Cơ học đất, nền móng - Chương: Mở đầu

93 trang vanle 1900

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Cơ học đất, nền móng - Chương: Mở đầu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

co_hoc_dat_nen_mong_chuong_mo_dau.pdf

Nội dung text: Cơ học đất, nền móng - Chương: Mở đầu

Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD ch¬ng më ®Çu I- Vai trß, nhiÖm vô cña nÒn mãng KӃt cҩu bên trên: (nhà, cҫu, ÿѭӡng, ÿê, ÿұp ) Vұt liӋu: gҥch, ÿá, bê tông, btct, thép, ÿҩt ÿҳp Móng: mӣ rӝng hѫn kӃt cҩu bên trên Vұt liӋu: gҥch, ÿá, bê tông, btct, thép, ÿҩt ÿҳp NӅn ÿҩt, ÿá Tҧi công trình → móng → ӭng suҩt phát sinh → nӅn biӃn dҥng (lún, trѭӧt) → ҧnh hѭӣng trӣ lҥi công trình Móng: Bӝ phұn kӃt cҩu dѭӟi chân cӝt khung hay tѭӡng, tiӃp nhұn tҧi trӑng tӯ trên xuӕng và truyӅn tҧi xuӕng nӅn. NӅn: Bӝ phұn cuӕi cùng cӫa công trình, tiӃp nhұn tҧi trӑng công trình truyӅn qua móng. Hình dҥng và kích thѭӟc cӫa nӅn phө thuӝc vào loҥi ÿҩt làm nӅn, phө thuӝc vào loҥi móng và công trình bên trên Tҥm hiӇu là: nӅn là bӝ phұn hӳu hҥn cӫa khӕi ÿҩt mà trong ÿó ӭng suҩt, biӃn dҥng do tҧi trӑng công trình gây ra là ÿáng kӇ. NӅn, Móng là nhӳng bӝ phұn công trình rҩt ÿһc biӋt, rҩt ÿѭӧc chú trӑng bӣi vì: + Ĉҩt là vұt thӇ rӡi, rҩt phӭc tҥp, sӕ liӋu vӅ nó khó ÿҥt ÿӝ tin cұy cao, ÿӗng thӡi lý thuyӃt vӅ nӅn móng còn sai khác nhiӅu so vӟi thӵc tӃ. NӅn móng là mӝt khoa hӑc tәng hӧp vӅÿҩt ÿá, kӃt cҩu và kƭ thuұt thi công. + Móng ӣ trong môi trѭӡng phӭc tҥp và thѭӡng ӣ trong nhӳng ÿiӅu kiӋn bҩt lӧi cho vұt liӋu (ҭm ѭӟt, ăn mòn ). + Thi công và ÿһc biӋt khi sӱa chӳa rҩt khó khăn ÿôi khi ÿòi hӓi gía thành cao + Phҫn lӟn công trình hѭ hӓng hoһc lãng phí do nhӳng sai sót phҫn nӅn móng Móng có nhiӅu loҥi, phө thuӝc vào nhiӅu yӃu tӕ: + NӅn ÿҩt + Nѭӟc trong ÿҩt + KӃt cҩu công trình Share-connect.blogspot.com 1
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD + Yêu cҫu ÿӝ tin cұy (mӭc ÿӝ quan trӑng cӫa công trình) + Môi trѭӡng xây dӵng + Thi công. II- C¸c lo¹i nÒn, mãng. Móng: +ChiӅu sâu:Móng nông và móng sâu +Vұt liӋu: Gҥch, ÿá, bê tông, ÿá hӝc, bê tông cӕt thép, thép +Thi công: Toàn khӕi, lҳp ghép, bán lҳp ghép, +Hình dҥng: Ĉѫn, băng, bè, hӝp, vӓ +Hình thӭc kӃt cҩu: Dҫm, dҧi, bҧn, khӕi +Ĉӝ cӭng kӃt cҩu: Cӭng, mӅm NӅn: +Tӵ nhiên +Gia cӕ: thay thӃ (ÿӋm), trө vұt liӋu rӡi, giӃng cát, nén trѭӟc, ÿӋm thҩm, hҥ nѭӟc ngҫm III- C¸c h háng c«ng tr×nh do nÒn mãng g©y ra III.1. Công trình sӱ dөng không bình thѭӡng do: - Lún nhiӅu: làm sai cӕt thiӃt kӃ, ÿè vӥÿѭӡng ӕng, nh hѭӣng ÿӃn công trình lân cұn - LӋch nhiӅu: ӭng suҩt phө thêm trong kӃt cҩu ӏ nӭt nҿ, thҩm, dӝt và có thӇ dүn ÿӃn phá hoҥi các bӝ phұn kӃt cҩu. Thѭӡng do các nguyên nhân: + Móng không phù hӧp: ví dө: Pizza, 32 Láng hҥ, E6 QuǤnh lôi + Công trình có tҧi trӑng phân bӕ không ÿӅu + NӅn ÿҩt yӃu, ÿiӅu kiӋn ÿӏa chҩt phӭc tҥp, bҩt lӧi (hình a ) + NӅn ÿҩt không ÿӗng nhҩt và xen kҽp phӭc tҥp (hình b,c,d,e ) - Trong quá trình thi công, ÿҩt bӏ biӃn ÿәi mҥnh khó xác ÿӏnh ÿúng, gây ra các rӫi ro cho công trình, trong ÿó thѭӡng do sai sót trong ÿánh giá vӅ nӅn ÿҩt xây dӵng. 1 h 1 2 1 2 3 3 a) b) c) d) e) Share-connect.blogspot.com 2
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD III.2.Công trình mҩt әn ÿӏnh vӟi nӅn ÿҩt, có thӇ dүn tӟi bӏ phá hoҥi . Các trѭӡng hӧp nӅn bӏ phá hoҥi: - Trѭӧt trӗi: thѭӡng gһp vӟi móng nông, khi ti ÿӭng lӟn, gia tҧi vӟi tӕc ÿӝ nhanh trên nӅn cӕ kӃt chұm, bão hoà: Pgh - Trѭӧt sâu: thѭӡng xҭy ra ÿӕi vӟi mái ÿҩt, phân lӟp nghiêng lӟn, móng sâu - Trѭӧt ngang: tѭѫng ӭng vӟi trѭӡng hӧp tҧi ngang lӟn nhѭÿұp, tѭӡng chҳn, cҫu, cҧng, công trình biӇn - Lұt: thѭӡng xҭy ra ÿӕi vӟi các công trình cao, lӋch tâm lӟn, tѭӡng chҳn ÿҩt. - Tóm lҥi các sai sót có thӇ do: +Khҧo sát. +Thí nghiӋm không ÿúng, không phù hӧp vӟi ÿiӅu kiӋn làm viӋc thӵc tӃ. +Phѭѫng án móng không phù hӧp vӟi nӅn ÿҩt. +Sѫÿӗ và phѭѫng pháp tính toán không phù hӧp, không ÿҫy ÿӫ. III.3. Các phѭѫng hѭӟng xӱ lý - Các biӋn pháp vӅ kӃt cҩu bên trên: giҧm ti, tăng ÿӝ cӭng hӋ móng kӃt cҩu trên, cҩu tҥo hӋ giҵng - Các biӋn pháp vӅ móng: giҵng móng, khe lún, tѭӡng chҳn ÿҩt, móng cӑc, thay ÿәi kích thѭӟc móng phù hӧp vӟi ÿiӅu kiӋn ÿӏa chҩt. - Các biӋn pháp vӅ nӅn gia cӕ. IV- C¸c nguyªn t¾c v tr×nh tù thiÕt kÕ NÒn mãng theo ph¬ng ph¸p rêi r¹c ThiӃt kӃ kӃt cҩu công trình nói chung và nӅn móng nói riêng ÿӅu phҧi tuân theo nguyên tҳc: - Thoҧ mãn các ÿiӅu kiӋn kӻ thuұt: bӅn, an toàn và sӱ dөng bình thѭӡng, - Thi công khҧ thi, có khҧ năng cѫ giӟi hoá cao, thӡi hҥn ngҳn, - Kinh tӃ: chi phí thҩp khi so sánh nhiӅu phѭѫng án, chӑn ra phѭѫng án tӕi ѭu. Share-connect.blogspot.com 3
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD Các ÿiӅu kiӋn kӻ thuұt ÿӕi vӟi phҫn nӅn, móng theo phѭѫng pháp rӡi rҥc cө thӇ nhѭ sau. IV.1- Tính móng: - Vӟi vұt liӋu phә biӃn là BTCT, viӋc tính toán theo nguyên tҳc tính cҩu kiӋn chӏu uӕn, nén, kéo ÿã ÿѭӧc giӟi thiӋu trong giáo trình KCBTCT I và II. (KӃt cҩu bê tông cӕt thép). Ví dͭ: ÿ͙i vͣi c̭u ki͏n ch͓u u͙n và yêu c̯u tính toán: + TTGH 1: Tính toán cѭӡng ÿӝ trên tiӃt diӋn ÿӭng và tiӃt diӋn nghiêng vӟi tҧi trӑng là tҧi trӑng tính toán ӭng vӟi mӑi tә hӧp tҧi. • Tính toán cѭӡng ÿӝ trên tiӃt diӋn nghiêng tҥi vӏ trí có Qmax . NӃu không kӇҧnh hѭӣng cӫa cӕt thép, tӭc lӵc cҳt Qmax chӍ do bê tông chӏu: Q ≤ Qb Vӟi Q- lӵc cҳt tҥi tiӃt diӋn mút cӫa vӃt nӭt nghiêng. Qb - khҧ năng kháng cҳt cӫa bê tông tҥi tiӃt diӋn nghiêng. Qb = K. Rk.ho.btb K -hӋ sӕ thӵc nghiӋm phө thuӝc vào ÿӝ dӕc cӫa mһt nghiêng. Rk -cѭӡng ÿӝ chӏu kéo cӫa bê tông; ho – chiӅu cao làm viӋc cӫa móng (ho =h –abv); btb cҥnh trung bình cӫa mһt ÿâm thӫng • Tính toán cѭӡng ÿӝ trên tiӃt diӋn thҷng góc tҥi vӏ trí có M lӟn, xác ÿӏnh lѭӧng cӕt thép cҫn thiӃt tѭѫng ӭng. Tính theo nguyên lý cӕt ÿѫn: M Fa = Raho M – mô men tҥi tiӃt diӋn tính toán (thѭӡng Mmax) Ra - cѭӡng ÿӝ chӏu kéo cӫa cӕt thép, h0 - chiӅu cao làm viӋc cӫa móng + TTGH 2: Tính toán ÿӝ võng và nӭt vӟi tҧi trӑng tiêu chuҭn ӭng vӟi tә hӧp cѫ bҧn. Ĉӕi vӟi phҫn móng hҫu nhѭ không tính toán trӯ mӝt sӕ trѭӡng hӧp nhѭ bҧn móng bè cӫa bӇ chӭa, móng trong môi trѭӡng xâm thӵc mҥnh (có thӇ xem lý thuyӃt tính toán ӣ trang 83- KCBTCT I ) Tҧi trӑng tác dөng lên kӃt cҩu móng là tҧi trӑng công trình bên trên ( Noi, Moi, Qoi) và phҧn lӵc ÿҩt tác dөng tҥi các bӅ mһt tiӃp xúc cӫa hӋ móng - nӅn ÿҩt ( p, t ) P01 P0i M01 M0i No1 Noi h P® m τ p IV.2- NӅn ÿҩt (lý thuyӃt cѫ sӣ là môn cѫ hӑc ÿҩt) - TTGH 1: (hoһc gӑi là tính toán kiӇm tra khҧ năng chӏu tҧi cӫa nӅn ÿҩt vӟi tҧi trӑng là tҧi trӑng tính toán ӭng vӟi mӑi tә hӧp tҧi). Share-connect.blogspot.com 4
