Bài giảng Nền móng - Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và thiết kế Nền Móng - Lê Trọng Nghĩa
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
Môn học: NỀN MÓNG
GV: TS. Lê Trọng Nghĩa
Số tín chỉ: 3
Lý thuyết: 30 tiết
Số tiết: 45
Bài tập: 15 tiết
Đánh giá MH:
• Kiểm tra giữa HK: 20 %
• Thi cuối HK: 80 %
Hình thức đánh giá: Viết
Không xem tài liệu
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC
5 chương
Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và
thiết kế Nền Móng
Chương 2: Móng nông
Chương 3: Sức chịu tải của cọc
Chương 4: Móng cọc và cọc chịu tải trọng ngang
Chương 5: Xử lý và gia cố nền
1
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1) Nền Móng, Châu Ngọc Ẩn, NXB ĐHQG TPHCM, 2004
2) Nền Móng công trình, Châu Ngọc Ẩn, NXB Xây dựng, 2008
3) Nền và Móng các công trình dân dụng và công nghiệp,
Nguyễn Văn Quảng, NXB XD, 1996
4) Foundation Analysis and Design, 5th edition, Joseph
E. Bowles, McGraw Hill, 1997
5) Pile Foundation Analysis and Design, 5rd edition,
H.G. Poulos and E. H. Davis, 1980
Chương 1: NHỮNG NGUYÊN LÝ CƠ BẢN TÍNH TOÁN
VÀ THIẾT KẾ NỀN MÓNG
1. Khái niệm
Cột
M1
Mặt đất
1.1. Móng
Cổ cột
M3
Móng
M2
A - A
Bê tông lót
Đà kiềng
M1
M1
A
A
Kết cấu Khung
Kết cấu Móng
Mặt bằng Móng
2
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
1. Khái niệm
1.2. Nền
MÓNG CỌC
NỀN ĐƯỜNG
Nền đường
Mặt đất
Ntt
Mặt đất
Ntt
Mtt
Htt
Df
Đài móng
ptt
Nền đất
Lớp 1
Hệ cọc
Nền
Nền: vùng đất chịu ảnh
hưởng của tải trọng từ
móng truyền xuống
Lớp 2
MÓNG NÔNG
Vùng nền
2. Phân loại
2.1. Móng
Móng đơn: đúng tâm, lệch tâm
Móng kép, móng gánh
Móng nông
Móng băng: 1 phương, 2 phương (giao nhau)
Móng bè: dạng bản, bản dầm, hộp
Đá
Gỗ: Cừ tràm, bạch đàn, đước …
Móng cọc
Thép: Cọc ống, chữ H, C, I …
Đóng, ép: BTCT thường, UST
Móng sâu
BTCT
Khoan nhồi, Barrette
Móng giếng chìm
3
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
MÓNG KÉP (dạng bản)
MÓNG GÁNH (có giằng)
Đà
giằng
MÓNG KÉP (BĂNG 2 CỘT) DẠNG BẢN DẦM
Cột (cổ cột)
Dầm (sườn) móng
Bê tông lót
Bản (cánh) móng
4
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
MÓNG BĂNG MỘT PHƯƠNG
(dưới dãy cột)
Cột (cổ cột)
Bê tông lót
Dầm (sườn) móng
Bản (cánh) móng
MÓNG BÈ DẠNG BẢN
Cột
Bê tông lót
A - A
Bản móng
A
A
5
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
MÓNG BÈ DẠNG BẢN (có gia cường)
Cột
Bê tông lót
Bản móng
Dầm móng
A- A
A
A
Khối
gia cường
MÓNG BÈ DẠNG BẢN DẦM
Bê tông lót
Bản móng
A - A
Dầm móng
A
A
6
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
MÓNG BÈ HỘP
B
B
Bê tông lót
A - A
Bản móng
Tường gia cường
A
A
B - B
MÓNG BÈ DẠNG BẢN
CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM
Mặt đất
Tầng hầm
Bản móng
7
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
MÓNG CỌC ĐÀI ĐƠN
CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM
Mặt đất
Tầng hầm
Sàn hầm
Đài móng
Dầm sàn hầm
Hệ cọc
MÓNG CỌC ĐÀI BÈ
CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM
Mặt đất
Tầng hầm
Mặt sàn hầm
Đài móng
Hệ cọc
8
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
2.2. Phân loại Nền
Nền tự nhiên
Đệm vật liệu rời
Cột vật liệu rời
Nền
Nền gia cố
Cột đất trộn xi măng (vôi)
Giếng cát
Gia tải trước +
Bấc thấm
Bơm hút chân không
Vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật
4
ĐỆM VẬT LIỆU RỜI
Ntt
Df
h
pgl
b
hđ
bđ
bt
z2
1
BM Địa Cơ Nền Móng
18
9
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
4
Cột vật liệu rời
BM Địa Cơ Nền Móng
19
4
col
Cột vật liệu rời
soil
S
S
Area of Column, A
column
2
4
D
S
as
2
D
S
Area of Soil, A
as
soil
2
3
a) Square patterns
b) Triangular patterns
BM Địa Cơ Nền Móng
20
10
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
4
Cột đất trộn xi-măng/vôi
Nagaraj, 2002
BM Địa Cơ Nền Móng
21
THIẾT BỊ THI CÔNG CỘT ĐẤT TRỘN XI-MĂNG
Đầu
khoan
Cánh động
Lưỡi
khoan
Lưỡi khoan
11
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
Prevention of heave during excavation and
reduction of settlement for underground
structure.
Prevention of slide failure for abutment and
reduction of settlement for embankment.
Prevention of slope failure for high
embankment.
Soil‐cement columns as foundation for
stability and settlement control.
12
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
4
Cột đất trộn xi-măng/vôi
BM Địa Cơ Nền Móng
25
4
Cột đất trộn xi-măng/vôi
BM Địa Cơ Nền Móng
26
13
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
4
Cột đất trộn xi-măng/vôi
BM Địa Cơ Nền Móng
27
4
Gia tải trước + giếng cát/bấc
thấm
BM Địa Cơ Nền Móng
28
14
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
4
Bấc thấm
BM Địa Cơ Nền Móng
29
4
Bấc thấm
BM Địa Cơ Nền Móng
30
15
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
4
Bấc thấm
BM Địa Cơ Nền Móng
31
4
Gia tải trước + Bấc thấm
BM Địa Cơ Nền Móng
32
16
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
3. Độ lún của nền đất
Độ lún của đất
s = se + sc + ss
se – độ lún tức thời (ban đầu)
sc – độ lún do cố kết
ss – độ lún do từ biến
3.1. Độ lún đàn hồi
trong đó:
p – áp lực tại mặt đáy móng
b – bề rộng móng chữ nhật hay đường kính móng tròn
, E – hệ số Poisson và mô-đun đàn hồi của đất dưới đáy móng
Ip – hệ số hình dạng và độ cứng; được xác định dựa trên lý
thuyết đàn hồi; phụ thuộc vào chiều dày lớp đất, hình dạng và
độ cứng của móng
Móng cứng hữu hạn
Móng cứng
b
p
sconst
smax
17
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
Hệ số hình dạng và độ cứng Ip
a. Móng chữ nhật cứng hữu hạn
2
l
1
1 m 1
2
với
m
Ip(góc)
mln
ln
m m 1
b
m
Ip (trung bình) 0.848 Ip(tâm)
Ip(tâm) 2 Ip(góc)
b. Móng cứng chữ nhật
Ip(cung) 1.57 Ip(goc)
b
l
2
1
1
3
3
1 – tâm móng
2 – góc móng chữ nhật
3 – biên móng tròn hay giữa cạnh dài móng chữ nhật
Bảng tra hệ số hình dạng và độ cứng Ip (theo NAVFAC – DM 7.1, 1982)
Trường hợp 1: Hệ số hình dạng và độ cứng Ip cho diện truyền tải hình
tròn và chữ nhật trên bán không gian đàn hồi vô hạn
Ip
b
Hình
dạng
móng
m
Móng mềm
Móng
cứng
(l/b)
Biên
Trung
bình
Tâm
Góc
(điểm giữa cạnh dài)
Tròn
-
1
1.00
1.12
1.36
1.53
1.78
2.10
2.54
2.99
3.57
-
0.64
0.76
0.97
1.12
1.36
1.68
2.10
2.54
3.13
3.57
0.85
0.95
1.15
1.30
1.51
1.78
2.15
2.53
3.03
3.40
0.79
0.88
1.07
1.21
1.42
1.70
2.10
2.46
3.00
3.43
0.56
0.68
0.77
0.89
1.05
1.27
1.49
1.78
2.00
Lớp đàn hồi
vô hạn
1.5
2
3
Chữ
nhật
5
10
20
50
100 4.01
18
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
Bảng tra hệ số hình dạng và độ cứng Ip (theo NAVFAC – DM 7.1, 1982)
Trường hợp 2: Hệ số hình dạng và độ cứng Ip cho diện truyền tải hình tròn và
chữ nhật trên bán không gian đàn hồi hữu hạn
Ip
b
H
Góc của móng mềm chữ nhật
Tâm móng
cứng tròn
b
l/b = 1
l/b = 2
= 0.5
l/b = 5
l/b = 10
l/b =
0
0.00
0.14
0.35
0.48
0.54
0.62
0.69
0.74
0.00
0.05
