tan   tan  
 0.45
p tb

Hệ số cố kết

(2)

k (1  e o ) t o
Cv 
4
2
a vwho

(3)

b - Khi không thỏa mãn 1 trong 3 đ/k trên thì:
- Cơng trình có khả năng trượt sâu, nếu CT chỉ chịu lực đứng

- Cơng trình có khả năng trượt hỗn hợp nếu CT chịu cả lực
ngang.
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March, 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

2. Kiểm tra ổn định trượt của nền móng.
Để cơng trình khơng bị trượt cần đảm bảo điều kiện:

n c N tt 

mR gh
kn

Ntt – tổng tải trọng gây trượt tính tốn.
Rgh – Sức chống trượt giới hạn.
nc – hệ số tổ hợp tải trọng.
kn – hệ số an tồn, tùy thuộc cấp cơng trình.
m – hệ số điều kiện làm việc.
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

A - Trường hợp tải trọng tác dụng đúng tâm
1- Tính theo sơ đồ
trượt phẳng
P

Ttl

Thl

Ectl

E'bhl
U

E'bhl = m1 Ebhl

- Tổng lực gây trượt tính tốn:

Ntt = Ttl + Ec.tl - Thl

(2-29)

- Lực chống trượt giới hạn:

Rph = (P-U) tg + m1.Eb.hl + F.c
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

(2-30)
10
30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

2- Tính theo sơ đồ trượt hỗn hợp

P

Ttl

p
Thl

q

Ectl
U

To
b2

Tgh
b1

- Tổng lực gây trượt:

Ntt = Ttl + Ec.tl - Thl

(2-31)

- Lực chống trượt giới hạn:

Rhh = (ptg + c) b2 + gh b1
(2-32)

Cần xác định 3 đại lượng chưa biết: b1, b2 và gh
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

a) Xác định b1, b2
 Khi áp lực thẳng đứng (p) tăng lên thì b1 tăng và b2 giảm
và ngược lại. Đặt  = b1/b :


Quan hệ  ~ p thay đổi theo sức kháng trượt của đất:
 tg < 0,45 , đường ( ~ p) qua 2 điểm: gốc tọa độ
(=0; pgh=0) và điểm (=1; pgh= pIIgh với '=0).

 tg  0,45 , đường ( ~ p) qua 2 điểm: gốc (=0;
pgh=pk) và điểm (=1, pgh= pIIgh với '=0).
=b1/b

=b1/b

1,0

1,0

0,5

0,5

0

pIIgh

pgh

0

pk

pII

pgh
gh


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

 =b1/b

=b1/b

1,0


0

1,0


ptb

pII

pgh
gh

0

pk

ptb

pII

pgh
gh

- Giá trị pk = [N]. .b
- Ý nghĩa của pk : áp lực phân giới trượt phẳng.
Khi 0 ≤ p ≤ pk , trượt phẳng.
Khi pk < p < pIIgh, trượt hỗn hợp
Khi
p = pIIgh , trượt sâu hoàn toàn (' = 0)


Xác định: từ ptb tra trên quan hệ ( ~ p) , tìm được  .

b1=  b ; b2= b - b1 .
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

13
30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

b) Xác định gh

- Muốn tính (gh) tương ứng tải trọng thực tế đã biết để
nền đạt trạng thái giới hạn, ta cần có trị số góc ngiêng
tải trọng (‘). Do góc (‘) chưa biết nên cần tính thử dần
bằng cách vẽ biểu đồ quan hệ (gh  pgh) ứng với các trị
số (‘) giả thiết.
- Thường cho 5 trị số ' = (0  ), tính được 5 giá trị R’gh

R’gh = Nγ γ.b2 + Nq.q.b + Nc.c.b.

p gh 

R

'

gh

b

cos 'n

gh 

R

'
gh

b

sin '

Sẽ có 5 cặp trị số (gh, pgh) theo góc nghiêng tải trọng (‘).
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

gh

(gh)



c
(ptb)

pgh

Từ Ptb tra biểu đồ tìm được gh
c) Thay b1, b2, gh lại phương trình ban để tính Rhh

Rhh = (ptg + c) b2 + gh b1
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

3- Tính theo sơ đồ trượt sâu
PIIgh
P
45o+/2

b

45o-/2

E

E
U

b

- Tổng lực gây trượt:

Ntt = P - U

(2-35)

- Lực chống trượt giới hạn:

Rs = R gh cos ' nb = Pgh

(2-36)

'=0
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

B. Trường hợp tải trọng tác dụng lệch tâm

Khi tính theo sơ đồ trượt hỗn hợp và trượt sâu, cần
đưa về tác dụng đúng tâm bằng cách áp dụng phương
pháp kích thước hiệu quả của móng:

- Chiều rộng hiệu quả:

btt = b – 2e;

b1.tt= .btt ;

b2.tt= btt- b1.tt

- Áp lực đáy móng tính tốn:

ptt = ptb.b/btt .
- Thay b, b1, b2 , ptb bằng btt, b1.tt, b2.tt , ptt trong các cơng
thức tính (pgh,gh), Rhh, Rs.
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

III. Kiểm tra độ lún của nền
Dùng phương pháp cộng
lún từng lớp:
- Bước 1: Tính và vẽ biểu
đồ phân bố ứng suất bản
thân trên trục qua tâm móng

(zđ  z):

Với giả thiết: sau khi đào
bỏ lớp đất hố móng (giảm tải
q = .hm), coi mặt nền phình
nở hồn tồn, như vậy tại độ
sâu đặt móng z = 0, zđ = 0.
ĐHTL – Bộ mơn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

- Bước 2: Tính và vẽ biểu đồ
ứng suất gây lún (ứng suất
tăng thêm) cùng trục với ứng
suất bản thân (z  z):
z = 2.K1. Ptb
trong đó,
- Ptb: Áp suất trung bình tại
đáy móng (do tải trọng tiêu
chuẩn gây ra).

- K1: Hệ số áp lực đất tăng
thêm trong nền, K1 = f
{z/(B/2)}.
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

- Bước 3:

* Xác định chiều sâu vùng chịu
nén (Hc) tính từ đáy móng đến vị trí
thỏa mãn điều kiện z = 0,5zđ.
* Chia nền đất trong phạm vi
vùng đất chịu lún (Hc) ra thành
những lớp mỏng, hi ≤ 0,4.b, số
lớp chia không nhỏ hơn 10lớp
đất.

ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

- Bước 3 (tiếp)
* Tính độ lún Si cho mỗi lớp, sau

đó tính S cho cả lớp Hc.

E tb  zi .h i
S   Si   0,8
E qđ E i
i 1
i 1
n

n

- Etb=Eqđ vì cơng trình có độ sâu
đặt móng nhỏ hm<5m.
- σzi Giá trị ứng suất tăng thêm ở
giữa lớp thứ i, xác định từ đường
phân bố ứng suất (σz~z).
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


PHỤ LỤC

Đồ án thiết kế móng nơng

E i  E i .0 .m 0
2. 02
0  1 
1  0

m 0  m c .m bn

 2i  1i
Ei 
(1  e1i )
e1i  e 2i
Các hệ số mc, mbn phụ thuộc vào kích thước móng và tính
chất đất nền.

Theo QP, cơng trình có chiều rộng móng b < 20m thì mc =
1; nền đất sét ở trạng thái dẻo mbn=1
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

2- Tính độ chênh lệch lún và độ nghiêng của móng:
a. Hiệu chỉnh độ lún

• Hiệu chỉnh: Coi phương trình độ lún là đường bậc hai với
cực trị tại O’. Kẻ đường A”B” song song với A’B’ sao cho
diện tích A’A”B”B’ bằng diện tích A’O’B’.
Δ1 = So -0,5(SA + SB)
Δ = 2Δ1/3.
• Độ lún sau hiệu chỉnh:

Pmax
Pmin

t
A

O

S’O = SO – Δ1 + Δ.
S’A = SA + Δ .

S’B = SB + Δ .
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

B

B'
A'
A''

Δ O''

Δ1

B''

O'
30 March 2012


Hướng dẫn

Đồ án thiết kế móng nơng

2- Tính độ chênh lệch lún và độ nghiêng của móng:
b. Tính độ lệch lún và độ nghiên của móng

S  SA  SB  S'A S'B
e

S
tg 
L

SB

B

A

o
L



SA

Trong đó:
SA , SB – độ lún tại 2 điểm A và B trên cùng một móng,
hoặc trên hai móng khác nhau.
tg – độ nghiêng của móng.
ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

30 March 2012


Hướng dẫn

ĐHTL – Bộ môn Địa Kỹ thuật

Đồ án thiết kế móng nơng

30 March, 2012