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD + NӃu mһt ÿҩt bҵng phҷng, ÿӗng nhҩt thì sӭc chӏu tҧi tính toán cӫa nӅn có thӇ xác ÿӏnh bҵng công thӭc giҧi tích pgh A.γ .b / 2 + B.γ '.h + C.c p ≤ R = = m Fs Fs Trong ÿó Fs - hӋ sӕ an toàn (≥ 1) A,B,C - hӋ sӕ an toàn b, hm - bӅ rӝng và ÿӝ sâu móng γ, γ’ - trӑng lѭӧng riêng cӫa ÿҩt dѭӟi và trên ÿáy móng p - áp lӵc ÿҩt tҥi mһt tiӃp xúc móng - ÿҩt. Trѭӡng hӧp nӅn phân lӟp, nhiӅu trѭӡng hӧp cho phép tính sӭc chӏu tҧi cӫa lӟp ÿҩt R2 bҵng công thӭc trên vӟi b thay bҵng btÿ, hm = h1 và tҩt nhiên có các chӍ tiêu vұt lý, cѫ hӑc cӫa lӟp 2. 0 + Cách 1: btd xác ÿӏnh theo α = 30 + Cách 2: btd xác ÿӏnh tӯÿiӅu kiӋn cân bҵng áp lӵc: b N = (p - γhm).b = σz.b tÿ , mà σz = (p - γhm).k → btÿ = k b.l tѭng tӵÿӕi vӟi móng ÿѫn, bè Ftd = , biӃt tӹ sӕ l/b btÿ k l , z ( k- hӋ sӕ tra bng phө thuӝc b b trong bҧng tra tính ӭng suҩt ) hm bm h1 α 1 σ σ 2 σbt σgl z z −γ N q = σ bt + σ p .hm ≤ = ≤ KiӇm tra ÿiӅu kiӋn: p 2 z2 z2 R 2 hay p 2 R 2 Fq Tr˱ͥng hͫp t͝ng quát (mһt ÿҩt không phҷng, nӅn nhiӅu lӟp, không ÿӅu, tҧi trӑng theo phѭѫng ngang và mô men lӟn ). Thѭӡng dùng các phѭѫng pháp giҧ thiӃt mһt trѭӧt nhѭ mһt trѭӧt trө tròn, mһt trѭӧt phҷng, gүy khúc ÿӇ ÿánh giá әn ÿӏnh nӅn. Ĉӝ әn ÿӏnh cӫa công trình vӟi nӅn ÿѭӧc ÿánh giá qua hӋ sӕәn ÿӏnh hay hӋ sӕ an toàn ¦ lӵc giӳÿӕi vӟi ¦ lӵc tiӃp giӳÿӕi vӟi mһt trѭӧt gt Kmin = mһt trӵѫt giҧ thiӃt ≥ [ K ], Fs = ≥ [Fs] ¦ lӵc gây trѭӧt, lұt ¦ lӵc gây trѭӧt ÿӕi vӟi mһt trѭӧt gt Share-connect.blogspot.com 5
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD - TTGH 2 (hoһc gӑi là tính toán vӅ biӃn dҥng): nӝi dung tính toán là [S] hay Sgh [S] - các biӃn dҥng cho phép cӫa công trình ÿһt trên nӅn, thѭӡng ÿѭӧc xác ÿӏnh theo các tiêu chuҭn xây dӵng S - biӃn dҥng dӵ báo (-ÿӝ lún, chênh lún, vұn tӕc lún, chuyӇn vӏ ngang, ÿӝ võng ) vӟi tә hӧp tҧi trӑng cѫ bҧn và ti tiêu chuҭn. *NӃu mһt ÿҩt phҷng, ÿӗng nhҩt, tҧi trӑng phân bӕÿӅu, có thӇ tính −μ2 1 0 S = pgl. b. ω. E0 *Tr˱ͥng hͫp t͝ng quát d͹ báo S theo ph˱˯ng pháp c͡ng lún tͳng lͣp. Ĉӝ lún mӛi lӟp mӓng chiӅu dày hi ÿѭӧc tính theo công thӭc cӫa bài toán mӝt chiӅu-không nӣ ngang- nhѭ sau: e − e S = 1i 2i .h (nӃu có kӃt quҧ thí nghiӋm nén ép) i 1+ ei 1 β i σgl Si = . zi .hi (nӃu không có kӃt quҧ thí nghiӋm nén ép ) E 0i (xem lҥi phѭѫng pháp cӝng lún trong giáo trình Cѫ Hӑc Ĉҩt) 1 hi σ σ 2 gl bt σ σ z V.Tr×nh tù thiÕt kÕ nÒn mãng: Bѭӟc 1: Thu thұp xӱ lý tài liӋu bao gӗm: - Tài li͏u v͉ công trình: Mһt bҵng, mһt cҳt, các yêu cҫu công năng, sѫÿӗ kӃt cҩu, bҧng tә hӧp tҧi trӑng (Noi, Moi, Qoi) tác dөng lên móng. (Các loҥi tҧi trӑng, tә hӧp tҧi trӑng giӕng nhѭ phҫn kӃt cҩu bên trên) - Tài li͏u v͉ n͉n ÿ̭t bao g͛m: + Mҥng lѭӟi và phѭѫng pháp khҧo sát. Mҥng lѭӟi khҧo sát cӕ gҳng ≥ 3ÿiӇm: dѫn giҧn: 100 - 150m / ÿiӇm, trung bình: 50 - 30m / ÿiӇm, phӭc tҥp < 30m / ÿiӇm Share-connect.blogspot.com 6
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD MÆt B»ng ®Þnh VÞ Hè KHOAN + Ĉӝ sâu khҧo sát: Móng băng hks ≥ 3B Móng bè hks ≥ 1,5B Móng sâu hks ≥ 3m tӯÿӝ sâu ÿһt móng dӵ kiӃn + Phѭѫng pháp khҧo sát: - Gián tiӃp: ÿào hӕ, khoan lҩy mүu nguyên dҥng, phá hoҥi ӏ thí nghiӋm trong phòng - Trӵc tiӃp: Thí nghiӋm bàn nén → E0 Thí nghiӋm nén ngang → En Thí nghiӋm xuyên tƭnh CPT → qC → ÿӏa tҫng, E0, c, ϕ Thí nghiӋm xuyên tiêu chuҭn SPT → N → ÿӏa tҫng, E0, c, ϕ Thí nghiӋm Cҳt cánh → Cu + Lát cҳt ÿӏa chҩt: ĈӇ thҩy ÿѭӧc sӵ thay ÿәi cӫa ÿӏa tҫng mÆt c¾t ®Þa chÊt c«ng tr×nh tuyÕn II-II + Các kӃt quҧ thí nghiӋm vӅ các chӍ tiêu vұt lý cѫ hӑc cӫa tӯng lӟp ÿҩt + Ĉӏa chҩt thuӹ văn: cao ÿӝ nѭӟc ngҫm (hiӋn tҥi và mӭc nѭӟc cao nhҩt có thӇ), tính chҩt nѭӟc ngҫm, + Tài liӋu vӅ công trình lân cұn, môi trѭӡng xây dӵng. Tӯÿó - Ĉánh giá ÿiӅu kiӋn xây dӵng (làm cѫ sӣ cho bѭӟc 2) -7- Share-connect.blogspot.com 7
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD - Xác ÿӏnh các tiêu chuҭn xây dӵng: Δ ª S º [S], « » , hӋ sӕ an toàn ¬ L ¼ Bѭӟc 2: ĈӅ xuҩt phѭѫng án nӅn móng khҧ thi: “phѭѫng án khҧ thi” theo nghƭa rӝng: - VӅ vұt liӋu - Loҥi móng theo dҥng kӃt cҩu cѫ bҧn, ÿӝ cӭng, hình dҥng móng - Phѭng pháp thi công - Ĉӝ sâu ÿһt móng: nông và sâu - Giҧi pháp gia cӕ Trong thӵc tӃ ngѭӡi thiӃt kӃ thѭӡng rҩt quan tâm ÿӃn các phѭѫng án vӅÿӝ sâu móng (móng nông và móng sâu) ký hiӋu là Hm (hm) Hm phө thuӝc vào: - Tҧi công trình: ÿӝ lӟn, ÿӝ lӋch tâm, tҧi ngang, ÿӝng- tƭnh. Nói chung công trình lӟn và chӏu lӵc phӭc tҥp thì móng có xu hѭӟng càng sâu. Tҧi trӑng ÿӝng cǊng thѭӡng dùng móng sâu. - Ĉӝ quan trӑng cӫa công trình (cҩp công trình) míi Cò míi Cò - Công trình lân cұn. Gia cêng - Ĉһc biӋt là ÿiӅu kiӋn ÿӏa chҩt khu vӵc xây dӵng. a) yÕu b) tèt c) ®) n n yÕu í í l tèt l 2 1 tèt h yÕu h tèt 2 1 tèt 3 yÕu 4 bïn tèt e) f) g) h) a) Lӟp ÿҩt bên trên không tӕt, bӅ dày lӟn, b) Lӟp ÿҩt bên trên tӕt, bӅ dày lӟn c) Lӟp yӃu nҵm giӳa các lӟp tӕt, d) Lӟp yӃu nҵm trên bӅ mһt e) Xen kҽp không ÿӅu f) San lҩp g) Mái ÿҩt h) Mӵc nѭӟc ngҫm cao. C¸c kÝ hiÖu 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 SÐt SÐt pha C¸t pha Bïn H÷u c¬ C¸t Cuéi , sái Bѭӟc 3: ThiӃt kӃ sѫ bӝ các phѭѫng án khҧ thi Sau khi ÿӅ xuҩt các phѭѫng án nӅn móng ngѭӡi ta thiӃt kӃ sѫ bӝ các phѭѫng án ÿó ( theo các nguyên tҳc cѫ bҧn ÿã trình bày) Share-connect.blogspot.com 8
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD Nhҳc lҥi: Nguyên tҳc cѫ bҧn trong thiӃt kӃ nói chung và nӅn móng nói riêng - Thoҧ mãn các ÿiӅu kiӋn kӻ thuұt Móng + ĈiӅu kiӋn cѭӡng ÿӝ + BiӃn dҥng, nӭt NӅn + ĈiӅu kiӋn vӅ trѭӧt, lұt + ĈiӅu kiӋn vӅ lún, lӋch, nghiêng, xoay - Thi công: Có khҧ năng ÿѫn giҧn, nhanh (cѫ giӟi hoá) - Kinh tӃ. Bѭӟc 4: So sánh ( các chӍ tiêu kinh tӃ, ÿӝ tin cұy). - So sánh các chӍ tiêu kinh tӃ, ÿӝ tin cұy cӫa các phѭѫng án s bӝ - Chӑn phѭѫng án tӕi ѭu ÿӇ thiӃt kӃ kӻ thuұt Bѭӟc 5: ThiӃt kӃ kӻ thuұt, thi công phѭѫng án nӅn móng ÿѭӧc chӑn ( Giӟi thiӋu ӣ các phҫn móng nông và móng cӑc ) Bѭӟc 6: Bҧn vӁ Share-connect.blogspot.com 9
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD S¥ ®å tr×nh tù thiÕt kÕ nÒn mãng nãi chung Tμi liÖu Tμi liÖu C¸c tiªu chuÈn Tμi liÖu ®Þa chÊt C«ng tr×nh qui ph¹m §Ò xuÊt c¸c ph¬ng ¸n kh¶ (chó ý vÒ chiÒu s©u mãng) thi ThiÕt kÕ s¬ bé Ph¬ng ¸n 1 c¸c ph¬ng ¸n Ph¬ng ¸n 3 ®Ò xuÊt Ph¬ng ¸n 2 So s¸nh vμ chän ph¬ng ¸n kü thuËt ThiÕt kÕ kü thuËt ph¬ng ¸n ®îc chän B¶n vÏ thiÕt kÕ Share-connect.blogspot.com 10
