Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí đài cọc đến sức chịu tải của móng cọc treo và tính toán ứng dụng

L I TÁC GI
Sau m t th i gian thu th p tài li u, nghiên c u và th c hi n, đ n nay lu n
v n th c s k thu t: “Nghiên c u nh h

ng c a v trí đài c c đ n s c ch u t i

c a móng c c treo và tính tốn ng d ng” đã hồn thành đúng th i h n theo đ
c

ng đ
Tr

c phê duy t.
c h t tác gi bày t lòng bi t n chân thành t i tr

ng

i h c Th y l i

Hà N i đã đào t o và quan tâm giúp đ t o m i đi u ki n cho tác gi trong quá
trình h c t p và th c hi n lu n v n này.
Tác gi xin g i l i c m n sâu s c đ n Ti n s Hoàng Vi t Hùng. Th y đã
tr c ti p t n tình h

ng d n c th , c ng nh cung c p tài li u, thông tin khoa h c

c n thi t cho tác gi hoàn thành lu n v n.
Tác gi xin chân thành c m n gia đình, các b n bè đ ng nghi p đã h t s c
giúp đ đ ng viên v m i m t đ tác gi đ t đ

c k t qu ngày hơm nay.

Trong q trình nghiên c u đ hồn thành lu n v n, tác gi khó tránh kh i
nh ng thi u sót và r t mong nh n đ

c s góp ý, ch b o c a các th y, cô và cán

b đ ng nghi p đ i v i b n lu n v n.
Xin trân tr ng c m n!
Hà N i, ngày 12 tháng 03 n m 2015
Tác gi

Bùi Thiên Tr

ng


L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan r ng s li u và k t qu nghiên c u trong lu n v n này là
trung th c và không trùng l p v i các đ tài khác. Tôi c ng xin cam đoan r ng m i
s giúp đ cho vi c th c hi n lu n v n này đã đ
trong lu n v n đã đ

c c m n và thơng tin trích d n

c ch rõ ngu n g c.
Tác gi

Bùi Thiên Tr

ng

M CL C
M
CH

U .................................................................................................................... 1
NG 1: T NG QUAN V

MÓNG C C VÀ M T S

T N T I

TRONG TÍNH TỐN THI T K MĨNG C C .................................................. 3
1.1 Khái ni m móng c c và đi u ki n áp d ng ..........................................................3
1.2. C c đ n và nhóm c c ..........................................................................................5
1.2.1. C c đ n .............................................................................................................5
1.2.2. Nhóm c c ..........................................................................................................7
1.3. Ngun t c tính tốn thi t k móng c c ...............................................................9
1.3.1. Các b

c tính tốn c b n .................................................................................9

1.3.2. Phân tích s làm vi c c a c c đ n và c c trong nhóm .....................................9
1.4.

ánh giá u nh

K t lu n ch
CH

c đi m c a ph

ng pháp thi t k truy n th ng ....................11

ng I ......................................................................................................16

NG 2: C

S

LÝ THUY T ...................................................................... 18

2.1. Tính toán s c ch u t i c c đ n ...........................................................................19
2.1.1. Khái ni m v s c ch u t i c a c c đ n............................................................19
2.1.2. Xác đ nh s c ch u t i d c tr c c a c c đ n.....................................................20
2.1.3. S c ch u t i ngang tr c c a c c đ n (s c ch u t i vng góc v i tr c c c) ..34
2.1.4. nh h

ng c a nhóm c c đ n s làm vi c c a c c. .......................................37

2.2. Ki m tra đ lún cho móng c c ...........................................................................39
2.2.1.

lún c a c c đ n theo tiêu chu n 205-1998 ................................................39

2.2.2. Tính tốn đ lún c a nhóm c c .......................................................................40
2.2.3.

lún c a c c đ n và đ lún c a nhóm c c ..................................................45

K t lu n ch
CH

ng II ....................................................................................................45

NG 3: MÔ HÌNH TỐN BÀI TỐN TÍNH LÚN CHO MĨNG C C. 47

3.1. M đ u ...............................................................................................................47
3.2. Gi i thi u ph n m m tính tốn Plaxics ..............................................................48
3.3. Mơ hình bài tốn ng d ng ................................................................................50
3.3.1. i u ki n cơng trình và t i tr ng ....................................................................50


3.3.2. Phân tích tr

ng h p móng c c đài th p ........................................................51

3.3.3. Phân tích tr

ng h p móng c c đài cao ..........................................................69

K t lu n ch
CH

ng III ...................................................................................................76

NG 4: TÍNH TỐN

NG D NG ............................................................. 78

4.1 Gi i thi u cơng trình ...........................................................................................78
4.1.1

c đi m cơng trình .........................................................................................78

4.1.2 i u ki n đ a ch t đ t n n ................................................................................79
4.2 Tính tốn ki m tra theo TCVN 205-1998 ...........................................................79
4.2.1 Xác đ nh s c ch u t i tính tốn c a c c............................................................79
4.2.2 Tính tốn ki m tra lún theo TCVN 205-1998 ..................................................82
4.3

ng d ng k t qu nghiên c u .............................................................................84

4.4 Phân tích k t qu và so sánh v i mơ hình tốn ...................................................85
K t lu n ch

ng IV ................................................................................................... 87

K T LU N VÀ KI N NGH ................................................................................ 88
I. K t qu đ t đ

c c a lu n v n ...............................................................................88

II. T n t i ...................................................................................................................88
III . Ki n ngh ............................................................................................................89
TÀI LI U THAM KH O ...................................................................................... 90
I. Ti ng Vi t ..............................................................................................................90
II. Ti ng Anh .............................................................................................................91

DANH M C HÌNH V

Hình 1.1: K t c u móng c c ....................................................................................3
Hình 1.2: Móng c c đài th p (a) , móng c c đài cao (b)......................................8
Hình 1.3: Móng c c ch ng (a) và móng c c treo (b) ...........................................8
Hình 1.4: Các đ

ng đ ng ng su t .....................................................................13