0.15
0.23
0.29
0.36
0.44
0.48
0.00
0.04
0.12
0.22
0.29
0.40
0.52
0.64
0.00
0.04
0.10
0.18
0.27
0.39
0.55
0.76
0.00
0.04
0.10
0.18
0.26
0.38
0.54
0.77
0.00
0.04
0.10
0.18
0.26
0.37
0.52
0.73
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
10
Lớp đàn hồi
Lớp cứng
H
= 0.33
0
0.00
0.20
0.40
0.51
0.57
0.64
0.70
0.74
0.00
0.09
0.19
0.27
0.32
0.38
0.46
0.49
0.00
0.08
0.18
0.28
0.34
0.44
0.56
0.66
0.00
0.08
0.16
0.25
0.34
0.46
0.60
0.80
0.00
0.08
0.16
0.25
0.34
0.45
0.61
0.82
0.00
0.08
0.16
0.25
0.34
0.45
0.61
0.81
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
10
3.2.2.2. Độ lún ổn định
Tính lún theo quan hệ e-p
n
e1i -e2i
s =
hi
∑
1+e1i
hi – chiều dày lớp đất i; hi = [0.4 0.6] b
e1i, e2i – hệ số rỗng lớp đất i trước và sau khi lún
i=1
e1i
e2i
←
←
p1i
p2i
từ quan hệ nén lún e-p
p1i, p2i – áp lực tại giữa lớp đất i trước và sau xây dựng công trình
p =
′
p2i = p1i + gli
gli = K0i × pgl
và
1i
v0
l /b
zi /b
với
và K0i ∈
zi – khoảng cách từ đáy móng đến giữa lớp đất i
19
Các nguyên lý thiết kế Nền Móng
Biên soạn: TS. Lê Trọng Nghĩa
9/30/2016
Trước khi xây dựng móng, áp lực tại
* D
PHƯƠNG PHÁP CỘNG LÚN PHÂN TỐ
độ sâu Df là
f
Sau khi xây dựng móng, áp lực tại
tc
độ sâu Df là
tbDf
Mặt đất
Ntc
Ntc
(
)
Áp lực gây lún pgl
=
+ tb - * Df
F
tb
*
Df
h1
Chia nền đất dưới đáy móng thành các
[
]
lớp mỏng có chiều dày hi = 0.4÷ 0.6 b
pgl
Df
Xác định áp lực tại giữa lớp đất trước
và sau khi xây móng p1i & p2i :
p13
p
h2
h3
h4
h5
MNN
p =
′
p2i = p1i + gli
và
và
1i
v0i
gl3
l
/b
23
gli = K0i × pgl
K0i
∈
với
zi /b
sat
zi – khoảng cách từ đáy móng đến giữa lớp i
gl
Suy ra hệ số rỗng tại giữa lớp đất
trước và sau khi lún e1i & e2i :
US do TLBT
US do áp lực
gây lún
e1i
e2i
←
←
p1i
p2i
từ quan hệ nén lún e-p
e1i -e2i
Tính độ lún của lớp i là si =
hi
1+e1i
p = = 5
gli
Đất tốt
Đất yếu
′
1i
v0i
Tính lún đến lớp phân tố thứ i có
p = =10
gli
′
1i
v0i
n
n
e1i - e2i
1+e1i
Độ lún của móng (tại tâm) s = s =
hi
∑
∑
i
i=1
i=1
[ ]
Điều kiện lún s ≤s
[s] – độ lún cho phép của móng
Độ lún cho phép của móng được quy định dựa vào mức độ siêu tĩnh của công
trình (tham khảo bảng….), đối với nhà BTCT đổ toàn khối [s] = 8cm.
e
Thí dụ tính độ lún của lớp (i=3)
e0
h3
(
)
(
)
p13 = Df + h1 + h2 + sat - w
2
e1
e2
p23 = p13 + gl3
và
gl 3 K03 pgl
e13
e23
l
z3
l b
b
e3
h3
K03
với
∈
và z3 = h1 +h2 +
2
e4
e5
Đường nén e-p
e
13 - e
23 h3
1 e13
s3
p1
p3
p
p2
p4
p5
O
p13
p23
20
Tải về để xem bản đầy đủ
31 trang
24540
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Nền móng - Chương 1: Những nguyên lý cơ bản tính toán và thiết kế Nền Móng - Lê Trọng Nghĩa", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_nen_mong_chuong_1_nhung_nguyen_ly_co_ban_tinh_toan.pdf