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng §HXD LuyÖn tËp-ch¬ng më ®Çu 1) Phân loҥi móng và nӅn. Nêu phҥm vi ӭng dөng cӫa mӛi loҥi. 2) Các nguyên nhân thѭӡng gây cho công trình lún nhiӅu, lún lӋch lӟn Nêu các biӋn pháp hҥn chӃ lún và lӋch. 3) Các nguyên nhân thѭӡng gһp vӅ phá hoҥi nӅn công trình, khӕi ÿҩt ÿҳp. Nêu các biӋn pháp chӕng trѭӧt, lұt. 4) Khi thiӃt kӃ nӅn móng, cҫn thu thұp các tài liӋu gì? Cho ví dө. 5) ThiӃt kӃ công trình ÿӕi vӟi phҫn nӅn ÿҩt gӗm nhӳng nӝi dung tính toán gì? Hãy nêu các ÿiӅu kiӋn kӻ thuұt trong mӛi nӝi dung tính toán ÿó. Hãy phân tích các yӃu tӕҧnh hѭӣng ÿӃn viӋc lӵa chӑn phѭѫng án chiӅu sâu móng. Share-connect.blogspot.com 11
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng ch¬ng I - mãng n«ng I - mãng n«ng trªn nÒn tù nhiªn .KLF{QJWUuQKÿһWOrQQӅQÿҩWWӵQKLrQWҥLÿӝVkXKPQKӓҧQKKѭӣQJFӫDÿҩWWUrQÿi\ PyQJWӟLFiFPһWWLӃS[~FOjQKӓWDQyLÿyOjPyQJQ{QJWUrQQӅQWӵQKLrQ7URQJ&ѫKӑF ÿҩWPyQJFyEӅUӝQJEÿӝVkXKPQӃXKPE≤WKHR%HUH]DQVHYWKuNKLÿҩWGѭӟL PyQJEӏSKiKRҥL→ÿҩWEӏÿҭ\WUӗLWDFRLKPÿyOjQ{QJ 7URQJWKӵFWӃQKӳQJPyQJFyKP≤PFyWKӇFRLOjQ{QJ 3KҥPYLӭQJGөQJ 7ҧLWUӑQJNK{QJOӟQF{QJWUuQKQKӓ4QKӓ /ӟSÿҩWEҵQJSKҷQJFyVӭFFKӏXWҧLSKKӧSFyFKLӅXGj\ÿӫOӟQ 1JD\FҧNKLOӟSÿҩWWUrQFyVӭFFKӏXWҧLNK{QJOӟQQKѭQJFyWKӇJLҧLTX\ӃWEҵQJFiFK JLҧPWҧLF{QJWUuQKWUrQGLӋQWtFKPyQJOӟQEăQJJLDRQKDXEq I.1 - Ph©n lo¹i v c¸c yªu cÇu cÊu t¹o mãng. 3KkQORҥL[HPWUDQJ &ҩXWҥRFiFPyQJEҵQJYұWOLӋXJҥFKÿiErW{QJErW{QJÿiKӝFWKѭӡQJ[k\GѭӟLFiF WѭӡQJJҥFKÿiGҥQJEăQJJLұWFҩSWXǤYjRJyFFӭQJYұWOLӋX Gi»ng bª t«ng a: líp b¶o vÖ > 80 0 a 0 0 bª t«ng 150# 0 :1 5 0 > 5 h b h > 150 B > 0,5m α 0yQJErW{QJFӕWWKpSUҩWSKәELӃQYjÿDGҥQJ 0yQJÿѫQGѭӟLFӝWWUөWKiSQKӓFӝWWKpS %ăQJGӑFQJDQJGQJGѭӟLWѭӡQJYiFKFӭQJGѭӟLKjQJFӝW 0yQJEqGѭӟLQKjFDRWҫQJEӇkXWҫXWKX\ӅQPһWÿѭӡQJFӭQJVkQEmLEӃQ .tFKWKѭӟFYjÿӝFӭQJWăQJWӯPyQJÿѫQEăQJEqKӝSYӓFKRSKpSFKӏXWҧLWiFGөQJOӟQ KѫQVӭFFKӏXWҧLFӫDQӅQOӟQKѫQYjNKҧQăQJELӃQGҥQJJLҧP Share-connect.blogspot.com 12
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng - Yêu cҫu cҩu tҥo chung ÿӕi vӟi móng BTCT: + Bê tông ≥ 150# ( thѭӡng ≥ 200#). + Thép thѭӡng dùng thép gai, kéo thҷng, ÿai dùng cӕt trѫn + Lót: bê tông gҥch vӥ, bê tông nghèo (≥100# ) dày ≥ 50mm + Lӟp bҧo vӋ ≥ 30 mm (có lӟp lót) CÊu t¹o mãng ®¬n Móng ÿ˯n d˱ͣi c͡t trͭ (xem 147 - 149 BTCT II ) bcét neo neo l (thuêng >=15d) >3cm >B/10 200 ≥ ≥ B L Share-connect.blogspot.com 13
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng CÊu t¹o mãng b¨ng díi têng CÊu t¹o Mãng b¨ng díi hng cét DEăQJJLDRQKDX EEăQJÿѫQ FWLӃWGLӋQ Băng d˱ͣi hàng c͡t Thép ÿ̿t theo yêu c̯u ÿ͙i vͣi d̯m liên tͭc nên g͕i là móng d̯m (giao nhau) Share-connect.blogspot.com 14
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng CÊu t¹o mãng bÌ, hép, vá 0ӝWVӕGҥQJPyQJKӝS &ӕWWKpSWURQJEҧQPyQJFҩXWҥRWKHRFiF\rXFҫXÿӕLYӟLEҧQQJjPNrFzQWURQJVѭӡQ WKHRQJX\rQWҳFGҥQJGҫPÿѫQKD\JLDRQKDX CҨU TҤO GIҴNG MÓNG + 7KѭӡQJFҩXWҥRQKҵPWăQJÿӝFӭQJF{QJWUuQKJLҧPFKrQKO~QNӃWKӧSYӟLÿӥWѭӡQJ EDR)DJLҵQJ≥FP KJLҵQJFKӑQWKHRNLQKQJKLӋPQJX\rQOêGҫPWXǤWKXӝFYjRÿLӅX NLӋQÿӏDFKҩWWtQKFKҩWWҧLWUӑQJYjOѭӟLFӝW« Share-connect.blogspot.com 15
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng I.2. ThiÕt kÕ mãng n«ng cøng. 1ӝLGXQJFѫEҧQWURQJWKLӃWNӃOj[iFÿӏQKFiFÿһFWUѭQJFӫDPyQJJӗP + 9ұWOLӋX + ĈӝVkXPyQJ + .tFKWKѭӟFPyQJO/[E%[KK + 6DRFKRWKRҧPmQFiF\rXFҫXNӻWKXұWWKLF{QJYjNLQKWӃ7UuQKWӵWKLӃWNӃFyWKӇ QKѭVDX -C«ng tr×nh Bíc 1 Tμi liÖu - NÒn - C¸c tiªu chuÈn thiÕt kÕ -NÒn Ph¬ng ¸n Bíc 2 - Cøng ↔ mÒm HÖ mãng n«ng - §¬n, b¨ng, bÌ → Bíc 3 -#, thÐp Rn, Rk, Fa VËt liÖu mãng → - Lãt líp b¶o vÖ ao Bíc 4 ξ §é s©u mãng hm (xem phÇn 4 ch¬ng më ®Çu) b x h (b¨ng díi têng) Chän kÝch Bíc 5 b x l x h (®¬n) thíc mãng B x L x h (bÌ) - p øng suÊt díi Bíc 6 - p0 (kh«ng kÓ TLBT) mãng tc γ - pgl = p - ’hm (Thêng bá qua Q0) Bíc 7 KiÓm tra kÝch 1- Kh¶ n¨ng chÞu t¶i: trît, lËt vμ ®iÒu kiÖn kinh tÕ vÒ thíc ®¸y bxl. ≤ 2- BiÕn d¹ng S Sgh Bíc 8 KiÓm tra chiÒu TÝnh to¸n cêng ®é vËt liÖu mãng do t¶i träng c«ng cao mãng vμ tr×nh vμ p0 g©y ra vμ ®iÒu kiÖn kinh tÕ vÒ h, Fa. Fa Bíc 9 C¸c kiÓm tra VÝdô: trît ngang, lËt, cè kÕt chËm kh¸c Bíc 10 CÊu t¹o vμ B¶n vÏ Share-connect.blogspot.com 16
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng 0yQJFӭQJOjPyQJFyÿӝFӭQJOӟQ→GѭӟLWiFGөQJFӫDWҧLWUӑQJF{QJWUuQKPyQJ ELӃQGҥQJQKӓFyWKӇEӓTXD→ӭQJVXҩWGѭӟLPyQJSFyWKӇFRLOjWX\ӃQWtQK + 0yQJEăQJGѭӟLWѭӟQJYiFK + 0yQJ EăQJ GѭӟL KjQJ FӝW PyQJ Eq QKѭQJ ÿӝ FӭQJ PyQJ UҩW OӟQ K OӟQ Yj KӋ VѭӡQGj\ No + 0yQJÿѫQGѭӟLFӝWWUө Mo OjQKӳQJORҥLPyQJFӭQJ - Áp lӵc tính toán dѭӟi ÿáy móng = N ≈ N 0 γ γ 3 + P + tb . hm ( tb = 20KN/m ) Pmin F F Pmax M + P = P ± max, min W N = N0 + träng lîng mãng + ®Êt phñ lÊp M = M0 + M (N0) + M 0 (Q0) + M 0 (¸p lùc ®Êt) B ≈ M0 + M (N0) (nÕu Q0 nhá vμ mãng ch«n ®ñ s©u, kÕt cÊu kh«ng gian ®ñ cøng). A - 7URQJWtQKWRiQJLҧWKLӃWEӓTXDWҧLWUӑQJQJDQJVDX FyWKӇNLӇPWUDÿLӅXNLӋQWUѭӧWSKҷQJOұWӣEѭӟF - Áp lùc tÝnh to¸n ph©n bè díi ®¸y mãng kh«ng kÓ träng lîng b¶n th©n mãng vμ ®Êt phñ: N p = P - γ . h (NK{QJNӇWUӑQJOѭӧQJEҧQWKkQPyQJYjÿҩWSKӫWӭFOj p = 0 0 tb m 0 F - Áp lùc tiªu chuÈn ph©n bè díi ®¸y mãng: P tt Pgl = P tc - γtc h ≈ − Ȗ'.h . m 1.15 ÷1.2 m - C¸c bíc tÝnh to¸n: ¾ Bíc 1:7KXWKұSYj[ӱOêWjLOLӋX[HPOҥLSKҫQWUrQ[iFÿӏQKJLiWUӏSgh([S]), FS. Δ VÝ dô - 1KjNKXQJYjQKjWѭӡQJFKӏXOӵFS = 8 - 10cm, ( S ) = 0,2 ÷ 0,4% gh L gh ¾ Bíc 2: &KӑQKӋPyQJĈѫQGѭӟLFӝWFyJLҵQJ %ăQJGѭӟLWѭӡQJWUrQQӅQ # ¾ Bíc 3: &KӑQYұWOLӋXPyQJ BTCT ( ≥ 200 ) 7KpS$,$,,JDL /yWOӟSEҧRYӋD≥FP 1ӃXGQJNKӕL[k\JҥFKFKӍÿһFYӳD[LPăQJFiWYjQJ ≥ 75# ¾ Bíc 4: &KӑQÿӝVkXÿһWPyQJKP[HPSKҫQWUѭӟF ¾ Bíc 5: &KӑQNtFKWKѭӟFPyQJWKHRNLQKQJKLӋPQjRÿy → Ĉi\PyQJE[OÿѫQEEăQJGѭӟLWѭӡQJ&KLӅXFDRPyQJEұFPyQJ h, hb h0, h0b ≈ (h0 h - a0) Share-connect.blogspot.com 17
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng ¾ Bíc 6: ;iFÿӏQKӭQJVXҩWGѭӟLPyQJ SSPD[ÿӇNLӇPWUDVӭFFKӏXWҧLNKҧQăQJWUѭӧWOұW SSPD[WtQKWRiQNLӇPWUDFѭӡQJÿӝYұWOLӋXPyQJ SJOWtQKÿӝO~QFӫDQӅQÿҩW ¾ Bíc 7: .LӇPWUDNtFKWKѭӟFÿi\PyQJE[OEYjFKӑQE[OEKӧSOê. Ĉi\PyQJ SKҧLÿӫOӟQWKtFKKӧSÿӇSÿӫQKӓQKҵP 1ӅQÿҩWÿӫNKҧQăQJFKӏXWҧLFKӕQJWUѭӧWOұW77*+FӫDQӅQ ĈӝO~QFKrQKFKRSKpS6≤6JK) ¤n tËp: 1- NӃu mһt ÿҩt phҷng, ÿӗng nhҩt thì ÿiӅu kiӋn nӅn ÿӫ chӏu tҧi: + p 5 th× mγ = m = ( 1- ) ; m = mγ - i q c q ϕ c ϕ tg N c tg + iγ , iq , ic : lμ c¸c sè hiÖu chØnh vÒ ®é lÖch cña t¶i träng ®îc tÝnh theo c«ng thøc: − δ 3 δ 3 1 i q δ iγ = (1 - ) ; iq = (1-0,7 ) ; ic = iq - (Trêng hîp = 0 th× c¸c c¸c hÖ sè iγ ; iq ; ic − N q 1 b»ng1) - 1ӃXQӅQSKkQOӟSGҥQJQKѭVDXWKuFҫQNLӇPWUDNKQăQJFKӏXWҧLFӫDOӟSÿҩW − b + ( p Ȗ'hm) = N + − + p2 = ı Z2 ı Z2 KRһF p2 Ȗ1.(h1 hm ) Fq ≤ + pmax 1,2.R2 7UѭӡQJKӧSPһWÿҩWGӕFQӅQSKkQOӟSSKӭFWҥSWKuGQJFiFSKѭѫQJSKiSJLҧWKLӃWPһW WUѭӧWYtGөPһWWUѭӧWWUөWUzQÿӇNLӇPWUDNKҧQăQJWUѭӧW Share-connect.blogspot.com 18
