GIÁO TRÌNH NỀN MÓNG,ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT, JIKA

MỤC LỤC

Lời nói đầu
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU......................................................................................................1
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU......................................................................................................1
1.1 . KHÁI NIỆM CHUNG..............................................................................................1
HÌNH 1.1. CẤU TẠO NỀN VÀ MÓNG..........................................................................1
HÌNH 1.2. MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP..........................................................2
1.2 . PHÂN LOẠI MÓNG................................................................................................2
1.2.1. Móng nông............................................................................................................................... 2

HÌNH 1.3. MÓNG NÔNG.................................................................................................2
1.2.2. Móng sâu.................................................................................................................................. 3

1.3 . NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG THEO 22TCN 272-05.........3
1.3.1. Tổng quát.................................................................................................................................. 3
1.3.2. Các trạng thái giới hạn.............................................................................................................. 5

1.4 . TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MÓNG.......................................................................7
CHƯƠNG 2. MÓNG NÔNG............................................................................................8
CHƯƠNG 2. MÓNG NÔNG............................................................................................8
2.1. KHÁI NIỆM CHUNG..............................................................................................8
2.1.1. Khái niệm................................................................................................................................. 8

HÌNH 2.1. MÓNG NÔNG.................................................................................................8
2.1.2. Phân loại móng nông................................................................................................................ 9

HÌNH 2.2. (A) MÓNG ĐÁ HỘC XÂY; (B) MÓNG GẠCH XÂY...............................9
HÌNH 2.3. MÓNG BÊ TÔNG...........................................................................................9
HÌNH 2.4. MÓNG BÊ TÔNG CỐT THÉP...................................................................10
HÌNH 2.5. (A) MÓNG ĐƠN DƯỚI CỘT, (B) MÓNG BĂNG DỌC, (C) MÓNG

BĂNG GIAO NHAU,.............................................................................................................10
(D) MÓNG BÈ CÓ SƯỜN NGANG DỌC....................................................................10
HÌNH 2.6. MÓNG BĂNG DƯỚI TƯỜNG...................................................................11
HÌNH 2.7. MÓNG BĂNG DƯỚI CỘT.........................................................................11
HÌNH 2.8. MÓNG BÈ......................................................................................................12
.............................................................................................................................................12
HÌNH 2.9. MÓNG CỨNG...............................................................................................12
B) MÓNG MỀM...............................................................................................................12

i


2.2. CẤU TẠO MÓNG NÔNG......................................................................................14
2.3. SỨC KHÁNG ĐỠ (SỨC CHỊU TẢI) CỦA MÓNG NÔNG.................................15
2.3.1. Các dạng phá hoại của đất nền dưới móng nông....................................................................15
2.3.2. Sức kháng đỡ theo Terzaghi.................................................................................................... 16
2.3.3. Sức kháng đỡ theo Meyerhof................................................................................................. 19

2.4. THIẾT KẾ MÓNG NÔNG.....................................................................................21
2.4.1. Sơ đồ thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên.....................................................................21
2.4.2. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ (TTGHCĐ).........................................................21
2.4.3 Kiểm toán theo trạng thái giới hạn sử dụng (TTGHSD)..............................................................38

CHƯƠNG 3 MÓNG CỌC..............................................................................................46
CHƯƠNG 3 MÓNG CỌC..............................................................................................46
3.1 . KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MÓNG CỌC...............................................................46
3.2. PHÂN LOẠI CỌC VÀ MÓNG CỌC....................................................................48
3.2.1 Phân loại cọc............................................................................................................................ 48

HÌNH 3.6. CỌC BTCT ĐƯỜNG KÍNH NHỎ.............................................................49

HÌNH 3.7. CỌC ỐNG......................................................................................................50
HÌNH 3.8. MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ MÓNG CỌC ỐNG THÉP.............................51
HÌNH 3.10. MÓNG GIẾNG CHÌM...............................................................................52
HÌNH 3.11. MÓNG GIẾNG CHÌM HƠI ÉP................................................................52
HÌNH 3.13. CỌC KHOAN NHỒI..................................................................................53
HÌNH 3.14. CỌC BARRETTE.......................................................................................54
3.2.2 Phân loại móng cọc.................................................................................................................. 54

η = 1 nếu không xét đến ma sát của đất xung quanh bệ (thiên về an toàn)...................55
η = 0,75 nếu xét đến cả ma sát của đất xung quanh bệ..................................................55
3.3. CẤU TẠO CỌC BÊ TÔNG CỌC ĐÓNG..............................................................58
3.3.1 Kích thước cọc......................................................................................................................... 58
3.3.2 Cấu tạo cốt thép cọc................................................................................................................ 58

3.4. CẤU TẠO CỌC KHOAN NHỒI...........................................................................63
3.4.1 Cấu tạo cọc khoan nhồi............................................................................................................ 63
3.4.2 Cấu tạo cọc ống........................................................................................................................ 66

3.5. CẤU TẠO BỆ CỌC...............................................................................................68
3.5.1 Cao độ bệ cọc........................................................................................................................... 68
3.5.2 Kích thước bệ cọc..................................................................................................................... 68
3.5.3 Liên kết cọc- bệ cọc.................................................................................................................. 70
3.5.4 Tính toán nội lực đầu cọc trong móng cọc bệ thấp...................................................................72

3.6. DỰ ĐOÁN SỨC KHÁNG ĐỠ DỌC TRỤC CỦA CỌC.......................................72
3.6.1. Sức kháng đỡ theo vật liệu (Qvl)............................................................................................. 72
3.6.2. Sức kháng đỡ theo đất nền.................................................................................................... 73
3.6.3 Hiện tượng ma sát âm.............................................................................................................. 78
3.6.4 Ảnh hưởng của quá trình thi công cọc đến sức chịu tải của cọc................................................79
3.6.5. Ảnh hưởng của chiều sâu ngàm cọc đến sức chịu tải của cọc.................................................81

3.6.6. Hiệu ứng nhóm...................................................................................................................... 82

ii


3.67. Dự đoán sức chịu tải dọc trục của cọc theo 22TCN272-05........................................................84

3.7. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG CỌC................................................................105
3.7.1. Cọc chế tạo sẵn..................................................................................................................... 105
3.7.2. Cọc nhồi................................................................................................................................ 106

CHƯƠNG 4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CỌC.............................109
CHƯƠNG 4. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CỌC.............................109
4.1 . KHÁI NIỆM CHUNG..........................................................................................109
4.1.1. Khái niệm về thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc.................................................................109

4.1.2. Khái niệm chung về sóng âm.............................................................................109
4.2 . THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC.....................................110
4.2.1 Thí nghiệm nén tĩnh cọc......................................................................................................... 110
4.2.2 Phương pháp thử động biến dạng lớn PDA (Pile driving analyser)..........................................116

4.3. THÍ NGHIỆM KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC (ĐỘ NGUYÊN VẸN KẾT
CẤU)..................................................................................................................................128
4.3.1 Thí nghiệm siêu âm cọc.......................................................................................................... 128
4.3.2 Thí nghiệm biến dạng nhỏ kiểm tra chất lượng cọc ( Pile Integrity Test - PIT)..........................139

CHƯƠNG 5. XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU.........................................................................149
CHƯƠNG 5. XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU.........................................................................149
5.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT YẾU..................................................................149
5.1.1. Khái niệm đất yếu................................................................................................................. 150

5.1.2 Các biện pháp xử lý nền đất yếu............................................................................................. 150

5.2 CÁC NHÓM BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU.............................................152
5.2.1 Sơ đồ khối các biện pháp xử lý nền đất yếu............................................................................152
5.2.2. Nguyên lý của các nhóm biện pháp xử lý nền đất yếu............................................................154

5.3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THƯỜNG DÙNG....................157
5.3.1 Các biện pháp tăng nhanh tốc độ cố kết của nền....................................................................157
5.3.2. Các biện pháp tăng trực tiếp sức kháng cắt, sức chịu tải của nền..........................................181

TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................201
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................201

iii


Lời nói đầu
Móng là một trong những bộ phận thiết yếu của các công trình xây dựng gắn liền với
nền đất. Khi thiết kế và xây dựng các công trình chúng ta luôn phải bảo đảm các yêu
cầu cơ bản sau:
- Bảo đảm cường độ và ổn định của từng bộ phận công trình;
- Sự làm việc bình thường của công trình trong quá trình sử dụng;
- Thời gian xây dựng ngắn, giá thành công trình là rẻ nhất.
Trên thực tế khi công trình hư hỏng có thể do nhiều nguyên nhân, một trong những
nguyên nhân là do chúng ta chưa đánh giá hết được các điều kiện làm việc, ứng xử của
Móng và Nền đất. Chính vì lẽ đó việc nghiên cứu Nền và Móng công trình một cách toàn
diện, nhất là mặt cơ học của nó, có một ý nghĩa rất quan trọng đối với các cán bộ kỹ thuật
xây dựng.
Nền và Móng là môn học sử dụng tổng hợp các kiến thức của các môn học khác
như: Cơ học đất; Sức bền vật liệu; Cơ học kết cấu; Vật liệu xây dựng, Thuỷ văn ... để

nghiên cứu tính toán thiết kế Nền và Móng.
Khi tính toán thiết kế và cả khi xây dựng đòi hỏi chúng ta đều phải nghiên cứu, khảo
sát, thực nghiệm khá chặt chẽ. Những năm gần đây, nhiều phương pháp tính toán cùng các
công nghệ thi công móng tiên tiến được áp dụng vào thực tiễn các công trình xây dựng ở
Việt Nam. Quá trình biên soạn chúng tôi đã căn cứ vào mục tiêu, yêu cầu đào tạo, cố gắng
cập nhật các công nghệ thi công mới, cập nhập các Tiêu chuẩn thiết kế hiện hành, cùng
những tài liệu và kinh nghiệm giảng dạy trong những năm trước đây của Nhà trường.
Toàn bộ cuốn giáo trình "Nền và Móng" gồm 5 chương với những nội dung cơ bản về
cấu tạo, tính toán thiết kế móng; một số phương pháp thí nghiệm cọc và tăng cường nền.
Cuốn Giáo trình này được dùng làm tài liệu giảng dạy cho sinh viên hệ cao đẳng,
ngành công nghệ kỹ thuật xây dựng Cầu đường của Trường.
Mặc dù các tác giả đã rất cố gắng khi biên soạn cuốn giáo trình này nhưng do trình độ
còn hạn chế nên chắc chắn nội dung giáo trình không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Chúng tôi rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các cán bộ giảng dạy, các bạn
sinh viên và các độc giả để cuốn giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn.
Nhóm tác giả

iv


Chương 1. MỞ ĐẦU
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG
Khi chịu tải trọng tác dụng đất có thể xảy ra những hiện tượng gì ảnh hưởng đến kết cấu bên
trên. Vấn đề này đã được nghiên cứu tương đối kỹ trong môn Cơ học đất. Môn học Nền và Móng
sử dụng các kiến thức của cơ học đất được cụ thể hóa cho phù hợp với điều kiện thực tế đồng
thời sử dụng các phương pháp nghiên cứu riêng để tính toán và thiết kế các loại móng khác nhau.
Một công trình thường được chia thành hai phần (Hình .1):
- Kết cấu phần trên: Bộ phận công trình kể từ mặt móng lên trên.
- Kết cấu phần dưới: Bộ phận công trình kể từ mặt móng xuống dưới.
Kết cấu phần dưới gồm 2 bộ phận:

- Móng là một bộ phận liên kết với kết cấu bên trên của công trình có nhiệm vụ truyền toàn
bộ tải trọng công trình và phân bố tải trọng xuống nền đất;
- Nền là vùng đất chịu ảnh hưởng trực tiếp của tải trọng móng truyền xuống, được giới hạn
bằng đường cong dạng như bóng đèn tròn, ngoài phạm vi này ứng suất gây ra do móng truyền tới
không đáng kể, biến dạng gây nên trong nền đất là nhỏ có thể bỏ qua.

Hình 1.1. Cấu tạo Nền và Móng

Phạm vi của nền phụ thuộc vào loại đất, đặc điểm móng và tải trọng tác dụng lên móng.
Nền, Móng là những bộ phận quan trọng vì:
- Đất là vật thể rời có tính chất đặc biệt, rất phức tạp, số liệu thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý khó
đạt độ tin cậy cao, đồng thời lý thuyết về nền móng còn chưa đánh giá hết những ứng xử của đất
nền và móng trên thực tiễn;
- 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 giá thành cao;
- Phần lớn công trình hư hỏng hoặc lãng phí do những sai sót, hoặc đánh giá chưa đúng ở phần
nền móng.

1


Hình 1.2. Móng cọc bê tông cốt thép

- Móng có nhiều loại, việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào các yếu tố chính sau:
+ Điều kiện địa chất;
+ Kết cấu công trình bên trên;
+ Yêu cầu độ tin cậy (tầm quan trọng và quy mô của công trình);
+ Điều kiện thi công (công nghệ, môi trường thi công…).
1.2. PHÂN LOẠI MÓNG

Căn cứ vào chiều sâu chôn móng, móng được chia thành các loại móng sau:
1.2.1. Móng nông

h

Df

§Ø
nh mãng
§ ¸y mãng

B
Hình 1.3. Móng nông

 Phạm vi áp dụng: Nếu tầng đất chịu lực (tầng đất cơ bản) tốt ở cách mặt đất ở độ sâu D f
= 3÷5m thì ta có thể đào đất đến độ sâu đó và xây móng trực tiếp lên tầng đất này.
 Đặc điểm của móng nông:

2


- Chiều sâu chôn móng Df =3÷5m.Thi công móng ở những hố móng đào trần.
- Truyền lực vào đất nền chủ yếu ở mặt phẳng đáy móng, bỏ qua ảnh hưởng của ma sát ở
xung quanh móng.
1.2.2. Móng sâu

Hình 1.4. Móng cọc

 Phạm vi áp dụng: Thường dùng trong trường hợp tải trọng tương đối lớn mà lớp đất tốt
lại nằm ở dưới sâu.

 Đặc điểm của móng sâu
- Chiều sâu chôn móng Df > 5m.
- Thi công móng không phải dùng phương pháp hố móng đào trần mà dùng nhiều phương
pháp khác nhau.
- Truyền lực vào đất ở mặt phẳng đáy móng và cả xung quanh móng.
1.3. NGUYÊN LÝ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ MÓNG THEO 22TCN 272-05
1.3.1. Tổng quát
Móng công trình phải được thiết kế theo các trạng thái giới hạn quy định để đảm bảo các yêu
cầu về thi công và sử dụng.
Phương trình (1.3.2.1-1_22TCN 272-05) luôn luôn được thỏa mãn với mọi ứng lực và tổ hợp
theo quy định chi tiết theo mục 1.3.5. Đối với các trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới
hạn đặc biệt, hệ số sức kháng được lấy bằng 1,0. Mọi trạng thái giới hạn được coi trọng như
nhau.
∑ηiγ iQi ≤ ΦRn= Rr

(1.1)

ηi= ηDηRηl > 0,95

(1.2)

với :
Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại của γ i:

3


ηi= (1/ηDηRηl ) ≤ 1.0

(1.3)

trong đó :
γ i : hệ số tải trọng; hệ số nhân dựa trên thống kê dùng cho ứng lực;
Φ : hệ số sức kháng; hệ số nhân dựa trên thống kê dùng cho sức kháng danh định (ghi ở
các Phần 5, 6, 10, 11 và 12 trong 22TCN 272-05);
ηi : hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư và tầm quan trọng
trong khai thác;
ηD : hệ số liên quan đến tính dẻo (Điều 1.3.3);
ηR : hệ số liên quan đến tính dư (Điều 1.3.4);
ηl : hệ số liên quan đến tầm quan trọng trong khai thác (Điều 1.3.5);
Qi : ứng lực (tải trọng tác dụng lên kết cấu);
Rn : sức kháng danh định;
Rr : sức kháng tính toán = ΦRn.
1.1.1. Tải trọng tác dụng
Các tải trọng và lực thường xuyên (Bảng .1) và nhất thời (Bảng .2) được xem xét đến như sau:
Bảng 1.1. Tải trọng thường xuyên
Ký
hiệu
DD

Tên tải trọng
tải trọng kéo xuống (xét hiện tượng ma sát âm)

DC

tải trọng bản thân của các bộ phận kết cấu & thiết bị phụ phi kết cấu

DW

tải trọng bản thân của lớp phủ mặt và các tiện ích công cộng

EH

tải trọng áp lực đất nằm ngang

EL

các hiệu ứng bị hãm tích luỹ do phương pháp thi công

ES

tải trọng đất chất thêm

EV

áp lực thẳng đứng do bản thân đất đắp.
Bảng 1.2. Tải trọng nhất thời

Ký
hiệu
BR

Tên tải trọng
lực hãm xe

CE

lực ly tâm

CR

từ biến

CT

lực va xe

CV

lực va tầu

EQ

động đất

FR

ma sát

IM

lực xung kích (lực động ) của xe

4


LL

hoạt tải xe

LS

hoạt tải chất them

PL

tải trọng người đi

SE

Lún

SH

co ngót

TG

gradien nhiệt

TU

nhiệt độ đều

WA

tải trọng nước và áp lực dòng chảy

WL

gió trên hoạt tải

WS

tải trọng gió trên kết cấu

Chi tiết cách tính các loại tải trọng trên có thể xem Phần 3 – Tải trọng và hệ số tải trọng của
Tiêu chuẩn 22TCN 272-05.
1.1.2. Hệ số tải trọng và tổ hợp tải trọng
Tổng ứng lực tính toán phải được lấy như sau:
Q = ∑ η i γ i Qi

(1.4)

trong đó:
ηi

: hệ số điều chỉnh tải trọng bảng 10, 11, 12 (Điều 1.3.2 _ 22TCN271-05) ;

Qi

: ứng lực ;

γi

: hệ số tải trọng lấy theo Bảng 3.4.1-1 và 3.4.1-2 (phần 3_ 22TCN271-05).
•

Sức kháng và hệ số sức kháng Φ:

Sức kháng tính toán sẽ bằng sức kháng danh định nhân với hệ số sức kháng.
Rr = ΦRn

(1.5)

Khi đánh giá ổn định tổng thể của mái đất có móng hoặc không có móng đều cần khảo sát ở
trạng thái giới hạn sử dụng dựa trên tổ hợp tải trọng sử dụng và một hệ số sức kháng phù hợp.
Phải lấy các hệ số sức kháng đối với các loại kết cấu nền móng khác nhau theo trạng thái giới
hạn cường độ được quy định trong Bảng 10.5.5-1 đến bảng 10.5.5-3 trong 22TCN 272-05 trừ khi
có sẵn các giá trị riêng của khu vực.
Theo trạng thái giới hạn sử dụng lấy các hệ số sức kháng bằng 1.0.
1.3.2. Các trạng thái giới hạn
1.1.1.1. Trạng thái giới hạn sử dụng
Thiết kế móng theo trạng thái giới hạn sử dụng phải bao gồm:
- Lún;
- Chuyển vị ngang;
- Sức chịu tải ước tính dùng áp lực chịu tải giả định;
- Xem xét lún phải dựa trên độ tin cậy và kinh tế.

5


Trạng thái giới hạn sử dụng phải xét đến như một biện pháp nhằm hạn chế, kiểm soát đối
biến dạng và vết nứt dưới điều kiện sử dụng bình thường.
Tổ hợp tải trọng sử dụng liên quan đến khai thác bình thường của cầu với gió có vận tốc
25m/s với tất cả tải trọng lấy theo giá trị danh định. Tổ hợp trọng tải này cũng cần được dùng để
khảo sát ổn định mái dốc.
1.1.1.1. Trạng thái giới hạn cường độ
Thiết kế móng theo trạng thái giới hạn cường độ phải được xét đến:
- Sức kháng đỡ, loại trừ áp lực chịu tải giả định;

- Mất tiếp xúc quá nhiều;
- Trượt tại đáy móng;
- Mất đỡ ngang;
- Mất ổn định chung và;
- Khả năng chịu lực kết cấu.
Móng phải được thiết kế về mặt kích thước sao cho sức kháng tính toán không nhỏ hơn tác
động của tải trọng tính toán xác định trong phần 3_22TCN272-05.
Trạng thái giới hạn cường độ I: Tổ hợp tải trọng cơ bản liên quan đến việc sử dụng cho xe
tiêu chuẩn của cầu không xét đến gió.
Trạng thái giới hạn cường độ II: Tổ hợp tải trọng liên quan đến cầu chịu gió với vận tốc
vượt quá 25m/s.
Trạng thái giới hạn cường độ III: Tổ hợp tải trọng liên quan đến việc sử dụng xe tiêu chuẩn
của cầu với gió có vận tốc 25m/s.
1.1.1.2. Trạng thái giới hạn đặc biệt
Trạng thái giới hạn đặc biệt phải được xét đến để đảm bảo sự tồn tại của cầu khi động đất, lũ
lớn hoặc khi bị tầu thuỷ, xe cộ va, có thể cả trong điều kiện bị xói lở.
Trạng thái giới hạn đặc biệt: Tổ hợp tải trọng liên quan đến động đất, lực va của tầu thuyền
và xe cộ, và đến một số hiện tượng thuỷ lực với hoạt tải đã chiết giảm khác có khi là một phần
của tải trọng xe va xô, CT.

6


1.4. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MÓNG
G
i
a
i
đ
o

ạ
n
Giai đoạn khảo sát

Tính toán tải trọng,
các tổ hợp tải trọng

c
h
u
ẩ
n

Khảo sát địa chất,
thủy văn, mỏ vật liệu.

b
ị

c
ứ
u
h
ồ
s
ơ

Đề xuất sơ bộ các
phương án móng
khả thi

d
ự
á
n

Tính toán sức kháng
của nền

T
h
u

N
g
h
i
ê
n

Tính toán độ lún của
đất nền

t
h
ậ
p
Khảo sát, dự báo hiện
trạng khu vực xây
dựng

t
h
ô
n
g
t
i
n
l
i
ê
n
q
u
a
n
t
ớ
i

Kiểm tra

theo
TTGH
So sánh chọn
phương án kỹ
thuật

Triển khai bảnd

vẽ thiết kế chiự
tiết
á
n

7

(
p
h
ụ
c


ụ

Chương 2. MÓNG NÔNG
2.1. KHÁI NIỆM CHUNG

t
h
i
ế
t
k
ế

2.1.1. Khái niệm

m

ó
n
g
)

Hình 2.1. Móng nông

Móng nông là móng có được sức chịu tải bằng cách truyền tải trọng trực tiếp tới lớp đất hay
đá tại chiều sâu nông (Hình .1).
Chiều sâu chôn móng Df (chiều sâu nông) thông thường từ 3 ÷ 5m. Chiều sâu chôn móng D f
được tính từ cao độ mặt đất thiên nhiên hoặc đường tự nhiên sâu xói ( xói chung và xói cục bộ)
đến cao độ đặt đáy móng.
Trong lý thuyết tính toán sức kháng (sức chịu tải) của đất nền, theo Terzaghi thì khi D f/B ≤1,0
được coi là móng nông.
 Ưu điểm của móng nông
- Hình dạng, cấu tạo đơn giản, với móng trụ mố cầu thường chọn hình chữ nhật.
- Biện pháp thi công đơn giản, có thể dùng biện pháp thi công thủ công hoặc cơ giới tùy
thuộc vào địa hình và chi phí xây dựng.
 Nhược điểm của móng nông
- Móng có chiều sâu chôn móng nhỏ, do vậy độ ổn định của móng nông về lật, trượt là kém
khi chịu mômen và lực ngang tác dụng.
- 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 được tải trọng công trình nhỏ.
- Trong trường hợp mực nước mặt nằm sâu thì phương án thi công tương đối phức tạp do
phải tăng chiều dài cọc ván và các công trình phụ trợ khi thi công.

8


2.1.2. Phân loại móng nông

2.1.2.1.Phân loại theo vật liệu
a) Móng đá xây
Móng đá xây phải được thi công từ dưới 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 (Hình .2). Móng đá xây ít được sử
dụng trong công trình cầu đường có yêu cầu về thời gian ngắn và chất lượng công trình cao.

(a)

(b)

Hình 2.2. (a) Móng đá hộc xây; (b) Móng gạch xây.

b) Móng bêtông
Khả năng tạo hình tốt, thời gian thi công nhanh. Khả năng chịu nén tốt nhưng khả năng chịu
kéo rất kém (Hình .3).

Hình 2.3. Móng bê tông

c) Móng bêtông cốt thép:
Có các ưu điểm của móng bê tông, đồng thời có khả năng chịu kéo tốt. Hiện tại loại móng
này được áp dụng phổ biến và rộng rãi nhất do tính thích ứng trong thi công và khả năng chịu tải
tốt (Hình .4).

9


Hình 2.4. Móng bê tông cốt thép

2.1.2.2.Phân loại theo kích thước móng
a) Móng đơn: Móng đơn là loại móng có cả ba kích thước (chiều dài, chiều rộng, chiều cao)

không chênh lệch nhau nhiều (Hình .5).

Hình 2.5. (a) Móng đơn dưới cột, (b) Móng băng dọc, (c) Móng băng giao nhau,
(d) Móng bè có sườn ngang dọc.

b) Móng băng: Móng băng là móng có chiều dài lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng và
chiều dày (Hình .6; .7).

10


Hình 2.6. Móng băng dưới tường

Hình 2.7. Móng băng dưới cột

Móng bè:
Móng bè là loại móng có chiều dài và chiều rộng đều lớn hơn rất nhiều so với chiều dày
(Hình .8).

11


Hình 2.8. Móng bè.

2.1.2.3.Theo độ cứng của móng
a) Móng cứng

No

Móng có độ cứng lớn, dưới tác

dụng của tải trọng công trình móng
biến dạng nhỏ có thể bỏ qua, sự phân
bố ứng suất dưới đáy móng có thể coi
là tuyến tính (Hình .9).

Mo

Pmin

Pmax

Các loại móng cứng:
+ Móng băng dưới tường, vách;
B

+ Móng băng dưới cột, móng bè
nhưng có độ cứng rất lớn (có chiều
cao móng lớn và hệ sườn dày);
+ Móng đơn dưới cột.

A

L

b) Móng mềm

Hình 2.9. Móng cứng

Móng có độ cứng hữu hạn, dưới
tác dụng của tải trọng công trình móng biến dạng đáng kể, sự phân bố ứng suất dưới đáy móng là

phi tuyến (Hình .10).

12


Noi
qoi
h

Moi

b

M

z

Po

L

Hình 2.10. Móng mềm

Móng được coi là mềm khi: Độ cứng của móng với đất nền thỏa mãn điều kiện.

t=

E 0.L .B2
E b.h3

>1

trong đó:
Eb: mô đun đàn hồi của bê tông;
E0: mô đun biến dạng của đất;
L: chiều dài móng;
B: chiều rộng móng;
H: chiều cao móng.
Các loại móng mềm:
+ Móng băng dưới hàng cột (băng dọc hoặc giao nhau);
+ Móng bản dưới hàng cột, âu tàu thuyền, đáy bệ.
2.1.2.4. Theo vị trí tác dụng của tải trọng
Móng có tải trọng tác dụng đúng tâm (Hình .11a): điểm đặt của tải trọng nằm trọng tâm của
móng.
Móng có tải trọng tác dụng lệch tâm (Hình .11b): điểm đặt của tải trọng nằm lệch khỏi trọng
tâm móng, điểm đặt tải trọng càng xa trọng tâm thì lệch tâm càng lớn.

Hình 2.11. (a) Tải trọng tác dụng đúng tâm; (b)Tải trọng tác dụng lêch tâm

13


Móng có tải trọng ngang lớn thường xuyên: ví dụ khi mố cầu có chiều cao lớn thì áp lực đất
phía sau móng sinh ra lực ngang lớn tác dụng lên móng.
Lưu ý: Khi tải trọng tác dụng lệch tâm phải thiết kế lại hình dạng của móng để tải trọng tác dụng
không nằm ngoài lõi móng.
2.2.

CẤU TẠO MÓNG NÔNG
 Cao độ đặt móng

EL0

h

Df

EL1

EL2

B
Hình 2.12.Cao độ đặt móng

EL0

: Cao độ mặt đất thiên nhiên hoặc cao độ đường tự nhiên sau xói;

EL1

: Cao độ đỉnh móng;

EL2

: Cao độ đáy móng.

Cao độ đặt móng phụ thuộc vào địa chất nền bên dưới, khả năng xói lở của lòng sông, yêu
cầu mỹ quan đối với công trình và khu vực xây dựng. Tuy nhiên ta có thể căn cứ vào việc thỏa
mãn chủ yếu các yêu cầu sau đây:
- Đáy móng phải được đặt vào tầng đất tốt, có khả năng chịu tải, ít lún, tầng đất có địa tầng

ổn định không trượt lở. Thông thường có thể đặt móng vào sâu tầng đất tốt từ 0,5÷1,0m. Đặc biệt
khi móng đặt trên nền đá, phải đào bỏ lớp đá phong hóa bên trên và đặt móng vào tầng đá gốc.
- Cao độ đỉnh móng nên nằm dưới mặt đất thiên nhiên, hoặc chiều sâu sau xói (EL 0 - EL1) ≥
0,5m nhằm đảm bảo tính mỹ quan, tăng diện tích mặt bằng sử dụng phía trên đài móng, đảm bảo
đài móng không cản trở dòng chảy gây xói lở cục bộ tại vị trí móng.
 Kích thước móng
Khi móng có diện tích đáy móng (diện tích có hiệu B’xL’) lớn, sức kháng của đất nền tăng
lên, độ lún nhỏ đi. Vì vậy việc lựa chọn kích thước móng phù hợp sao sức kháng của đất nền phù
hợp với tải trọng công trình, đồng thời lún do nó gây ra phải nằm trong giới hạn cho phép của
công trình. Việc lựa chọn kích thước móng phải căn cứ vào rất nhiều thông số, có thể phải lặp đi
lặp lại nhiều lần để có phương án phù hợp.
Kích thước của móng (BxL) phụ thuộc vào các yếu tố sau:

14


- Hình dạng, kích thước kết cấu phần trên;
- Sức kháng đỡ của đất nền, độ lún cho phép của công trình;
- Độ lớn, độ lệch tâm của tải trọng công trình truyền xuống;
- Vật liệu xây dựng móng;
- Hiện trạng khu vực xây dựng.
1/2 MC "ii-ii"

1500

1500
100

100

32@150=4800

100

275

38@150=4800

7@200=1400

1730

90

V

2000

100

A5-14CIII

275

100

1/2 MC "iv-iv"
II

I

1500

7@200

26@150=3900

275

100

180

100

8000

IV

325

VI
325

2000

2500
150

325

VI

1850

25@150=3750

7@200=1400

V

650

2000

1500
100

1/2 MC "Iii-Iii"

III

III

I

1/2 MC "V-V"
100

25@150=3750

1/2 MC "VI-VI"
150

2000

1/2 MC "I-I"
IV

26@150=3900

5000
II

mÆt b»ng bè t r Ýt han h D32
100
100
32@150=4800

7@1000=5250

375

3750

375

5000

4@1000=3000

375

100
32@150=4800

375

100

100

6000

Thanh D32 cÊy trong ®¸
L=2.5 m

8000

Hình 2.13. Ví dụ về bố trí cốt thép cho bệ móng trụ cầu trên nền đá

Chiều cao của bệ móng (h):
- Chiều cao bệ móng được quy định phụ thuộc vào độ lớn của tải trọng và phải đảm bảo
móng chịu được mômen uốn, chống đâm thủng do cột cũng như đủ chiều sâu chôn để
móng ổn định.
- Chiều cao bệ móng bê tông cốt thường có giá trị:
1.0 – 1.5m với móng công trình chịu tải trọng nhỏ;
1.5 – 2.0m với móng công trình chịu tải trọng trung bình;
2.0 – 3.0m với móng công trình chịu tải trọng lớn.
2.3. SỨC KHÁNG ĐỠ (SỨC CHỊU TẢI) CỦA MÓNG NÔNG

2.3.1. Các dạng phá hoại của đất nền dưới móng nông
Các dạng phá hoại của móng nông: Khi Terzaghi phát triển công thức xác định sức chịu tải,
tác giả chỉ tính cho trường hợp phá hoại tổng quát. Vesic (1973) tiến hành thí nghiệm cho móng
tròn trên đất cát thấy rằng dạng phá hoại phụ thuộc vào độ chặt tương đối I d (Dr)và tỷ số Df/B*
(Hình .14). Trong đó:
- B* = B: Khi đáy móng có dạng hình tròn hoặc vuông;

15


- B* =

B.L
: Khi đáy móng có dạng hình chữ nhật.
2. ( B + L )

Hình 2.14. Các dạng phá
hoại phụ thuộc vào độ chặt
của nền đất và độ sâu chôn
móng
Các dạng phá hoại của đất nền dưới móng nông (Hình .15) như sau:
- Dạng phá hoại tổng quát thường chỉ xảy ra với cát ở trạng thái chặt (Id>0,67);
- Khi đất rời ở trạng thái chặt vừa (0,3 < Id< 0,67) thường xảy ra dạng phá cục bộ;
- Khi đất rời ở trạng thái rời rạc (Id < 0,3) thường xảy ra dạng phá xuyên xuống.

Phá hoại tổng quát

Phá hoại cục bộ

Phá hoại xuyên xuống

Hình 2.15. Các cơ chế phá hoại của móng nông

Không có lời giải cho dạng phá hoại xuyên thủng hay cục bộ tuy nhiên với hai dạng này
thường được kiểm toán theo hai cách:
- Kiểm toán như thông thường và khống chế độ lún của nền, khi khống chế lún xem như
không cho phá hoại cục bộ hay xuyên xuống xảy ra;
- Chiết giảm các chỉ số sức kháng cắt của đất khi tính toán sức kháng đỡ q ult của nền, thường
lấy c’=0,67.c; φ’=arctg(0.67tgφ).

2.3.2. Sức kháng đỡ theo Terzaghi
Nhiều phương pháp cân bằng giới hạn được sử dụng để xác định sức chịu tải của móng nông,
nhưng kết quả của Terzaghi (1943) là được áp dụng rộng rãi hơn cả. Phương pháp này sử dụng
các giả thiết sau đây:

16


•

Độ sâu chôn móng nhỏ hơn bề rộng của móng (Df ≤ B);

•

Đáy móng đủ nhám để không có sự trượt giữa móng và đất;

•

Đất dưới móng là đồng nhất, xem là bán không gian vô hạn;

•

Sức kháng của đất được xác định theo độ bền của Coulomb.
s = c'+σ ' tan ϕ '

•

Quá trình trượt dưới đáy móng theo dạng trượt chung (Hình .16).

•

Móng là rất cứng so với đất.

•

Đất nằm phía trên đáy móng xem như không có cường độ và chỉ xem như tải trọng hông.

•

Tải trọng tác dụng là tải trọng nén và thẳng góc tại trọng tâm đáy móng.

Terzaghi xem xét 3 vùng trong đất nền (Hình .16), vùng nêm ngay dưới đáy móng di chuyển
cùng với móng như một cố thể. Vùng trượt quạt có dạng hàm loga, và cuối cùng là vùng trượt ở
trạng thái bị động phía ngoài cùng.
Do không xét đến cường độ của đất từ đáy móng trở lên mà chỉ thay thế nó bằng tải trọng
hông, sức chịu tải theo Terzaghi là thiên về an toàn, hơn nữa nó chỉ giới hạn cho móng nông (D f
≤ B).

Hình 2.16. Dạng phá hoại tổng quát theo Terzaghi

Từ cơ sở trên Terzaghi đưa ra sức chịu tải cho các loại móng nông như sau:
Móng băng
qgiới hạn = c’Nc + qNq + 0,5γ ’BNγ

(2.1)

Móng vuông
qgiới hạn = 1,3c’Nc + qNq + 0,4γ ’BNγ
Móng tròn

17

(2.2)


qgiới hạn = 1,3c’Nc + qNq + 0,3γ ’BNγ

(2.3)

trong đó:
qgiới hạn : sức chịu tải giới hạn
c’: lực dính đơn vị có hiệu cho đất dưới đáy móng (khi phân tích theo ứng suất tổng dùng c);
ϕ’: góc nội ma sát có hiệu cho đất nền dưới đáy móng (khi phân tích theo ứng suất tổng dùng
ϕ);
q= σ’: ứng suất hữu hiệu thẳng đứng tại độ sâu đáy móng;
Nc, Nq, Nγ : Các hệ số tải trọng.
Công thức trên được thể hiện dưới dạng ứng suất có hiệu, tuy nhiên nó có thể được xác định
dưới dạng ứng suất tổng khi đó thay c’ bằng c, ϕ bằng ϕ’ và σ’ bằng σ. Nếu phân tích ở điều kiện
không thoát nước có thể xem c = cu và ϕ = 0, khi đó Nc=5,7, Nq=1,0 và Nγ =0.
Các hệ số sức chịu tải của Terzaghi tính theo các công thức sau (khi ϕ≠0).

2

−ϕ ' )
tan ( ϕ ' ) 
 π ( 0, 75
360
e



Nq =
2
2 cos ( 45 + ϕ ' / 2)

Nc =
Nγ =

Nq −1

(2.4)

(2.5)

tan ( ϕ ')

2( N q + 1) tan ϕ '
1 + 0,4 tan ( 4ϕ ')

(2.6)

Các giá trị hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc nội ma sát trong được thể hiện như trong Hình .
17.

18


Hình 2.17. Hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc nội ma sát

2.3.3. Sức kháng đỡ theo Meyerhof
Meyerhof (1963) đã phát triển bài toán xác định sức chịu tải của Terzaghi cho các móng có
hình dạng và điều kiện chịu tải khác nhau. Meyerhof chỉ ra rằng hệ số sức kháng N c và Nq không
thay đổi nhiều, tuy nhiên hệ số Nγ thay đổi nhiều như sau:
qult= c’Ncscdcic + qNqsqdqiq + 0,5γ ’BNγ sγ dγ iγ

(2.7)

trong đó:

N q = eπ tan ϕ ' tan 2 ( 45 + ϕ '/ 2 )
Nc =

Nq −1
tan ϕ '

Nγ = ( N q − 1) tan ( 1, 4ϕ ')

Các hệ số về hình dạng, độ sâu và độ nghiêng của tải trọng theo Meyerhof được trình bày như
trong Bảng .1
Bảng 2.1. Các hệ số về hình dạng, độ sâu và độ nghiêng theo tải trọng
Hệ số

Hệ số về hình dạng

Giá trị

Áp dụng cho

sc = 1 + 0, 2 K p

19

B
L

Cho bất kỳ ϕ’


B
L

sq = sγ = 1 + 0,1K p
sq = sγ

Cho ϕ’= 0

d c = 1 + 0, 2 K p
Hệ số về độ sâu móng

Cho ϕ’> 10

D

B

d q = dγ = 1 + 0,1 K p

Cho bất kỳ ϕ’

D
B

d q = dγ

Cho ϕ’> 10
Cho ϕ’= 0

2

Hệ số về độ nghiêng

 θ 
ic = iq =  1 − ÷
 ϕ'

Cho bất kỳ ϕ’

2

Tải trọng

 θ 
iγ =  1 − ÷

 ϕ'
iγ = 0

Cho ϕ’> 10

với θ > 0 và ϕ’ = 0

Trong đó θ là góc của tải trọng tác dụng và phương thẳng đứng. K p là hệ số áp lực đất bị động
(Kp = tan2 (45+ϕ’/2))

20


2.4. THIẾT KẾ MÓNG NÔNG
2.4.1. Sơ đồ thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên
Chuẩn bị tài liệu

Đề xuất phương
án móng nông

Vật liệu
Độ sâu chôn
móng Df
f

Hồ sơ thiết
kế công
trình

Số liệu

khảo sát
nền

Các tiêu
chuẩn thiết
kế

Nền: Thiên
nhiên, xử lý
nhân tạo

Móng:móng
cứng; móng
mềm

Móng đơn,
băng, bè

Cốt thép;
cường độ
cốt thép

Bê tông
móng, bê
tông lót

Lớp bê
tông bảo vệ

BxL

BxLxh

BxLxh

Móng băng

Móng đơn

Móng bè

Khả năng
chịu tải của
nền

Độ lún của
nền

Ổn định
(lật, trượt)

Khả năng
chịu uốn

Khả năng
chịu cắt

Chọn kích thước
móng

Kiểm tra kích thước
đáy móng

Kiểm tra chiều cao
h
Triển khai bản vẽ

Khả năng
chống đâm
thủng

2.4.2. Kiểm toán theo trạng thái giới hạn cường độ (TTGHCĐ)
2.4.2.1 Kiểm toán sức kháng của nền đất dưới đáy móng

Áp dụng công thức:
21