hướng dẫn Đồ Án nền móng

CHÖÔNG 1:

MỞ ĐẦU

1.1. Đối tượng

Môn nền-móng được nghiên cứu từ các môn địa chất công trình, cơ học đất

và môn công trình trên nền đất yếu.

Nghiên cứu môn học nhằm mục đích tìm hiểu kỹ đặc tính của nền hoặc

chọn giải pháp móng hợp lý cho công trình thấp hay cao tầng xây trên nền đất có

cấu tọa địa chất khác nhau.

Song song việc hó môn này chúng ta thực hiện ĐAMH nhằm nắm lại lý thuyết

cũng như bài tập lớn tại lớp.

1.2. Các tài liệu

1.2.1 Tài liệu chính

Nền móng , Châu Ngọc Ẩn, Nhà xuất bản đại học Quốc gia TP.HCM

1.2.2 Tài liệu tham khảo khác

1. Nền và móng của Lê Đức Thắng

2. Tính toán và thiết kế móng sâu của Vũ Công Ngữ

Thống kê và xử lý số liệu địa chất

Móng đơn

Móng băng một phương

3. Nền và móng cho ngành XDDD&CN: Nguyễn Văn Quảng

4. Công trình trên nền đất yếu

5. Foundationg analysic and design của tác giả Bowels

share-connect.blogspot.com TÀI LIỆU XÂY DỰNG========================================================================================================================

CHƯƠNG 2

NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TRONG THIẾT KẾ NỀN – MÓNG

2.1. NEÀN COÂNG TRÌNH

“Neàn Moùng”= Neàn + Moùng

coå coät

MOÙNG NOÂNG

ñôõ moùngñaát tröïc tieáp gaùnh

Maët neàn coâng trình

NEÀN: Khu vöïc

MOÙNG

Neàn laø phaàn ñaát höõu haïn naèm döôùi ñaùy moùng khi goïi laø neàn thì phaûi ñaûm

baûo hai ñieàu kieän:

1. Ñieàu kieän veà oån ñònh: aùp löïc truyeàn ñaùy moùng nhoû hôn ñaát neàn moùng

chòu neùn ñuùng taâm

Ptb < R

Moùng chòu neùn leäch taâm

Ptb<1,2R

Vôùi hFNP tb

tb .γ+=

W

Mh

FNP tb

∑++= .max γ

W

Mh

FNP tb

∑−+= .min γ

∑M : toång moâ ment ñeán ñaùy moùng


W: Moâ ment choáng uoán

WL = BL2/6

Cöôøng ñoä ñaát neàn

].[ 2121 DCBhAb

kmmR tc ++= γγ

Trong ñoù:

121 =tck

mm

A, B,D heä soá tra baûng phuï thuoäc vaøo ϕ

γ1: dung troïng döôùi ñaùy moùng

γ2: dung troïng treân ñaùy moùng

h: chieàu cao ñaët moùng

c: löïc dính cuûa ñaát (T/m2)

2. Ñieàu kieän veà bieán daïng

Ñoä luùn S ≤ Sgh

Ñoä luùn leäch ΔS ≤ ΔSgh

Veá traùi:

S ñoä luùn tính theo phöông phaùp coäng luùn töøng lôùp:

∑=

=n

iiSS

1

ii

iii h

eee

S1

21

1+−

= ;

ii

ii ph

ES

0

β=

S tính theo phöông phaùp lôùp töông ñöông

LSSSi

21 −=Δ

S1; S2: ñoä luùn moùng thöù 1 vaø moùng thöù 2

L: khoaûng caùch giöõa 2 truïc coät moùng gaàn nhau

Veá phaûi:

Sgh: ñoä luùn giôùi haïn cho pheùp thuoäc ngaønh xaây döïng


ΔSgh: =2%L

Phaïm vi caàn tính toaùn vaø xöû lyù neàn

Tuøy theo caùc phöông phaùp khaùc nhau ñeå xaùc ñònh vuøng neàn (vuøng chòu

neùn, vuøng aûnh höôûng…). Ôû ñaây caàn naém hai phöông phaùp cô baûn sau:

Döïa vaøo caùc öùng suaát do taûi troïng ngoaøi vaø öùng suaát do taûi troïng baûn thaân:

btPz σσ ,

Öùng suaát do taûi troïng ngoaøi taùc duïng leân neàn:

PKPz 0=σ

hhFNP tb γγ −+= .

K0 phuï thuoäc L/b; Z/b

Khi moùng beø coù B<10 thì duøng coâng thöùc treân coøn B>10 thì duøng coâng thöùc

khaùc.

∑= hbtz γσ

γ coù theå duøng dung troïng töï nhieân, ñaåy noåi khi döôùi möïc nöôùc ngaàm

Vaäy: Neàn coâng trình laø vuøng chòu neùn laø phaàn ñaát neàn naèm döôùi ñaùy moùng

cho ñeán moät maët caét naøo ñoù maø:

Ñaát toát: btz

Pz σσ

51

≤

Ñaát khoâng toát: btz

Pz σσ

101

≤

Chuù yù: ôû nhöõng vuøng ñaát yeáu maø moùng khoâng ñaët ñöôïc treân neàn ñaát toát maø

theo nguyeân lyù vaãn ñaët ñöôïc moùng thì duøng coâng thöùc ñaát khoâng toát.

Tính öùng suaát baûn thaân duøng öùng suaát coù hieäu vì thí nghieäm öùng vôùi öùng suaát

coù hieäu

b. Döïa vaøo ñöôøng ñoàng öùng suaát: PPz 1,0=σ

- Ñöôøng ñoàng öùng suaát: laø taäp hôïp taát caû caùc ñieåm coù cuøng ñoä lôùn veà öùng suaát.

Vuøng neàn laø vuøng chöùa nhöõng ñieåm coù öùng suaát ≥0,1P


Caùc loaïi neàn thöôøng gaëp:

a. Neàn töï nhieân

Neàn töï nhieân laø neàn ñaát toát maø ta coù theå ñaët tröïc tieáp moùng leân neàn maø

khoâng caàn gia coá

+ Seùt cöùng, nöûa cöùng, deûo cöùng, deûo meàm

+ AÙ seùt cöùng, nöûa cöùng, deûo cöùng, deûo meàm

+ AÙ caùt cöùng, nöûa cöùng, deûo cöùng, deûo meàm

+ Caùt: chaët, chaët vöøa

b. Neàn gia coá

Laø loaïi ñaát neàn maø khoâng theå ñaët moùng tröïc tieáp leân ñöôïc vì khoâng thoûa

ñieàu kieän cuï theå:

+ Seùt: deûo nhaõo, nhaõo

+ AÙ seùt: deûo nhaûo, nhaûo

+ AÙ caùt: nhaûo

+ Caùt rôøi: xoáp

+ Buøn nhaõo

2.2 Moùng coâng trình

2.2.1 Moùng

Moùng laø boä phaän tieáp nhaän taûi troïng beân treân cuûa coâng trình vaø truyeàn xuoáng

cho neàn nhöng phaûi ñaûm baûo ñieàu kieän oån ñònh vaø bieán daïng cho neàn

Phaân loaïi moùng

Döïa vaøo caùc ñaëc tính khaùc nhau maø ngöôøi ta phaân bieät moùng ra laøm caùc loaïi

nhö sau:

a. Vaät lieäu: Moùng cöùng vaø moùng chòu uoán

- Moùng cöùng: laø loaïi moùng coù chieàu cao lôùn thöôùng caáu taïo baèng caùc loaïi

gaïch chòu löïc toát hay baèng beâ toâng

- Ñaëc ñieåm: moùng coù ñoä cöùng lôùn (EJ) neân phaûn löïc phaân boá ôû ñaùy moùng laø

ñeàu (phaûn löïc ñaát neàn) vaø phaûn löïc naøy khoâng laøm caùnh moùng bò uoán.


- Moùng chòu uoán coù chieàu cao nhoû, caáu taïo baèng beâ toâng vaø coát theùp.

- Ñaëc ñieåm: phaûn löïc phaân boá khoâng ñeàu vì H/L<1 neân coát theùp tham gia

chòu uoán thöôøng thieát keá cho caùc coâng trình chòu taûi troïng lôùn.

b. Döïa vaøo ñaëc tính chòu löïc chia laøm caùc loaïi:

- Moùng chòu taûi troïng tónh: nhaø ôû, tröôøng hoïc, nhaø laøm vieäc

- Moùng chòu taûi troïng ñoäng: laø moùng cuûa maùy cô khí, nhaø maùy ñieän, xi maêng.

Khi ñaëc ñieåm chòu löïc khaùc nhau thì thieát keá seõ khaùc nhau.

c. Döïa vaøo coâng taùc beâ toâng

- Moùng ñoå taïi choã: thieát keá cho caùc coâng trình ôû quy moâ lôùn

+ Öu ñieåm: kích thöôùc seõ phuø hôïp vôùi ñòa chaát vaø taûi troïng

+ Khuyeát ñieåm: tuøy thuoäc vaøo thôøi tieát aûnh höôûng ñeán chaát löôïng beâ toâng

- Moùng ñuùc saün seõ thieát keá cho caùc coâng trình coù quy moâ keùm (thaép taàng),

thöôøng duøng cho moùng caùc nhaø laép gheùp ñaëc bieät laø nhaø laép gheùp ôû ÑBSCL

+ Öu ñieåm: chaát löôïng beâ toâng toát

+ Khuyeát ñieåm: khoâng phuï thuoäc vaøo ñòa chaát vaø taûi troïng coâng trình

d. Döïa theo ñieàu kieän khaùc

- Moùng chòu neùn ñuùng taâm

- Moùng chòu neùn leäch taâm

- Moùng keùp

e. Döïa vaøo ñoä saâu choân moùng

- Moùng noâng: moùng ñôn, moùng baêng 1 phöông, 2 phöông, beø,..

- Moùng saâu: moùng coïc BTCT, coïc khoan nhoài, moùng barrete, moùng coïc oáng,

moùng gieáng chìm.

2.3 CAÙC BÖÔÙC CHUAÅN BÒ ÑEÅ THIEÁT KEÁ MOÙNG

2.3.1 Tìm hieåu ñòa chaát khu vöïc xaây döïng

- Ñaát coù neùn tröôùc chöa, hay ñaát bò xaùo troän (ao hoà, san laáp)

2.3.2 Coâng taùc khaûo saùt ñòa chaát


a. Vò trí boá trí hoá khoan, veõ ñöôïc maët caét ñòa chaát, taïi vò trí moùng chòu taûi troïng

lôùn nhaát.

b. Khoaûng caùch giöõa caùc hoá khoan

- Neáu ñaát khoâng ñoàng nhaát thì khoaûng caùch giöõa hai hoá khoan laø 25m

- Neáu ñoàng nhaát thì L=50m, tuy nhieân vaán ñeà coøn tuøy thuoäc vaøo kinh phí

c. Chieàu saâu HK

- Khoan khaûo saùt trong vuøng neàn

d. Coâng taùc laáy maãu vaø thí nghieäm

- Theo TCVN: 2m/laáy 1 maãu

- Theo ASTM 3m/laáy 1 maãu

- Thí nghieäm: taát caû caùc chæ tieâu cô hoïc vaø vaät lyù phaûi naém kyõ

2.3.3 Xaùc ñònh taûi troïng ñeå tính moùng:

- Giaûi khung phaúng hay khung khoâng gian baèng phöông phaùp PTHH nhö caùc

phaàn meàm: Sap. Etabs, Stadpro…

2.4. CAÙC TRAÏNG THAÙI GIÔÙI HAÏN TRONG TÍNH TOAÙN NEÀN MOÙNG

2.4.1 Traïng thaùi giôùi haïn 1

- Khi tính toaùn neàn moùng theo traïng thaùi giôùi haïn 1 laø tính toaùn theo cöôøng ñoä

vaø oån ñònh taûi troïng söû duïng laø taûi troïng tính toaùn

- Phaïm vi söû duïng:

+ Coâng trình xaây döïng treân neàn ñaù

+ Coâng trình xaây döïng treân maùi doác

+ Coâng trình chòu taûi troïng ngang

- Ñieàu kieän kieåm tra

+ Cöôøng ñoä

+ Laät [ ]= ≥CLl

GLl

MK

MK :heä soá an toaøn choáng laät cho pheùp (theo quy phaïm)

+ Tröôït [= ≥CTt

GT

]tM

KM

K :heä soá an toaøn choáng tröôït cho pheùp (theo QP)

+ Phaù hoaïi caét [ ]≤ = ultpp p

FS


2.4.2 Traïng thaùi giôùi haïn 2

- Tính toaùn neàn moùng theo traïng thaùi giôùi haïn 2 laø chuû yeáu döïa vaøo bieán daïng

vaø taûi troïng tieâu chuaån.

- Phaïm vi söû duïng: taát caû coâng trình xaây döïng DDCN khoâng thuoäc vaøo caùc coâng

trình keå treân.

- Ñieàu kieän tính toaùn:

+ Luùn [ ]≤S S : ñoä luùn cho pheùp (theo quy phaïm)

+ Luùn leäch [ ]Δ ≤ ΔS S : ñoä luùn leäch cho pheùp (theo quy phaïm )

+ Nghieâng [ ]≤i i : goùc xoay cho pheùp (theo quy phaïm)

2.5. TAÛI TROÏNG VAØ TAÙC ÑOÄNG

2.5.1 Phaân loaïi

Taûi troïng cuûa keát caáu coâng trình beân treân truyeàn vaøo neàn moùng coâng trình

goàm caùc loaïi sau:

- Tónh taûi (TT-taûi thöôøng xuyeân) laø taûi taùc duïng lieân tuïc trong quaù trình thi

coâng vaø söû duïng coâng trình nhö taûi baûn thaân, aùp löïc ñaát leân töôøng

- Hoaït taûi (HT-taûi taïm thôøi) laø taûi khoâng taùc duïng lieân tuïc trong quaù trình

thi coâng vaø söû duïng coâng trình, bao goàm

+ Hoaït taûi daøi haïn: laø troïng löôïng thieát bò trong coâng trình

+ Hoaït taûi ngaén haïn: laø taûi xuaát hieän töøng giai ñoaïn nhö gioù, soùng,...

+ Hoaït taûi ñaëc bieät: taûi ñoäng ñaát, chaùy noã

Theo quy phaïm thì cuõng chia ra 2 loaïi taûi:

- Taûi tieâu chuaån laø taûi lôùn nhaát maø khoâng laøm aûnh höôûng ñieàu kieän laøm

vieäc bình thöôøng cuûa coâng trình (theo quy phaïm)

Aùp duïng: khi tính neàn theo TTGH II (xaùc ñònh dieän tích moùng, kieåm tra

luùn, oån ñònh neàn)

- Taûi tính toaùn laø taûi troïng coù keå ñeán söï sai khaùc so vôùi trò tieâu chuaån thieân

veà höôùng baác lôïi thoâng qua heä soá vöôït taûi n=1.1-1.4

Aùp duïng: khi kieåm tra laät tröôït theo TTGH I


(tính chieàu cao moùng, ñaøi coïc vaø coát theùp trong moùng)

- Tính cho neàn: TTGH I,II

- TÍnh cho moùng: TGH I, II.

2.5.2 Toå hôïp taûi troïng

Vieäc toå hôïp taûi troïng nhaèm muïc ñích tìm taûi troïng nguy hieåm, theo quy

phaïm thì coù 3 toå hôïp sau:

- Toå hôïp cô baûn I(THCB I) : goàm 1 TT + 1 HT

- Toå hôïp cô baûn II(THCB II) : goàm 1 TT + >1 HT

- Toå hôïp ñaëc bieät(THDB) : goàm 1 TT + > 1 HT + 1 taûi ñaëc bieät

Khi tính theo TTGH I thì duøng THCB I, THCB II vaø THDB vôùi taûi tính toaùn

Khi tính theo TTGH II thì duøng THCB I vaø THCB II vôùi taûi tieâu chuaån

<?> Noùi sô boä veà vieäc toå hôïp taûi beân treân-cuï theå, vaø ñöa vaøo tính moùng ntnaøo?

2.6 CAÙC CHÆ TIEÂU CÔ LYÙ – THOÁNG KEÂ ÑÒA CHAÁT

2.6.1 Caùc chæ tieâu cô lyù

Goàm caùc chæ tieâu cô hoïc vaø vaät lyù töø thí nghieäm, ñöôïc duøng cho muïc ñích

thieát keá moùng. Döïa vaøo caùc chæ tieâu naøy ñeå ñaùnh giaù traïng thaùi ñaát cuõng nhö

phaân loaïi ñaát

- Chæ tieâu cô hoïc: c, ϕ

- Chæ tieâu vaät lyù : γ, ω, ε, Δ

2.6.2 Thoáng keâ soá lieäu ñòa chaát

a Ñôn nguyeân ñòa chaát (phaân lôùp)

- Moät ñôn nguyeân (lôùp) sô boä ñöôïc xaùc ñònh thoâng qua söï thay ñoåi traïng thaùi

ñaát (maøu, haït) trong quaù trình khoan laáy maãu, sau ñoù döïa treân caùc ñaëc

tröng cô lyù cuûa ñaát ñeå thoáng keá vaø phaân lôùp laïi.

- Veà maët toaùn hoïc, moät lôùp ñòa chaát khi caùc ñaëc tröng cô lyù coù heä soá bieán

ñoäng σν = 100%A

ñuû nhoû

Trong ñoù: ==∑

1

n

ii

AA

n: giaù trò trung bình


( )

σ =

−=

−

∑2

1

1

n

ii

A A

n: ñoä leäch toaøn phöông trung bình

n: soá maãu TN

Ai: giaù trò ñaëc tröng töø TN

Baûng heä soá bieán ñoäng:

Ñaëc tröng cuûa ñaát ν

Tyû troïng haït 0.01

Troïng löôïng rieâng 0.05

Ñoä aåm töï nhieân 0.15

Giôùi haïn Atterberg 0.15

Module bieán daïng 0.3

Söùc choáng caét 0.3

Cöôøng ñoä neùn 1 truïc 0.4

b Ñaëc tröng tieâu chuaån

Trong moät lôùp thì coù nhieàu maãu TN, do vaäy seõ coù nhieàu ñaëc tröng Ai. Ñeå

tính toaùn thì ta caàn choïn ra moät giaù trò ñaëc tröng cho ñôn nguyeân ñoù goïi laø

ñaëc tröng tieâu chuaån . Quy taéc choïn laø ñeå loaïi tröø caùc sai soá quaù lôùn hay

quaù beù ra khoûi taäp hôïp thoáng keâ.

- Vôùi ctc, ϕtc: thì coù 2 tröôøng hôïp

+ Khi soá löôïng maãu (trong taát caû hoá khoan) n<6: trò tieâu chuaån laø trò trung

bình coäng

+ Khi soá löôïng maãu (trong taát caû hoá khoan) n>6: thì duøng phöông phaùp bình

phöông cöïc tieåu. Töø TN caét tröïc tieáp ta coù: τ σ ϕ= +i i itg ci

τ σ σ τ σ

ϕ τ σ σ τ σ

⎡ ⎤→ = −⎢ ⎥Δ ⎣ ⎦

⎡ ⎤= − Δ − ⎜ ⎟⎢ ⎥Δ ⎣ ⎦

∑ ∑ ∑ ∑

∑ ∑ ∑ ∑ ∑

2

1 1 1 1

2n n2i i

1 1 1 1 1

1

1 , =n

n n n ntc

i i i i i

n n ntc

i i i i

c n

tg n σ⎛ ⎞

⎝ ⎠

- Vôùi caùc ñaëc tröng coøn laïi: thì trò tieâu chuaån chính laø trò trung bình

c Ñaëc tröng tính toaùn


- Ñaëc tröng tính toaùn ñöôïc ñöa ra nhaèm muïc ñích naâng cao ñoä an toaøn cho

coâng trình.

- Theo QPXD 45-70: σν= = − = −, 1 1tt tcA kA kA

- Theo QPXD 45-78: = ,tc

ttd

d

AA kk

: heä soá an toaøn veà ñaát, tuøy thuoäc vaøo loaïi

ñaëc tröng cuûa ñaát.

+ Vôùi c, ϕ, γ vaø R (cöôøng ñoä neùn 1 truïc): 11dk

ρ=

±

• Vôùi c, ϕ: tαρ ν=

• Vôùi γ, R: tn

ανρ =

Aσν = , 2

1

1 n

c ii

τσ σ σ=

=Δ ∑ , tg

nϕ τσ σ=

Δ, ( )2

1

12

ntc tc

i ii

tg cnτσ σ ϕ τ

=

= +− ∑ −

( )2

1

11

ntc

iinγσ γ γ=

= −− ∑ , ( )2

1

11

ntc

R ii

R Rn

σ=

= −− ∑

tα : tra baûng tuøy thuoäc vaøo ñoä tin caäy α=0.85 (tính theo bieán

daïng), α=0.95 (tính theo cöôøng ñoä)

Heä soá tα öùng vôùi xaùc suaát tin caäy α baèng soá baäc töï do

(n-1) vôùi R,γ

(n-2)vôùi c,ϕ

0.85 0.90 0.95 0.98 0.99

2 1.34 1.89 2.92 4.87 6.96

3 1.25 1.64 2.35 3.45 4.54

4 1.19 1.53 2.13 3.02 3.75

5 1.16 1.48 2.01 2.74 3.36

6 1.13 1.44 1.94 2.63 3.14

7 1.12 1.41 1.90 2.54 3.00


8 1.11 1.40 1.86 2.49 2.90

9 1.10 1.38 1.83 2.44 2.82

10 1.10 1.37 1.81 2.40 2.76

11 1.09 1.36 1.80 2.36 2.72

12 1.08 1.36 1.78 2.33 2.68

13 1.08 1.35 1.77 2.30 2.65

14 1.08 1.34 1.76 2.28 2.62

15 1.07 1.34 1.75 2.27 2.60

16 1.07 1.34 1.75 2.26 2.58

17 1.07 1.33 1.74 2.25 2.57

18 1.07 1.33 1.73 2.24 2.55

19 1.07 1.33 1.73 2.23 2.54

20 1.06 1.32 1.72 2.22 2.53

25 1.06 1.32 1.71 2.19 2.49

30 1.05 1.31 1.70 2.17 2.46

40 1.05 1.30 1.68 2.14 2.42

60 1.05 1.30 1.67 2.12 2.39

+ Vôùi caùc ñaëc tröng coøn laïi: 1dk =

2.7 MOÄT SOÁ LÖU YÙ TRONG TÍNH TOAÙN NEÀN MOÙNG

2.7.1 Bieán daïng cuûa neàn vaø luùn cuûa moùng

- Bieán daïng cuûa neàn seõ aûnh höôûng ñeán heä thoáng thoaùt nöôùc cuûa coâng trình,

ñaëc bieát khi coù luùn leäch thì thì seõ laøm thay ñoåi noäi löïc trong keát caáu beân

treân, do vaäy seõ nguy hieåm cho coâng trình

- Ñoä luùn cuûa coâng trình töø khi thi coâng ñeán khi söû duïng goàm:

+ Ñoä luùn do haï möïc nöôùc ngaàm

+ Söï nôû do ñaøo hoá moùng

+ Ñoä luùn do thi coâng moùng vaø do taûi troïng cuûa moùng


+ Söï nôû do daâng möïc nöôùc ngaàm trôû laïi

+ Ñoä luùn do taûi coâng trình goàm coù:

• Ñoä luùn do ñaøn hoài cuûa ñaát neàn

• Ñoä luùn do coá keát cuûa neàn ñaát döôùi toaøn boä taûi troïng coâng trình

• Ñoä luùn do neùn thöù caáp cuûa neàn ñaát theo thôøi gian döôùi taûi toaøn boä coâng

trình

- Ñoä luùn cuûa moùng chính laø chuyeån vò cuûa maët ñaùy moùng, chuyeån vò naøy

chính laø ñoä co cuûa lôùp ñaát neàn chòu neùn khi xem maët phaúng ôû ñaùy lôùp ñaát

chòu neùn khoâng coù chuyeån vò (hay chuyeån vò = 0)

- Coù raát nhieàu phöông phaùp tính luùn ñaõ hoïc trong cô ñaát nhö :

+ Phöông phaùp toång phaân toá

Ñoä luùn cuûa moùng laø toång caùc ñoä luùn cuûa caùc phaân toá trong vuøng chòu neùn.

Aùp duïng: vôùi moùng coù caïnh <10m, ñaët treân neàn bieán daïng trung bình, lôùn.

Phöông phaùp naøy döïa theo keát quaû cuûa TN neùn coá keát

ii

ii heeeS ∑ +

−=

1

21

1

iio hpaS ∑Δ=

iihpE

S ∑ Δ=β

Chuù yù: Moâ ñun neùn E cuûa ñaát neàn phuï thuoäc theo caáp taûi. Thoâng thöôøng

caùc phoøng thí nghieäm cung caáp giaù trò caáp taûi töø 1-2 kG/cm2

+ Phöông phaùp neàn baùn khoâng gian ñaøn hoài

Aùp duïng: Tính ñoä luùn do ñaøn hoài cuûa ñaát neàn döôùi moùng beø

Phöông phaùp naøy döïa treân keát quaû cuûa baøi toaùn Boussinesq

EpbS )1( 2υϖ −

=

p:aùp löïc taïi daùy moùng

b: beà roäng ñaùy moùng

ν: heä soá Poisson


E: moñun bieán daïng

ϖ: heä soá phuï thuoäc vaøo hình daùng vaø ñoä cöùng cuûa moùng

ϖo: ñoä luùn taïi taâm moùng

ϖc=ϖo/2 ñoä luùn taïi goùc moùng

ϖm: ñoä luùn trong bình cuûa moùng

ϖconst: ñoä luùn moùng cöùng tuyeät ñoái

+ Phöông phaùp lôùp ñaøn hoài

∑ −−=

i

ii

EkkpbMS 1 : duøng cho moùng beø

∑ −−=

i

ii

m

c

Ekk

kpbkS 1 : duøng cho caû moùng nhoû

p: aùp löïc ñaùy moùng

M: heä soá ñieàu chænh ñoái vôùi moùng coù kích thöôùc lôùn

kc; heä soá ñieàu chænh do aûnh höôûng cuûa ñoä saâu

km: heä soá ñieàu chænh beà roäng moùng vaø ñoä cöùng cuûa ñaát neàn

ki, ki-1: heä soá hình daïng moùng

Tyû soá 2H/b hay H/r Heä soá M Heä soá kc

[0-0.5] 1 1.5

[0.5-1] 0.95 1.4

[1-2] 0.9 1.3

[2-3] 0.8 1.2

[3-5] 0.75 1.1

>5 1.0

2.7.2Söùc chòu taûi cuûa neàn

Coù raát nhieàu phöông phaùp öôùc löôïng söùc chòu taûi cuûa neàn

a) Phöông phaùp haïn cheá vuøng bieán daïng deûo

Aùp löïc ñaùy moùng theo chieàu saâu z: ( )cotcot

2

z f fp z D c g Dg

π γ γ ϕπϕ ϕ= + +

+ −γ+


Ñeå neàn coøn laøm vieäc ñaøn hoài thì haïn cheá chieàu saâu vuøng bieán daïng deûo z=b/4

*/ 4 cot

4cot2

z b f f fbp D c g D Ab BD cD

g

π γ γ ϕ γ γ γπϕ ϕ=

⎛ ⎞→ = + + + = + +⎜ ⎟⎝ ⎠+ −

vôùi / 4 cot; 1 ;cot cot cot

2 2

gA B Dg g g

2

π π π ϕπ π πϕ ϕ ϕ ϕ ϕ ϕ

= = + =+ − + − + −

Theo QPXD 45-78: Rtc=m( *fAb BD cDγ γ+ + )

BA

PultRtcPe

S

PO

b) Phöông phaùp döïa treân giaû thuyeát caân baèng giôùi haïn ñieåm

Prandtl laø ngöôøi ñaàu tieân ñöa ra maët tröôït cuûa ñaát döôùi neàn. Töø ñoù tính

SCT cöïc haïn cuûa moùng baêng nhö sau: 0.5u qq b N qN cγ cNγ= + +

32

22

0.5 1 ; ; 1 cotcos 2 cos

4 2

tg

pq c q

K eN tg N N N

π ϕ ϕ

γ gϕ ϕπ ϕϕ

⎛ ⎞−⎜ ⎟⎝ ⎠⎛ ⎞

⎡ ⎤= − = = −⎜ ⎟ ⎣ ⎦⎛ ⎞⎝ ⎠ +⎜ ⎟⎝ ⎠

Kp: heä soá aùp löïc bò ñoäng

Theo coâng thöùc treân thì SCT goàm 3 thaønh phaàn

+ Ma saùt döôùi ñaùy moùng: 0.5bγNγ

+ Phuï taûi hoâng: qNq

+ Löïc dính: cNc

c) Phöông phaùp döïa treân lyù thuyeát maët tröôït phaúng (Bell & Peck)

SCT cöïc haïn cuûa moùng baêng nhö sau: 0.5u qq b N qN cγ cNγ= + +

5 4 3; ; 24 2 4 2 4 2 4 2q cN tg N tg N tg tgγπ ϕ π ϕ π ϕ π ϕ⎡ ⎤⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞= + = + = + + +⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎢ ⎥⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎣ ⎦


CHÖÔNG 3 TÍNH TOAÙN VAØ THIEÁT KEÁ MOÙNG NOÂNG

3.1 KHAÙI NIEÄM, CAÁU TAÏO, PHAÂN LOAÏI

Ñònh nghóa: Moùng ñöôïc goïi laø toaøn boä taûi troïng coâng trình truyeàn xuoáng moùng ñöôïc gaùnh ñôõ bôûi ñaát neàn döôùi ñaùy moùng, boû qua ma saùt vaø löïc dính quanh moùng.

Maët khaùc, theo thöïc nghieäm thì, neáu 2fDb

≤ →moùng noâng

3.1.1 Theo hình daïng - Moùng ñôn: goàm ñuùng taâm (leäch taâm ít – LTI) vaø leäch taâm (leäch taâm

nhieàu – LTN )

Moùng LTNMoùng LTI Moùng LTN(chaân vòt)

x

y

b

LDf

M

N

x

y

b

LDf

N

N

MH

Dfb

L

y

x

- Moùng baêng (1 phöông hay 2 phöông): döôùi coät hay töôøng

Moùng baêng (1 phöông) döôùi coät

L

b

Mi Qn

Ni Nn

Mn

ho

Dfhs

M1 QiQ1

N1

hc

b

bs

bc


1m

b

hm Df

bL

Moùng baêng (1 phöông) döôùi töôøng

Moùng baêng giao nhau (hai phöông)

4000

3000

400040004000

4321

C

B

A

- Moùng beø (daïng baûn, saøn naám hay hoäp) döôùi coâng trình

Moùng beø daïng hoäpMoùng beø daïng saøn naámMoùng beø daïng baûn

3.1.2 Theo vaät lieäu - Moùng gaïch: duøng cho coâng trình chòu löïc nhoû - Moùng beâtoâng ñaù hoäc: chòu löïc > moùng gaïch - Moùng beâtoâng coát theùp: phoå bieán, chòu taûi lôùn maø chieàu cao moùng nhoû,

thöôøng duøng theâm coát theùp ñeå taêng cöùng cho moùng


3.1.3 Theo taûi troïng - Moùng chòu taûi ñöùng - Moùng chòu taûi ngang

3.1.4 Theo caùch thi coâng - Moùng laép gheùp - Moùng ñoå toaøn khoái

3.1.5 Theo ñoä cöùng - Moùng cöùng: aùp löïc ñaùy moùng tuyeán tính - Moùng meàm: aùp löïc ñaùy moùng phi tuyeán

3.2 TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ MOÙNG NOÂNG Khi thieát keá moùng noâng treân neàn thieân nhieân caàn tieán haønh theo caùc böôùc sau:

(1). Xaùc ñònh taûi troïng taùc duïng xuoáng moùng (taûi tính toaùn vaø tieâu chuaån) (2). Ñaùnh giaù ñòa chaát (thoáng keâ, laáy soá lieäu ñeå thieát keá) (3). Choïn sô boä ñoä saâu choân moùng (4). Xaùc ñònh kích thöôùc sô boä cuûa moùng (5). Kieåm tra kích thöôùc ñaùy moùng theo TTGH I, TTGH II (6). Tính toaùn coát theùp vaø caáu taïo moùng

Moät soá gôïi yù veà choïn chieàu saâu choân moùng Df - Df > 0.5m, thöôøng laáy 1.5-2m - Tuøy theo ñieàu kieän ñòa chaát vaø thuûy vaên - Neân choïn moùng ñaët trong lôùp ñaát chòu löïc saâu > 0.5m

3.3. THIEÁT KEÁ MOÙNG ÑÔN CHÒU TAÛI ÑUÙNG TAÂM 3.3.1 Böôùc 1: kieåm tra neân coøn laøm vieäc nhö vaät lieäu “ñaøn hoài”

Ñieàu kieän: choïn dieän tích moùng tc tcp R≤ →

Vôùi tc

tctb f

Np DF

γ= + : aùp löïc tieâu chuaån döôùi ñaùy moùng

1 2(tcfR m Ab BD Dcγ γ= + + ) : SCT tieâu chuaån cuûa ñaát neàn

- γtb=2.2T/m3: troïng löôïng rieâng trung bình cuûa ñaát vaø beâ toâng - Df: chieàu saâu choân moùng - F=bxb hay bxL: dieän tích moùng - m: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc - γ1: troïng löôïng rieâng treân ñaùy moùng - γ2: troïng löôïng rieâng döôùi ñaùy moùng - c: löïc dính - A, B, D: caùc heä soá phuï thuoäc vaøo ϕ Töø coâng thöùc treân, ta thaáy caàn phaûi choïn sô boä Df vaø dieän tích moùng roài kieåm tra laïi, thoâng thöôøng vôùi moùng ñuùng taâm hay leäch taâm beù thì ta choïn moùng vuoâng laø hôïp lyù

3.3.2 Böôùc 2: kieåm tra bieán daïng neàn (Theo TTGH II)


Ñaây laø ñieàu kieän ñaûm baûo coâng trình ñöôïc söû duïng bình thöôøng

Ñieàu kieän: S< [S]=8cm S: ñoä luùn cuûa moùng, thöôøng tính theo PP toång lôùp phaân toá

Neáu ñieàu kieän naøy khoâng thoaû thì ta seõ taêng dieän tích moùng 3.3.3 Böôùc 3: tính beà daøy moùng

- Beà daøy moùng ñöôïc choïn töø ñieàu kieän moùng khoâng bò xuyeân thuûng. - Neáu moùng ñuû cöùng (daøy) thì ta thaáy moùng bò xuyeân thuûng theo hình thaùp

cuït vôùi goùc nghieâng α laø goùc cöùng cuûa vaät lieäu laøm moùng (α =45 vôùi Beâ toâng)

- Ñieàu kieän: beà daøy moùng hxt cxP P≤ → m

+ ( 22 xuyen 2tt tt

xt ngoai thap c oP p S p b b h )⎡ ⎤= = − +⎣ ⎦ : löïc xuyeân thuûng

+ ( )xq thap xuyen0.75 0.75 4cx k k o c oP R S R h b h= = +⎡ ⎤⎣ ⎦ : löïc choáng xuyeân

ptt: aùp löïc tính toaùn döôùi ñaùy moùng bc: beà roäng coät ho=hm-abv: chieàu cao laøm vieäc cuûa moùng Rk: cöôøng ñoä chòu keùo cuûa Beâ toâng

1

1

(b-bc)/2

LDf

Ntt

ptt

ho hmho

bcho

Sxt

hmho

ptt

Ntt

DfL

3.3.4 Böôùc 4: tính toaùn vaø boá trí coát theùp trong moùng

Coát theùp trong moùng ñöôïc tính vaø boá trí theo töøng phöông

Xem maët 1-1 laø ngaøm: 2( ) ( 2 / )

8 0.9

ttc

aa o a o

p b b M MM F cR h R hγ

−= → = ≈ m m

Tính töông töï cho phöông coøn laïi

Löu yù: khi tính coát theùp trong moùng thì keå thaønh phaàn tb fDγ vaøo ptt

3.4 THIEÁT KEÁ MOÙNG ÑÔN CHÒU TAÛI LEÄCH TAÂM


3.4.1 Böôùc 1: kieåm tra neân coøn laøm vieäc nhö vaät lieäu “ñaøn hoài”

Choïn dieän tích moùng töø ñieàu kieän: max

min

1.2

0

tc tc

tc tctb

tc

p R

p R

p

≤

≤

≥

Vôùi maxmin

tctctcytc x

tb fx y

tctctb tb f

MMNp DF W W

Np DF

γ

γ

= ± ± +

= +

: aùp löïc tieâu chuaån döôùi ñaùy moùng

1 2(tcfR m Ab BD Dcγ γ= + + ) : SCT tieâu chuaån cuûa ñaát neàn

Löu yù: Thaønh phaàn löïc ngang xem nhö caân baèng vôùi thaønh phaàn ma saùt döôùi ñaùy moùng

3.4.2 Böôùc 2: kieåm tra bieán daïng neàn (Theo TTGH II)

Ñieàu kieän: gh

gh

S S

i i

≤

≤

Vôùi ( )

2

3

1/ 2

tcx

x xx

N ei k

E bμ−

= , ( )

2

3

1

/ 2

tcy

y y

y

N ei k

E b

μ−=

+ kx, ky: caùc heä soá tra baûng phuï thuoäc (l/b) + ex, ey: ñoä leäch taâm theo phöông x, y + e, μ: caùc haèng soá vaät lieäu ñaát

3.4.3 Böôùc 3: tính beà daøy moùng - Ñieàu kieän: beà daøy moùng hxt cxP P≤ → m

hobc

hoho hm

Fxt

p1pmaxpmin

L

bDf

HM

N

Ôû ñaây ta chæ kieåm tra xuyeân thuûng cho maët coù aùp löïc lôùn nhaát

( )1 max12xt xtP p p= + F

( )0.75cx k o c oP R h b h= +⎡ ⎤⎣ ⎦

3.4.4 Böôùc 4: tính coát theùp trong moùng Tính töông töï nhö moùng ñuùng taâm


3.5 THIEÁT KEÁ MOÙNG LEÄCH TAÂM LÔÙN (CHAÂN VÒT)

M

eb

N

DfL

b

y

x

- Ñaëc ñieåm cuûa moùng chaân vòt laø ñoä leäch taâm hình hoïc eb raát lôùn, do vaây aùp löïc döôùi ñaùy moùng coù theå aâm, vì ñaát khoâng chòu keùo neân ta khoáng cheá ñieàu kieän naøy

- Ta coù : min61 0

6b

beN bp e

bL b⎛ ⎞= − ≥ → ≤⎜ ⎟⎝ ⎠

- Neáu b taêng thì eb taêng theo, do vaäy ta neân taêng L vaø khoâng cheá eb<b/6

- Neáu leäch taâm theo 2 phöông thì ta khoáng cheá eb<b/6 vaø eL<L/6

3.6 THIEÁT KEÁ MOÙNG BAÊNG DÖÔÙI TÖÔØNG - Vì ñoä cöùng theo phöông doïc töôøng lôùn neân moùng khoâng bò uoán theo

phöông naøy. Do vaây ta coù theå tính toaùn treân 1m daøi töôøng, töùc laø tính nhö moùng ñuùng taâm coù kích thöôùc 1xb

- Coát theùp trong moùng chæ tính theo phöông vuoâng goùc vôùi töôøng, phöông coøn laïi thì caáu taïo

3.7 THIEÁT KEÁ MOÙNG BAÊNG DÖÔÙI COÄT

- Khi noäi löïc taïi coät lôùn, neáu tính moùng ñôn thì dieän tích moùng seõ taêng ñeán khi dieän tích cuûa 2 moùng ñôn choàng leân nhau thì taïo thaønh moùng baêng

- Khi giaûi noäi löïc theo khung phaúng thì ta coù noäi löïc phaúng ⇒ duøng moùng baêng moät phöông. Ngöôïc laïi, khi giaûi khung khoâng gian thì duøng moùng baêng giao nhau hay moùng beø

- Vieäc tính toaùn moùng baêng döôùi coät thì töông töï nhö moùng baêng döôùi töôøng. Nhöng vì ñoä cöùng cuûa moùng höõu haïn neân thöôøng phaûi gia cöôøng theâm söôøn cho moùng vaø khi ñoù caàn phaûi tính toaùn noäi löïc trong moùng ñeå tính toaùn coát theùp cho moùng vaø söôøn

- Khi kieåm tra xuyeân thuûng thì chæ caàn kieåm tra xuyeân thuûng cho coät coù löïc doïc lôùn nhaát vaø löïc xuyeân thuûng chính laø löïc doïc trong coät.

- Khi tính coát theùp caàn löu yù: + Ñoái vôùi theùp ngang: tính bình thöông nhö moùng baêng döôùi töôøng + Ñoái vôùi theùp doïc: sau khi tính coát theùp theo phöông doïc thì ta boá trí 70%

trong söôøn vaø 30% trong 2 caùnh


Coù nhieàu phöông phaùp tính noäi löïc trong söôøn tuøy theo loaïi moâ hình neàn Moâ hình neàn Winkler (1867) – moâ hình 1 thoâng soá (heä soá neàn Cz) Theo moâ hình naøy, moùng baêng ñöôïc xem nhö daàm ñaët treân neàn ñaøn hoài cuïc boä ñöôïc moâ hình bôûi caùc loø xo coù ñoä cöùng kz = CzF.

Vôùi glz

pC

S= = (aùp löïc gaây luùn) / (ñoä luùn) : heä soá neàn theo phöông z

F: dieän tích truyeàn taûi

Ñeå xaùc ñònh ñoä cöùng cuûa moùng thì ta döïa vaøo ñoä maõnh 4

4zC bEI

λ =

+ 4

L πλ ≤ daàm tuyeät ñoái cöùng (aùp löïc ñaùy moùng tuyeán tính)

+ 4

Lπ λ π≤ ≤ daàm cöùng höõu haïn

+ Lλ π> daàm meàm

trong ñoù: L: chieàu daøi moùng baêng b: beà roäng moùng E: module ñaøn hoài cuûa vaät lieäu laøm moùng I : moment quaùn tính cuûa tieát dieän ngang moùng

Khi aùp löïc ñaùy moùng tuyeán tính thì coù theå tính noäi löïc trong söôøn theo Söùc Beàn Vaät Lieäu vôùi sô ñoà daàm laät ngöôïc

3.8 THIEÁT KEÁ MOÙNG BAÊNG GIAO NHAU

- Moùng baêng giao nhau laø heä thoáng caùc baêng giao nhau taïi caùc coät - Vieäc tính toaùn vaø thieát keá moùng baêng giao nhau cuõng töông töï nhö moùng

baêng 1 phöông. Khi ñoù ta seõ taùch noäi löïc theo töøng phöông vaø tính rieâng leõ cho töøng phöông.

- Veà nguyeân taét thì noäi löïc taïi nuùt seõ phaân phoái theo ñoä cöùng theo 2 phöông. Vieäc phaân phoái noäi löïc raát phöùc taïp do vaäy ta thöôøng söû duïng caùc chöông trình hay phaàn meàm ñeå giaûi noäi löïc trong moùng.

3.9 THIEÁT KEÁ MOÙNG BEØ

3.9.1 Giôùi thieäu chung

- Moùng beø laø baûn lôùn döôùi coät ñöôïc môû roäng theo 2 phöông. Söû duïng moùng beø ñeå haïn cheá luùn leäch vaø taêng khaû naêng choáng laät, tröôït cuûa moùng

- Moùng beø ñöôïc söû duïng khi coâng trình coù taàng haàm. Khi ñoù moùng beø ñuôïc söû duïng nhö saøn taàng haàm

- Coù nhieàu loaïi moùng beø: moùng beø daïng baûn (khoâng gaân); daïng naám (khoâng gaân) hay daïng hoäp (coù gaân)


Moùng beø daïng hoäpMoùng beø daïng saøn naámMoùng beø daïng baûn

3.9.2 Söùc chòu taûi moùng beø

12 2

tc uu f q q q q c c c c 3

pp b N S i d D N S i d cN S i d Rγ γ γ γγ γ= + + → =

÷

2

01 , 1 0.4 , 190

q fc c c

c

N DbS d iL N b

β⎛ ⎞= − = − = −⎜ ⎟⎝ ⎠

22

01 , 1 2 (1 sin ) , 190

fq q q

DbS tg d tg iL b

βϕ ϕ ϕ ⎛ ⎞= − = − − = −⎜ ⎟⎝ ⎠

2

1 0.4 , 1, 1bS d iLγ γ γ

βϕ

⎛= − = = −⎜

⎝ ⎠

⎞⎟ , β:goùc nghieâng taûi troïng

3.9.3 Tính toaùn moùng beø

Trình töï thieát keá moùng beø

+ Tính toång löïc doïc do caùc coät truyeàn xuoáng moùng 1

n

ii

N N=

= ∑

+ Choïn sô boä kích thöôùc moùng 1.2 tc

NF bLR

= =

+ Tìm ñoä leäch taâm ex, ey

+ Tính aùp löïc döôùi ñaùy moùng maxmin

6 61y ytcx x

x y y x

M eM eN Np y x pF J J F b b

⎛ ⎞= ± ± → = ± ±⎜ ⎟⎜ ⎟

⎝ ⎠

+ Kieåm tra ñieàu kieän laøm vieäc cuûa neàn max

min

1.2

0

tc tc

tc tctb

tc

p R

p R

p

≤

≤

≥

+ Kieåm tra luùn taïi taâm moùng + Kieåm tra xuyeân thuûng taïi coät + Tính noäi löïc trong moùng + Tính vaø boá trí coát theùp


Moät soá phöông phaùp tính noäi löïc trong moùng beø

- Phöông phaùp moùng cöùng tuyeät ñoái (aùp löïc ñaùy moùng tuyeán tính) Caét töøng daõy ñeå tính nhö moùng baêng 1 phöông (tính theo SBVL)

- Phöông phaùp tính gaàn ñuùng theo heä soá neàn Noäi löïc taïi ñieåm M(ϕ,r) trong toaï ñoä cöïc nhö sau:

+ Moment tieáp tuyeán ( ) 21

14 /

ANM Ar Lϕ

μ−⎡ ⎤= − −⎢ ⎥

⎣ ⎦

+ Moment xuyeân taâm ( ) 21

14 /r

ANM Ar Lμ

μ−⎡ ⎤

= − −⎢ ⎥⎣ ⎦

Vôùi ( )

3

42

,12 1

m

z

EhDL DC μ

= =−

, E,μ laø caùc haèng soá vaät lieäu laøm moùng

A1, A2 laø caùc haèng soá tra baûng phuï thuoäc vaøo (r/L)

- Phöông phaùp giaûi tích Tính theo lyù thuyeát taám voû

- Phöông phaùp soá Chuû yeáu laø phöông phaùp phaàn töû höõu haïn (Finite Element Method-FEM), phöông phaùp naøy ñöôïc laäp trình maùy tính vôùi caùc chöông trình thöông maïi noãi tieáng nhö SAP2000, ETAP, ANSYS,...


CHÖÔNG 4 MOÙNG COÏC

4.1 KHAÙI NIEÄM CHUNG Ñònh nghóa: Moùng coïc thuoäc loaïi moùng saâu vaø khi tính SCT cuûa coïc theo ñaát neàn coù keå ñeán thaønh phaàn ma saùt xung quanh moùng - Moùng coïc ñöôïc söû duïng raát laâu (chuû yeáu duøng coïc goã ñeå ñôõ coâng trình

treân nöôùc) vaø hieän nay moùng coïc ñöôïc söû duïng raát phoå bieán. Kyû luïc veà chieàu saâu coïc nhoài laø 125m, D = 2m, ôû Malaysia. Ôû Vieät Nam, coïc nhoài söû duïng cho caàu daây vaêng Myõ Thuaän laø D = 2m, L = 98m

- Cuøng vôùi söï phaùt trieån cuûa caùc loaïi coïc thì caùc phöông tieän haï coïc cuõng phaùt trieån. Phöông tieän haï coïc chuû yeáu hieän nay laø buùa Diezel, buùa hôi, buùa rôi, buùa rung,...

- Phöông aùn moùng coïc ñöôïc duøng khi caùc phöông aùn moùng noâng khoâng phuø hôïp (do taûi troïng coâng trình beân treân quaù lôùn hay ñòa chaát beân treân yeáu, beân döôùi toát), khi ñoù ngöôøi ta söû duïng moùng coïc ñeå truyeàn taûi troïng coâng trình xuoáng lôùp ñaát toát beân döôùi

-

Hinh 1: Thi công cọc

Hinh 2: Thi công cẩu lắp cọc


4.2 PHAÂN LOAÏI COÏC 4.2.1 Theo ñaëc tính chòu löïc

- Coïc chòu muõi (coïc choáng): phaàn lôùn taûi troïng coâng trình ñöôïc truyeàn qua muõi coïc, khi ñoù coïc ñöôïc ñaët trong neàn ñaát yeáu vaø treân lôùp ñaát cöùng

- Coïc ma saùt (coïc treo): phaàn lôùn taûi troïng truyeàn qua ma saùt giöõa coïc vaø ñaát, khi ñoù coïc khoâng töïa leân lôùp ñaát cöùng

4.2.2 Theo ñieàu kieän laøm vieäc - Coïc ñaøi thaáp: coïc khoâng chòu uoán ngang vaø löïc ngang seõ caân baèng vôùi

aùp löïc ñaát bò ñoäng vaø ma saùt döôùi ñaùy moùng - Coïc ñaøi cao chòu uoán ngang, do ñoù caàn phaûi xaùc ñònh noäi löïc trong coïc

ñeå tính coát theùp 4.2.3 Theo vaät lieäu

- Coïc theùp: thöôøng duøng ñeå giöõ oån ñònh cho ñaát neàn, chuû yeáu laø caùc loaïi coïc baûn daïng chöõ I, H,

- Coïc goã: thöôøng duøng Traøm, goã thoâng, tre,.. döôùi daïng töøng coïc rieâng leõ hay nhoùm coïc. Ñeå ñaûm baûo chaát löôïng coïc söû duïng laâu daøi thì coïc phaûi thöôøng xuyeân naèm döôùi möïc nöôùc ngaàm (MNN) ñeå khoûi bò moái, muïc,..

- Coïc Beâ toâng: coù nhieàu loaïi + Coïc cheá taïo saün: tieát dieän vuoâng, tam giaùc, ña giaùc, troøn ñaëc hay roãng,...

vôùi chieàu daøi khaùc nhau töø 4-16m, tuøy theo ñöôøng kính coïc (hay caïnh coïc). Coïc cheá taïo saün ñöôïc haï baèng nhieàu phöông phaùp khaùc nhau nhö ñoùng, eùp hay ñoùng keát hôïp vôùi khoan moài.

+ Coïc nhoài taïi choã: ñöôïc taïo baèng caùch khoan hay ñaøo (giöõ oån ñònh baèng thaønh vaùch hay buøn Bentonite) vôùi nhieàu loaïi tieát dieän nhö: troøn, chöõ I, H, L, chöõ thaäp,... sau khi khoan xong thì ñaët coát theùp (caáu taïo hay chòu löïc) roài ñoå beâ toâng.

• Neáu duøng thaønh vaùch ñeå giöõ oån ñònh cho hoá khoan thì giaù thaønh cao, chieàu saâu haïn cheá nhöng ñôn giaõn, deã söû duïng

• Neáu duøng buøn khoan Bentonite giaù reû, thi coâng nhanh nhöng ñoøi hoûi ñieàu kieän kyõ thuaät gaét gao trong suoát quaù trình thi coâng

Caùc quaù trình thi coâng coïc nhoài

Chuaån bò + Töôøng daãn hay oáng daãn ñeå ñònh vò coïc, traùnh lôõ mieäng khoan trong quaù

trình ñaøo + Buøn khoan Bentonite duøng ñeå giöõ oån ñònh thaønh vaùch trong quaù trình taïo

loã. Thaønh phaàn cuûa buøn goàm: nöôùc, ñaát seùt Bentonite vaø phuï gia (neáu caàn) coù caùc chæ tieâu vaät lyù nhö sau:


o Khoái löôïng rieâng =1.01 – 1.05 g/cm3 o Ñoä nhôùt Marsh > 35 giaây o pH >7 o Ñoä chöùa caùt = 0 o Ñoä loïc nöôùc < 30m3 o Ñoä baùm thaønh < 2mm

1.2-

2m

Töôøng daãn

Taïo loã

MNN

Buøn Bentonite

>1m

Töôøng daãn

+ Sau khi chuaån bò töôøng daãn xong thì tieán haønh taïo loã baèng khoan hay duøng tia nöôùc aùp löïc cao keát hôïp vôùi gaàu ñaøo

+ Trong quaù trình taïo loã, dung dòch buøn phaûi cao hôn MNN > 1m ñeå buøn thaám vaøo ñaát vaø giöõ oån ñònh cho vaùch

+ Trong quaù trình khoan thì buøn seõ naëng daàn (do ñaát laãn vaøo buøn) laøm giaûm ñoä nhôùt cuûa buøn. Do ñoù caàn phaûi duøng phuï gia ñeå taêng ñoä nhôùt cho buøn

Thay buøn + Sau khi taïo loã xong thì phaûi thay buøn ñeå ñaûm baûo caùc yeâu caàu kyõ thuaät

nhaèm traùnh buøn baùm vaøo theùp trong quaù trình ñoã beâ toâng. + Ñeå thay buøn thì ta thaû maùy bôm xuoáng tôùi ñaùy hoá khoan (vì buøn naëng hôn

neân naèm ôû ñaùy) ñoàng thôøi bôm buøn môùi vaøo treân maët

Ñaët loàng theùp + Ñaët loàng theùp vaøo hoá khoan, ñònh vò caån thaän, taïo lôùp beâ toâng baûo veä sau

ñoù ñaët oáng Trepie (oáng ñoå Beâ toâng). Oáng Trepie ñöôïc noái töø nhieàu ñoaïn 0.5 – 3m, ñöôøng kính 6 – 30cm, ñaàu döôùi cuûa oáng phaûi caùch ñaùy hoá khoan > 20cm ñeå meõ beâ toâng ñaàu tieân thoaùt ra deã daøng

+ Loàng theùp phaûi neo caån thaän vì noù coù theå bò chìm hay ñaåy noãi trong quaù trình ñoå beâ toâng

Ñoå beâ toâng + Ñaây laø giai ñoaïn quan troïng nhaát, noù quyeát ñònh chaát löôïng cuûa coïc nhoài + Ñeå caùch ly beâ toâng vaø buøn ñang laáp ñaày trong oáng Trepie, ta thöôøng duøng

quaû boùng (vì sau khi ñoå beâ toâng thì quaû boùng coù theå noãi leân). + Ta phaûi ñoå nhanh meõ BT ñaàu tieân (6 hay 12m3) trong thôøi gian <2 phuùt

ñeå BT chöùa ñaày trong oáng coù theå phuû nhanh ñaàu oáng Trepie. + Ñeå traùnh BT khoâng bò laãn vaøo buøn thì ñaàu döôùi oáng Trepie phaûi ngaäp

trong BT > 2m


+ Beâ toâng coù ñoä suït SN = 14-18cm ñeå deã daøng chaûy trong oáng Trepie chöù khoâng ñöôïc rôi töï do (vì BT seõ phaân taàng).

+ Sau moãi meõ BT, ta phaûi ño theå tích BT trong hoá khoan ñeå kieåm tra xem coù bò suïp thaønh vaùch hay khoâng. Neáu thaát baïi khi ñoå (bò suïp vaùch) thì ngöøng vaø ñaøo leân laøm laïi.

CAÁU TAÏO COÏC

Caáu taïo coïc:

4Þ20 D

D

1-11

1löôùi vuoâng Þ6a501Þ25

50D

0.207L0.207L

L

Þ6a2001000Þ6a100 Þ6a100

1000 500Þ6a50Þ6a50

500

Löu yù: + Theùp chòu löïc ñöôïc tính töø ñieàu kieän caåu laép vaø vaän chuyeån

Tuøy theo ñöôøng kính vaø chieàu daøi coïc maø coù theå choïn sô boä theùp chòu löïc nhö sau: + D<300 → 4Þ14 + D=350 → 4Þ16-18

+ D>400 → 8Þ20-25 + Theùp ñai caáu taïo thöôøng choïn Þ6-8, ñai ngang hay xoaén + Löôùi theùp ñaàu coïc choïn Þ6 löôùi vuoâng 50x50, thöôøng boá trí 5 lôùp @50

Þ14a150Þ16a150

b100100 D3DD

100

100

LD

3DD

100

hmDf

ÑAÙ 4x6 MAÙC 100BEÂ TOÂNG LOÙT

coå coät

-2.00

0.00

-25.50


Caáu taïo ñaøi coïc: Chuù yù:

+ Phaûi ghi ñaày ñuû cao trình vaø kích thöôùc moùng + Phaûi ghi chuù veà vaät lieäu söû duïng trong baûn veõ vaø ghi chöõ hoa + Khi chieàu cao moùng >1m thì phaûi ñaët 2 lôùp theùp + Ñoaïn coïc neo vaøo ñaøi x=10-15cm + Khoaûng caùch giöõa caùc coïc L=3D-6D + Khoaûng caùch meùp haøng coïc bieân ñeán meùp ñaøi i=D/2-D/3 + Ñoaïn theùp coïc neo vaøo ñaøi ln=(30-40)Þ + Chieàu cao ñaøi ñöôïc xaùc ñònh töø ñieàu kieän xuyeân thuûng

4.3 SÖÙC CHÒU TAÛI DOÏC TRUÏC CUÛA COÏC Khaû naêng chòu taûi doïc truïc cuûa coïc ñöôïc laáy giaù trò nhoû nhaát trong 2 trò soá tính theo vaät lieäu vaø ñaát neàn

4.3.1 Theo vaät lieäu laøm coïc

vl vl vlQ A Rϕ= − ϕ: heä soá uoán doïc, hpuï thuoäc vaøo ñoä maõnh cuûa coïc − Avl: dieän tìch tieát dieän ngang cuûa Vaät lieäu laøm coïc − Rvl: cöôøng ñoä chòu neùn tính toaùn cuûa vaät lieäu laøm coïc

Ví duï: goã traøm Rvl = 40-50KG/cm2 goã thoâng Rvl <100KG/cm2, tuøy theo tuoåi cuûa goã

Theo TCXD 21-86: vl ghQ kmR=

+ m: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc, m=1 vôùi coïc chòu neùn vaø m=0.6 vôùi coïc nhoã + k = 1-ν = 0.7: heä soá ñoàng nhaát cuûa vaät lieäu + ν : heä soá bieán ñoäng, vôùi vaät lieäu coù ν > 0.3 : thì khoâng duøng ñöôïc − Vôùi coïc beâ toâng coát theùp

( )vl a a b nQ R F F Rϕ= + hay ( )vl a a b nQ km R F F R= + löu yù: khi tính coïc chòu nhoã thì Rn = 0

− Vôùi coïc nhoài beâ toâng coát theùp Vì ñoå beâ toâng trong hoá khoan neân khoù kieåm soaùt ñöôïc chaát löôïng cuûa beâ toâng, do vaäy ta giaûm cöôøng ñoä cuûa beâ toâng xuoáng vaø tính toaùn nhö coïc beâ toâng coát theùp thöôøng

+ Beâ toâng: nR =4.5 4.0R R

÷ , R laø Maùc thieát keá

< 60-70 KG/cm2 (duøng giaù trò nhoû khi ñoå beâ toâng döôùi nöôùc, giaù trò lôùn khi ñoå BT khoâ)


+ Theùp: anR =1.5

oR ,

< 2100 KG/cm2

Ví duï: coïc nhoài döôùi buøn Bentonite, L = 40m, D = 1m Vaät lieäu: Beâ toâng M300, theùp 12φ20, Ra = 2100 KG/cm2 Söùc chòu taûi coïc theo vaät lieäu:

( ) 2100 37.7 7850 60 548vl a a b nQ R F F R x x= + = + = T

im q F u m f L

⎛ ⎞⎜ ⎟

= +⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠

∑14243

vôùi R = 300/4.5=66.67>60→ R = 60 KG/cm2

4.3.2 Theo ñaát neàn (coù 6 caùch tính) Lôøi giaûi giaûi tích cho SCT cuûa coïc theo ñaát neàn vaãn chöa coù. Trong thieát keá thöïc teá, SCT ñöôïc phaân ra moät caùch khaù tuyø tieän goàm 2 thaønh phaàn: chòu muõi vaø ma saùt. a) Tính theo caùc chæ tieâu cô lyù (Phuï luïc A) Ñaây laø phöông phaùp tra baûng thoáng keâ döïa treân caùc chæ tieâu cô lyù cuûa ñaát neàn

Q m

u R m c f si

muima sat

14243

ua

QQFS

→ =

fsiLi

qm

Qa

+

+ m=1: heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïc+ mR: heä soá seùt ñeán söï môû roäng muõi coïc (mR=1: khoâng môû

roäng, mR=0.7: môû roäng) + mf: heä soá seùt ñeán ma saùt giöõa coïc vaø ñaát (mf=1: coïc ñoùng, eùp;

mf=0.6: coïc nhoài) + u=4D=πD: chu vi coïc + Li: chieàu daøy cuûa lôùp ñaát maø coïc ñi qua + qm: Söùc chòu taûi cuûa neàn döôùi muõi coïc (tra baûng Phuï Luïc A) + fsi: Löïc ma saùt quanh coïc taïi lôùp thöù i, coù ñieåm ñaët taïi giöõa lôùp

ñaát thöù i (tra baûng Phuï Luïc A) + FS: Heä soá an toaøn = 1.2 - 1.8 (phuï thuoäc vaøo soá löôïng coïc) + Qu: SCT cöïc haïn cuûa coïc + Qa: SCT cho pheùp cuûa coc (duøng ñeå thieát keá)

b) Tính theo caùc chæ tieâu cöôøng ñoä (Phuï luïc B) - SCT cöïc haïn Q Qu s p s s p mQ A f A q= + = +

- SCT cho pheùp 2 3

p ps sa

s p

Q QQ QQFS FS

= + = +

Vôùi As: dieän tích xung quanh coïc fs: thaønh phaàn ma saùt taïi giöõa lôùp ñaát


Ap: dieän tích tieát dieän ngang taïi muõi Qm: söùc chòu muõi coïc

Theo phöông phaùp naøy thì fs vaø qm phaûi tính chöù khoâng tra baûng

Theo TCXD 205-1998: ( )' ' ' ', 1 sins h a a h v o vf tg c kσ ϕ σ σ σ= + = = − ϕ

cN

'm vp qq DN N cγγ σ= + +

Li/2

σh'

σvp'

Qa

qp

Li

fsi

+ vôùi coïc BTCT: ;a ac cϕ ϕ= =

+ vôùi coïc nhoài : 0.7 ; 0.7a ac cϕ ϕ= = chuù yù: + khi coù MNN thì phaûi taùch ra tính rieâng + caùc giaù trò ñeàu tính vôùi öùng suaát höõu hieäu vaø tính

töø treân maët ñaát chöù khoâng tính ôû ñaàu coïc + qm: tính gioáng nhö SCT cöïc haïn cuûa moùng noâng

c) Tính theo keát quaû TN xuyeân ñoäng

- SCT cöïc haïn Q Q u s p s s p pQ A f A q= + = +2.5 3

u ua

Q QQFS

=−

Q A f A q= + = +

→ =

+ qp = K1N (kPa) vôùi K1=400 (coïc ñoùng) vaø 120 (coïc nhoài) N: soá buùa ñoùng

+ fs = K2Ntb (kPa) vôùi K2= 2 (coïc ñoùng) vaø 1 (coïc nhoài) Ntb: soá buùa trung bình trong chieàu daøi coïc

+ Ap (m2): dieän tích tieát dieän ngang döôùi muõi coïc + As (m2): dieän tích xung quanh coïc

d) Tính theo keát quaû TN xuyeân tónh

- SCT cöïc haïn Q Q u s p s s p p 2 3u u

aQ QQFS

=−

→ =

+ qp = KrRp vôùi Kr=0.5 (coïc ñoùng) vaø 0.3(coïc nhoài) Rp: khaû naêng choáng xuyeân ôû muõi

+ fs = K2Ntb (kPa) vôùi K2= 2 (coïc ñoùng) vaø 1 (coïc nhoài) Ntb: soá buùa trung bình trong chieàu daøi coïc

+ Ap (m2): dieän tích tieát dieän ngang döôùi muõi coïc + As (m2): dieän tích xung quanh coïc e) Tính theo keát quaû TN neùn tónh coïc - Ñaây laø phöông phaùp chính xaùc nhaát ñeå xaùc ñònh SCT cuûa coïc ñôn, tuy

nhieân phöông phaùp naøy raát toán keùm vaø phöùc taïp. TN naøy duøng ñeå kieåm tra laïi caùc phöông phaùp tính SCT khaùc vaø choïn giaù trò chính xaùc

- Theo quy ñònh thì caàn tieán haønh 2 loaïi neùn thöû + Thöû kieåm soaùt: duøng ñoái troïng 80% SCT vaø sau khi thöû thì coïc vaãn coøn söû

duïng


+ Thöû ñeå tìm SCT toái ña: duøng ñoái troïng 150% SCT vaø sau khi thöû thì coïc bò phaù hoaïi

- Nguyeân taéc thöû: tieán haønh thöû töøng caáp taûi, moãi caáp laáy 10% SCT vaø sau 1 giôø thì ñoïc ñoä luùn coïc, neáu ñoä luùn naøy < ñoä luùn giôùi haïn (theo quy phaïm) thì döøng ñeå chuyeån sang caáp taûi khaùc. Thöôøng chia 2 voøng taêng taûi (5 caáp/voøng), voøng 1 ñeå tìm bieán daïng ñaøn hoài, voøng 2 ñeå tìm SCT

- Töø TN, ta veõ bieåu ñoà quan heä caáp taûi – bieán daïng ñeå tìm SCT

f) Tính theo keát quaû TN thöû ñoäng(Aùp dung khi thi coâng coïc ñoùng) Döïa vaøo naêng löôïng ñoùng cuûa 1 buùa ñeå tìm SCT coïc. Coù raát nhieàu taùc giaû ñaõ ñeà nghò moät soá coâng thöùc thöïc nghieäm ñeå xaùc ñònh SCT coïc töø TN thöû ñoäng

4.4 SÖÙC CHÒU TAÛI NGANG CUÛA COÏC - Ñeå gaùnh ñôõ taûi ngang, ta coù theå söû duïng

coïc xieân, töôøng coïc baûn, coïc neo.

σn'>σh'

σv'

σh'

α

fsi

qp

Qa

σvp'

σ'n

- Khi coïc chòu taûi ngang thì noäi löïc trong coïc goàm (M,N,Q). Noäi löïc naøy ñöôïc duøng ñeå tính coát theùp cho coïc chòu taûi ngang

- Khi tính SCT coïc xieân thì thieân veà an toaøn vaø ñôn giaõn tính toaùn , ta tính nhö coïc thaúng

- Ta thaáy ñoä xieân cuûa coïc caøng lôùn thì SCT ngang cuûa coïc caøng taêng. Ñoä xieân toái ña cuûa coïc phuï thuoäc vaøo thieát bò haï coïc

4.5 TRÌNH TÖÏ TÍNH TOAÙN VAØ THIEÁT KEÁ MOÙNG COÏC Trình töï tính toaùn vaø thieát keá moùng coïc ñöôïc tieán haønh theo caùc böôùc sau:

a Choïn chieàu saâu ñaët moùng Chieàu saâu ñaët moùng ñöôïc choïn thoaû ñieàu kieän moùng coïc ñaøi thaáp

min20.7

4 2tt

mH

h h tgb

π ϕγ

⎛ ⎞≥ = −⎜ ⎟⎝ ⎠

- Htt: löïc ngang tính toaùn - γ: troïng löôïng rieâng cuûa ñaát treân ñaøi - b: beà roâng ñaøi theo phöông vuoâng goùc vôùi Htt

b Choïn kích thöôùc coïc - Kích thöôùc coïc: döïa vaøo ñieàu kieän ñòa chaát ñeå choïn kích thöôùc vaø chieàu

daøi coïc, töø ñoù tính ñöôïc soá ñoaïn coïc ñeå noái. Löu yù ñoaïn coïc choân vaøo ñaøi 0.5-0.6m ñöôïc ñaäp beå ñeå neo coát theùp

- Tính SCT coïc theo VL - Tính SCT coïc theo ñaát neàn - Choïn giaù trò min trong 2 giaù trò treân ñeå laøm giaù trò thieát keá


c Choïn soá löôïng coïc vaø boá trí coïc

- Döïa vaøo löïc doïc tính toaùn ñeå öôùc löôïng soá löôïng coïc n=(1.2-1.4)tt

a

NQ

- Boá trí coïc ⇒ kích thöôùc ñaøi bxL - Tính heä soá nhoùm ⇒ SCT cuûa coïc trong nhoùm

d Kieåm tra taûi taùc duïng leân ñaàu coïc

Taûi troïng taùc duïng leân coïc thöù i 2 2

1 1

tttt ttyd x

i in n

i ii i

MN Mip x y

n x y= =

= ± ±

∑ ∑

+ xi, yi: khoaûng caùch töø coïc thöù i ñeán taâm ñaøi + , ,tt tt tt

d y xN M M : laø noäi löïc tính toaùn taïi ñaùy ñaøi (vôùi moment thì khi truyeàn töø coå coät xuoáng ñaùy ñaøi, ta khoâng keå thaønh phaàn löïc ngang vì löïc ngang ñaõ caân baèng vôùi aùp löïc ñaát)

+ n: toång soá coïc trong ñaøi + khi pi < 0 thì phaûi kieåm tra vôùi kha naêng chòu nhoã cuûa coïc

e Kieåm tra oån ñònh neàn döôùi muõi coïc - Kieåm tra töông töï nhö moùng noâng vôùi kích thöôùc moùng laø moùng khoái qui

öôùc (MKQU). Coù 2 caùch choïn MKQU + Môû roäng theo goùc 30o töø 2/3 chieàu daøi coïc

+ Môû roäng theo goùc 4tbϕ töø ñaùy ñaøi

f Kieåm tra bieán daïng neàn döôùi muõi coïc Töông töï nhö moùng noâng

g Kieåm tra xuyeân thuûng ñaøi Ñaây laø ñieàu kieän ñeå choïn chieàu cao ñaøi hd

- Xuyeân thuûng coïc vaøo ñaøi: kieåm tra gioáng moùng ñôn - Xuyeân thuûng coät vaøo ñaøi:vôùi löïc xuyeân thuûng = toång löïc cuûa caùc coïc

ngoaøi thaùp xuyeân

h Tính coát theùp cho ñaøi Töông töï nhö moùng noâng, vôùi sô ñoà tính laø console chòu caùc taûi taäp trung laø caùc löïc doïc truïc coïc


CHÖÔNG 5:

GIA COÁ NEÀN VAØ ÑAÁT COÙ KEÁT

Thiết kế nền luôn nhằm tận dụng các mức cao nhất khả năng gánh chịu của

đất tự nhiên, kể cả áp dụng các biện pháp tăng cường độ cứng của đất nền tự

nhiên, kể cả áp dụng các biện pháp tăng cường độ cứng công trình bên trên.

Nhưng trường hợp nền tự nhiên không còn đủ khả năng chịu lực, các biện pháp

gia cố được sử dụng để tăng cường sức chịu tải của đất nền nhằm làm giảm độ lún

của nền.

Gia cố nền là biện pháp nhằm làm thay đổi tính chất cơ học và vật lý của đất

nền yếu bằng các biện pháp sau:

Thay thế lớp đất xấu bằng lớp đất tốt tạo thành các đệm chịu lực

Tác động cơ học: đầm chặt bằng xe lu, gia tải trước bằng đất có hoặc

không có hút chân không, có thể kết hợp với các thiết bị thấm đứng,

rung động hoặc đóng ống tạo lỗ rồi đưa vật liệu rời xuống thay thế

thành các cọc vật liệu rời,..

Tác động hóa học: trộn đất với xi măng, vôi trong lớp trên mặt, hoặc

trộn sâu để tạo thành cọc hỗn hợp đất – vôi, đất xi măng; phụt xi măng

hoặc vữa xi măng cao áp vào nền đất ở tầng nông hay sâu.

Đất có cốt là đưa vào trong đất những vật liệu chịu kéo tốt hơn để tăng

cường khả năng chịu kéo của đất rất bé. Các vật liệu đất đưa vào

thanh kim loại, thanh gỗ, vải, sợi, lưới thường được gọi là vật liệu địa

kỹ thuật.


5.1 CÁC VẤN ĐỀ ĐẶT RA ĐỐI VỚI NỀN ĐẤT YẾU Móng của đường bộ, đường sắt, nhà cửa và các dạng công trình khác đặt trên

nền đất yếu thường đặt ra những bài toán sau cần phải giải quyết: + Độ lún: Độ lún có trị số lớn, ma sát âm tác dụng lên cọc do tính nén của nền đất. + Độ ổn định: Sức chịu tải của móng, độ ổn định của nền đắp, ổn định mái dốc, áp lực đất lên tường chắn, sức chịu tải ngang của cọc. Bài toán trên phải được xem xét do sức chịu tải và cường độ của nền không đủ lớn. + Thấm: Cát xủi, thNm thấu, phá hỏng nền do bài toán thấm và dưới tác động của áp lực nước. + Hoá lỏng: Đất nền bị hoá lỏng do tải trọng của tầu hoả, ô tô và động đất. Trong điều kiện Việt N am hiện nay, các vấn đề thực tế sau đây đang được quan tâm: - Xây dựng công trình đường giao thông, thuỷ lợi, đê điều và công trình cơ sở trên nền đất yếu - Xử lý và gia cường nền đê, nền đường trên nền đất yếu hiện đang khai thác và sử dụng cần có công nghệ xử lý sâu. - Xử lý trượt lở bờ sông, bờ biển và đê điều. - Lấn biển và xây dựng các công trình trên biển. - Xử lý nền cho các khu công nghiệp được xây dựng ven sông, ven biển. - Xử lý nền đất yếu để chung sống với lũ tại đồng bằng sông Cửu Long. 5.2 Một số phương pháp xử lý nền đất yếu 5.2.1. Cọc tre và cọc tràm

Cọc tre và cọc tràm là giải pháp công nghệ mang tính truyền thống để xử lý nền cho công trình có tải trọng nhỏ trên nền đất yếu. Cọc tràm và tre có chiều dài từ 3 - 6m được đóng để gia cường nền đất với mực đích làm tăng khả năng chịu tải và giảm độ lún. Theo kinh nghiệm, thường 25 cọc tre hoặc cọc tràm được đóng cho 1m2 . Tuy vậy nên dự tính sức chịu tải và độ lún của móng cọc tre hoặc cọc tràm bằng các phương pháp tính toán theo thông lệ. Việc sử dụng cọc tràm trong điều kiện đất nền và tải trọng không hợp lý đòi hỏi phải chống lún bằng cọc tiết diện nhỏ. 5.2.2. Bệ phản áp

Bệ phản áp thường được dùng để tăng độ ổn định của khối đất đắp của nền đường hoặc nền đê trên nền đất yếu. Phương pháp đơn giản song có giới hạn là phát sinh độ lún phụ của bệ phản áp và diện tích chiếm đất để xây dựng bệ phản áp. Chiều cao và chiều rộng của bệ phản áp được thiết kế từ các chỉ tiêu về sức kháng cắt của đất yếu, chiều dày, chiều sâu lớp đất yếu và trọng lượng của bệ phản áp. Bệ phản áp cũng được sử dụng để bảo vệ đê điều, chống mạch sủi và cát sủi.


5.2.3. Gia tải trước

Phương pháp gia tải trước thường là giải pháp công nghệ kinh tế nhất để xử

lý nền đất yếu. Trong một số trường hợp phương pháp chất tải trước không dùng giếng thoát nước thẳng đứng vẫn thành công nếu điều kiện thời gian và đất nền cho phép. Tải trọng gia tải trước có thể bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình trong tương lai. Trong thời gian chất tải độ lún và áp lực nước được quan trắc. Lớp đất đắp để gia tải được dỡ khi độ lún kết thúc hoặc đã cơ bản xảy ra. Phương pháp gia tải trước được dùng để xử lý nền móng của Rạp xiếc Trung ương Hà N ội, Viện nhi Thuỵ Điển Hà N ội, Trường Đại học Hàng Hải Hải Phòng và một loạt công trình tại phía N am.

Gia tải trước là công nghệ đơn giản, tuy vậy cần thiết phải khảo sát đất nền một cách chi tiết. Một số lớp đất mỏng, xen kẹp khó xác định bằng các phương pháp thông thường. N ên sử dụng thiết bị xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng đồng thời khoan lấy mẫu liên tục. Trong một số trường hợp do thời gian gia tải ngắn, thiếu độ quan trắc và đánh giá đầy đủ, nên sau khi xây dựng công trình, đất nền tiếp tục bị lún và công trình bị hư hỏng. 5.2.4. Gia tải trước với thoát nước thẳng đứng

Trong rất nhiều trường hợp, thời gian gia tải trước cần thiết được rút ngắn để xây dựng công trình, vì vậy tốc độ cố kết của nền được tăng do sử dụng cọc cát hoặc bằng thoát nước. Cọc cát được đóng bằng công nghệ rung ống chống để chiếm đất, sau đó cát được làm đầy ống và rung để đầm chặt. Cọc cát có đường kính 30-40cm. Có thể được thi công đến 6-9m. Giải pháp cọc cát đã được áp dụng để xử lý nền móng một số công trình ở TP. Hồ Chí Minh, Vũng Tàu, Hải Phòng, Hà N ội. Bản nhựa được dùng để xử lý nền đất yếu của Việt N am từ thập kỷ 1980. Thiết bị và công nghệ của Thuỵ Điển được sử dụng để thi công bản nhựa. Công nghệ cho phép tăng cường độ đất nền và giảm thời gian cố kết. Tại ven sông Sài Gòn đã xây dựng một bể chứa với các kích thước hình học và tải trọng đường kính 43m, chiều cao 15m, tải trọng 20.000tấn. N ền công trình là đất yếu có chiều dày lớn được xử lý nền bằng bản nhựa thoát nước thẳng đứng kết hợp với gia tải bằng hút chân không. Độ lún được tính xấp xỉ 1,0m. Kết quả độ lún thực tế sau 2 lần gia tải là 3,26mlần đầu độ lún bằng 2,4m và lần sau độ lún bằng 0,86m, ở đây có sự sai khác giữa kết quả đo và dự tính. Sự khác nhau có thể do


quá trình tính toán chưa kể đến biến dạng ngang của nền và điều kiện công trình đặt ven sông. Trong công nghệ xử lý nền bằng gia tải trước với thoát nước thẳng đứng rất cần thiết đặt hệ quan trắc lún. 5.2.5. Cọc đất vôi và đất xi măng

Hình 3: Thi công cọc đất xi măng

Thiết bị và công nghệ của Thuỵ Điển được dùng để chế tạo cùng đất xi măng và đất vôi. Các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và áp dụng hiện trường cho thấy: - Cọc đất vôi và đất xi măng đóng vai trò thoát nước và gia cường nền. Đây là giải pháp công nghệ thích hợp để gia cố sâu nền đất yếu. - Các chỉ tiêu về cường độ, biến dạng phụ thuộc vào thời gian, loại đất nền, hàm lượng hữu cơ, thành phần hạt và hàm lượng xi măng và vôi sử dụng. - Việc sử dụng xi măng rẻ hơn trong điều kiện Việt N am so với vôi. Tỷ lệ phần trăm thường dùng là 8 – 12% và tỷ lệ phNn trăm của xi măng là 12 – 15% trọng lượng khô của đất. - Thiết bị Thuỵ Điển có khả năng thi công cọc đất xi măng. - Có thể dùng thiết bị xuyên có cánh để kiểm tra chất lưọng cọc. - Cọc đất xi măng được dùng để gia cố nền đường, nền nhà, khu công nghiệp, nền đê... -Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cường độ đất vôi.


5.2.6 Cọc cát xi măng Thiết bị thi công cọc cát có thể được dùng để thi công cọc cát xi măng, ống thép được đóng và rung xuống nền đất và chiếm chỗ đất yếu. Cát và xi măng được trộn lẫn để đổ vào ống chống. Cát xi măng được đầm chặt bằng ống chống và đầm rung. 5.2.7. Cọc đá và cọc cát đầm chặt N hằm giảm độ lún và tăng cường độ đất yếu, cọc cát hoặc cọc đã đầm chặt được sử dụng.Cát và đá được đầm bằng hệ thống đầm rung và có thể sử dụng công nghệ đầm trong ống chống. Đã sử dụng công nghệ cọc cát và cọc đá để xây dựng một số công trình tại Tp, Hồ Chí Minh, Hà N ội, Hải Phòng và Vũng Tàu. Sức chịu tải của cọc cát phụ thuộc vào áp lực bên của đất yếu tác dụng lên cọc. Theo Broms 1987 áp lực tới hạn bằng 25 Cu với Cu = 20kPa, cọc cát Ф 40cm có sức chịu tải tới hạn là 60KN . Hệ số an toàn bằng 1,5 có thể được sử dụng. 5.2.8. Cố kết đóng Cố kết đóng cho phép tăng cường độ và sức chịu tải và giảm độ lún của nền. Công nghệ được dùng để gia cố nền đất yếu ở Hà N ội, Hải Phòng và TP. HCM. Quả đấm bằng khối bê tông đúc sẵn có trọng lượng từ 10 - 15 tấn được nhấc lên bằng cNu và rơi xuống bề mặt từ độ cao 10-15m để đầm chặt nền. Khoảng cách giữa các hố đầm là 3x3, 4x4 hoặc 5x5m. Độ sâu ảnh hưởng của đầm chặt cố kết động được tính bằng: D = 0,5 √WH Trong do: D - độ sâu hữu hiệu được đầm chặt W - Trọng lượng quả đấm, tấn H - Chiều cao rơi quả đấm, m Sau khi đầm chặt tại một điểm một vài lần cát và đá được đổ đầy hố đầm. Phương phá cố kết động để gia cố nền đất yếu đơn giản và kinh tế, thích hợp với hiện tượng mới san lấp và đất đắp. cần thiết kiểm tra hiệu quả công tác đầm chặt trước và sau khi đầm bằng các thiết bị xuyên hoặc nén ngang trong hố khoan. 5.2.9. Gia cường nền đất uếu bằng cọc tiết diện nhỏ Cọc tiết diện nhỏ được hiểu là các loại cọc có đường kính hoặc cạnh từ 10 đến 25cm. Cọc nhỏ có thể được thi công bằng công nghệ đóng, ép, khoan phun. Cọc nhỏ được dùng để gia cố nền móng cho các công trình nhà, đường sá, đất đắp và các dạng kết cấu khác. Cọc nhỏ là một giải pháp tốt để xử lý nền đất yếu vì mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật. Công nghệ cọc nhỏ cho phép giảm chi phí vật liệu, thi công đơn giản, đồng thời truyền tải trọng công trình xuống các lớp đất yếu hơn, giảm độ lún tổng cộng và độ lún lệch của công trình.


hướng dẫn Đồ Án nền móng

Education