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng ≤ 2- §iÒu kiÖn: S Sgh (Sgh cã ë bíc 1 ): ΔS Δ → i Si - tÝnh to¸n dù b¸o Si Li b x l hm + NÕu nÒn ®Êt ph¼ng, ®ång nhÊt h1 1 o o − μ 30 30 S = P . b. ω. i gl E 2 + Tæng qu¸t ph¬ng ph¸p céng lón tõng líp p2 yÕu h¬n ≈ ≤ bqyxqy (§iÒu kiÖn kinh tÕ thÓ hiÖn ë S R. (pmax 1,2R ≅ hay p2 R2) NÕu b x l (b) cha phï hîp th× trë l¹i bíc 3 hay 5. Bíc 8: .LӇPWUDFKLӅXFDRPyQJYjWtQKFӕWWKpSWURQJPyQJ1ӝLGXQJ 77*+7tQKWRiQFѭӡQJÿӝYұWOLӋXPyQJ 77*+%LӃQGҥQJYjQӭWWKѭӡQJNK{QJWtQKPjÿҧPEҧREҵQJFҩXWҥR 1KѭYұ\ӣEѭӟFQj\FҫQWtQKFѭӡQJÿӝPyQJ. a. Tr¹ng th¸i lμm viÖc cña mãng b¨ng díi têng: + 3KtDWUrQFKӏXWҧLWUrQGLӋQKҽSEWÿӝFӭQJWKHRSKѭѫQJGӑFWѭӡQJOj³Y{FQJ´OӟQ 3KtDGѭӟLWҧLSSKkQEӕWҧLWUӑQJWUrQGLӋQOӟQE→ÿӝFӭQJWUrQSKѭѫQJQJDQJPyQJ OjKӳXKҥQ→0yQJOjPYLӋFJLӕQJQKѭNӃWFҩXFRQVRQQJjPWҥLPpSWѭӡQJNӃWFҩXFKӏX XӕQ →NKҧQăQJSKiKRҥLFѭӡQJÿӝ No a.1.Phá hoҥi theo mһt xiên: WѭӡQJÿkPWKӫQJPyQJ Mo *LҧWKLӃWPһWÿkPWKӫQJQJKLrQJWҥRWKjQKKuQKWKiS 0 ÿkPWKӫQJKuQKErQKRһFQӭWYӅSKtDOӋFKWkPGRӭQJ 45 min max VXҩWNpRFKtQKJk\UDÿLӅXNLӋQ P0 > 0 P0 ≤ 4 4EĈӕLYӟLFҩXNLӋQFKӏXXӕQNK{QJFyFӕW[LrQÿDL ®t P P0 YjEӓTXDQKKѭӣQJFӫDFӕWGӑF 0t &RLUҵQJFKӍYӅPӝWSKtDOӋFK 450 4 3ÿW≤5NKKD\3ÿW≤N5NK b®t σ kc Rk WURQJÿy3ÿW p ÿWEÿW max P0 P ≥ 0t K p ÿWEÿW5N ®t P0 5NFѭӡQJÿӝFKӏXNpRFӫDErW{QJ a.2. Ph¸ ho¹i theo tiÕt diÖn th¼ng ®øng: TҥLPpSWѭӡQJWKѭӡQJFKӍÿһWFӕWÿѫQNK{QJ ÿһWFӕW[LrQYjNpSĈLӅXNLӋQ - Kh«ng ph¸ ho¹i dßn ( trang 37 KC BTCT1 ) Share-connect.blogspot.com 19
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng M ≥ ng h0 (thêng kh«ng cÇn tÝnh ®iÒu kiÖn nμy) 0,4Rn bt - DiÖn tÝch cèt thÐp yªu cÇu víi h0 theo ph¬ng bÒ réng M b ≥ ng → φ Fa chän n ? Ra h P + P b2 Trong ®ã M = ong o max x ng p p ng 2 2 0 ng 0 max sao cho bíc cèt thÐp a ≈100 ÷ 200 hoÆc kiÓm tra hμm F thùc lîng μ = a = 0,15 ÷ 0,4% h 0 Ghi chó: Kh¶ n¨ng c¾t theo chu vi têng rÊt Ýt xÈy ra b. Tr¹ng th¸i lμm viÖc vμ c¸c ®iÒu kiÖn kiÓm tra ®èi víi mãng ®¬n dãi cét. 3KtDWUrQPyQJWҧLSKkQEӕKҽSGѭӟLGLӋQ)F EFOF3KtDGѭӟLSKҧQOӵFÿҩWSWiFGөQJ WUrQGLӋQUӝQJKѫQQKLӅXE[O&ҩXNLӋQEҧQFKӏXXӕQ→KDLNKҧQăQJSKiKRҥLFѭӡQJÿӝ PyQJ + 3KiKRҥLWLӃWGLӋQQJKLrQJKuQKWKiSKRһFSKiKRҥLPһWQJKLrQJYӅSKtDOӋFK + 3KiKRҥLWLӃWGLӋQÿӭQJFRLJҫQÿ~QJOjWLӃWGLӋQTXDPpSFӝW. b.1. KiÓm tra cêng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng: &ӝWÿkPWKӫQJPyQJWҥRWKjQKGҥQJWKiSPһWKD\FRLJҫQÿ~QJPһW[LrQ7URQJ PӑLWUѭӡQJKӧSWtQKDQWRjQOjWUѭӡQJKӧSPӝWPһW[LrQYӅSKtDOӋFKWkPYӟLF{QJ ≤ WKӭF: P®t 0,75. Rk.h0.btb, trong ®ã: P0®t + P0max P®t = .l .b (KӧSOӵFSKҧQOӵFÿҩWWURQJSKҥPYLJҥFKFKpRWUrQKuQKGѭӟLÿk\) 2 ®t btb -&ҥQKWUXQJEuQKFӫDWKiSÿkPWKӫQJ Mo Mo lín No No hm hm 45 h0 h0 max max P0 min P0 P0 0 P0t ®t P0t ®t P0 P0 (M 0 lín) bng bc b l c b tb L®t Share-connect.blogspot.com 20
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng b + b b = b + h ( nÕu b + 2h ≤ b ) hoÆc = c ( nÕu b + 2h > b ) tb c 0 c 0 c 0 b.2. TÝnh to¸n cêng ®é trªn tiÕt diÖn ®øng: Mo Gi¶ thiÕt s¬ ®å ph¼ng: B¶n mãng lμ b¶n conson No ngμm t¹i mÐp cét (®éc lËp theo hai ph¬ng). - §iÒu kiÖn ph¸ ho¹i dßn cña bª t«ng vïng chÞu h0 nÐn: hm 0 ≥ QJ h0 5Q EWU (Ýt xÈy ra → thêng kh«ng cÇn tÝnh ®iÒu kiÖn nμy) bng - TÝnh to¸n cèt thÐp vïng chÞu kÐo: bc l chiÒu dμi conson lμ l lc + Theo ph¬ng ng b + l lng Pong P PD[ lng p → M = b = bl nng ng p p l 0ng 0max Mng l ≥ → Fa 0,9Rah0 + Theo ph¬ng b, t¬ng tù : 0 E SOE E = QJ = QJ )D 5 D K 5 D K Chän thÐp, bè trÝ vμ kiÓm tra hμm lîng trong kho¶ng hîp lý. Fathùc μ= = 0,15 ÷ 0,4% b.h0 (hay theo kinh nghiÖm a = 70 ÷200) ¾ Bíc 9: &iFWtQKWRiQNKiFQKѭNLӇPWUDNKҧQăQJWUѭӧWQJDQJәQÿӏQKWәQJWKӇWtQK WRiQFӕNӃWFӫDQӅQ W\WӯQJWUѭӡQJKӧSPӟLSKҧLNLӇPWUDFiFÿLӅXNLӋQQj\ ¾ Bíc 10: CÊu t¹o mãng - Bè trÝ cèt thÐp, bËc mãng (nÕu cã). - Cèt chê. - Gi»ng (nÕu cã). - Khe lón (nÕu cã). ¾ Bíc 11: B¶n vÏ, bao gåm: - MÆt b»ng mãng n«ng. - C¸c chi tiÕt mãng n«ng. - Thèng kª vËt liÖu. - C¸c ghi chó cÇn thiÕt. Share-connect.blogspot.com 21
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng I.3.C¸c lo¹i mãng tÝnh theo nguyªn lý mãng cøng. I.3.1- Mãng khe lón: - T¶i träng tÝnh to¸n t¹i ®¸y mãng: M = M0 + M(N0) eo M(N0) = N0. e0 - Cã hai trêng hîp xÈy ra: No Mo + P0min > 0 tÝnh to¸n nh phÇn trªn ®· giíi thiÖu. → M + P0min 0 c©n b»ng m« men: Pmax b) P [ K ] ¦ T ph¸ ho¹i x n2 (n2>1 ) HÖ sèƒ gi÷a mãng ®¸ x©y hoÆc mãng bª t«ng víi ®Êt Tªn ®Êt ƒ N0 §Êt sÐt cøng 0.30 Q0 M0 §Êt sÐt dÎo 0.20 h §Êt c¸t Ýt Èm 0.55 §Êt c¸t Èm 0.45 §Êt ¸ sÐt cøng 0.45 b §Êt ¸ sÐt dÎo 0.25 §Êt ¸ c¸t cøng 0.50 l §Êt ¸ c¸t dÎo 0.35 §¸ 0.75 + Trît ngang: KiÓm tra theo mÆt trît gi¶ thiÕt Share-connect.blogspot.com 22
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng ¦ Tgi÷ x n1 ( n1 [ K ] ¦ T ph¸ ho¹i x n2 (n2>1 ) Víi: [K] - hÖ sè æn ®Þnh cho phÐp f - HÖ sè ma s¸t ®Êt vμ mãng ( xem b¶ng) (Chó ý: khi tÝnh p, p0, pgl vÉn gi¶ thiÕt bá qua Q0) + KiÓm tra lËt: ¦ Mgi÷ Ko®= §èi víi t©m lËt gi¶ thiÕt > [K] ¦ MlËt I.3.3-Mãng ttêng ch¾n, ttêng hÇm: a. Têng ch¾n träng lùc: ph¶i kÓ ®Õn ¸p lùc ®Êt lªn phÇn têng (ph¬ng ph¸p gÇn ®óng) - S¬ ®å tÝnh: Coi têng lμm viÖc nh conson ®øng. Néi lùc N, Q, M ®îc tÝnh tõ gi¶ thiÕt bμi to¸n ph¼ng. 3KҫQWKkQWѭӡQJÿѭӧFWtQKWRiQWKHRQJX\rQOê FҩXNLӋQQpQOӋFKWkP 3KҫQ PyQJ WtQK WRiQ WKHR QJX\rQ Oê PyQJ G® FӭQJGѭӟLWѭӡQJ ÿmQyLWUrQYӟLFK~êNLӇP WUD P® WUѭӧWQJDQJYjOұW[HPSKҫQWUrQ 7URQJÿyWҧLWUӑQJWiFGөQJJӗP G 7UӑQJOѭӧQJEҧQWKkQWѭӡQJ iSOӵFÿҩWFKӫÿӝQJWKHRSKѭQJQJDQJ 7UӑQJ OѭӧQJ FӫD NKӕL ÿҩW *ÿ WKHR SKѭѫQJ WKҷQJÿӭQJ. P b. Têng tÇng hÇm chÞu lùc: YLӋFNӇÿӃQҧQKKѭӣQJFӫDVӵOjPYLӋFNK{QJJLDQOjUҩW NKy→JLҧWKLӃWWtQKWѭӡQJÿӝFOұSKD\NKXQJNtQWURQJEjLWRiQSKҷQJQKѭKuQKYӁVDX. No No Mo Mo S{n tÇng trÖt S{n tÇng trÖt TÇng hÇm H'/3 TÇng hÇm 2H'/3 P® H' S{n tÇng hÇm H1 H1 S{n tÇng hÇm H2 H2 B¨ng dyíi tyêng hay dyíi cét Mãng bÌ - Trong giai ®o¹n thi c«ng: tuú vμo ph¬ng ph¸p thi c«ng, biÖn ph¸p chèng ®ì, b¶o vÖ têng mμ cã s¬ ®å tÝnh phï hîp víi ¸p lùc ®Êt lμ tÜnh hay chñ ®éng. (xem phÇn têng trong ®Êt). Share-connect.blogspot.com 23
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng NÕu hÇm t¬ng ®èi cøng → Thay h → h = h + h khi tÝnh søc chÞu t¶i cña nÒn R m mt® vμ p® lμ ¸p lùc tÜnh. Lóc ®ã s¬ ®å tÝnh lμ têng conson hay têng gèi ë c¸c vÞ trÝ chèng ®ì vμ ngμm t¹i mãng - Trong giai ®o¹n sö dông: s¬ ®å tÝnh têng lμ têng gèi hoÆc ngμm t¹i sμn trÖt vμ ngμm t¹i mãng chÞu ¸p lùc ®Êt vμ t¶i träng sö dông. Trêng hîp têng hÇm lμ têng chÌn khung chÞu lùc th× tÝnh to¸n têng chÞu ¸p lùc ®Êt theo s¬ ®å gÇn ®óng lμ dÇm liªn tôc cã bÒ réng 1m t¹i 3 vÞ trÝ (H’/3, 2H’/3, H’ - xem h×nh vÏ trªn) vμ gèi t¹i vÞ trÝ c¸c cét. Sau ®ã bè trÝ thÐp theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n cho 3 ®o¹n têng H’/3. Trêng hîp cã nhiÒu tÇng hÇm th× ph¬ng ®øng cña têng ®îc tÝnh to¸n theo s¬ ®å gèi lªn c¸c sμn trung gian cña tÇng hÇm. NhiÒu trêng hîp ph¬ng ¸n tÇng hÇm kÕt hîp mãng bÌ cã hiÖu qu¶ kinh tÕ lín, ngay c¶ khi t¶i träng c«ng tr×nh lín. I.3.4. Mãng chÞu kÐo TÝnh to¸n gÇn ®óng coi r»ng mÆt trît ( do kÐo lªn) nghiªng ®èi víi ph¬ng th¼ng ®øng α ϕ ÷ α gãc = . VÝ dô víi = 0 No + Lùc gi÷: G® , G , C τ ξ γ ϕ ms = . .z.tg τ G® G® Tms = 2(1+b).hm. ms(z = hm/2) ϕ + Lùc kÐo: N0 → hÖ sè an toμn chÞu kÐo lùc gi k = ¦ >[K] ¦ lùckÐo e1 e2 I.3.5. Mãng dtíi nhiÒu cét - Víi gi¶ thiÕt mãng cøng, t¶i träng tÝnh to¸n t¹i No1 No2 ®¸y mãng: Mo1 Mo2 N = N01 + N02 + träng lîng mãng + ®Êt phñ lÊp M N hm M = N01.e1+ N02.e2 + M01 + M02 → ¸p lùc díi ®¸y mãng: N n M N i N ¦ b p = ≈ + γ .h F F tb m 12 M p = p ± max,min W L &iFEѭӟFWtQKWRiQVDXÿyJLӕQJPyQJGѭӟLFӝWWѭӡQJ.KLNLӇPWUDFKLӅXFDRYjFӕW WKpSWURQJPyQJWKuFăQFӭYjRFҩXWҥRYӏWUtFiFFӝWPjFyVѫÿӗWtQKWRiQSKKӧS Share-connect.blogspot.com 24
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng Ví dͭͧ hình trên có 2 c͡t 1 và 2 7KHRSKѭѫQJEӅUӝQJE6ѫÿӗWtQKYүQOjEҧQFRQVRQQJjPWҥLPpSFӝWVӁOҩ\JLiWUӏ 0QJOӟQÿӇWtQK)D 7KHRSKѭѫQJGjLOGҫPÿѫQJLҧQFyP~WWKӯDJӕLOrQFӝW→0JӕL0QKӏS→)DFyWKӇ EӕWUtKRһFOӟSOѭӟLWKpS L' A b.Pmin b.Pmax M nhÞp A M gèi hm A-A NÕu MnhÞp , L' nhá hm A-A NÕu MnhÞp , L' lín Share-connect.blogspot.com 25
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng LuyÖn tËp-ch¬ng 1 Mãng n«ng cøng A. PhÇn lý thuyÕt. B3KkQELӋWPyQJQ{QJFӭQJYjPӅP\rXFҫXYӁKuQKPLQKKRҥ 7ӯÿyFKRELӃWQӝLGXQJWtQKWRiQNKiFQKDXӣEѭӟFQjR" B&iF\rXFҫXFҩXWҥRFѫEҧQÿӕLYӟLPyQJQ{QJORҥLFӭQJGѭӟLWѭӡQJFӝW\rXFҫXYӁ KuQK*LҧLWKtFKWҥLVDRFyFiF\rXFҫXÿy B7UuQKEj\FiFWjLOLӋXFҫQWKLӃWWURQJWKLӃWNӃQӅQYjPyQJ BD7UuQKEj\QӝLGXQJNLӇPWUDNtFKWKѭӟFÿi\PyQJEăQJGѭӟLWѭӡQJWURQJWUѭӡQJ KӧSWҧLWUӑQJQJDQJQKӓ EWѭѫQJWӵQKѭWUrQYӟLPyQJÿѫQGѭӟLFӝW B7UuQKEj\QӝLGXQJNLӇPWUDNtFKWKѭӟFÿi\PyQJQ{QJFӭQJWURQJWUѭӡQJKӧSWҧL WUӑQJQJDQJOӟQ B1KѭWUrQWURQJWUѭӡQJKӧSOӋFKWkPÿiQJNӇ BD7UuQKEj\QӝLGXQJWtQKWRiQNLӇPWUDFKLӅXFDRFӕWWKpSWURQJPyQJQ{QJGѭӟL WѭӡQJ E1KѭWUrQÿӕLYӟLPyQJÿѫQGѭӟLFӝW B7UuQKEj\QӝLGXQJWtQKWRiQәQÿӏQKFӫDWѭӡQJFKҳQÿҩWWURQJJLDLÿRҥQVӱGөQJ B. PhÇn bμi tËp: 1) Chän ®é s©u ch«n mãng hm vμ x¸c ®Þnh kÝch thíc ®¸y mãng hîp lý cña mãng b¨ng díi têng (dμi 20m), chÞu lùc N0 = 30 T/m, M0 = 2,5 Tm/m, Q0 = 0,5T/m. Cho biÕt: §é lón cho phÐp Sgh = 10cm NÒn ®Êt gåm 2 líp: -Líp trªn lμ lo¹i sÐt pha cã ®é sÖt B=1,18, γ=1,75 T/m3, dμy 1,6m 2 -Líp díi lμ c¸t nhá cã cêng ®é kh¸ng xuyªn trung b×nh lμ qc = 560T/m vμ μ hÖ sè në ngang 0 = 0,3. (Tù chän sè an toμn). 2) Chän chiÒu s©u ch«n mãng vμ x¸c ®Þnh kÝch thíc ®¸y mãng b¨ng hîp lý theo ®iÒu kiÖn søc chÞu t¶i cña líp ®Êt 2 víi hÖ sè an toμn lμ 2. Cho biÕt: T¶i träng díi têng N0=30 T/m, M=2,5Tm/m, Q=0,5 T/m. NÒn gåm 2 líp: γ 3 ϕ o Líp trªn: dμy 3,4m ®Êt lo¹i dÝnh Wnh=48%, Wd=22%, W=26%, =1,82T/m , =20 , C=2,8 T/m2. ϕ o 2 γ 3 Líp díi: Wnh=32%, Wd=26%, W=30%, =14 , C=2,8 T/m , =1,76T/m 3) KiÓm tra kÝch thíc chiÒu cao vμ cèt thÐp trong mãng b¨ng díi têng chÞu lùc bª t«ng cèt thÐp. BiÕt: -Têng dμy 20cm, chÞu t¶i N0=30 T, M0=2,5 Tm, Q0=0,5 T. -Mãng: + M¸c bªt«ng 250 Share-connect.blogspot.com 26
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng + b x h = 2 x 0,4m, chiÒu dμi L = 20m. + ∅ 2 Cèt thÐp (Fa) gåm 10 12/m, Ra = 27000T/m . + Líp b¶o vÖ cèt thÐp d¸y mãng 5cm. 4) - X¸c ®Þnh chiÒu cao vμ cèt thÐp hîp lý cho mãng ®¬n díi cét (20x20cm), chÞu t¶i N0 = 60 T/m, M0 = 8 Tm/m, Q0 = 3 T/m. BiÕt: + Mãng ch«n s©u 1,5m. + M¸c bªt«n 250. + Líp lãt b»ng bªt«n nghÌo 100# dμy 100mm. + Líp b¶o vÖ cèt ®¸y: 5,0cm. + KÝch thíc ®¸y mãng 1,5 x2,0m. - H·y vÏ chi tiÕt cÊu t¹o mãng. Share-connect.blogspot.com 27
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng I.4- Mãng mÒm I.4.1.Khái niӋmSKâQORҥi - C¸c mãng cã ®é cøng h÷u h¹n→ díi t¸c dông cña t¶i träng→ biÕn d¹ng mãng ®¸ng kÓ→ øng suÊt díi ®¸y mãng kh¸c tuyÕn tÝnh. Khi ®é cøng cña mãng ®èi víi ®Êt Noi 3 ()l 2 E0. E .L.B Moi qoi t = 2 > 1 hay t = 0 > 1 3 3 Eb.h Eb.h h b th× coi lμ mãng dÇm, b¶n mÒm M Trong ®ã: z Po L Eb - m« ®un ®μn håi cña bª t«ng E0 - m« ®un biÕn d¹ng cña ®Êt - Cã thÓ gÆp: + Mãng b¨ng díi hμng cét ( b¨ng däc hay giao nhau ) + Mãng b¶n díi hμng cét, ®¸y bÓ, ©u tÇu, thuyÒn lμ c¸c lo¹i mãng mÒm. l ≥ - Ph©n lo¹i: + Mãng d¹ng dÇm ®¬n b : i) DÇm dμi, ng¾n ii) DÇm cøng, mÒm + Mãng dÇm giao nhau gåm b¨ng däc + ngang l < + Mãng d¹ng b¶n b : i) Ph¼ng ii) Cã sên trªn hoÆc díi b¶n - Hѭӟng tính toán: ≡ Gi¶ thiÕt: ®é vâng cña mãng ®é lón cña nÒn S vμ bá qua Q0 VÝ dô: T¹i M: zx = Sx Ph¬ng tr×nh ®é vâng trôc mãng ( dÇm, b¶n ) Z = f1 (p0) M« h×nh nÒn S = f2(p0) (Quan hÖ øng suÊt – biÕn d¹ng cña nÒn) - Cã nhiÒu m« h×nh nÒn, chó ý nhÊt tíi m« h×nh nÒn tuyÕn tÝnh, víi hai m« h×nh nÒn th«ng dông: 0{KuQKQӅQ:LQNOHUP{KuQKEiQNK{QJJLDQELӃQGҥQJWX\ӃQWtQK 1.4.2. M« h×nh nÒn Winkler 1ӅQÿҩWÿѭӧFWKD\WKӃEҵQJPӝWKӋ OzVROLrQNӃWÿjQKӗLÿӝFӭQJ. FӫD FiF Oz VR ÿѭӧF WtQK WK{QJ TXD KӋVӕQӅQ& P K - t¨ng tuyÕn tÝnh theo z S . &)[ P = k x S )[GLӋQFKӏXWҧLFӫDOzVR z FKX\ӇQ Yӏ SKҧQ OӵF FXҧ QӅQ WҥL Yӏ WUt ÿDQJ [pW FKtQK Oj ELӃQ GҥQJ SKҧQOӵFFӫDOzVRWҥLYӏWUtÿy Share-connect.blogspot.com 28
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng TÝnh to¸n mãng lo¹i dÇm, b¶n trªn nÒn Winkler. HÖ ph¬ng tr×nh vi ph©n c¬ b¶n ®èi víi mãng lo¹i dÇm: d4(EJ.z) = q − bp dx4 px = C.z = C.x p- ¸p lùc díi ®¸y mãng (T/m2) - Giҧi bài toán móng trên nӅn Winkler theo hai hѭӟng sau: d4z 4q bC a. Ph¬ng ph¸p gi¶i tÝch: NÕu EJ = const + 4z(β) = víi β = . x dβ4 kb EJ NNN01 0i 0i MMM01 0i 0i Q01 QQ0i 0i dx x x 0 z *LҧLSKѭѫQJWUuQKYLSKkQFѫEҧQWUrQ→SYj04QӝLOӵFWURQJGҫP7URQJFiFJLiR WUuQK1ӅQPyQJFyFiFEҧQJWUDNӃWTXҧWtQKFKRFiFWUѭӡQJKӧSFѫEҧQ/ӵFWұSWUXQJ P{PHQWұSWUXQJӣÿLӇPJLӳDGҫPGjLEҧQYX{QJKRһFWUzQ&yWKӇJLҧLFiFEjLWRiQ PyQJ GҫP EҧQ FKӏX QKLӅX OӵF WұS WUXQJ EҵQJ FiFK iS GөQJ FiF EjL WRiQ Fѫ EҧQ YӟL QJX\rQOêFӝQJiSGөQJ b- Ph˱˯ng pháp ph̯n t͵ hͷu h̩n:%ҵQJYLӋFFKLDQKӓNӃWFҩXPyQJWKjQKFiFSKҫQWӱ QKӓYjKӋPyQJYjQӅQÿѭӧFP{KuQKKRiQKѭVDX .ӃWFҩXPyQJGҫPÿѭӧFWKD\WKӃWKjQKFiFSKҫQWӱ)UDPHEҧQOjFiFSKҫQWӱ6KHOO 1ӅQÿѭӧFWKD\WKӃEҵQJFiFJӕLÿjQKӗLOjFiFOzVRFyÿӝFӭQJ. &D[E[D[E[±Oj GLӋQWtFKFKӏXWҧLFӫDQ~WÿDQJ[pW E%ăQJJLDRQKDX F 0yQJGҥQJEҧQ 1KѭYұ\FyWKӇGӉGjQJNӇÿӃQVӵWKD\ÿәLFӫD(-Yj.WURQJPӛLSKkQWӱFRL(-.Oj KҵQJVӕ Share-connect.blogspot.com 29
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng 7KѭӡQJVӱGөQJFiFFKѭѫQJWUuQKWtQKWRiQ6$367$',,,«ÿӇWtQKWRiQQӝLOӵF NӃWTXҧWKXÿѭӧFOj04YjSKҧQOӵFWҥLFiFJӕLÿjQKӗL5]« I.4.3- M« h×nh b¸n kh«ng gian biÕn d¹ng tuyÕn tÝnh (xem l¹i CH§) 7ӯEjLWRiQ%XW[LQHWWDWuPÿѭӧFPӕLTXDQKӋJLӳDWҧLWUӑQJYjELӃQGҥQJQӅQS I6 +ӋSKѭѫQJWUuQKYLSKkQFѫEҧQÿӕLYӟLPyQJORҥLGҫP d4 (EJ.z) = q − bp dx 4 l 1 − μ 2 pb S = 0 .dx πE ³ (x − x ) 0 0 0 7KѭӡQJOjJLҧLWKHRSKѭѫQJSKiSJҫQÿ~QJFyWKӇWuPWKҩ\FiFOӡLJLҧLÿLӇQKuQK 3KѭѫQJSKiS0,*RUEXQ{Y3DVDGRY 3KѭѫQJSKiS,$;LPYXOLGL 3KѭѫQJSKiS*LrPRVNLQ 7URQJFiFJLiRWUuQKQӅQPyQJ1JX\rQOêFiFSKѭѫQJSKiSQj\OjFKX\ӇQVѫÿӗEjLWRiQ GҫPÿһWWUrQQӅQÿjQKӗLGҫPWUrQFiFJӕLKӳXKҥQGҫPOLrQWөFYjGQJSKѭѫQJSKiS FKXX\ӇQYӏWURQJFѫKӑFNӃWFҩXÿӇJLҧL[iFÿӏQKSKҧQOӵFJӕL 1JX\rQOêJLҧLEjLWRiQEҧQWѭѫQJWӵQKѭWUrQQKѭQJSKѭѫQJWUuQKÿӝY}QJPһWEҧQω ∂ 4Ȧ ∂ 4 Ȧ ∂ 4Ȧ 1 + + = []q(x,y) − p(x,y) ∂x 4 ∂x 2 ∂y2 ∂y 4 D E .h3 Trong ®ã : D = b , E vμ μ lμ m«dul vμ hÖ sè në ngang cña vËt liÖu dÇm. 12(1 −ȝ ) *LҧLKӋSKѭѫQJWUuQKFKtQKWҳFÿӕLYӟLPyQJGҫPEҧQWtQKÿѭӧFS .LӇPWUDFiFWUҥQJWKiLJLӟLKҥQFӫDQӅQWѭѫQJWӵSKҫQPyQJFӭQJ 7tQKUDQӝLOӵFWURQJPyQJ04WtQKFӕWWKpS\rXFҫXEӕWUt CǊng có thӇ tính toán gҫn ÿúng móng dҥng dҫm và bҧn nhѭ sau: a. Móng dҥng dҫm 3KѭѫQJQJDQJFRLOjFӭQJWtQKQKѭWUѭӡQJKӧSEăQJFӭQJGѭӟLWѭӡQJ EҧQFRQVRQQJjPWҥLPpSVѭӡQGѭӟLKjQJFӝWKD\PpSFӝW 3KѭѫQJGӑFWtQKQӝLOӵFFӫDPyQJYjFҩXWҥRWKHRVÿӗGҫPOLrQWөF&ӕWWKpS FyKjPOѭӧQJμWURQJNKRҧQJKӧSOêOj 3KѭѫQJSKiSJҫQÿ~QJiSGөQJWURQJWKLӃWNӃVѫEӝNKLÿӝFӭQJF{QJWUuQKErQWUrQ ¦ N = oi OӟQ&RLPyQJGҫPOjFӭQJ po Fm ≡ → + Mãng dÇm liªn tôc gèi trªn c¸c cét vμ chÞu t¶i p0 (M, Q ) néi lùc trong dÇm→ cèt thÐp Share-connect.blogspot.com 30
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng No1 Noi2 2 2 Mgèi=ql /11 Mbiªn =ql /16 M 2 MnhÞp =ql /11 b- Móng bҧn (bè): + %ҧQSKҷQJWtQKWRiQQKѭEҧQVjQQҩPGѭӟLFӝW + %ҧQFyVѭӡQWtQKWRiQQKѭEҧQNrQJjPGѭӟLKjQJFӝWWѭӡQJ + *ҫQÿ~QJNKLNӃWFҩXErQWUrQFyÿӝFӭQJOӟQWѭѫQJWӵQKѭSKҫQPyQJGҫP N + = ¦ oi &RLEҧQPyQJOjFӭQJY{FQJ P Fm + 6DXÿyEҧQPyQJÿѭӧFWtQKWRiQYjFҩXWҥRWKHRVѫÿӗEҧQNrQJjPYӟLFiFVѭӡQ FKӏXWҧLÿӅXOj3→1ӝLOӵFWURQJEҧQ→FӕWWKpSFKRSKѭѫQJFӫDEҧQ Share-connect.blogspot.com 31
T.S. NguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ hoc ®Êt – nÒn mãng LuyÖn tËp ch¬ng I Mãng mÒm PhÇn lý thuyÕt &KRELӃWFiF\rXFҫXFҩXWҥRFѫEҧQÿӕLYӟLPyQJEăQJErW{QJFӕWWKpS GѭӟLKjQJFӝW +m\JLҧLWKtFKWҥLVDROҥLFyFiF\rXFҫXÿy" 7UuQKEj\P{KuQKWX\ӃQWtQK +m\FKRELӃWӭQJGөQJP{KuQKQӅQWURQJWtQKWRiQPyQJPӅP 7UuQKEj\ÿѭӡQJOӕLWtQKWRiQPyQJPӅP PhÇn bμi tËp 1) H·y x¸c ®Þnh gÇn ®óng cèt thÐp trong mãng lo¹i b¨ng ®¬n díi hμng cét. BiÕt: - 8 cét 20x20 cm, bíc cét 4m vμ t¶i träng díi cét No = 40T, bá qua Mo, vμ Qo. 2 - Mãng:+Bªt«ng m¸c 250, thÐp x©y dùng Ra= 28000 T/m + Líp lãt bªt«ng 100# , dμy 10cm. BÒ dμy líp b¶o vÖ cèt thÐp ®¸y mãng lμ 5cm. + KÝch thíc ®¸y mãng : lxb =28,5mx1 m; ChiÒu cao b¶n ®¸y mãng lμ 0,25m. + BÒ réng vμ chiÒu cao sên 0,3mx0,5m +m\NLӇPWUDÿLӅXNLӋQÿkPWKӫQJFӫDPyQJEăQJWURQJEjLWұSYӟLJLҧWKLӃW EӓTXDVӵOjPYLӋFFӫDFӕWGӑFÿDLYjYӁKuQKFҩXWҥRPyQJ Share-connect.blogspot.com 32
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Ii - nÒn gia cè. §Þnh nghÜa: Ngѭӡi ta tác dөng cѫ hӑc, vұt lý, hoá hӑc nӅn làm nӅn ÿҩt tӕt lên (khҧ năng biӃn dҥng giҧm, sӭc chӏu tҧi tăng ) gӑi là nӅn gia cӕ. + Tác ÿӝng cѫ hӑc: Ĉҫm, lèn ( cӑc cát ), nén trѭӟc ( + thoát nѭӟc ), nә mìn, bӋ phҧn áp + Tác ÿӝng vұt lý hӑc: ĈiӋn thҩm, hҥ nѭӟc ngҫm + Tác ÿӝng hoá hӑc: Phөt vӳa xi măng, thuӹ tinh lӓng, hoá chҩt Sau khi gia cӕ nӅn ÿҩt ÿã khác hoàn toàn so vӟi trѭӟc cҫn có ÿánh giá ÿӇ thiӃt kӃ nӅn móng. HiӋn nay thiӃt kӃ nӅn gia cӕ còn thiӃu nhӳng chӍ dүn, nhӳng thӕng kê tin cұy. Nӝi dung thiӃt kӃ móng nông trên nӅn gia cӕ so vӟi phҫn A (nӅn tӵ nhiên) có thêm phҫn thiӃt kӃ nӅn, bao gӗm: - C«ng tr×nh. Bíc 1 Tμi liÖu - NÒn. - Bѭӟc 1 - Tài liӋu - C¸c tiªu tuÈn thiÕt kÕ: Sgh, [ ΔS/L] HÖ mãng vμ - Bѭӟc 2 - Chӑn hӋ móng và nӅn gia cӕ - §¬n, b¨ng, bÌ Bíc 2 NÒn gia cè - Bѭӟc 3 - Vұt liӋu móng và các ÿһc trѭng cӫa vұt liӋu nӅn gia cӕ. (sӁ cө thӇӣ các phҫn VËt liÖu mãng - M¸c bª t«ng , thÐp Ra Bíc 3 nÒn gia cè. - Líp ®Öm lãt, líp b¶o vÖ. sau ) - C¸t lμm ®Öm. Bíc 4 - Bѭӟc 4 - Chӑn hm hm - KÝch thuíc mãng, ®Öm. - bxlxh - VÝ dô ®Öm c¸t : c¸t vμng lo¹i - Bѭӟc 5 - Chӑn các ÿһc trѭng móng bxlxh Bíc 5 - §Æc trng gia cè c¸t trung ®uîc ®Çm tõng líp 20 - 30cm, ®Õn chÆt võa qc= và các ÿһc trѭng gia cӕ α ≤ øng suÊt ®¸y mãng 800 T/m2; =300, h® 1,5 - Bѭӟc 6 ÿӃn 11 - Tѭѫng tӵ phҫn móng Bíc 6 m; nông trên nӅn tӵ nhiên vӟi lѭu ý rҵng phҧi Bíc 7 KiÓm tra kÝch thíc ®¸y khҧo sát lҥi nӅn gia cӕÿӇÿánh giá gia cӕ và KiÓm tra chiÒu cao ho, có các sӕ liӋu ÿӇ hiӋu chӍnh lҥi móng ÿã thiӃt Bíc 8 tÝnh Fa kӃ sѫ bӝ (ÿiӅu này không làm ÿѭӧc trong Ĉӗ án NӅn móng, bӣi vұy chҩp thuұn qui ѭӟc Bíc 9 CÊu t¹o, b¶n vÏ rҵng sau khi gia cӕ nӅn tӕt lên, có các ÿһc trѭng cѫ lý lҩy theo kinh nghiӋm). II.1 - BiÖn ph¸p ®Öm gia cè nÒn. Nguyªn lý: Thay thӃ 1 phҫn hoһc toàn bӝ lӟp ÿҩt yӃu bên trên bҵng các lӟp ÿҩt có tính chҩt phù hӧp và ÿҫm lu chһt (cát trung, thô, cuӝi sӓi hay ÿҩt cҩp phӕi ÿѭӧc ÿҫm lu tӯng lӟp → ÿӋm vӟi γÿ, qcÿ, cÿ ) C«ng dông: giҧm lún, tăng khҧ năng chӏu tҧi, tăng tӕc ÿӝ cӕ kӃt cӫa nӅn Ph¹m vi øng dông: công trình tҧi trӑng nhӓ, công trình xây dӵng ÿѭӡng, lӟp yӃu không dày, h1 ≤ 4m. Share-connect.blogspot.com 33
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn - Tr×nh tù tÝnh to¸n: + Bѭӟc 1 - Tài liӋu 1 + Bѭӟc 2 - Chӑn hӋ móng và nӅn gia cӕ h + Bѭӟc 3 - NӅn gia cӕ có các ÿһc trѭng vұt liӋu: ví dө cát vàng loҥi cát trung chһt vӯa, rҧi tӯng lӟp 2 ÷ khoҧng 30cm, ÿҫm ÿӃn chһt vӯa, qc = 800T/m b x l m h 2 1 1200 T/m , hay e = 0,6 ÷ 0,7 h α ® β KÝch thíc: h tù chän; α = 30 ÷ 450 β = 45 ÷ 600 hay h ® ; b x l ®® γ σbt σ(p- '.hm ) → z z th¼ng ®øng tuú vμo lo¹i ®Êt vμ viÖc gia cè hè ®μo l® p2 α x b® = ( l/b ) + 2h®. tg + Bѭӟc 4 - Chӑn hm + Bѭӟc 5 - Chӑn các kích thѭӟc móng b x l x h (h0) và các ÿһc trѭng cӫa nӅn gia cӕ + Bѭӟc 6 - Tính ӭng suҩt dѭӟi móng p, p0 và áp lӵc gây lún pgl N M NÕu mãng cøng: p = 0 + γ .h ± 0 max, min F tb m W NӃu móng mӅm p ÿѭӧc xác ÿӏnh tӯ bài toán dҫm, bҧn trên nӅn ÿàn hӗi. §é vâng trôc dÇm, b¶n p = f1(z) → HÖ ph¬ng tr×nh M« h×nh nÒn p = f2(s) ( = f2(z) ) + Bѭӟc 7 - KiӇm tra kích thѭӟc ÿáy móng b x l (b: băng) ≤ ≤ - p R, pmax 1,2R ≤ ≤ - p2 R2,, p2max 1,2R2 (NӃu mһt ÿҩt tѭѫng ÿӕi phҷng và thay thӃ mӝt phҫn hoһc lӟp 2 yӃu hѫn lӟp 1) ≤ - S Sgh - Bíc 8 ÷ 10- T¬ng tù phÇn nÒn tù nhiªn - Bíc 11 - B¶n vÏ cã thªm phÇn thÓ hiÖn ®Öm , c¸c ghi chó vÒ ®Öm vμ thèng kª vËt liÖu II.2 - BiÖn ph¸p cäc c¸t - Nguyªn lý: LÌn chÆt líp ®Êt xèp bªn trªn b»ng èng kÝn (®êng kÝnh d) víi lùc rung l¾c, t¹o thμnh nh÷ng hè rçng trong ®Êt råi nhåi c¸t, sái, ®¸ d¨m vμo hè, ®ång thêi ®Çm hay rung. Share-connect.blogspot.com 34
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn → - C«ng dông:Lμm nh thÕ ®Êt chÆt lªn e0 enc . Ngoμi ra cäc c¸t cã thÓ cã c«ng → → → dông tho¸t níc, t¨ng kh¶ n¨ng chÞu t¶i (Ro Rnc) gi¶m lón (Eo Enc) t¨ng nhanh tèc ®é cè kÕt cña nÒn. - Ph¹m vi øng dông: NÒn gia cè cäc c¸t thÝch hîp víi trêng hîp t¶i c«ng tr×nh kh«ng lín, líp bªn trªn mÒm xèp nhng kh«ng thuéc c¸c lo¹i nh¹y víi t¶i träng ®éng. VÝ dô c¸c lo¹i sÐt cã hμm lîng sÐt cao, cè kÕt chËm, b·o hoμ, c¸c lo¹i bïn b x l §Öm c¸t ® h Cäc c¸t g h d 6 0 LL thi ͇ t b ͓B thi͙ trí công c͕c cát - ThiÕt kÕ nÒn cäc c¸t Khi thiÕt kÕ s¬ bé cã thÓ chÊp nhËn gi¶ thiÕt r»ng cäc c¸t chØ nÐn chÆt vïng ®Êt, thÓ tÝch nÐn chÆt ®óng b»ng thÓ tÝch cäc, ®Æc trng W = const - Dông cô: èng thÐp hay cäc gç - VËt liÖu: thêng dïng c¸t vμng h¹t trung th«, ®æ tõng líp ≥ 50cm vμ rung hay ®Çm ®ång thêi kÐo dÇn èng lªn - DiÖn tÝch cÇn nÐn chÆt Fnco réng h¬n ®¸y mãng. Theo kinh nghiÖm diÖn tÝch cÇn nÐn chÆt réng h¬n ®¸y mãng ≥ 0,2b vÒ c¸c phÝa (hình vӁ) → ≥ Fnc 1,4b(l + 0,4b) (mãng ®¬n, bÌ) ≥1,4b (mãng b¨ng) ≈ ÷ - HÖ sè rçng sau khi gia cè enc Kinh nghiÖm cho thÊy cã thÓ chän enc 0,6 0,8 ®èi víi ®Êt nÒn thuéc lo¹i rêi hay: Δ φ φ enc = (Wd + 0,5 ) víi = Wnh- Wd ≈ ®¬n gi¶n h¬n enc e0 - (kho¶ng trªn díi 0,3) - §êng kÝnh cäc c¸t d = 0,3 ÷ 0,8m ( thêng chän 0,4 ÷ 0,6m) F e − e - Sè lîng cäc: n ≥ nc . 0 nc πd 2 1+ e 4 0 1+ e - Kho¶ng c¸ch cäc: Thêng bè trÝ d¹ng Δ ®Òu L ≤ 0,952.d. 0 − e0 enc - ChiÒu dμi cäc hc: chän s¬ bé theo ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt vμ bÒ réng mãng dù kiÕn Share-connect.blogspot.com 35
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn ≥ - BÒ dμy líp ®Öm h® 30cm C¸c bíc tiÕp theo gièng nh ®· nãi ë phÇn ®Öm Chó ý: Sau khi thiÕt kÕ cäc c¸t→ kh¶o s¸t nÒn ®· gia cè (vÝ dô xuyªn, bμn nÐn ) → ®iÒu chØnh l¹i thiÕt kÕ Kinh nghiÖm ë Th¸i lan cho thÊy cäc c¸t lμm t¨ng søc chÞu t¶i cña nÒn lªn 2-5 lÇn vμ biÕn d¹ng gi¶m tõ 3-5 lÇn [Trong §å ¸n NÒn mãng kh«ng lμm ®îc phÇn nμy, v× vËy cho phÐp coi r»ng cäc c¸t lμm t¨ng søc chÞu t¶i vμ m«®un biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt. Rnc = 3R0 (R0- Søc chÞu t¶i khi cha gia cè ) Eonc = 3E0 (E0- M« ®un biÕn d¹ng cña nÒn cha gia cè)] Tãm l¹i: Tr×nh tù thiÕt kÕ mãng trªn nÒn gia cè nÐn chÆt b»ng cäc c¸t nh sau: Tr×nh tù thiÕt kÕ cäc c¸t - C«ng tr×nh Tμi liÖu - §Þa chÊt - C¸c tiªu chuÈn Chän ph¬ng ¸n mãng trªn nÒn cäc c¸t - M¸c bªt«ng, thÐp, líp lãt C¸c ®Æc trng mãng - VËt liÖu: c¸t vμng h¹t trung, s¹ch vμ vμ nÒn cäc c¸t thi c«ng b»ng ph¬ng ph¸p rung èng kÝn theo qui tr×nh ®¶m b¶o sau gia cè enc = hm - Cè g¾ng n«ng bxlxh Chän c¸c ®Æc trng d , h , h ,F >1,4b(l+0,4b) > n , L mãng vμ nÒn ® c nc > bè trÝ líi cäc c¸t - p ¸p lùc díi mãng - po - pgl p < Rgc , Pmax < 1,2Rgc ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh KiÓm tra bxh S < Sgh c¸c chØ tiªu c¬ lÝ cña nÒn gia cè - KiÓm tra cêng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng KiÓm tra h o vμ tÝnh Fa - KiÓm tra cêng ®é trªn tiÕt diÖn ®øng C¸c kiÓm tra kh¸c CÊu t¹o B¶n vÏ Share-connect.blogspot.com 36
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn II.3. NÐn tríc kÕt hîp víi tho¸t níc ®øng (øng dông hiÖu qu¶ víi nÒn cè kÕt chËm). Nguyªn lý cÊu t¹o cña biÖn ph¸p tho¸t níc ®øng b»ng giÕng c¸t hay bÊc thÊm + GiÕng c¸t: khoan t¹o lç d → ®æ c¸t vμng vμo hè→ ®Öm c¸t vμng cã bÒ dμy ≥ 0,5 m Khi cã ¸p lùc t¸c dông→ qu¸ tr×nh cè kÕt x¶y ra → tèc ®é cè kÕt t¨ng. + BÊc thÊm: VÒ nguyªn lý tho¸t níc t¬ng tù giÕng c¸t CÊu t¹o bao gåm 2 phÇn: - Lâi: b»ng chÊt dÎo, dÇy 2÷3,5mm, cã r·nh, ®êng dÉn níc - Vá läc: b»ng vËt liÖu tæng hîp, chØ cho níc trong ®Êt tho¸t qua BÊc thÊm cã kh¶ n¨ng thi c«ng c¬ giíi ho¸ cao. T¶i nÐn tryíc (thyêng dïng c¸t ®en Èm) h® §Öm c¸t GiÕng c¸t Nyíc hg d L BÊc thÊm (Cã nhiÒu lo¹i) C¸c ®Æc trng: GiÕng c¸t: C¸t vμng võa-to, ®êng kÝnh d(r), bè trÝ Δ ®Òu c¹nh L, chiÒu dμi ≥ hg, bÒ dμy ®Öm h®( 50cm) 2(a + b) a + b BÊc thÊm: Lo¹i bÊc thÊm → qui ®æi vÒ giÕng d = ≈ π 2 - NÐn tríc: Tríc khi x©y dùng mãng hoÆc phÇn trªn, ngêi ta chÊt t¶i nÐn tríc (thêng dïng → c¸t ®en tíi Èm) víi thêi gian nÐn lμ tnt qu¸ tr×nh cè kÕt x¶y ra, vμ qu¸ tr×nh nμy ®îc thóc ®Èy nhanh khi kÕt hîp víi vËt tho¸t → → t níc nÒn ®Êt chÆt lªn, ”tèt” lªn nhiÒu khi Pnt n x©y dùng c«ng tr×nh cã thÓ S nhá, thËm chÝ h kh«ng lón nÕu chän t¶i nÐn tríc vμ thêi gian nÐn bnt tríc (tnt) thÝch hîp. §Æc trng cña ph¬ng ph¸p nÐn tríc: γ pnt, tnt, Bnt ( nÕu dïng c¸t ®en pnt = c .hnt ) Thêng pnt = 1-2p c«ng tr×nh vμ chó ý tèc ®é gia t¶i Share-connect.blogspot.com 37
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Néi dung thiÕt kÕ nÒn: Chän tríc c¸c ®Æc trng cña ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n C¬ së lý thuyÕt: bμi to¸n cè kÕt thÊm ®èi xøng trôc z ∂u ∂ 2 u ª∂ 2 u 1 ∂uº = C + C + v . 2 h « 2 . » ∂t ∂z ¬∂r r ∂r ¼ cè kÕt ®øng cè kÕt ngang r R R r- Kho¶ng c¸ch tõ ®iÓm ®ang xÐt tíi t©m cña giÕng L Cv, Ch- hÖ sè cè kÕt ®øng, ngang KÕt qu¶ lêi gi¶i St = U.S trong ®ã U- ®é cè kÕt U = 1 - M z(v) . M r C .t Cv t h Mz- Tra b¶ng, biÓu ®å theo Tv = , Mr- tra theo Tr = h 2 4R 2 → → Bμi to¸n 1: Cho tríc t0 U St → Bμi to¸n 2: Cho tríc U t0 Tr×nh tù thiÕt kÕ: - Bíc 1: Tμi liÖu - Bíc 2: Chän hÖ mãng vμ nÒn gia cè nÐn tríc kÕt hîp vËt tho¸t níc ®øng. - Bíc 3: VËt liÖu mãng vμ s¬ bé chän theo kinh nghiÖm . - C¸c ®Æc trng vËt liÖu nÐn tríc. - C¸c ®Æc trng vËt liÖu cña vËt tho¸t níc. - Bíc 4: Chän hm. - Bíc 5: Chän bxlxh vμ c¸c ®Æc trng gia cè kh¸c. - Bíc 6: TÝnh p, p0, pgl. - Bíc 7: KiÓm tra kÝch thíc ®¸y mãng (Sau nμy ph¶i kh¶o s¸t hiÖu qu¶ gia cè thiÕt kÕ→ tÝnh l¹i) Share-connect.blogspot.com 38
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn + KiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña nÒn (víi tèc ®é gia t¶i hîp lý): lÊy theo kinh nghiÖm p < Rgc ≤ pmax 1,2Rgc VÝ dô còng lÊy: Rgc = 3 - 5.R0 ( R0- søc chÞu t¶i tríc khi gia cè ) + KiÓm tra S < Sgh §é lón do nÐn tríc kÕt hîp vËt tho¸t níc St tÝnh ®îc theo kinh nghiÖm hoÆc lÊy t¬ng øng b»ng 0,8S 0 víi S 0 - ®é lón dù b¸o do nÐn tríc p trong trêng t nt t nt nt hîp kh«ng cã giÕng c¸t S = S0 - St víi S0 - ®é lón dù b¸o do t¶i träng c«ng tr×nh g©y ra - Bíc 8: KiÓm tra chiÒu cao mãng vμ tÝnh cèt thÐp. Chó ý thªm viÖc tÝnh to¸n cêng ®é mãng trong giai ®o¹n thi c«ng víi t¶i träng t¸c dông lªn hÖ mãng lμ t¶i träng nÐn tríc. C¸c bíc tiÕp theo t¬ng tù nh ë phÇn tríc II.3. VҦI ĈӎA KӺ THUҰT 1. Cҩu tҥo: Vҧi ÿӏa kӻ thuұt ÿѭӧc chӃ tҥo tӯ Polymer tәng hӧp, dҥng tҩm hoһc băng dài (tӯ vài chөc m ÿӃn 300m/cuӝn), chia thành hai loҥi dӋt và không dӋt. Vҧi ÿӏa kӻ thuұt có tính dai, bӅn, thoát nѭӟc hoһc cách nѭӟc. 2. Công dөng: Trong nhiӅu công trình ÿҩt ÿҳp, vҧi ÿӏa kӻ thuұt ÿѭӧc dùng vӟi các chӭc năng sau: + Ngăn cách các lӟp ÿҩt. + Tiêu nѭӟc, lӑc hoһc ngѭӧc lҥi làm lӟp cách nѭӟc (chӕng thҩm), cô lұp vùng ô nhiӉm, vùng có các ә mӕi + Gia cѭӡng tăng ÿӝ әn ÿӏnh, giҧm biӃn dҥng cӫa nӅn hay khӕi ÿҳp, tѭӡng chҳn. Trong trѭӡng hӧp này gӑi chung là ÿҩt có cӕt. + Bҧo vӋ, chӕng xói mòn cho mái dӕc, khӕi ÿҩt, chân cҫu Thông thѭӡng vҧi ÿӏa kӻ thuұt ÿҧm nhiӋm nhiӅu chӭc năng nhѭ trên. 1. phân cách 2. tiêu thoát nѭӟc 3. thҩm 4.Bҧo vӋ 5. gia cӕÿҩt 6. gia cӕ nӅn ÿѭӡng 7.Gia cӕ mái dӕc Share-connect.blogspot.com 39
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn 3. Các ÿһc tính cӫa vҧi ÿӏa kӻ thuұt. Bao gӗm các ÿһc tính vӅ khӕi lѭӧng riêng, kích cӥ lӛ, kích cӥ tҩm vҧi, vұn tӕc thҩm, cѭӡng ÿӝ chӏu kéo, xé rách ÿâm thӫng, ÿӝ dãn dài, ÿӝ bӅn, khҧ năng chӏu nhiӋt, ánh sáng, ma sát giӳa vҧi và ÿҩt . 4. ThiӃt kӃ sӱ dөng vҧi ÿӏa kӻ thuұt theo chӭc năng. 4.1. Thi͇t k͇ lͣp v̫i ÿ͓a kͿ thu̵t ÿ͋ ngăn cách các lͣp ÿ̭t khác nhau: Trѭӡng hӧp này hay gһp trong lƭnh vӵc ÿѭӡng ôtô, máy bay, sân gôn, nӅn nhà. Vҧi ÿӏa kӻ thuұt ÿѭӧc dùng ngăn cách lӟp ÿá dăm, cát vàng vӟi lӟp ÿҩt nӅn. -Tính toán chӕng phӗng cӫa Vҧi ÿӏa kӻ thuұt do tác ÿӝng cӫa các viên ÿá dăm, sӓi cuӝi. -Tính toán chӑc thӫng: -Tính toán chӏu kéo: 4.2. Thi͇t k͇ V̫i ÿ͓a thu̵t ÿ͋ tiêu n˱ͣc, l͕c. Nӝi dung bao gӗm: -Tính thҩm -Giӳÿҩt lҥi. -Tính bӅn lâu, khi vҧi bӏ bӏt kín. 4.3. Thi͇t k͇ V̫i ÿ͓a kͿ thu̵t ÿ͋ gia c˱ͥng Nӝi dung tính toán các lӟp vҧi ÿӏa kӻ thuұt trong nӅn gia cӕ, tѭӡng chҳn, mái dӕc bao gӗm hai nӝi dung cѫ bҧn: - Tính toán әn ÿӏnh (trѭӧt, lұt). - Tính toán ÿӝ lún, ÿӝ lún lӋch. Có thӇ tham khҧo trình tӵ thiӃt kӃ trong chӍ dүn cӫa BS-8006: 1995. Share-connect.blogspot.com 40
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn HiӋn nay nhӳng tính toán này sӱ dөng phҫn mӅn Plaxis, GeoSlope ÿang phә biӃn và có ÿӝ tin cұy cao. A A A A Tính toán n͉n ÿ̷p gia c͙ v̫i ÿ͓a kͿ thu̵t b̹ng ch˱˯ng trình Plaxis Tài liӋu tham khҧo 1- Tiêu chuҭn thӵc hành Ĉҩt và các vұt liӋu ÿҳp khác có gia cѭӡng (có cӕt). Tiêu chuҭn Anh BS 8006:1995 – Nhà xuҩt bҧn Xây dӵng. 2- Ĉҩt xây dӵng - Ĉӏa chҩt công trình và kӻ thuұt cҧi tҥo ÿҩt trong xây dӵng Trѭӡng Ĉҥi Hӑc Xây Dӵng -NguyӉn Ngӑc Bích – Nhà xuҩt bҧn Xây dӵng. 3 – Công nghӋ mӟi xӱ lý nӅn ÿҩt yӃu. NguyӉn ViӃt Trung – Nhà xuҩt bҧn giao thông vұn tҧi. Share-connect.blogspot.com 41
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn LuyÖn tËp ch¬ng I NÒn gia cè PhÇn lÝ thuyÕt 1. Nêu nguyên tҳc thi công, công dөng cӫa 3 biӋn pháp gia cӕ nӅn thѭӡng dùng trong thӵc tӃ xây dӵng. 2. Trình bày vӅ biӋn pháp ÿӋm cát gia cӕ nӅn: - Nguyên lý cҩu tҥo thi công( có vӁ hình) - Công dөng - Nhӳng ÿһc trѭng cҫn thiӃt kӃ(vұt liӋu, kích thѭӟc) - Nêu ÿiӅu kiӋn xác ÿӏnh ÿáy móng trên nӅn ÿӋm cát thay thӃ 1 phҫn lӟp ÿҩt yӃu. 3. Tѭѫng tӵ trình bày vӅ biӋn pháp cӑc cát gia cӕ nӅn. 4. Tѭѫng tӵ trình bày vӅ biӋn pháp nén trѭӟc kӃt hӧp vұt thoát nѭӟc ÿӭng. PhÇn bμi tËp. 1) KiÓm tra kÝch thíc ®¸y mãng b¨ng díi têng trªn nÒn ®Öm c¸t theo ®iÒu kiÖn søc chÞu t¶i cña líp ®Êt díi ®¸y ®Öm. Cho biÕt : - §é s©u mãng hm =1 m, bÒ réng mãng b= 1,5m vμ ¸p lùc tÝnh to¸n díi ®¸y mãng coi lμ ®ªu p = 20T/m2. - Líp ®Êt bªn trªn cÇn gia cè thuéc lo¹i sÐt pha dÎo nh·o dμy 3m cã ϕ= 8o; c = 1T/m2; γ = 1,75T/m3. - NÒn ®Öm c¸t : c¸t vμng lo¹i c¸t trung, ®îc r¶i tõng líp 30cm vμ ®Çm tíi chÆt võa 2 γ 3 qc=800T/m ; = 1,T/m . BÒ dμy líp ®Öm h® =1m. 2) X¸c ®Þnh sè lîng cäc c¸t gia cè nÐn chÆt ®Êt, kho¶ng c¸ch cäc vμ bè trÝ cäc c¸t trªn mÆt b»ng trong trêng hîp mãng ®¬n dãi cét nh sau: - KÝch thíc ®¸y mãng bxl = 2x3 m, ch«n s©u 1,2m. - Líp ®Êt yÕu bªn trªn cÇn gia cè dμy 6,5m thuéc lo¹i c¸t pha dÎo( B=0,8) cã hÖ sè 2 γ 3 ϕ o 2 rçng eo= 0,996; qc =165T/m ; = 1,75T/m ; = 14 ; c = 0,85 T/m . - Cäc c¸t: VËt liÖu lμ c¸t vμng thuéc lo¹i c¸t trung, lÌn chÆt b»ng ph¬ng ph¸p rung. §êng kÝnh d =0,4m; dμi 4,8m. - Líp ®Öm còng lμ c¸t trung dμy 0,5m. ( Tù chän diÖn tÝch cÇn nÐn chÆt vμ hÖ sè rçng sau nÐn chÆt enc hay etk). 3) Dù kiÕn x©y dùng c«ng tr×nh nhμ ë 5 –6 tÇng trªn khu vùc ®Þa chÊt cã ®Æc ®iÓm nh sau. NÒn ®Êt gåm 3 líp: + Líp ®Êt 1 cã bÒ dμy thay ®æi 2,5 – 4m, thuéc lo¹i sÐt pha B =1,1. + Líp ®Êt 2 cã bÒ dμy t¬ng ®èi ®Òu 2m, thuéc lo¹i sÐt B =0,7. 2 + Líp ®Êt 3 lμ c¸t nhá cã qc = 610 T/m , bÒ dμy lín. H·y ®Ò xuÊt ph¬ng ¸n mãng kh¶ thi Share-connect.blogspot.com 42
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd ch¬ng II - mãng s©u Khu vӵc xây dӵng gӗm các lӟp ÿҩt phía trên không thích hӧp cho móng nông, lúc ÿó móng cҫn phҧi ÿһt tӟi nhӳng lӟp ÿҩt có khҧ năng chӏu lӵc ӣ dѭӟi sâu ta nói ÿó là các móng sâu. II.1 - Ph¹m vi øng dông, ph©n lo¹i, v c¸c yªu cÇu cÊu t¹o II.1.1. Ph¹m vi øng dông - Các lӟp ÿҩt phù hӧp nҵm dѭӟi các lӟp ÿҩt “yӃu” - Mùc níc cao - Lùc ®Èy ngang lín (cÇu, c¶ng) hay M lËt lín (c«ng tr×nh th¸p, cao tÇng, têng ch¾n ®Êt cao ) - Lùc ®øng lín, ®Æc biÖt khi chÞu kÐo - M¸i dèc, líp ®Êt trªn nghiªng lín Q 0 - C«ng tr×nh quan träng, c«ng tr×nh ®ßi hái ®é tin cËy cao - Söa ch÷a nhμ h háng do phÇn nÒn mãng g©y ra, n©ng tÇng II.1.2. C¸c lo¹i nhãm mãng s©u: + Cäc: rÊt nhiÒu lo¹i + Têng trong ®Êt + GiÕng Díi ®©y chØ ®Ò cËp ®Õn c¸c lo¹i mãng cäc Share-connect.blogspot.com 43
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd C¸c lo¹i nhãm cäc a- Theo c¸ch truyÒn t¶i cäc chèng cäc ma s¸t cäc ma s¸t - chèng ®Êt yÕu τi ®Êt tèt ma s¸t > 2/3 cña cäc søc chÞut¶i R R R > 2/3 søc chÞu t¶i cña cäc b- Theo vÞ trÝ bÖ ®μi : ®μi thÊp vμ ®μi cao. c- Theo tr¹ng th¸i chÞu lùc cäc nÐn cäc kÐo cäc uèn trong mãng cäc ®μi thÊp trong mãng cäc ®μi cao d- Theo vËt liÖu: Gç, thÐp (cäc èng trô, lÊp bªn trong b»ng bª t«ng, cã thÓ dμi 40-50m), BTCT. NhiÒu ngêi coi r»ng: - Cäc trô vËt liÖu rêi: ®¸, sái, c¸t - Cäc v«i xi m¨ng, cäc xi m¨ng - ®Êt t¬ng ®¬ng víi ph©n lo¹i vËt liÖu trªn e- Ph¬ng ph¸p chÕ t¹o - ChÕ t¹o s½n: cäc ®óc, nèi b»ng vËt liÖu cøng - Cäc t¹i chç: thêng dïng khi + §Þa tÇng thay ®æi m¹nh + ChiÒu dμi cäc thay ®æi nhiÒu + T¶i lín, c«ng tr×nh lín + L, D cña cäc dù kiÕn lín + Thi c«ng tõ cäc ®óc kh«ng ®îc f- Møc ®é lμm dÞch chuyÓn nÒn ®Êt khi thi c«ng cäc - Cäc lμm ®Êt dÞch chuyÓn lín: cäc ®Æc ®óc s½n h¹ b»ng ®ãng Ðp rung - Cä dÞch chuyÓn nhá: cäc èng kh«ng bÞt, H, xo¾n - Cäc kh«ng dÞch chuyÓn: t¹o cäc b»ng khoan, v®Êt khoan = vcäc Share-connect.blogspot.com 44
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd - Cäc hçn hîp. g- Theo kÝch thíc - Cäc ng¾n 3-5m c - Cäc nhá d 45cm L h- