Một số vấn đề về thiết kế móng nông
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.01 MB, 53 trang )
Chơng 1: móng nông
chơng 1
một số vấn đề về thiết kế móng nông
Bi 1
Khái quát chung về móng nông
I. giới thiệu chung về móng nông
Các ký hiệu về thuật ngữ:
MNCN
mực nớc cao nhất
MNTN
mực nớc thấp nhất
MNTT
mực nớc thông thuyền
MNTC
mực nớc thi công
htt
cao độ thông thuyền
2000
1000
2000
1000
+1.50
0.00(CĐMĐ)
(MNTN)
Sét pha
200
3000
200
300
(MĐSX)
1600
-2.00
1600
2000
2000
1750
250
(CĐĐB)
200 1000 200
7000
300
-4.00
+1.50(CĐĐB)
Sét pha
-6.00
Hình 12 -Ton cảnh trụ cầu dạng móng nông
1. Khái niệm
Móng nông l loại móng có độ sâu chôn móng (h) nhỏ hơn 5 ~6 m.
Độ chôn sâu h có thể đợc tính từ mặt đất hoặc từ MNTN đến đáy móng
2. Đặc điểm của móng nông
Ton bộ tải trọng bên trên l do bệ móng truyền trực tiếp xuống nền.
1
Chơng 1: móng nông
Bỏ quả sự lm việc của đất hai bên bệ móng.
3. u điểm của móng nông
-
Hình dạng kết cấu l đơn giản, với móng trụ mố cầu thờng chọn hình chữ
nhật hoặc hình vuông.
-
Biện pháp thi công tơng đối dễ dng.
-
Thông thờng thì móng nông có chi phí rẻ.
4. Nhợc điểm của móng nông
-
Do móng có chiều sâu chôn móng nhỏ, nên độ ổn định của móng nông về lật ,
trợt l kém (chịu mômen v 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 l không cao v 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 di cọc ván v các công trình phụ trợ khi thi công.
II. Phân loại móng nông
1. Theo vật liệu lm móng
Móng đá xây: giống nh móng gạch xây, móng đá xây phải đợc thi công từ dới
lên trên v khả năng tạo hình của đá xây l kém nên cũng lm kéo di 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 v chất lợng công trình cao.
Móng bêtông: 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 ny đợc áp dụng phổ biến v rộng rãi nhất do tính
thích ứng trong thi công v khả năng chịu tải tốt.
2. Theo kích thớc móng
Móng đơn: móng đơn l loại móng có cả ba kích thớc (chiều di, chiều rộng, chiều
cao) đều nhỏ.
Móng băng: móng băng l móng có chiều di lớn hơn rất nhiều so với chiều rộng v
chiều dy.
2
Chơng 1: móng nông
Móng bè (móng bản ): móng bè l loại móng có chiều di v chiều rộng đều lớn hơn
rất nhiều so với chiều dy.
3. Theo độ cứng của móng
Móng cứng: móng có biến dạng của móng rất nhỏ so với biến dạng của nền.
Móng mềm: móng có biến dạng của móng tơng đơng với biến dạng của nền.
Móng nửa cứng: móng có độ cứng trung gian giữa móng mềm v móng cứng.
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 cng xa trọng tâm thì lệch tâm cng 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. Dựa vo phơng pháp thi công
a) Phơng pháp thi công tại chỗ
Ưu điểm: Tận dụng đợc nhân công. Tạo ra khối bê tông móng có tinh liên tục v dễ
dng khắc phục những sai số trong thi công. Không đỏi hỏi kỹ thuật thi công quá
cao v chính xác.
Nhợc điểm: 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 nh xởng. Cần nhiều thiết bị v máy móc
phụ trợ trong khi thi công. Chi phí quản lý tăng.
(a) Phơng pháp thi công lắp ghép
Ưu điểm: Thời gian thi công nhanh v 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 nh xởng. Giảm đợc số lợng thiết bị v vật liệu phục
vụ cho thi công. Giảm đợc chi phí về quản lý.
Nhợc điểm: Vấn đề chất lợng mối nối thi công, các mặt cắt nối l nơi xung yếu.
Yêu cầu khi đúc sẵn phải đảm bảo chính xác thì mới lắp ráp đợc. Khối bê tông
móng l kém đồng nhất.
3
Chơng 1: móng nông
Bi 2
Cấu tạo móng nông
Những vấn đề về kết cấu, thuỷ lực v địa kỹ thuật của thiết kế móng phải đợc phối
hợp v 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 v 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):
9
Lũ thiết kế xói: Vật liệu đáy sông trong lăng thể xói ở phía trên đờng xói
chung đợc giả định l 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 l lũ 100 năm hoặc lũ trn với chu kỳ tái xuất hiện nhỏ hơn. Các trạng
thái giới hạn cờng độ v trạng thái giới sử dụng phải áp dụng cho điều
kiện ny.
9
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 trn với chu kỳ tái xuất hiện
nhỏ hơn. Dự trữ vợt quá yêu cầu về ổn định trong điều kiện ny l không
cần thiết. Phải áp dụng trạng thái giới hạn đặc biệt cho điều kiện ny.
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 :
9
Đối với bùn v đất dính :
0.2
9
Đối với các loại đất khoogn dính khác:
0.3
Nơi m nớc thấm dới móng, cần phải xem xét tác động của lực nâng v lực thấm.
I. Cao độ của móng
CDMT
'
'
CDMD
4
Chơng 1: móng nông
Hình 1.2 - Cấu tạo móng nông
1. Cao độ mặt trên
Cao độ mặt trên đợc lựa chọn trên cơ sở các yếu tố sau đây:
-
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 v dẫn đến xói cục bộ. Ngay cả độ sâu thấp hơn cũng cần
đợc xét cho bệ móng đặt trên cọc m ở đó các cọc có thể bị phá hoại do xói v gỉ vì
phô ra trớc dòng chảy.
2. Cao độ mặt dới
Cao độ mặt dới đợc lựa chọn phụ thuộc vo điều kiện địa chất. Móng phải đợc
đặt vo lớp đất tốt, có cờng độ cao, tính biến dạng nhỏ v ổn định về lún. Tránh đặt
móng vo 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 v thi công để đảm bảo tính ton vẹn của khối đá chịu lực.
Độ sâu của móng phải đợc xác định phù hợp với tính chất vật liệu móng v 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.
Theo 22 TCN 18-79, gọi h l chiều sâu chôn móng tối thiểu, tính từ mặt đất sau khi
xói lở lớn nhất đến đáy bệ, h đợc ớc tính theo công thức:
h h + k
(23)
Trong đó:
h
Chiều sâu chôn móng tối thiểu để đảm bảo ổn định (Quy trình 1979 quy
định h 2.5 m khi móng chôn vo trong đất).
k
Giá trị xét đến khả năng sai số khi tính toán chiều sâu xói lở cạnh trụ.
k (10 20%) L x
Lx
Chiều sâu xói lở cạnh trụ.
5
Chơng 1: móng nông
II. Các kích thớc của móng
1. Kích thớc mặt trên
Hình dạng v kích thớc móng thờng phụ thuộc vo hình dạng v kích thớc đáy
công trình bên trên. Thờng kích thớc mặt trên của móng lấy lớn hơn kích thớc
đáy công trình bên trên 1 gờ móng l : ngnh xây dng dân dụng thì = 0.1 0.5m;
Ngnh cầu đờng thì = 0.2 1.0m (theo tiêu chuẩn 22 TCN 18-79).
2. Kích thớc mặt dới
Do sức chịu tải của nền đất thờng nhỏ hơn cờng độ vât liệu lm 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 lm móng vì có thể lm gãy
móng, với móng mềm móng BTCT thì không qui định góc mở ny. Có thể tham khảo
các giá trị sau:
-
Móng đá hộc bằng vữa tam hợp (XM+cát)
=230
-
Móng đá hộc bằng vữa xi măng
=300
-
Móng bê tông độn đá hộc
=330
-
Móng bê tông
=400
Với các bệ móng đặt nghiêng hoặc có bậc, góc nghiêng hoặc chiều cao v 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 nh
sau:
B b = LC + 2d
(24)
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 dy bệ móng.
3. Chiều dy của móng
Chiều dy của móng đợc quy định phụ thuộc vo độ lớn của tải trọng, v phải đảm
bảo chịu đợc mômen uốn cũng nh đủ chiều sâu chôn móng vo 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) v 2.0~3.0m (cho tải trọng lớn).
4. Tính toán cốt thép cho bệ móng (xem Phụ lục 2 của chơng ny)
6
Chơng 1: móng nông
Phụ lục 1 - khổ thông thuyền
1. Thông thuyền v khổ thông thuyền
Giấy phép để xây dựng cầu qua đờng thuỷ có thông thuyền phải do Cục Đờng
sông Việt Nam hoặc Cục Hng hải Việt nam cấp. Khổ giới hạn thông thuyền cả về
chiều đứng lẫn chiều ngang phải đợc Chủ đầu t xác lập với sự cộng tác của Cục
Đờng sông Việt Nam hoặc Cục Hng hải Việt Nam. Trừ khi có chỉ định khác, khổ
giới hạn thông thuyền phải tuân theo Bảng 9, lấy từ TCVN 5664-1992.
Các kết cấu đợc thiết kế để vợt đờng sắt phải phù hợp với khổ giới hạn đợc quy
định ở các Hình 1 v 2 v tuân theo các yêu cầu đặc biệt của Chủ đầu t v Liện hiệp
đờng sắt Việt Nam (LHĐS).
Ghi chú: Khổ giới hạn dới đây đợc sử dụng cho tuyến thẳng; với tuyến cong cầu
theo 22TCN - 18 - 1979 - Phụ lục 1
Bảng 22 - Khổ giới hạn thông thuyền trên các sông có thông thuyền
Khổ giới hạn tối thiểu trên mức nớc cao có chu kỳ 20năm (m)
Cấp đờng sông
Theo chiều thẳng đứng
(trên ton chiều rộng)
Theo chiều ngang
Cầu qua sông
Cầu qua kênh
I
80
50
10
II
60
40
9
III
50
30
7
IV
40
25
6 (thích hợp)
5 (tối thiểu)
V
25
20
3,5
VI
15
10
2,5
Phải thiết kế kích thớc cầu phù hợp với lũ thiết kế khẩu độ cầu ứng với lũ 100 năm,
trừ khi đợc Chủ đầu t chỉ định khác. Có thể chọn chu kỳ tái xuất hiện ít hơn 100
năm nếu có luận cứ kinh tế (nh lũ 50 năm hoặc 25 năm cho các cầu trên đờng cấp 2
hoặc cấp thấp hơn tham khảo Bảng 10.5.1 trong Tiêu chuẩn thiết kế đờng).
Khổ giới hạn tối thiểu theo chiều thẳng đứng của kết cấu trên mực nớc tơng ứng
với lũ thiết kế khẩu độ phải lấy nh sau:
Đến mặt dới đáy của kết cấu phần trên:
Trong trờng hợp dòng lũ có mang theo số lợng lớn các vật trôi hay bùn đá : 1,0m
Các trờng hợp khác :................................................................................................
0,5m
7
Chơng 1: móng nông
Đến tấm kê gối: ............................................................................................................ 0,25m
Đến cao độ của mọi công trình điều tiết dòng sông:................................................. 0,5m
Cao độ đỉnh ray
____
Cho các công trình vợt phía trên đờng sắt dùng sức kéo hơi nớc v điêzen
------ Cho các công trình vợt phía trên đờng sắt dùng sức kéo điện xoay chiều
Số trong ngoặc đơn dùng khi có khó khăn về chiều cao
Hình 13- Khổ giới hạn đờng sắt trên đờng thẳng trong khu gian (khổ 1000mm)
Cao độ đỉnh ray
___ Cho các công trình vợt phía trên đờng sắt dùng sức kéo hơi nớc v điêzen
------ Cho các công trình vợt phía trên đờng sắt dùng sức kéo điện xoay chiều
Số trong ngoặc đơn dùng khi có khó khăn về chiều cao
Hình 14- Khổ giới hạn đờng sắt trên đờng thẳng trong khu gian (khổ 1435mm)
8
Chơng 1: móng nông
Bi 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
q R .A'
(25)
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 v chiều di của móng.
eB, eL : độ lệch tâm của tải trọng theo hai phơng của móng.
qR: sức kháng tính toán đã nhân hệ số (tính toán)
q R = b .qn = b .qult
(26)
qult : sức kháng danh định.
b : hệ số sức kháng lấy theo bảng 15, hay có thể tham khảo theo AASHTO
2007 nh bảng 23.
Sự phân bố ứng suất dới đáy móng có thể tính nh sau:
(1) Khi điểm tác dụng của tải trọng nằm trong bán kính lõi móng
(phân bố hình thang khi e < B/6)
max
min
=
6.M B
V
L.B L.B 2
(27)
(2) Khi điểm tác dụng của tải trọng nằm ngoi bán kính lõi móng
(phân bố hình tam giác khi e B/6)
max =
2.V
B
với x = 3 eB
L.x
2
(28)
Trong đó:
V
Tải trọng thẳng đứng stác dụng tại đáy móng.
9
Chơng 1: móng nông
MB
Mômen lấy với trục trung tâm của diện tích đáy móng.
eB
Độ lệch tâm của tải trọng.
x
Chiều rộng của móng chịu tác dụng của ứng suất. (nh vậy sẽ l
phân bố tam giác khi x < B , v phân bố hình thang khi x > B)
max ứng suất lớn nhất dới đáy móng.
min ứng suất nhỏ nhất dới đáy móng.
B
Chiều rộng của móng.
L
Chiều di của móng.
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 16 - 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
10
Chơng 1: móng nông
Bảng 15 (trích lại) - Hệ số sức kháng theo TTGH cờng độ cho móng nông
Hệ số sức kháng
Phơng pháp / Đất / Điều kiện
Cát
- Phơng pháp bán thực nghiệm dùng
số liệu SPT
- Phơng pháp bán thực nghiệm dùng
số liệu CPT
Khả năng chịu tải v
áp lực bị động
0,45
0,55
- Phơng pháp hợp lý
dùng f ớc tính từ số liệu SPT,
0,35
dùng f ớc tính từ số liệu
0,45
CPT
Sét
Khả năng chịu tải v
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
- Phơng pháp bán thực nghiệm, Carter
v Kulhawy (1988)
0,60
Thí nghiệm bn tải trọng
0,55
Bê tông đúc sẵn đặt trên cát
Trợt
dùng f ớc tính từ số liệu SPT
0,90
dùng f ớc tính từ số liệu CPT
0,90
Bê tông đổ tại chỗ trên cát
dùng f ớc tính từ số liệu SPT
0,80
dùng f ớc tính từ số liệu CPT
0,80
11
Chơng 1: 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, v
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)
ổn định chung
- dùng sức kháng cắt đo đợc trong
phòng thí nghiệm
0,85
- 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)
0,85
T
Đất trên đất
1,0
ep
áp lực đất bị động thnh phần của sức
kháng trợt.
0,50
Đánh giá ổn định tổng thể v 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 v 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
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
12
Chơng 1: móng nông
Sức
chịu
tải
Trợt
b
Phơng pháp lý thuyết (Munfakh et al., 2001), trong đất cát, sử
dụng SPT
0.45
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
0.85
Đất trên đất
0.9
ep Thnh phần áp lực đất bị động của sức kháng trợt
0.5
2. Xác định sức kháng danh định qult của nền đất đới đáy móng (22TCN 272-05)
(Ngoi 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 l đều. Diện tích hữu hiệu chiết giảm phải l 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 v 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 v 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 v các thông số cờng độ của đất không thoát nớc. Trong các
trờng hợp khi đất dính có thể bị mềm hoá v mất cờng độ theo thời gian, sức
13
Chơng 1: móng nông
kháng đỡ của các đất ny cũng phải đợc đánh giá đối với các điều kiện chất tải
thờng xuyên, dùng các phân tích ứng suất hữu hiệu v 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 no 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* v * trong phơng trình 29 v 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* = độ dính của đất với ứng suất hữu hiệu đợc chiết giảm khi chịu cắt thủng
(MPa)
* = góc ma sát 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
2 1 +
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 dy vô hạn. (MPa)
q2
=
khả năng chịu tải tới hạn của móng ảo có cùng kích thớc v 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 di 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 ti liêụ tham khảo sẵn có
.
14
Chơng 1: móng nông
b). Sức kháng đỡ danh định trong đất sét bão ho
Sức kháng đỡ danh định của đất sét bão ho (MPa) đợc xác định từ cờng độ kháng
cắt không thoát nớc có thể lấy nh:
qult = c Ncm + g DfNqmì10-9
(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 v 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 Ncm v Nqm nh sau:
Đối với Df/B 2,5; B/L 1 v H/V 0,4
Df
N cm = N c 1 + 0,2
B
B
H
.1 + 0,2 .1 1.3
L
V
(33)
Đối với Df /B> 2,5 v H/V 0,4
B
H
N cm = N c .1 + 0,2 .1 1.3
L
V
Nc
=
5,0 dùng cho phơng trình 2 trên nền đất tơng đối bằng
=
7,5 dùng cho phơng trình 3 trên nền đất tơng đối bằng
=
Ncq theo hình 1 đối với móng trên hoặc liền kề mái dốc.
Nqm =
(34)
1,0 cho đất sét bão ho v nền đất tơng đối bằng
=
0,0 cho móng trên hoặc liền kề mái đất dốc
H
=
thnh phần nằm ngang của các tải trọng xiên (N)
V
=
thnh phần thẳng đứng của các tải trọng xiên (N)
Trong hình 18 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)
15
Chơng 1: móng nông
L
=
chiều di móng (mm)
Hs
=
chiều cao của khối đất dốc (mm); chiều sâu chôn cọc hoặc cọc khoan
ngm trong đá.
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:
c1
=
cờng độ cắt không thoát nớc của lớp đất trên đỉnh đợc cho trong
hình 2 (MPa)
Ncm =
Nm, l 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 Nm theo quy định của
hình 20.
Khi địa tầng nằm trên một lớp dính mềm yếu hơn, có thể lấy Nm nh sau:
1
+ ks c N c s c N c
Nm =
m
(37)
trong đó:
m =
BL
2 (B + L )H s 2 )
(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 =
khoảng cách từ đáy móng đến đỉnh của lớp thứ hai (mm)
sc
=
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:
q ult
B
H
2 1+ K tan 1 B 1 '
1
c1 cot 1'
= q 2 + c 1' cot 1' e L
K
K
'
(40)
trong đó:
16
Chơng 1: móng nông
K=
1 sin 2 'f
1 + sin 2 1'
(41)
trong đó:
c1
=
cờng độ chịu cắt không thoát nớc của lớp đất trên cùng lấy theo
hình 3 (MPa)
q2
=
khả năng chịu tải cực hạn của móng áo có cùng kích thớc v hình
dạng của móng ực 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)
Hệ số khả năng chịu tải
C h iề u c a o / c h iề u rộ n g m ó n g
C h iề
/ h iề
ó
H ệ s ố ổ n đ ịn h c ủ a
m ái d ố c N s
Lớp yếu
đ ộ d ố c
đ ộ d ố c
C h iề u c a o / c h iề u rộ n g m ó n g
Hệ số khả năng chịu tải
Lớp cứng
H ệ s ố ổ n đ ịn h c ủ a
m ái d ố c N s
C ự ly m ó n g tín h từ m é p d ố c b /B (đ ố i v ớ i H
h o ặ c b /H (đ ố i v ớ i N s = 0 )
s
= 0 )
Hình 18- Các hệ số khả năng chịu tải
đợc cải tiến dùng cho các móng trong
đất dính v trên nền đất dốc hoặc kề
giáp nền đất dốc theo MEYERHOF
(1957).
Lớp cứng
Lớp yếu
Hình 19 - Địa tầng hai lớp.
17
Chơng 1: móng nông
Hệ số khả năng chịu tải đã điều chỉnh,
(dải)
(vuông hoặc tròn)
Tỷ lệ cờng độ không thoát nớc
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
(42)
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 24 nh l hm của DW (DIM)
DW
=
chiều sâu đến mực nớc tính từ mặt đất (mm)
Nm
=
hệ số sức kháng đỡ đợc điều chỉnh (DIM)
Bảng 24 - 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
18
Chơng 1: móng nông
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.
* Có thể lấy các hệ số khả năng chịu tải Nm, v 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 v 27 tơng
ứng (DIM)
cq , c
=
các hệ số ép lún của đất đợc quy định trong Bảng 28 v 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 l ứng suất thẳng đứng ở đáy móng trớc
khi đo, đợc hiệu chỉnh đối với áp lực nớc.
Trong các Bảng 7 v 8, phải lấy H v V l tải trọng nằm ngang v thẳng
đứng cha nhân hệ số.
Trong Bảng 9, phải lấy giá trị của dq trong trờng hợp đất nằm trên đáy
móng cũng tốt nh đất dới đáy móng. Nếu đất yếu hơn, dùng dq = 1,0.
19
Chơng 1: móng nông
Bảng 25 - Các hệ số khả năng chịu tải N v Nq đối với
móng trên nền đất không dính (BARKER v 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 v ngời khác 1991 )
Góc ma sát (f)
sq
(Độ)
(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
20
Chơng 1: móng nông
Bảng 27 - Hệ số hình dạng s cho móng trên đất không dính
(Barker v ngời khác1991)
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 v Cq cho móng vuông
trên đất không dính (BARKER v ngời khác 1991)
Độ chặt
tơng đối
Dr (%)
Góc ma
sát (f)
(Độ)
20
c = cq
q = 0,024
MPa
q = 0,048
MPa
q = 0,096
MPa
q = 0,192
MPa
28
1,00
1,00
0,92
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 v cq cho các móng băng
trên đất không dính (Barker v ngời khác 1991)
Độ chặt
tơng đối
Dr (%)
Góc ma
sát
c = cq ( dim)
(f) (Độ)
q = 0,024
MPa
q = 0,048
MPa
q = 0,096
MPa
q = 0,192
MPa
20
28
0,85
0,75
0,65
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
21
Chơng 1: móng nông
Bảng 30 - Các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng i v iq cho các tải trọng
nghiêng theo chiều bề rộng móng (Barker v ngời khác 1991)
H/V
iq
(dim)
i
(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
22
Chơng 1: móng nông
Bảng 31 - Các hệ số xét độ nghiêng của tải trọng i v iq cho các tải trọng
nghiêng theo chiều bề rộng của móng (BARKER v ngời khác 1991)
H/V
iq (dim)
i (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 v ngời khác 1991)
Góc ma sát f
32
37
42
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
23
Chơng 1: móng nông
Chiều dài/ chiều rộng móng
Df/B = 0
Df/B = 1
Nội suy tuyến tính cho các
chiều sâu trung gian
Hệ số 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 v trên nền đất dốc
hay liền kề nền đất dốc theo
Meyerhof (1957)
Độ nghiêng của dốc
Chiều dài/ chiều rộng móng
Df/B = 0
Df/B = 1
Nội suy tuyến tính cho các
chiều sâu trung gian
Hệ số 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:
ắ Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)
ắ Thí nghiệm xuyên hình nón CPT, v
ắ 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:
qult = 3,2 x 10-5 N corr B C w1 + C w 2
Df
B
R i
(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)
24
Chơng 1: móng nông
CW1,CW2 =
hệ số hiệu chỉnh không thứ nguyên xét đến ảnh hởng của nớc ngầm,
nh đợc xác định trong Bảng 24.
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 v 34 (DIM)
H
=
tải trọng ngang cha nhân hệ số để xác định hệ số H/V trong Bảng 33
v 34 (N) hoặc (N/mm)
V
=
tải trọng đứng cha nhân hệ số để xác định tỷ lệ H/V trong Bảng 33 v
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 vo
kết quả CPT có thể tính nh sau:
qult = 8,2 x 10-5 qcB C w1 + C w 2
Df
B
R i
(46)
trong đó:
qc
=
sức kháng chùy hình nón trung bình trên ton 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
=
hệ số điều chỉnh độ nghiêng tải trọng theo quy định ở Bảng 33.
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 v 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 v 34 (DIM)
25