Hình 1.5: S đ thí nghi m nh h

ng c a kho ng cách gi a các c c ............15

trong móng ...............................................................................................................15
Hình 2.1: C c ch ng ...............................................................................................21
Hình 2.2: C c treo ...................................................................................................22
Hình 2.3: Quá trình hình thành s c kháng đ u m i c c .....................................23
Hình 2.4: S đ thi t b xuyên và ph m vi đ t thí nghi m xuyên đ xác đ nh R... 24
Hình 2.5: Thí nghi m và k t qu thí nghi m nén c c.........................................26
Hình 2.6: Quan h S~P ...........................................................................................27
Hình 2.7: Mơ t thí nghi m....................................................................................29
Hình 2.8: S c ch u t i c a c c ng n ch ph thu c vào đi u ki n đ t n n.......35
Hình 2.9: S c ch u t i c a c c dài ph thu c vào kh n ng ch u u n c a v t
li u c c và đ c đi m bi n d ng c a đ t n n.........................................................35
Hình 2.10: Quan h P~ ∆ .......................................................................................36
Hình 2.11: Phân b

ng su t do c đ n và nhóm c c gây ra ............................38

Hình 2.12: Cách b trí c c đ n và nhóm c c ......................................................39
Hình 2.13: Kích th c móng kh i quy

cxác đ nh theo tr

ng h p n n nhi u

l p .............................................................................................................................42
Hình 2.14: Kích th
Hình 2.15: Kích th

c móng kh i quy
c móng kh i quy

c xác đ nh tr

ng h p đ ng nh t...42

c xác đ nh theo tr

ng h p c c

xuyên qua m t s l p đ t y u t a vào l p đ t c ng. ..........................................42
Hình 3.1: S đ thí nghi m móng c c có đài đ t trên m t đ t và đài cao h n
m t đ t (theo thí nghi m c a P.G. Tsijikov)........................................................47


Hình 3.2: Mơ ph ng đi u ki n đ t n n d

i móng cơng trình. .........................51

Hình 3.3: Mơ ph ng m t b ng móng c c và ph m vi đ t n n xung quanh
móng .........................................................................................................................52
Hình 3.4: Chia l

i PTHH trên m t b ng móng (2D) ........................................53

Hình 3.5: Mơ ph ng PTHH h c c và móng c c (3D).......................................54
Hình 3.6: Ph chuy n v c a móng và n n. .........................................................55
Hình 3.7: Tr s

ng su t trung bình hi u qu p’ trong m t ph ng xy. ............56

Hình 3.8: Chuy n v th ng đ ng t i cao đáy đài (-1,6m). ..................................57
Hình 3.9: Ph chuy n v th ng đ ng t i cao trình m i c c (-21,7m). ..............58
Hình 3.10: Ph chuy n v c a móng và n n. .......................................................59
Hình 3.11: Ph chuy n v th ng đ ng trong m t ph ng xy. ..............................60
Hình 3.12: Chuy n v th ng đ ng t i cao trình đáy đài (cao trình -1,6m). ......61
Hình 3.13: Chuy n v th ng đ ng t i cao trình m i c c (-21,6m). ...................62
Hình 3.14: Chuy n v c a móng và n n. ..............................................................63
Hình 3.15: Chuy n v th ng đ ng trong m t ph ng xy. .....................................64
Hình 3.16: Ph t ng chuy n v t i cao trình đáy đài (-1,6m). ...........................65
Hình 3.17: Ph chuy n v theo ph

ng x t i cao trình đáy đài (-1,6m). ..........66

Hình 3.18: Ph t ng chuy n v t i cao trình m i c c (-21,7m). ........................67
Hình 3.19: Ph chuy n v theo ph

ng x t i cao trình m i c c (-21,7m). ......68

Hình 3.20: Ph chuy n v c a móng và n n. .......................................................69
Hình 3.21: Ph chuy n v theo ph

ng đ ng trong m t ph ng song song v i

tr c x .........................................................................................................................70
Hình 3.22: Ph chuy n v th ng đ ng trong m t ph ng song song v i tr c y 71
Hình 3.23: Ph chuy n v th ng đ ng t i cao đáy đài (-1,6m)..........................72
Hình 3.24: Ph chuy n v th ng đ ng t i cao trình m i c c (-21,7m). ............73
Hình 3.25: Ph chuy n v c a móng và n n. .......................................................74
Hình 3.26: Ph chuy n v th ng đ ng trong m t ph ng song song v i tr c x.75


Hình 4.1 S h a đ c đi m m tr c ng cá Tu n
Hình 4.2: Kích th

c kh i móng quy

...........................................78

c xác đ nh theo cách 2.......................83

Hình 4.3: K t qu tính móng MT15 .....................................................................85
Hình 4.4: K t qu tính móng MT16 (đài cao) .....................................................86


DANH M C B NG BI U

B ng 1.1. K t qu c a các thí nghi m c a P.G. Tsijikov và G.X. IIlarionov..15

B ng 2.1: Các h s mR và mf ..............................................................................27
B ng 2.2 b ng xác đ nh h s k0 ..........................................................................44
B ng 3.1 Các ch tiêu c a đ t n n và đ c tr ng v t li u ....................................50
B ng 3.2 T ng h p các tr

ng h p tính tốn ......................................................76

B ng 4.1 Các ch tiêu c a đ t n n và đ c tr ng v t li u ....................................79
B ng 4.2: S c ch u t i d c tr c theo đi u ki n c

ng đ v t li u c c .............80

B ng 4.3: B ng tính fi c a c c dài 21.7 m ...........................................................80


1
M

U

Trong th c t xây d ng hi n nay, gi i pháp móng c c đ i v i cơng trình
nh m đ m b o s

n đ nh lâu dài v n n móng cơng trình là gi i pháp ch y u. Khi

xác đ nh t i tr ng tác d ng lên c c theo các công th c c a c c đ n là đã ph i d a
vào gi thi t coi t i tr ng ch truy n lên các c c ch không truy n lên ph n đ t gi a
các c c. Vi c tính tốn nh v y nh t đ nh s d n đ n sai s l n, ví d cho đ c ng
c a c c có chêch l ch r t nhi u so v i đ c ng c a đ t thì t i tr ng c ng qua đài c c
mà truy n lên c c c và lên ph n đ t

đáy đài. N u k đ n s làm vi c c a đ t đó

thì s c ch u t i c a tồn b móng s t ng lên nhi u.
thi t k c c h p lý ta c n ph i đ m b o đ

c 3 y u t : an toàn v m t k thu t,

h p lý v giá thành và thu n l i cho thi công. Yêu c u kinh t

đây, h n nhiên

không ph i ti t ki m v t li u hay gi m chi phí thi t b thi cơng, mà là vi c t i u
hóa ti n đ thi cơng. Hi n nay, có nhi u cơng trình thi t k “th a”. Th a
không nh ng nh h

ng đ n chi phí v t li u mà cịn nh h

đây

ng tr c ti p đ n ti n đ

thi cơng. Có nh ng cơng trình ch m ti n đ đ n n a n m ch vì thi t k chi u dài
c c “th a” 1m.
Vì v y đ tài:“ Nghiên c u nh h

ng c a v trí đài c c đ n s c ch u t i

c a móng c c treo và tính tốn ng d ng” có tính khoa h c và th c ti n, đ gi i
quy t c p thi t m t v n đ k thu t xây d ng hi n t i.

M c tiêu, nhi m v , đ i t
ph

ng, ph m vi nghiên c u, n i dung nghiên c u và

ng pháp nghiên c u c a đ tài:

a) M c tiêu và nhi m v c a đ tài:
ánh giá đ c nh h ng c a v trí đài c c đ n s c ch u t i c a móng c c.
Mơ ph ng b ng mơ hình tốn và đánh giá k t qu , phân tích u nh

c đi m,

m c đ tin c y trong ph n m m tính tốn.
Tính tốn áp d ng cho m t cơng trình c th
b)

it

ng và ph m vi nghiên c u:
it

ng nghiên c u c a lu n v n là v trí đài c c c a móng c c ma sát.


2
Ph m vi nghiên c u: Móng c c treo v i n n đ t cát và n n sét d o m m
c) N i dung nghiên c u:
Thu th p tài li u đánh giá v tính tốn thi t k móng c c.
Trình bày c s lý thuy t c a bài tốn tính c c

Mơ ph ng mơ hình tốn đ xét nh h

ng c a v trí đài c c

Phân tích k t qu và nh n xét
d) Ph

ng pháp nghiên c u:
Th ng kê đánh giá
Phân tích nghiên c u lý thuy t.
Mơ ph ng mơ hình tốn và phân tích k t qu
Tính tốn ng d ng


3
CH

NG 1: T NG QUAN V MÓNG C C VÀ M T S

T NT I

TRONG TÍNH TỐN THI T K MĨNG C C
1.1 Khái ni m móng c c và đi u ki n áp d ng
Trong nhi u tr

ng h p th c t xây d ng cơng trình, m t b ph n phía trên

c a n n cơng trình có th là l p đ t t

ng đ i y u, vì th c n ph i truy n áp l c t

cơng trình đ n các l p đ t ch t h n n m
này ng

đ sâu nào đó. Trong nh ng tr

i ta khơng dùng móng nơng mà th

là bi n pháp x lý n n d
ki m do gi m kh i l

ng h p

ng dùng móng c c và có th coi đây

i sâu, móng c c có kh n ng ti p thu t i tr ng l n và ti t

ng đào đ p đ t. Hi n nay móng c c đ

c s d ng r ng rãi

trong các ngành xây d ng, thu l i, giao thông...
C u t o móng c c g m ba b ph n: c c, đài c c và đ t bao quanh c c,
trong đó c c là b ph n chính có tác d ng truy n t i tr ng t cơng trình lên đ t
m i c c và xung quanh c c. ài c c có tác d ng liên k t các c c thành m t kh i và
phân ph i t i tr ng cơng trình lên các c c.

t bao quanh c c đ

c c c lèn ch t

ti p thu m t ph n t i tr ng và phân b đ u h n lên đ t đ u m i c c.

Hình 1.1: K t c u móng c c
1) K t c u bên trên; 2) ài c c; 3) C c
Hi n nay vi c tính tốn móng c c đ

c th c hi n theo TCXDVN-205-1998-

Móng c c Tiêu chu n thi t k . Trong tiêu chu n này có quy đ nh m t s thu t ng
đ có tính th ng nh t trong tính tốn thi t k móng:


4
- C c: là m t k t c u có chi u dài so v i b r ng di n ngang đ

c đóng, n

hay thi cơng t i ch vào lòng đ t, đá đ truy n t i tr ng cơng trình xu ng các l p
đ t đá sâu h n nh m cho cơng trình xây d ng đ t yêu c u c a tr ng thái gi i h n
quy đ nh.
- C c chi m ch : là lo i c c đ

c đ a vào lòng đ t b ng cách đ y đ t

sâu ra xung quanh, bao g m các lo i c c ch t o đ
b ng ph

ng pháp đóng (đ

i

c đ a xu ng đ sâu thi t k

c g i là c c đóng), n (đ

hay lo i c c nh i đ t i ch mà ph

d

ng pháp t o l đ

c g i là c c ép) và rung,
c th c hi n b ng ph

ng

pháp đóng.
- C c thay th : là lo i c c thi công b ng cách khoan l và sau đó l p đ y
b ng v t li u khác ( ví d c c nh i đ t i ch ) ho c đ a các lo i c c ch t o s n
vào.
- C c thí nghi m: là c c đ
ch t l

c dùng đ đánh giá s c ch u t i ho c ki m tra

ng c c.
- Nhóm c c: g m m t s c c đ

c b trí g n nhau và cùng có chung m t đài

c c.
- B ng c c: g m nh ng c c đ c b trí theo 1 - 3 hàng d i các móng b ng.
- Bè c c: g m nhi u c c có chung m t đài v i kích th c l n h n 10 x10m
-

ài c c: là ph n k t c u đ liên k t các c c trong m t nhóm c c v i cơng

trình bên trên.
- C c đài cao: là h c c trong đó đài c c không ti p xúc v i đ t.
- C c ch ng: là c c có s c ch u t i ch y u do l c ma sát c a đ t t i m i c c.
- C c ma sát: là c c có s c ch u t i ch y u do ma sát c a đ t t i m t bên
c c.
Trong các cơng trình xây d ng, móng c c có tác d ng truy n t i tr ng t
cơng trình xu ng l p đ t có c

ng đ l n

Trong th c t xây d ng móng c c th
t

ng đ i l n và l p đ t t t l i n m

t

ng đ i cao.

đ u m i c c và đ t xung quanh móng.

ng đ

c s d ng khi t i tr ng cơng trình

sâu, ho c

nh ng n i có m c n

c ng m


5
Móng c c có các u đi m n i b t nh sau:
- Gi m kh i l

ng làm đ t, t n d ng đ

c l p đ t n n c và ti t ki m v t

li u làm móng.
- D dàng c gi i hố trong vi c thi công.
- Trong m t s công trình ph c t p, có th dùng móng c c

nh ng b ph n

ch u t i tr ng l n ho c t i nh ng ch đ t y u đ gi m chênh l ch v lún.
Có m t s tr
tr

ng h p khơng nên dùng bi n pháp móng c c, ch ng h n

ng h p n n đ t là cát ch t, khi đóng c c s làm đ t b t i ra; n n đ t có tác

d ng c a l c th m, c c đóng vào s làm dòng th m t p trung, t ng thêm kh n ng
phá ho i c a dòng th m đ i v i n n.
1.2. C c đ n và nhóm c c
1.2.1. C c đ n
Phân lo i c c đ n:
a) Theo tác d ng làm vi c gi a đ t và c c, c c đ c phân thành hai lo i:
C c ch ng : truy n t i tr ng lên l p đ t đá có c

ng đ l n, vì th l c ma sát

m t

xung quanh c c th c t không xu t hi n và kh n ng ch u t i c a c c ch ph thu c
kh n ng ch u t i c a đ t đ u m i c c [2].
C c treo - còn g i là c c ma sát :
y u) và t i tr ng đ

t bao quanh c c là đ t ch u nén (đ t

c truy n lên n n nh l c ma sát

xung quanh c c và c

ng

đ c ađ tđ um ic c.
b) Theo v t li u làm c c, c c đ

c phân thành: c c g , c c bê tông, c c bê

tông c t thép, c c h n h p, c c thép, c c tre.
Ch n v t li u làm c c ph i c n c c th vào kh n ng ch t o c c, đi u
ki n đ a ch t, đ a ch t thu v n, ph
c) Theo ph

ng pháp h c c ...

ng pháp ch t o c c, c c đ

c chia làm hai lo i: c c ch t o

s n và c c đúc t i ch .
(1) C c ch t o s n: Liên quan t i ba v n đ : Ch t o c c - V n chuy n c c
-

a c c vào trong đ t.
Tu theo ph

ng pháp thi công h c c l i phân thành các lo i sau:


6
- C c h b ng búa th

ng (búa treo, búa điêzen, búa h i); th

ng dùng c c

g , c c bê tông c t thép.
- C c h b ng ph

ng pháp xo n (còn g i là c c xo n) th

ng là c c thép

ho c c c có đ u xo n b ng thép.
- C c h b ng ph

ng pháp xói n

c.

- C c h b ng máy ch n đ ng (c c ng ...).
- C c m r ng chân.
(2) C c đúc t i ch (c c nh i):
C c nh i là lo i c c đ
nh i là c c đ

c ch t o t i ch , đ bê tông c c trong n n đ t.C c

c thi công t o l tr

c trong đ t, sau đó l đ

tơng ho c bê tơng c t thép. Vi c t o l
khoan, đóng ng hay các ph

đ

c th c hi n b ng ph

ng pháp đào khác. C c nh i có đ

nh h n 600mm đ

c g i là c c nh i có đ

l n h n 600mm đ

c g i là c c nh i đ

c l p đ y b ng bê
ng kính b ng và

ng kính nh , c c nh i có đ

ng kính l n. Ng

ng pháp
ng kính

i thi t k và ng

i thi

cơng c n có hi u bi t đ y đ v đi u ki n đ t n n c ng nh đ c đi m c a công ngh
d đ nh th c hi n đ đ m b o các quy đ nh v ch t l
d) Phân lo i c c theo ph

ng c c.

ng c a tr c c c (sau khi đã đóng c c vào trong

đ t):
- C c đ ng:
Thơng th

ng c c đ

c đóng th ng đ ng và ng p hoàn toàn trong

đ t, khi xác đ nh s c ch u t i theo v t li u c c thì khơng c n ph i xét đ n n đ nh
c a c c.

i v i c c ch ng xuyên qua n n đ t y u (s c ch ng c t khơng thốt n

nh h n 10 kPa) thì c n xét đ n đ

c

n đ nh c a cây c c.

- C c xiên
C c xiên s d ng khi t i tr ng ngang l n. Trong tính tốn phân b t i tr ng,
c cđ

c xem là làm vi c d c tr c và đ

c xác đ nh b ng ph

ng pháp hình h c

ho c gi i tích. Tuy nhiên trong th c t ln có mômen tác d ng lên c c.

l nc a

mô- men u n n i trên ph thu c vào đ lún c a nhóm c c, đ nghiêng c a c c và
ki u liên k t gi a c c và đài c c.


7
C c xiên m t h

ng: góc xiên gi a tr c c c và ph

ng th ng đ ng t 50

đ n 100 có th đ n 150.
C c n ng (xiên hai h

ng và nhi u h

ng): Góc xiên > 100 ÷ 150.

e) Phân lo i c c theo d ng t i tr ng tác d ng lên móng c c
- C c ch u t i l ch tâm
Thông th

ng t i tr ng t i chân c t là t i tr ng l ch tâm ho c có m t giá tr

t i tr ng ngang và mô- men nh h n so v i giá tr t i tr ng th ng đ ng. M t khác
c c không th thi công đ

c đúng v trí nên làm t ng đ l ch tâm c a h c c; đi u

đó có ngh a là luôn t n t i m t giá tr l ch tâm nào đó. Vì v y c c nên đ
đ ch u đ

c thi t k

c nh ng tình hu ng t i tr ng nêu trên.

- C c ch u t i tr ng nh
Trong nhi u tr

ng h p c c làm vi c v i c c nh , nh c c neo, c c c a

móng các cơng trình v i d ng tháp, trong đó giá tr t i tr ng th ng đ ng là nh h n
so v i l c ngang và mô- men. C c đ
đ

c thi t k nh các thanh ch u kéo. N u c c

c làm b ng bê tông c t thép, c t thép s ch u toàn b giá tr l c nh . Bê tông c c

neo th

ng b n t, vì v y c n chú ý đ n các tác nhân n mòn, gây h h ng c t thép c c

làm nh h

ng đ n kh n ng ch u t i lâu dài c a c c.

- C c ch u t i tr ng ngang
C cđ

c đóng th ng đ ng có th ph i ch u l c ngang trong m t s tr

ng

h p nh : c c đài cao, k t c u bên trên ch u t i tr ng ngang, khi xu t hi n l c xô
ngang ho c t i tr ng đ ng đ t. T i tr ng ngang lúc này c n đ

c k đ n vì có th s

gây b t l i cho s làm vi c c a c c.
1.2.2. Nhóm c c
Phân lo i nhóm c c:
a) Theo v trí đài c c: G m hai lo i (hình1.2)
- Móng c c đài th p (th ng dùng trong các công trình thu l i, xây d ng).
- Móng c c đài cao (th ng dùng trong các cơng trình giao thơng, c u, c ng).
Móng c c đài th p th

ng có đài đ t th p d

truy n m t ph n áp l c th ng đ ng lên đ t n n.

i m t đ t và có tác d ng

8
ài c a móng c c đài cao th

ng đ t

v trí cao h n m t đ t, nó liên k t

v i các c c t o thành m t h k t c u không gian siêu t nh nhi u b c, s ti p thu l c
và làm vi c c a các c c s ph c t p và khác nhi u so v i móng c c đài th p.

Hình 1.2: Móng c c đài th p (a) , móng c c đài cao (b)
b) Theo tác d ng gi a đ t và c c, móng c c đ

c phân thành:

- Móng c c ch ng: bao g m các c c ch ng;
- Móng c c treo: bao g m các c c treo (hình 1.3)

Hình 1.3: Móng c c ch ng (a) và móng c c treo (b)
i u ki n làm vi c hai lo i móng này [9] khác nhau do đó u c u tính tốn
c ng khác nhau.


9
1.3. Ngun t c tính tốn thi t k móng c c
1.3.1. Các b

c tính tốn c b n

C n c vào đi u ki n t i tr ng cơng trình, đi u ki n đ t n n ng

i thi t k

ch n lo i c c và móng c c.
Tính tốn s c ch u t i c a c c đ n theo đi u ki n đ t n n và theo đi u ki n
v t li u làm c c.
B trí c c trong móng theo kho ng cách kinh nghi m.
Ki m tra l i kh n ng ch u t i c a c c trong tr
Ki m tra c

ng h p t i tr ng l ch tâm.

ng đ đ t n n c c

Tính lún cho móng c c
1.3.2. Phân tích s làm vi c c a c c đ n và c c trong nhóm
Trong các b
ràng. Do s t

c tính tốn c c, vi c phân tích hi u ng nhóm c c ch a rõ

ng tác gi a các c c trong nhóm nên đ lún c a nhóm c ng nh s c

ch u t i c a c c trong nhóm s khác v i c c đ n. Hi u ng này c n đ
khi thi t k . Chi u sâu và vùng nh h
kích th

ng ph n đ t d

c xét đ n

i nhóm c c ph thu c vào

c c a nhóm và đ l n c a t i tr ng [5].

a) C c đ n
C c đ n và móng c c đ
gi i h n c a móng c c đ

c thi t k theo các tr ng thái gi i h n. Tr ng thái

c phân làm hai nhóm sau:

• Nhóm th nh t g m các tính tốn :
- S c ch u t i gi i h n c a c c theo đi u ki n đ t n n;
-

b n c a v t li u làm c c và đài c c;
n đ nh c a c c và móng;

• Nhóm th 2 g m các tính tốn :
-

lún c a n n c c và móng;

- Chuy n v trí ngang c a c c và móng;
- Hình thành và m r ng v t n t tròn c c và đài c c b ng bê tông c t thép
T i tr ng dùng trong tính tốn theo nhóm tr ng thái gi i h n đ u là t h p t i tr ng

c b n và t i tr ng đ c bi t (đ ng đ t, gió,…) cịn theo nhóm tr ng thái và gi i h n


10
th hai theo t h p t i tr ng c b n v i t i tr ng nh quy đ nh c a tiêu chu n tr ng
t i và tác đ ng.
M i ph
a)

ng án thi t k c n tho mãn các yêu c u sau đây:

m b o m i yêu c u c a tr ng thái gi i h n theo quy đ nh;

b) H s an toàn s d ng cho v t li u c c và đ t n n là h p lý;
c) Ph

ng án có tính kh thi v m t kinh t - k thu t, đ m b o vi c s d ng

bình th

ng các cơng trình lân c n.

Nh ng cơng trình có m t trong nh ng đi u ki n sau đây ph i ti n hành quan
tr c lún theo m t ch

ng trình quy đ nh cho đ n khi đ lún đ

c coi là n đ nh:

- Cơng trình có tính ch t quan tr ng.

-

i u ki n đ a ch t ph c t p.

- Dùng công ngh làm c c m i.
b) Nhóm c c
Trong nhóm c c, hi n t
q trình thi cơng nên đ

ng c c đóng tr

c b nâng và b đ y ngang trong

c l u ý khi ch n l a lo i c c [6], kho ng cách gi a các

c c và trình t thi cơng. Trong n n cát, sét đ ng và cu i s i đ có th đóng t t c
các c c trong nhóm đ n đ sâu thi t k , th t đóng nên ti n hành t gi a nhóm ra
phía ngồi. Trong tr

ng h p c n thi t có th s d ng bi n pháp khoan d n. Khi

nhóm c c đ t g n c c c ho c cơng trình có s n thì nên ti n hành đóng c c t ph n
ti p giá và ra xa d n đ

tránh làm d ch chuy n t

c n. C c khoan nh i trong tr

ng c và cơng trình lân

ng h p này là gi i pháp thích h p.

Kho ng cách gi a các c c trong nhóm có quan h v i đi u ki n đ t n n, đ i
x t ng c c đ n trong nhóm và giá thành c a cơng trình.
Kho ng cách gi a các c c g m c n l a ch n sao cho hi n t
c c, làm ch t đ t gi a các c c là nh nh t đ ng th i t n d ng đ
t i c a c c và c n ph i đ đ có th h đ

ng nâng

c t i đa s c ch u

c t t c các c c đ n đ sâu thi t k mà

không làm h h ng các c c khác và cơng trình lân c n.
Thơng th

ng, kho ng cách tâm gi a hai c c k nhau lên l y nh sau :

- C c ma sát không nh h n 3d;


11
- C c ch ng không nh h n 2d;
- C c có m r ng đáy, khơng nh h n 1,5 đ

ng kính m r ng D ho c D

+1m (khi D > 2m).
Do s t

ng tác gi a các c c trong nhóm nên đ lún c a nhóm c ng nh S c

ch u t i c a c c trong nhóm s khác v i c c đ n. Hi u ng này c n đ
trong thi t k . Chi u sâu và vùng nh h
kích th

ng ph n đát d

i nhóm c c ph thu c vào

c c a nhóm và đ l n c a t i tr ng.
lún c a m t móng c c ma sát có s l

nhóm có ít c c h n

ng c c nhi u s cao h n so v i

cùng m t đi u ki n đ t n n và đ

m i c c [6]. Khi d tính đ lún c a nhóm c c ng
quy

c xét đ n

c, trong đó di n tích c a kh i móng quy

l n c a ng su t d

i ta th

i đáy

ng tính cho kh i móng

c xác đ nh tùy theo đi u ki n làm

vi c c a c c.
Kh n ng ch u t i c a nhóm c c trong n n đ t r i và n n đ t dính có s khác
bi t. Trong n n đ t r i quá trình h c c b ng ph

ng pháp đóng hay ép th

ng nén

ch t đ t n n, vì v y s c ch u t i c a nhóm c c có th l n h n t ng s c ch u t i c a
các c c đ n trong nhóm.
Trong n n đ t dính, s c ch u t i c a nhóm c c ma sát nh h n t ng s c ch u
t i c a các c c đ n trong nhóm. M c đ gi m s c ch u t i c a nhóm c c trong
tr

ng h p này ph thu c vào kho ng cách gi a các c c trong nhóm, đ c tính c a

n n đ t, đ c ng c a đài c c và s tham gia truy n t i cơng trình c a đài xu ng c c
và đ t.
i v i c c ch ng, s c ch u t i c a nhóm c c b ng t ng s c ch u t i c a các
c c đ n trong nhóm.
C c trong nhóm ch u t i tr ng l ch tâm nên b trí sao cho đi m đ t c a h p
l c t i tr ng là g n nh t so v i tr ng tâm c a m t b ng nhóm c c.
1.4.

ánh giá u nh

c đi m c a ph

ng pháp thi t k truy n th ng

1. Gi thi t cho r ng toàn b t i tr ng ngang tác d ng lên móng đ u do đ t t
đáy đài tr lên ti p nh n là hồn tồn khơng h p lý [9]. Ngay c tr

ng h p đ chôn

sâu c a đài c c th a mãn đi u ki n ki m tra theo t i tr ng ngang thì c ng khơng th


12
nói r ng các c c khơng h ti p nh n m t ph n t i tr ng n m ngang nào c . B i vì
th t khó mà gi i thích r ng, c h th ng móng c c g m đài c c và c c g n ch t v i
nhau nh th thì b ng nhiên t i tr ng n m ngang l i t t đi t ti t di n đáy đài. M t
khác ta th y r ng, đi u ki n ki m tra theo t i tr ng ngang rút ra t s cân b ng gi a
t i tr ng n m ngang v i l c b đ ng c a đ t t đáy đài tr lên, ngh a là đ t t đáy
đài tr lên n m trong tr ng thái cân b ng gi i h n. i u đó khơng h p lý, b i vì lúc
này đ t t đáy đài tr xu ng v n n m trong tr ng thái cân b ng b n (tr ng thái đàn
h i). Ngoài ra, khi đáy đài c c n m d

i m t đ t nh ng không th a m n đi u ki n

ki m tra theo t i tr ng ngang thì vi c tính tốn s ti n hành ra sao? .Tr
khơng th tính theo s đ móng c c đài cao đ

ng h p y

c, vì lúc này xác đ nh chi u dài t

do c a c c nh th nào.
Trong h u h t các tài li u n n móng n

c ngoài và n

c ta t tr

c t i nay

[9] tuy r ng v n dùng gi thi t đó nh ng l i v n ki m tra s tác d ng t i tr ng
ngang tác d ng lên c c. T i tr ng ngang tác d ng lên m i c c đ
các ph

c xác đ nh theo

ng pháp trong các tài li u đó đ u khơng h p lý, vì đ u d a vào c s là t t

c các c c đ u ti p nh n toàn b t i tr ng ngang.

i u này không nh ng không

đúng v m t tính tốn, mà cịn là m t s mâu thu n v lơgic trong cách trình bày,
b i vì nó ng

c v i gi thi t ban đ u đ a ra. Vì l đó, trong ch

ng này đã b qua

các cách trình bày đó và trình bày theo đúng các gi thi t đã nêu ra.
Th c ra, vi c tính tốn móng c c đài th p ch u t i tr ng ngang và mômen
h p lý h n c là coi h th ng móng c c g m đài c c và các c c (n u c n, c ph n
đ t bên trong các c c n a) là m t móng sâu và ti n hành tính tốn nh m t móng
kh i sâu ch u t i tr ng ngang nà mơmen theo các ph

ng pháp trình bày trong các

sách tính tốn móng c c nh ng ph i k đ n s thay đ i ti t di n c a móng t đáy
đài tr xu ng. Tuy nhiên, vi c tính tốn nh th ch c là s ph c t p h n nhi u, cho
đ n nay v n ch a có ai đ ra ph

ng pháp tính theo h

lý c a gi thi t này, có th tính theo ph

ng đó.

kh c ph c s vơ

ng pháp t ng qt trình bày trong ch

VII c a tài li u tính tốn móng c c-tác gi Lê

c Th ng [9].

ng

13
2. Khi xác đ nh s c ch u t i c a m i c c trong móng đ u xem c c làm vi c nh
m t c c đ n mà không xét đ n nh h
h

ng c a trình t h c c khi thi cơng).

ng c a nhóm c c ( y là ch a k đ n nh
i u này nhi u khi d n đ n sai s l n.

i

v i móng c c ch ng thì sai s đó khơng nhi u nh ng đ i v i móng c c ma sát thì
s sai s đó khá l n. S khác nhau th nh t là s c ch u t i gi i h n c a c c đ n bé
h n s c ch u t i gi i h n c a c c n m trong nhóm c c (có cùng kích th

c và đi u

ki n đ a ch t). S khác nhau th hai là khi cùng tr s t i tr ng tác d ng lên c c đ n
và lên m i c c trong nhóm c c thì đ lún c a nhóm c c s l n h n đ lún c a c c
đ n.

th y rõ v n đ này, d

i đây s phân tích tr ng thái ng su t c a đ t do c c

đ n và nhóm c c gây ra khi có cùng tr s t i tr ng P tác d ng lên m i c c. L c P
đ

c phân thành hai ph n: l c ma sát xung quanh thân c c ( ng su t ti p tuy n) và

ph n l c

m i c c ( ng su t pháp tuy n). V i gi thi t l c ma sát phân b đi u

xung quanh thân c c và ph n l c phân b đ u trên ti t di n ngang c a c c và áp
d ng l i gi i c a R. Minđlin, đ i v i l c t p trung th ng đ ng n m trong bán không
gian đàn h i thi ta có th trình bày tr ng thái ng su t trong đ t do c c đ n và nhóm
c c gây ra nh trên hình 1.4.

Hình 1.4: Các đ

ng đ ng ng su t

a) Do c c đ n gây ra; b) Do nhóm c c gây ra
Trên hình 1.4a v các đ
hình 1.4b v bi u đ

ng đ ng ng su t σ z do c c đ n gây ra, còn trên

ng su t σ z do m i c c trong nhóm 4 c c gây ra t i chi u sâu


14
z (đ

ng ch m ch m) và bi u đ σ z t i chi u sâu z do c 4 c c gây ra. Rõ ràng

r ng, n u các c c càng g n nhau thì ng su t σ z t i đi m trên tr c c c do c nhóm

c c gây ra s l n h n r t nhi u so v i ng su t t i đó do m i c c gây ra. Vì v y đ
lún c a nhóm c c l n h n đ lún c a c c đ n. Ng

c l i n u kho ng cách gi a các

c c càng l n thì s chêch l ch đó càng gi m đi và n u kho ng cách đó đ t t i m t
tr s nh t đ nh nà đó thì th c t có th coi s làm vi c c a c c đ n và c a m t c c
trong nhóm c c đ u nh nhau. Kinh nghi m cho th y r ng, mu n th a mãn đi u
ki n này thì kho ng cách t i thi u gi a các tr c c c c nh nhau ph i b ng 6 l n
đ

ng kính hay c nh c c.
Nh ng nghiên c u th c nghi m g n đây cho th y r ng, vi c xác đ nh s c

ch u t i c a c c trong nhóm c c c ng ti n hành nh đ i v i c c đ n và vi c tính
tốn đ lún c a móng c c nh móng kh i quy
M t đi u ch c ch n là ph i k đ n nh h

c là hoàn toàn khơng có c s .

ng c a nhóm c c và tr

c h t là nh c a

kho ng cách gi a các c c. V v n đ này tuy đ n nay v n ch a đ
tri t đ nh ng đó là m t h

c nghiên c u

ng gi i quy t đúng đ n trong vi c hồn thi n ph ng

pháp tính tốn móng c c đài th p.

th y rõ v n đ này h n, d i đây s trình bày

các k t qu nghiên c u thí nghi m c a P.G. Tsijikov và G.X. IIlarionov đ i v i c c
đ n và nhóm c c. Nh ng thí nghi m này đ

c ti n hành trên mơ hình ly tâm và ng

v i kích th

ng là: c c 11,8m; đ

(hình 1.5).

c th c c a c c ngoài hi n tr

ng kính 35,4cm


15

Hình 1.5: S đ thí nghi m nh h

ng c a kho ng cách gi a các c c trong móng

t dùng làm thí nghi m là cát nh ,
l

tr ng thái ch t bão hịa n

ng th tích t nhiên 1,84 - 1,85 t/m3 . Thí nghi m đ

c có tr ng

c ti n hành đ i v i c c đ n

và nhóm c c b trí đ u nhau v i kho ng cách gi a các c c thay đ i 1 – 8 l n đ

ng

kính c a c c.
Trong b ng 1.1 cho k t qu các thí nghi m đó.
T b ng 1.1 ta th y r ng, tr tr
c a nó, cịn t t c các tr

ng h p kho ng cách gi a các c c b ng đ

ng kính

ng h p khác, s c ch u t i gi i h n c a c c đ n đ u bé h n

so v i m i c c trong nhóm c c và s khác nhau l n nh t là khi kho ng cách gi a
các tr c c c b ng 3-4 l n đ

ng kính c a nó. C ng t b ng 1.1 ta th y r ng, đ lún

c a nhóm c c l n h n đ lún c a c c đ n.
B ng 1.1. K t qu c a các thí nghi m c a P.G. Tsijikov và G.X. IIlarionov

S thí
nghi m

1
2
3
4
5
6
7

Tr ng
S c c
l ng th
trong
tích c a đ t móng (m)
(t/m3)
1,84
1,85
1,85
1,85
1,85
1,85
1,85

1
9
9
9
9

9
9

Kho ng
cách d
gi a các
tr c c c
(t)
1
2
3
4
6
8

T i tr ng
gi i h n
tác d ng
lên móng
(t)
188
1620
2440
2650
2575
2400
2280

T i tr ng
gi i h n

trung bình
c am i
c c (t)
188
180
271
291
286
267
253

lún
ng v i
t i tr ng
gi i h n
(cm)
9,8
12,6
13,6
13,5
12,9
12,1
10,2


16
k đ n nh h

ng c a nhóm c c P.G. Tsijikov có đ ngh đ a vào h s

nhóm khi xác đ nh s c ch u t i c a c c và tính tốn đ lún c a c c. Các h s này
đ

c đ a ra d a trên c s c a r t nhi u s li u th c t và s li u thí nghi m mà

ơng đã thu nh n đ

c.

3. Khi xác đ nh t i tr ng tác d ng lên c c theo các công th c c a c c đ n là đã
ph i d a vào gi thi t coi t i tr ng ch truy n lên các c c ch không truy n lên ph n
đ t gi a các c c. Vi c tính tốn nh v y nh t đ nh s d n đ n sai s l n, ví d cho
đ c ng c a c c có chêch l ch r t nhi u so v i đ c ng c a đ t thì t i tr ng c ng
qua đài c c mà truy n lên c c c và lên ph n đ t

đáy đài. N u k đ n s làm vi c

c a đ t đó thì s c ch u t i c a tồn b móng s t ng lên nhi u.

i u này đã đ

c

các thí nghi m c a P.G. Tsijikov và V Công Ng ch ng minh. P.G. Tsijikov đã
ti n hành thí nghi m hai móng c c, m i móng g m 9 c c có kích th
trong ph n 2 c a m c này, và c c cách nhau 3 l n đ

c đã nêu

ng kính. M t móng có đài t a

lên đ t và m t móng có đài n m cao h n m t đ t (hình 1.5). K t qu cho th y r ng,
t i tr ng gi i h n c a móng có đài t a lên đ t đ t t i 3950 (t n) cịn c a móng có
đài n m cao h n m t đ t ch đ t t i 2650 (t n). Thí nghi m c a V Cơng Ng ti n
hành t i vùng đ t y u

H i Phòng c ng cho k t qu chêch l ch t

Khi tính tốn ng su t t i đáy móng kh i quy
t i đáy móng kh i quy

ng t nh v y

c thì vi c l y tr s mômen

c b ng tr s mômen c a t i tr ng so v i đáy đài là hồn

tồn khơng có c s . Ch có th tránh đ

c khuy t đi m này khi tính tốn móng c c

đài th p nh m t móng sâu có ti t di n thay đ i (nh đã nói trong nh n xét th
nh t) ho c tính tốn theo ph

ng pháp t ng quát s trình bày trong ch

tài li u tính tốn móng c c-tác gi Lê
K t lu n ch

ng VII c a

c Th ng [9].

ng I

Kh n ng làm vi c c a c c trong nhóm và c c đ n là khác nhau, đ c bi t v i
móng c c ma sát thì s khác bi t này là rõ r t.
Trong các tính toán hi n nay đ u coi c c trong móng làm vi c nh c c đ n,
vì v y d n đ n sai s trong tính tốn. V i móng c c đ

c thi t k v i kho ng cách

c c (c) theo kinh nghi m là 3d

17
c c đ n. Nguyên nhân do vùng ng su t
vùng ng su t

m i c c trong nhóm l n h n nhi u so v i

m i c c đ n (xem hình 1.4 - ch

ng I)

Gi thi t cho r ng toàn b t i tr ng ngang tác d ng lên móng đ u do đ t t
đáy đài tr lên ti p nh n là hồn tồn khơng h p lý [9]. Ngay c tr

ng h p đ chôn

sâu c a đài c c th a mãn đi u ki n ki m tra theo t i tr ng ngang thì c ng khơng th
nói r ng các c c không h ti p nh n m t ph n t i tr ng n m ngang nào c . B i vì
th t khó mà gi i thích r ng, c h th ng móng c c g m đài c c và c c g n ch t v i
nhau nh th thì b ng nhiên t i tr ng n m ngang l i t t đi t ti t di n đáy đài. M t
khác ta th y r ng, đi u ki n ki m tra theo t i tr ng ngang rút ra t s cân b ng gi a
t i tr ng n m ngang v i l c b đ ng c a đ t t đáy đài tr lên, ngh a là đ t t đáy
đài tr lên n m trong tr ng thái cân b ng gi i h n. i u đó khơng h p lý, b i vì lúc
này đ t t đáy đài tr xu ng v n n m trong tr ng thái cân b ng b n (tr ng thái đàn
h i).