2 chuong 1 mong nong (272 05) 2009

Chơng 1: thiết kế móng nông

chơng 1
một số vấn đề về thiết kế móng nông
Bài 1 Khái quát chung về móng nông
I. giới thiệu chung về móng nông

2000

1000

2000

1000

+1.50

0.00(CĐ MĐ )

(MNTN)

Sét pha

200

3000

200

300

(MĐ SX)
1600

-2.00

1600

2000

1750

2000

250

(CĐ Đ B)

200 1000 200

7000

300

-4.00

+1.50(CĐ Đ B)

Sét pha
-6.00

Hình 12 -Toàn cảnh trụ cầu dạng móng nông
MNCN mực nớc cao nhất
MNTT
htt

MNTN

mực nớc thông thuyền MNTC

mực nớc thấp nhất
mực nớc thi công

cao độ thông thuyền

Móng nông là loại móng có chiều sâu chôn móng (h) nhỏ hơn 5 ~6 m.
Chiều sâu h có thể đợc tính từ mặt đất hoặc từ MNTN đến đáy móng
Móng nông có hình dạng kết cấu đơn giản, với móng trụ mố cầu thờng
chọn hình chữ nhật hoặc hình vuông, biện pháp thi công tơng đối dễ
dàng và thông thờng thì móng nông có chi phí rẻ.
Tuy nhiên, móng nông có một số nhợc điểm nh: do chiều sâu chôn móng
nhỏ, nên độ ổn định về lật, trợt của móng nông kém (chịu mômen và
lực ngang). ở các lớp đất phía trên có sức chịu tải không lớn (trừ khi lớp đá
gốc gần mặt đất) nên sức chịu tải nền đất là không cao và do đó
móng nông chỉ chịu đợc tải trọng công trình nhỏ. Trong trờng hợp mực
nớc mặt nằm sâu thì phơng án thi công tơng đối phức tạp do phải tăng
chiều dài cọc ván và các công trình phụ trợ khi thi công.
II. Phân loại móng nông

41

Chơng 1: thiết kế móng nông

1. Theo vật liệu làm móng
Móng đá xây giống nh móng gạch xây, móng đá xây phải đợc thi công
từ dới lên trên và khả năng tạo hình của đá xây là kém nên cũng làm kéo
dài thời gian thi công, giảm hiệu quả kinh tế. Móng đá xây ít đợc sử
dụng trong công trình cầu đờng có yêu cầu về thời gian ngắn và chất lợng công trình cao. Móng bêtông có khả năng tạo hình tốt, thời gian thi
công nhanh. Khả năng chịu nén tốt nhng khả năng chịu kéo rất kém.
Móng bêtông cốt thép có các u điểm của móng bê tông, đồng thời có
khả năng chịu kéo tốt. Hiện tại loại móng này đợc áp dụng phổ biến và
rộng rãi nhất do tính thích ứng trong thi công và khả năng chịu tải tốt.

2. Theo kích thớc móng
Móng đơn là loại móng có cả ba kích thớc (chiều dài, chiều rộng, chiều
cao) đều nhỏ. Móng băng là móng có chiều dài lớn hơn rất nhiều so với
chiều rộng và chiều dày. Móng bè (móng bản ) là loại móng có chiều dài
và chiều rộng đều lớn hơn rất nhiều so với chiều dày.
4. Theo vị trí tác dụng của tải trọng
Móng có tải trọng tác dụng đúng tâm điểm đặt của tải trọng nằm
trọ tâm của móng. Móng có tải trọng tác dụng lệch tâm điểm đặt
của tải trọng nằm lệch khỏi trọng tâm móng, điểm đặt tải trọng càng
xa trọng tâm thì lệch tâm càng lớn. Móng có tải trọng ngang lớn thờng xuyên ví dụ khi mố cầu có chiều cao lớn thì áp lực đất phía sau
ongsinh ra lực ngang lớn tác dụng lên móng.
5. Theo biện pháp thi công
Phơng pháp thi công tại chỗ có u điểm tận dụng đợc nhân công. Tạo ra
khối bê tông móng có tinh liên tục và dễ dàng khắc phục những sai số
trong thi công. Không đỏi hỏi kỹ thuật thi công quá cao và chính xác. Nhợc điểm của phơng pháp này là thời gian thi công lâu, dẫn đến chịu ảnh
hởng của yếu tố thiên nhiên. Chất lợng bêtông không tốt bằng phơng pháp
lắp ghép do diều kiện bảo dỡng tại hiện trờng không đảm bảo nh trong

nhà xởng. Cần nhiều thiết bị và máy móc phụ trợ trong khi thi công dẫn
đến tăngchi phí.
Phơng pháp thi công lắp ghép có u điểm thời gian thi công nhanh và
việc đúc bê tông không cần đòi hỏi phải trình tự, cho nên rút ngắn đợc
thời gian thi công công trình. Chất lợng bê tông đảm bảo do đợc bảo dỡng
trong nhà xởng. Giảm đợc số lợng thiết bị và vật liệu phục vụ cho thi công
do đó giảm đợc chi phí. Tuy nhiên nhợc điểm của phơng pháp này là chất
lợng mối nối thi công, các mặt cắt nối là nơi xung yếu. Yêu cầu khi đúc
sẵn phải đảm bảo chính xác thì mới lắp ráp đợc. Khối bê tông móng là
kém đồng nhất.

42


Chơng 1: thiết kế móng nông

Bài 2

Cấu tạo móng nông

Những vấn đề về kết cấu, thuỷ lực và địa kỹ thuật của thiết kế móng
phải đợc phối hợp và phân biệt giải quyết trớc khi duyệt thiết kế sơ bộ.
Những hậu quả của sự thay đổi điều kiện của móng do tác dụng của lũ
thiết kế cho xói phải đợc xét đến ở trạng thái giới hạn cờng độ và trạng
thái giới hạn sử dụng. Những hậu quả của sự thay đổi điều kiện của
móng do tác dụng của lũ kiểm tra xói cầu phải đợc xét đến ở trạng thái
giới hạn đặc biệt. Xói ở móng cầu đợc nghiên cứu cho 2 điều kiện (Điều
3.7.5):

Lũ thiết kế xói: Vật liệu đáy sông trong lăng thể xói ở phía trên
đờng xói chung đợc giả định là đã đợc chuyển đi trong các
điều kiện thiết kế. Lũ thiết kế do ma kèm triều dâng hoặc lũ
hỗn hợp thờng nghiêm trọng hơn là lũ 100 năm hoặc lũ tràn với
chu kỳ tái xuất hiện nhỏ hơn. Các trạng thái giới hạn cờng độ và
trạng thái giới sử dụng phải áp dụng cho điều kiện này.



Lũ kiểm tra xói: ổn định móng cầu phải đợc nghiên cứu đối với
các điều kiện xói gây ra do lũ dâng đột xuất vì bão ma kèm
triều dâng, hoặc lũ hỗn hợp không vợt quá lũ 500 năm hoặc lũ
tràn với chu kỳ tái xuất hiện nhỏ hơn. Dự trữ vợt quá yêu cầu về
ổn định trong điều kiện này là không cần thiết. Phải áp dụng
trạng thái giới hạn đặc biệt cho điều kiện này.

Đối với các móng đợc xây dựng dọc theo các sông suối, cần phải đánh giá
xói nền đất trong khi thiết kế. Những nơi có khả năng phát sinh xói thì
cần phải có biện pháp bảo vệ thích hợp.
Gradient thủy lực không đợc vợt quá :


Đối với bùn và đất dính :



Đối với các loại đất không dính khác:

0.2
0.3

Nơi mà nớc thấm dới móng, cần phải xem xét tác động của lực nâng và
lực thấm.
1. Cao độ của móng
Cao độ mặt trên đợc lựa chọn trên cơ sở các yếu tố: Cao độ mặt dới;
Sông có thông thuyền hay không. Với những sông có thông thuyền, cao
độ mặt trên còn do cấp thông thuyền trên sông quyết định.
Bệ móng nên đợc thiết kế với đỉnh bệ thấp hơn mức xói chung tính toán
để giảm thiểu trở ngại cho dòng lũ và dẫn đến xói cục bộ. Ngay cả độ
sâu thấp hơn cũng cần đợc xét cho bệ móng đặt trên cọc mà ở đó các
cọc có thể bị phá hoại do xói và gỉ vì phô ra trớc dòng chảy.

43


Chơng 1: thiết kế móng nông


CDMT

'


'

CDMD

Hình 1.2 - Cấu tạo móng nông
Cao độ mặt dới đợc lựa chọn phụ thuộc vào điều kiện địa chất. Móng
phải đợc đặt vào lớp đất tốt, có cờng độ cao, tính biến dạng nhỏ và ổn

định về lún. Tránh đặt móng vào tầng đất gây ra lún lệch.
Móng mở rộng đặt trên nền đất hoặc đá dễ xói thì đáy của nó cần
đặt dới độ sâu xói do lũ kiểm tra xói gây nên. Móng mở rộng đặt trên
nền đá không bị xói phải đợc thiết kế và thi công để đảm bảo tính
toàn vẹn của khối đá chịu lực.
Độ sâu của móng phải đợc xác định phù hợp với tính chất vật liệu móng
và khả năng phá hoại. Các móng ở những nơi vợt dòng chảy phải đợc đặt
ở độ sâu dới độ sâu xói dự kiến lớn nhất.
Phải xem xét đến việc sử dụng vải địa kỹ thuật hay tầng lọc dạng cấp
phối hạt để giảm khả năng thẩm lậu trong đá xô bồ hoặc đắp trả sau
mố.
2. Các kích thớc của móng
Kích thớc mặt trên: hình dạng và kích thớc móng thờng phụ thuộc vào
hình dạng và kích thớc đáy công trình bên trên. Thờng kích thớc mặt
trên của móng lấy lớn hơn kích thớc đáy công trình bên trên một chút (thờng từ 0.2~1.0m).
Kích thớc mặt dới Do sức chịu tải của nền đất thờng nhỏ hơn cờng độ
vât liệu làm móng rất nhiều (ngoại trừ móng đặt trên nền đá gốc) nên
phải mở rộng đáy móng 1 góc () để giảm áp lực của tải trọng công trình
xuống nền đất. Đối với móng cứng, góc mở () không đợc vợt quá giá trị
cho phép tuỳ theo loại vật liệu làm móng vì có thể làm gãy móng, với
móng mềm móng BTCT thì không qui định góc mở này. Có thể tham
khảo các giá trị sau:
-

44

Móng đá hộc bằng vữa tam hợp =230
(XM+cát)
=300
Móng đá hộc bằng vữa xi măng

=330
Móng bê tông độn đá hộc


Chơng 1: thiết kế móng nông

-

=400

Móng bê tông

Với các bệ móng đặt nghiêng hoặc có bậc, góc nghiêng hoặc chiều cao
và vị trí của các bậc phải sao cho thoả mãn các yêu cầu thiết kế tại mọi
mặt cắt.
Có thể lấy chiều rộng tổng cộng của bệ móng BTCT theo tiêu chuẩn JRA
1999 (của Nhật Bản) nh sau:
(24)

B b = LC + 2d
Trong đó: B = bề rộng của móng.

b = chiều rộng hiệu quả khi thiết kế theo phơng pháp ứng suất
cho phép.
LC = chiều rộng thân trụ phía trên.
d = chiều dày bệ móng.
Chiều dày của móng đợc quy định phụ thuộc vào độ lớn của tải trọng,
và phải đảm bảo chịu đợc mômen uốn cũng nh đủ chiều sâu chôn
móng vào đất để móng ổn định. Chiều dầy móng thờng có giá trị
1.0~1.5m (cho móng công trình có tải trọng nhỏ), 1.5~2.0m (cho tải

trọng trung bình) và 2.0~3.0m (cho tải trọng lớn). (xem tính toán và bố
trí cốt thép cho bệ móng ở phụ lục 2)

Bài 3

Thiết kế móng nông

I . Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cờng độ
1. Kiểm toán sức kháng của nền đất dới đáy móng
Công thức kiểm toán:
V = i iVi



RR = Rn = ( qn A') = q R . A''

Trong đó:

V : Tổng tải trọng thẳng đứng tại đáy móng đã nhân hệ số.
i

i

A = BxL : diện tích có hiệu của móng (hình 1-4),
B = B 2eB
L = L 2eL
B, L : chiều rộng và chiều dài của móng.
eB, eL : độ lệch tâm của tải trọng theo hai phơng của móng.

45

(25)


Chơng 1: thiết kế móng nông

qR: sức kháng tính toán đã nhân hệ số (tính toán)
q R = b .q n = b .qult

(26)

qult : sức kháng danh định.
b : hệ số sức kháng lấy theo bảng 1-5, hay có thể tham khảo theo
AASHTO
Diện tích chịu tải có hiệu khi tải trọng lệch tâm thể hiện nh hình 1-4.

a) Trờng hợp lệch tâm một trục
a) Trờng hợp lệch tâm hai trục
Hình 1-4 - Diện tích chịu tải có hiệu

V
D
e
x
B/2

B/2
B

Hình 17 - Phân bố ứng suất dạng tam giác dới đáy móng

46


Chơng 1: thiết kế móng nông

Bảng 1-5 (trích lại) - Hệ số sức kháng theo TTGH cờng độ cho
móng nông
Phơng pháp / Đất / Điều kiện

Hệ
số
kháng

Cát
- Phơng pháp bán thực nghiệm
dùng số liệu SPT
- Phơng pháp bán thực nghiệm
dùng số liệu CPT
Khả năng chịu tải
và áp lực bị động

0,45
0,55

- Phơng pháp hợp lý
dùng f ớc tính từ số liệu

SPT,

dùng f ớc tính từ số liệu

CPT

0,35
0,45

Sét
Khả năng chịu tải
và áp lực bị động

- Phơng pháp bán thực nghiệm
dùng số liệu CPT

0,50

- Phơng pháp hợp lý
dùng sức kháng cắt đo đợc trong
phòng thí nghiệm
dùng sức kháng cắt đo đợc trong
thí nghiệm cắt cánh hiện trờng
dùng sức kháng cắt ớc tính từ số
liệu CPT

0,60
0,60
0,50

Đá

Trợt

- Phơng pháp bán thực nghiệm,
Carter và Kulhawy (1988)

0,60

Thí nghiệm bàn tải trọng

0,55

Bê tông đúc sẵn đặt trên cát
dùng f ớc tính từ số liệu SPT

0,90

dùng f ớc tính từ số liệu

0,90

CPT

Bê tông đổ tại chỗ trên cát

47

dùng f ớc tính từ số liệu

SPT

0,80

dùng f ớc tính từ số liệu

CPT

0,80

sức


Chơng 1: thiết kế móng nông

Trợt trên đất sét đợc khống chế bởi
cờng độ của đất sét khi lực cắt
của đất sét nhỏ hơn 0.5 lần ứng
suất pháp, và đợc khống chế bởi
ứng suất pháp khi cờng độ kháng
cắt của đất sét lớn hơn 0.5 lần ứng
suất pháp (xem Hình 1, đợc phát
triển cho trờng hợp trong đó có ít
nhất 150mm lớp vật liệu hạt đầm
chặt dới đáy móng)
* Đất sét(Khi sức kháng cắt nhỏ hơn
0.5 lần áp lực pháp tuyến)
- dùng sức kháng cắt đo đợc trong
phòng thí nghiệm
- dùng sức kháng cắt đo đợc trong
thí nghiệm hiện trờng

0,85

- dùng sức kháng cắt ớc tính từ số
liệu CPT

0,80

* Đất sét (Khi sức kháng cắt lớn hơn
0.5 lần áp lực pháp tuyến)

ổn định chung

0,85

0,85

T

Đất trên đất

1,0

ep

áp lực đất bị động thành phần của
sức kháng trợt.

0,50

Đánh giá ổn định tổng thể và sức

kháng đối với dạng phá hoại sâu của
các móng nông đặt trên hoặc gần
sờn dốc khi các tính chất của đất
hoặc đá và mực nớc ngầm dựa trên
các thí nghiệm trong phòng hoặc
hiện trờng.

0,90

Bảng 23 Hệ số sức kháng cho sức kháng địa kỹ
thuật của móng nông theo TTGH cờng độ
(AASHTO 2007).
Phơng pháp / đất / điều kiện

Sức
chịu

48

b

Hệ số
sức
kháng

Phơng pháp lý thuyết (Munfakh et al., 2001), trong đất
sét

0.5

Phơng pháp lý thuyết (Munfakh et al., 2001), trong đất
cát, sử dụng CPT

0.5

Phơng pháp lý thuyết (Munfakh et al., 2001), trong đất

0.45


Chơng 1: thiết kế móng nông

tải

Trợt

cát, sử dụng SPT



Phơng pháp bán thực nghiệm (Meyerhof, 1957), tất cả các
loại đất

0.45

Móng đặt trên đá

0.45

Thí nghiệm bản nén

0.55

Bê tông đúc sẵn đặt trên cát

0.9

Bê tông đúc tại chỗ đặt trên cát

0.8

Bê tông đúc sẵn hay đổ tại chỗ đặt trên sét
Đất trên đất
ep Thành phần áp lực đất bị động của sức kháng trợt

0.85
0.9
0.5

2. Xác định sức kháng danh định q ult của nền đất đới đáy móng
(22TCN 272-05)
(Ngoài ra, có thể xem tham khảo AASHTO - 2007)
Khi tải trọng lệch tâm đối với trọng tâm của đế móng, phải dùng diện
tích hữu hiệu chiết giảm, B x L nằm trong giới hạn của móng
trong thiết kế địa kỹ thuật cho lún hoặc sức kháng đỡ. áp lực
chịu tải thiết kế trên diện tích hữu hiệu phải đợc giả định là đều. Diện
tích hữu hiệu chiết giảm phải là đồng tâm với tải trọng.
2.1 Các phơng pháp lý thuyết
a). Tổng quát
Sức kháng đỡ danh định đợc xác định bằng cách dùng các lý thuyết cơ

học đất đã đợc chấp nhận dựa trên các thông số đo đợc của đất. Các
thông số của đất đợc dùng trong phân tích phải đại diện cho cờng độ
kháng cắt của đất dới các điều kiện tải trọng và dới mặt đất đang xem
xét.
Sức kháng đỡ danh định của đế móng trên đất không dính phải
đợc đánh giá bằng cách dùng các phân tích ứng suất hữu hiệu và
các thông số cờng độ kháng cắt của đất thoát nớc.
Sức kháng đỡ danh định của đế móng trên đất dính phải đợc
đánh giá với các phân tích ứng suất tổng và các thông số cờng độ
của đất không thoát nớc. Trong các trờng hợp khi đất dính có thể bị
mềm hoá và mất cờng độ theo thời gian, sức kháng đỡ của các đất
này cũng phải đợc đánh giá đối với các điều kiện chất tải thờng

49


Chơng 1: thiết kế móng nông

xuyên, dùng các phân tích ứng suất hữu hiệu và các thông số cờng
độ của đất có thoát nớc.
Đối với đế móng trên đất đầm chặt, sức kháng đỡ danh định phải
đợc ớc tính bằng các phân tích tổng ứng suất hoặc ứng suất hữu
hiệu, cái nào nguy hiểm hơn.
Nếu có khả năng bị h hỏng do cắt cục bộ hay cắt thủng, có thể ớc
tính khả năng chịu tải danh định bằng cách sử dụng các thông số về
cờng độ chịu cắt đợc chiết giảm c* và * trong phơng trình 29 và
30. Các thông số chịu cắt chiết giảm có thể lấy nh sau:
c* = 0.67c

(29)

* = tan-1 (0.67 tan )

(30)

trong đó:
c* = lực dính đơn vị của đất với ứng suất hữu hiệu đợc chiết giảm
khi chịu cắt thủng (MPa)
* = góc ma sát trong của đất với ứng suất hữu hiệu đợc chiết giảm
khi chịu cắt thủng (Độ)
Khi địa tầng chứa lớp đất thứ hai có các đặc trng khác có ảnh hởng
đến cờng độ chống cắt trong phạm vi một khoảng cách dới móng ít
hơn HCRIT phải xác định khả năng chịu tải nền đất theo quy định ở
đây cho nền đất có 2 lớp đất. Có thể lấy khoảng cách HCRIT nh sau:

H CRIT

q
3B ln 1
q2
=
B
21+
L

(31)

trong đó:
q1

=

khả năng chịu tải tới hạn của móng đợc chống đỡ bởi lớp trên
của hệ 2 lớp với giả thiết lớp trên có chiều dày vô hạn. (MPa)

q2

=

khả năng chịu tải tới hạn của móng ảo có cùng kích thớc và
hình dạng nh móng thực nhng đợc tựa lên bề mặt của lớp thứ
hai (lớp dới) trong hệ hai lớp (MPa)

B

=

bề rộng móng (mm)

L

=

chiều dài móng (mm)

Cần hết sức tránh dùng các móng có đáy móng nghiêng. Nếu không
tránh khỏi phải dùng đáy móng nghiêng thì khả năng chịu tải danh
định đợc xác định theo các quy định ở đây phải đợc chiết giảm
tiếp bằng phơng pháp hiệu chỉnh đợc chấp nhận trong điều kiện
đáy móng nghiêng của tài liêụ tham khảo sẵn có .

b). Sức kháng đỡ danh định trong đất sét bão hoà
Sức kháng đỡ danh định của đất sét bão hoà (MPa) đợc xác định từ cờng
độ kháng cắt không thoát nớc có thể lấy nh:

50


Chơng 1: thiết kế móng nông

qult = c Ncm + g DfNqmì 10-9

(32)

ở đây:
c = Su

=

cờng độ kháng cắt không thoát nớc (MPa)

Ncm, Nqm = các hệ số điều chỉnh khả năng chịu lực theo hình dạng đế
móng, chiều
sâu chôn móng, độ nén của đất và độ
nghiêng của tải trọng (DIM)


=

dung trọng của đất sét (kg/m3)

Df

=

chiều sâu chôn tính đến đáy móng (mm)

* Có thể tính các hệ số khả năng chịu tải N cm và Nqm nh sau:
Đối với Df/B 2,5; B/L 1 và H/V 0,4

Df
N cm = N c 1 + 0,2
B



B
H
.1 + 0,2 .1 1.3
L
V


(3-3)

Đối với Df /B> 2,5 và H/V 0,4

B
H
N cm = N c .1 + 0,2 .1 1.3
L

V

Nc

(3-4)

=

5,0 dùng cho phơng trình 3-3 trên nền đất tơng đối bằng

=

7,5 dùng cho phơng trình 3-4 trên nền đất tơng đối bằng

=

Ncq theo hình 1-8 đối với móng trên hoặc liền kề mái dốc.

Nqm =

1,0 cho đất sét bão hoà và nền đất tơng đối bằng

=

0,0 cho móng trên hoặc liền kề mái đất dốc

H

=

thành phần nằm ngang của các tải trọng xiên (N)

V

=

thành phần thẳng đứng của các tải trọng xiên (N)

Trong hình 1-8 phải lấy số ổn định Ns nh sau:
Đối với B < Hs
Ns = 0

(35)

Ns = [g Hs/c] x 10-9

(36)

Đối với B Hs
trong đó:
B

=

chiều rộng móng (mm)

L

=

chiều dài móng (mm)

Hs

=

chiều cao của khối đất dốc (mm); chiều sâu chôn cọc hoặc
cọc khoan ngàm trong đá.

51


Chơng 1: thiết kế móng nông

Khi móng đặt lên nền đất dính 2 lớp theo chế độ chịu tải không
thoát nớc, có thể xác định khả năng chịu tải danh định theo phơng
trình 32 với các giải thích nh sau (hình 19a):
c1

= cờng độ cắt không thoát nớc của lớp đất trên đỉnh đợc
cho trong hình 2 (MPa)

Ncm

=

Nm, là hệ số khả năng chịu tải theo quy định dới đây (DIM)

Nqm

=

1,0 (DIM)

Khi địa tầng nằm trên một lớp đất dính rắn hơn, có thể lấy N m theo
quy định của hình 20. (Hình 19b)
Khi địa tầng nằm trên một lớp dính mềm yếu hơn, có thể lấy N m nh
sau:
1

+ ksc N c scN c
Nm =
m


(37)

trong đó:
m =

BL
2( B + L )H s2 )

(38)

k

=

c1/c2

c1

=

cờng độ chịu cắt của lớp đất trên (MPa)

c2

=

cờng độ chịu cắt của lớp đất dới (MPa)

HS2
sc

= khoảng cách từ đáy móng đến đỉnh của lớp thứ hai (mm)
=

1.0. Đối với các móng liên tục.

=

1+

B N qm

dùng cho móng chữ nhật với L < 5B
L N c

(39)

ở đây:
Nc

=

Nqm =

hệ số khả năng chịu tải có thể đợc xác định ở đây(DIM)
hệ số sức kháng đỡ đợc xác định ở đây

Khi móng đặt lên hệ đất dính hai lớp chịu tải trọng không thoát nớc,
có thể lấy khả năng chịu tải danh định theo phơng trình sau:


B

H


21+ K tan1 B 1 '
1
qult = q2 + c1' cot1' e L
c1 cot1'
K
K


'

(40)

trong đó:
K=

1 sin2 'f
1+ sin2 1'

(41)

trong đó:
c1

52

=

cờng độ chịu cắt không thoát nớc của lớp đất trên cùng lấy
theo hình 20
(MPa)


Chơng 1: thiết kế móng nông

=

khả năng chịu tải cực hạn của móng áo có cùng kích thớc và
hình dạng của móng thực nhng tựa lên bề mặt của lớp thứ
hai (nằm dới) của nền có hai lớp (MPa)

1'

=

góc nội ma sát tai ứng suất hữu hiệu của lớp đất trên cùng
(độ)

H

=

tải trọng ngang không có hệ số (N)

HS

=

chiều cao của khối đất dốc (mm)

V

=

tải trọng thẳng đứng cha nhân hệ số (N)

Hệsố khả năng chị
u tải

Hệsố khả năng chị

u tải

q2

Chiề
u cao/ chiề
u rộng móng
Chiề
u cao/chiề
u rộng móng

Hệsố ổ
nđ
ị
nh của
mái dốc Ns

Lớ p yếu

đ
ộ dốc
đ
ộ dốc

Chiề
u cao/ chiề
u rộng móng

Lớ p cứng
Hệsố ổ

nđ
ị
nh của
mái dốc Ns

Cự ly móng tí
nh từ mé
p dốc b/B (đ
ối vớ i Hs =0)
hoặ
c b/H (đ
ối vớ i Ns =0)

Hình 18- Các hệ số khả năng
chịu tải đợc cải tiến dùng cho
các móng trong đất dính và
trên nền đất dốc hoặc kề giáp
nền đất dốc theo MEYERHOF
(1957).

Lớ p cứng
Lớ p yếu

Hình 19 - Địa tầng hai lớp.

53


Chơng 1: thiết kế móng nông

Hệ số khả năng chịu tải đã điều chỉ
nh,

(dải)
(vuông hoặc tròn)

Tỷ lệ c ờng độ không thoát n ớ c

Hình 20 Hệ số khả năng chịu tải đợc điều chỉnh cho nền
đất dính
hai lớp với lớp đất yếu hơn nằm ở trên
lớp cứng hơn. EPRI (1983).
c). Sức kháng đỡ danh định của đất rời
Sức kháng đỡ danh định của đất rời, nh đất cát hoặc sỏi cuội (MPa) có
thể lấy nh:
qult = 0.5 g BCw1 N m x 10-9 + g Cw2 Df Nqm x 10-9

(4-2)

ở đây:
Df


=
=

chiều sâu đế móng (mm)

dung trọng của đất cát hoặc sỏi cuội (kg/m3)

B

=

chiều rộng đế móng (mm)

CW1, CW2 =

các hệ số lấy theo Bảng 2-4 nh là hàm của DW (DIM)

DW

=

chiều sâu đến mực nớc tính từ mặt đất (mm)

N m

=

hệ số sức kháng đỡ đợc điều chỉnh (DIM)
Bảng 2-4 - Các hệ số Cw1, Cw2
cho các chiều sâu nớc ngầm khác nhau
Dw

Cw1

Cw2

0,0

0,5

0,5

Df

0,5

1,0

> 1,5B + Df

1,0

1,0

Đối với các vị trí trung gian của mực nớc ngầm, các giá trị CW1 , CW2 có thể
xác định bằng cách nội suy giữa các giá trị đợc xác định trong Bảng 24.

54


Chơng 1: thiết kế móng nông

* Có thể lấy các hệ số khả năng chịu tải N m, và Nqm nh sau:
N m = N s c i

(43)

Nqm = Nqsqcqiqdq

(44)

trong đó:
Nqm

=

theo quy định trong Hình 21 đối với móng trên nền dốc
hay kề giáp nền dốc (DIM)

N

=

hệ số khả năng chịu tải theo quy định trong Bảng 25 đối
với móng trên nền đất tơng đối bằng (DIM)

Nq

=

hệ số khả năng chịu tải theo quy định của Bảng 25 đối
với nền đất tơng đối bằng (DIM)

=

0.0 đối với móng trên nền đất dốc hay kề giáp nền đất
dốc (DIM)

sq , s =

các hệ số hình dạng đợc quy định trong các Bảng 26 và
27 tơng ứng (DIM)

cq , c

=
các hệ số ép lún của đất đợc quy định trong Bảng
28 và 29 (DIM)

iq , i

=
các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng đợc quy định
trong Bảng 30 & 31 (DIM)

dq

=

hệ số độ sâu đợc quy định trong Bảng 32 (DIM)

Phải áp dụng các điều giải thích sau:
Trong các Bảng 5 & 6, phải lấy q bằng ứng suất thẳng đứng ban
đầu hữu hiệu tại độ sâu chôn móng, nghĩa là ứng suất thẳng
đứng ở đáy móng trớc khi đào, đợc hiệu chỉnh đối với áp lực nớc.
Trong các Bảng 7 và 8, phải lấy H và V là tải trọng nằm ngang và
thẳng đứng cha nhân hệ số.

Trong Bảng 9, phải lấy giá trị của d q trong trờng hợp đất nằm trên
đáy móng cũng tốt nh đất dới đáy móng. Nếu đất yếu hơn, dùng
dq = 1,0.

55


Chơng 1: thiết kế móng nông

Bảng 25 - Các hệ số khả năng chịu tải N và Nq đối với
móng trên nền đất không dính (BARKER và ngời khác 1991)
Góc ma sát
( f) ( độ )

N

Nq

28

17

15

30

22

18

32

30

23

34

41

29

36

58

38

38

78

49

40

110

64

42

155

85

44

225

115

46

330

160

Bảng 26 - Các hệ số hình dạng Sq cho móng trên đất
không dính (Barker và ngời khác 1991 )
Góc ma sát
(f)
(Độ)

sq
(DIM)
L/B = 1

L/B = 2

L/B = 5

L/B = 10

28

1,53

1,27

1,11

1,05

30

1,58

1,29

1,11

1,06

32

1,62

1,31

1,12

1,06

34

1,67

1,34

1,13

1,07

36

173

1,36

1,14

1,07

38

1,78

1,39

1,16

1,08

40

1,84

1,42

1,17

1,08

42

1,90

1,45

1,18

1,09

44

1,96

1,48

1,19

1,10

46

2,03

1,52

1,21

1,10

Bảng 27 - Hệ số hình dạng s cho móng trên đất không dính
(Barker và ngời khác1991)

56


Chơng 1: thiết kế móng nông

B/L

s (dim)

1

0,60

2

0,80

5

0,92

10

0,96

Bảng 28 - Các hệ số ép lún của đất C và Cq cho móng vuông
trên đất không dính (BARKER và ngời khác 1991)
Độ chặt tơng đối
Dr (%)

Góc
ma sát
(f)
(Độ)

20

c

=

cq

28

q=
0,024
MPa
1,00

q=
0,048
MPa
1,00

q=
0,096
MPa
0,92

q=
0,192
MPa
0,89

30

32

1,00

1,00

0,85

0,77

40

35

1,00

0,97

0,82

0,75

50

37

1,00

0,96

0,81

0,73

60

40

1,00

0,86

0,72

0,65

70

42

0,96

0,80

0,66

0,60

80

45

0,79

0,66

0,54

0,48

100

50

0,52

0,42

0,35

0,31

Bảng 29 - Các hệ số ép lún của đất c và cq cho các móng băng
trên đất không dính (Barker và ngời khác 1991)
Độ chặt
tơng
đối Dr
(%)
20

(f) (Độ)

57

Góc ma
sát

c

=

cq ( dim)

28

q = 0,024
MPa
0,85

q = 0,048
MPa
0,75

q = 0,096
MPa
0,65

q = 0,192
MPa
0,60

30

32

0,80

0,68

0,58

0,53

40

35

0,76

0,64

0,54

0,49

50

37

0,73

0,61

0,52

0,47

60

40

0,62

0,52

0,43

0,39

70

42

0,56

0,47

0,39

0,35

80

45

0,44

0,36

0,30

0,27

100

50

0,25

0,21

0,17

0,15


Chơng 1: thiết kế móng nông

Bảng 30 - Các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng i và iq cho
các tải trọng nghiêng theo chiều bề rộng móng (Barker và ngời
khác 1991)

H/V

58

i
(dim)

iq
(dim)

Băng

L/B = 2

Vuông

Băng

L/B =
2

Vuông

0,0

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

0,10

0,73

0,76

0,77

0,81

0,84

0,85

0,15

0,61

0,65

0,67

0,72

0,76

0,78

0,20

0,51

0,55

0,57

0,64

0,69

0,72

0,25

0,42

0,46

0,49

0,56

0,62

0,65

0,30

0,34

0,39

0,41

0,49

0,55

0,59

0,35

0,27

0,32

0,34

0,42

0,49

0,52

0,40

0,22

0,26

0,26

0,36

0,43

0,46

0,45

0,17

0,20

0,22

0,30

0,37

0,41

0,50

0,13

0,16

0,18

0,25

0,31

0,35

0,55

0,09

0,12

0,14

0,20

0,26

0,30

0,60

0,06

0,09

0,10

0,16

0,22

0,25

0,65

0,04

0,06

0,07

0,12

0,17

0,21

0,70

0,03

0,04

0,05

0,09

0,13

0,16


Chơng 1: thiết kế móng nông

Bảng 31 - Các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng i và iq cho
các tải trọng nghiêng theo chiều bề rộng của móng (BARKER và
ngời khác 1991)
H/V

i (dim)

iq (dim)

Băng

L/B = 2

Vuông

Băng

L/B = 2

Vuông

0,0

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

0,10

0,81

0,78

0,77

0,90

0,87

0,85

0,15

0,72

0,68

0,67

0,85

0,81

0,78

0,20

0,64

0,59

0,57

0,80

0,74

0,72

0,25

0,56

0,51

0,49

0,75

0,68

0,65

0,30

0,49

0,44

0,41

0,70

0,62

0,59

0,35

0,42

0,37

0,34

0,65

0,56

0,52

0,40

0,36

0,30

0,28

0,60

0,51

0,46

0,45

0,30

0,25

0,22

0,55

0,45

0,41

0,50

0,25

0,20

0,18

0,50

0,40

0,35

0,55

0,20

0,16

0,14

0,45

0,34

0,30

0,60

0,16

0,12

0,10

0,40

0,29

0,25

0,65

0,12

0,09

0,07

0,35

0,25

0,21

0,70

0,09

0,06

0,05

0,03

0,02

0,16

Bảng 32 - Hệ số độ sâu dq cho loại đất không dính (Barker và
ngời khác 1991)
Góc ma sát f
32

37

42

59

Df/B (dim)

dq (dim)

1
2
4
8

1,20
1,30
1,35
1,40

1
2
4
8

1,20
1,25
1,30
1,35

1
2
4
8

1,15
1,20
1,25
1,30

Chơng 1: thiết kế móng nông

Chiều dài/ chiều rộng móng
Df/B = 0
Df/B = 1
Nội suy tuyến tính cho các
chiều sâu trung gian

Hệsố khả năng chịu tải Nrq

Góc ma sát nội có hiệu

Hình 21 - Các hệ số khả năng
chịu tải đợc điều chỉnh cho
loại móng trong đất không
dính và trên nền đất dốc hay
liền kề nền đất dốc theo
Meyerhof (1957)

Đ ộ nghiêng của dốc

Chiều dài/ chiều rộng móng
Df/B = 0
Df/B = 1
Nội suy tuyến tính cho các
chiều sâu trung gian

Hệsố khả năng chịu tải Nrq

Góc ma sát nội có hiệu

2.2. Các phơng pháp bán thực
nghiệm
Cự ly móng tính từ móng dốc b/B

a). Tổng quát
Sức kháng đỡ danh định của các đất móng có thể đợc ớc tính từ các kết
quả thí nghiệm hiện trờng hoặc bằng sức kháng quan sát đợc của các
đất tơng tự. Các thí nghiệm sau đây có thể đợc dùng:
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)
Thí nghiệm xuyên hình nón CPT, và
Thí nghiệm đo áp lực
B). Dùng SPT
Sức kháng đỡ danh định trong cát (MPa) dựa trên các kết quả SPT có thể
lấy nh:


D

qult = 3,2 x 10-5 N corr B C w1 + C w2 f R i
B


(45)

ở đây:
N corr

=

giá trị số búa trung bình SPT đã hiệu chỉnh trong giới hạn
chiều sâu từ đáy móng đến 1.5B dới đáy móng (Búa/300mm)

B

=

chiều rộng đế móng (mm)

CW1,CW2 = hệ số hiệu chỉnh không thứ nguyên xét đến ảnh hởng của nớc ngầm, nh đợc xác định trong Bảng 24.

60


Chơng 1: thiết kế móng nông

Df

=

chiều sâu chôn móng lấy đến đế móng (mm)

Ri

=

hệ số chiết giảm không thứ nguyên tính đến ảnh hởng của
độ nghiêng của tải trọng đợc cho trong các Bảng 33 và 34
(DIM)

H

=

tải trọng ngang cha nhân hệ số để xác định hệ số H/V trong
Bảng 33 và 34 (N) hoặc (N/mm)

V

=

tải trọng đứng cha nhân hệ số để xác định tỷ lệ H/V trong
Bảng 33 và 34 (N) hoặc (N/mm)

c). Dùng CPT
Sức kháng uốn danh định (MPa) đối với các móng đặt trên cát hoặc sỏi,
căn cứ vào kết quả CPT có thể tính nh sau:


qult = 8,2 x 10-5 qcB C w1 + C w2


Df
B


R i

(46)

trong đó:
qc

=

sức kháng chùy hình nón trung bình trên toàn bộ chiều sâu B
dới đế móng (MPa)

B

=

chiều rộng đế móng

Df

=

chiều sâu chôn móng tính tới đáy của móng (mm)

Ri
=
Bảng 33.

hệ số điều chỉnh độ nghiêng tải trọng theo quy định ở

CW1,CW2 =

hệ số hiệu chỉnh ảnh hởng của nớc ngầm, nh quy định trong
Bảng 24 (DIM)

d). Dùng kết quả đo áp lực
Sức kháng đỡ danh định của đất nền (MPa) đợc xác định từ kết quả của
thí nghiệm đo áp lực có thể tính nh sau:
qult= [ro + k (pL + po)] Ri

(47)

trong đó:
ro

=

tổng áp lực thẳng đứng ban đầu tại đáy móng (MPa)

k

=

hệ số khả năng chịu tải thực nghiệm lấy từ Hình 22.

pL

=

giá trị trung bình của áp lực giới hạn có đợc từ kết quả thí
nghiệm đo áp lực trong khoảng sâu 1.,5 B trên và dới móng
(MPa)

po

=

tổng áp lực ngang tại chiều sâu thí nghiệm đo áp lực (MPa)

Ri

=

hệ số chiết giảm độ nghiêng tải trọng cho trong Bảng 33 và 34
(DIM)

Nếu nh giá trị của pL thay đổi đáng kể trong khoảng độ sâu 1.5B trên
và dới đế móng cần phải sử dụng kỹ thuật lấy trung bình đặc biệt

61


Chơng 1: thiết kế móng nông

Bảng 33 - Hệ số độ nghiêng tải
trọng, Ri, cho móng vuông
H/V

62

Hệ số độ nghiêng tải
trọng, Ri

Dt/B =
0

Dt/B =
1

Dt/B =
5

0,0

1,00

1,00

1,00

0,10

0,75

0,80

0,85

0,15

0,65

0,75

0,80

0,20

0,55

0,65

0,70

0,25

0,50

0,55

0,30

0,40

0,35

Bảng 34 - Hệ số độ nghiêng tải
trọng, Ri cho móng hình chữ
nhật

H/V

Hệ số độ nghiêng tải

trọng, Ri
Tải trọng nghiêng theo
chiều rộng

0,0
0,10

Dt/B =
0
1,00
0,70

Dt/B =
1
1,00
0,75

Dt/B =
5
1,00
0,80

0,15

0,60

0,65

0,70

0,20

0,50

0,60

0,65

0,65

0,25

0,40

0,50

0,55

0,50

0,55

0,30

0,35

0,40

0,50

0,35

0,45

0,50

0,35

0,30

0,35

0,40

0,40

0,30

0,35

0,45

0,40

0,25

0,30

0,35

0,45

0,20

0,25

0,30

0,45

0,25

0,30

0,40

0,50

0,15

0,20

0,25

0,50

0,20

0,25

0,30

0,55

0,10

0,15

0,20

0,55

0,15

0,20

0,25

0,60

0,05

0,10

0,15

0,60

0,10

0,15

0,20

0,50

0,20

0,25

0,30

0,55

0,15

0,20

0,25

0,60

0,10

0,15

0,20

H/V

0,0

Hệ số độ nghiêng tải
trọng, Ri
Tải trọng nghiêng theo
chiều dài
Dt/B =
Dt/B =
Dt/B =
0
1
5
1,00
1,00
1,00

0,10

0,80

0,85

0,90

0,15

0,70

0,80

0,85

0,20

0,65

0,70

0,75

0,25

0,55

0,65

0,70

0,30

0,50

0,60

0,65

0,35

0,40

0,55

0,60

0,40

0,35

0,50

0,55

0,45

0,30

0,45

0,50

0,50

0,25

0,35

0,45

0,55

0,20

0,30

0,40

0,60

0,15

0,25

0,35


Chơng 1: thiết kế móng nông

Hệ số sử dụng, k

Móng
vuông
B/L = 0

Móng dải
B/L=0

Hệ số độ sâu, Df /B

Loại đất
Sét

Độ sệt hoặc
tỷ trọng

(PL-Po) (MPa)

Cấp

Yếu đến rất
chặt

< 1,1

1

Cứng

0,77- 3,8

2

Cát và

Rời

0,38 0,77

2

Sỏi cuội

Rất chặt

2,9 5,8

4

Bùn

Rời đến trung
bình

< 0,67

1

Chặt

1,1 2,9

2

Cờng độ rất
thấp

0,96-2,9

2

Cờng độ thấp

2,9 - 5,8

3

+

4

Đá

Cờng độ trung
bình đến cao

5,7-9,6

Hình 22 - Giá trị của hệ số khả năng chịu tải thực nghiệm k
(theo Hội địa kỹ thuật Canađa (1985)
e). Thí nghiệm bản nén
Sức kháng đỡ danh định có thể đợc xác định bằng thí nghiệm bản nén
(Điều 10.4.3.2), phải thực hiện khảo sát thăm dò dới mặt đất chính xác
để xác định tính chất của đất ở dới móng. Sức kháng đỡ danh định đợc
xác định từ thí nghiệm tải trọng có thể đợc ngoại suy từ các móng gần
kề nơi có tính chất đất tơng tự. ảnh hởng của độ lệch tâm tải trọng

63


Chơng 1: thiết kế móng nông

3. Phá hoại do trợt
Phá hoại do trợt xảy ra nếu nh các hiệu ứng lực sinh ra do thành phần nằm
ngang của các tải trọng vợt quá trị số nguy hiểm hơn của sức kháng cắt
tính toán của đất hoặc sức kháng cắt tính toán tại giao diện giữa đất
và móng.
Đối với những đế móng trên đất rời, sức kháng trợt phụ thuộc vào độ
nhám của giao diện giữa móng và đất.
Phải kiểm tra móng phá hoại do trợt gây ra do tải trọng ngang, tải trọng
nghiêng hay móng đặt trên mái dốc.
Đối với móng đặt trên đất sét cần phải xem xét đến khoảng co ngót
giữa đất và móng. Nếu sức kháng bị động đợc xem là một phần của sức
kháng cắt cần thiết để chống lại sự trợt thì cũng cần phải quan tâm
đến sự dịch chuyển sau này của đất phía trớc móng.
Công thức kiểm toán:
H = i i H i RR = R

(48)

Sức kháng đã nhân hệ số (tính theo N), chống lại sự trợt đợc tính nh sau:
RR = Rn = R + ep Rep

(49)

Trong đó:
H = i i H i

= tổng tải trọng ngang gây trợt đã nhân hệ số (N)

Rn

= sức kháng trợt danh định (N).



= hệ số sức kháng giữa đất và đáy móng (xem bảng 15).

R

= sức kháng trợt danh định giữa đất và móng (N).

ep
15).

= hệ số sức kháng đối với sức kháng bị động (xem bảng

Rep

= sức kháng bị động danh định của đất tác dụng trong
suốt tuổi thọ thiết kế của công trình (N)

Nếu đất dới đáy móng là đất rời, sức kháng trợt danh định giữa đất và
đáy móng đợc lấy nh sau :
R = V tan

(50)

Trong đó:
tan

= (tan ) đối với móng bê tông đúc tại chỗ.

tan

= (0.8tan ) đối với móng bê tông đúc sẵn.



= góc ma sát trong của đất (độ)

V

= Tổng lực thẳng đứng (N)

Đối với móng đặt trên đất sét, sức kháng trợt có thể lấy giá trị nhỏ hơn
trong:


64

Lực dính của đất sét, hay


Chơng 1: thiết kế móng nông



Khi đế móng đợc đặt trên vật liệu đầm chặt ít nhất 150mm,
một nửa ứng suất pháp tuyến trên giao diện giữa móng và đất
nh Hình 1 cho các tờng chắn.

Những ký hiệu sau đây áp dụng cho hình 23:
qs

= sức kháng cắt đơn vị, bằng Su hay 0.5v, lấy giá trị nhỏ hơn.

R

= sức kháng trợt danh dịnh giữa đất và móng (N) thể hiện là phần
diện tích đánh dấu dới biểu đồ qs .

Su

= cờng độ kháng căt không thoát nớc (MPa).

v

= ứng suất hiệu quả thẳng đứng (MPa).
Bệt ờng

Hình 23- Phơng pháp ớc tính
sức kháng trợt của các tờng trên đất sét
4. Kiểm toán lật hay mất tiếp xúc quá mức
Điều kiện Kiểm tra lật nh sau:


Khi móng đặt trên đất, vị trí hợp lực của các lực phản lực phải
nằm trong phạm vi 1/4 chiều rộng móng (e < B/4).

Khi móng đặt trên đá, vị trí hợp lực của các lực phản lực phải
nằm trong phạm vi 3/8 chiều rộng móng (e < 3B/8).

Dới đây là mọt ví dụ về xác định dộ lệch tam của tải trọng:
Giả sử xét một tờng chắn nh hình 24, chiều dài tờng đợc lấy qui ớc L =
1m.
Sức kháng chịu tải phải đợc kiểm tra theo TTGH cờng độ sử dụng tải
trọng và sức kháng có nhân hệ số, phân bố áp lực đất theo giả thiết sau
đây:


65

Khi tờng đợc đặt trên đất: ứng suất thẳng đứng đợc tính toán
theo giả thiết áp lực phân bố đều trên phần diện tích móng có
hiệu nh Hình 24. ứng suất thẳng đứng có thể đợc tính nh sau: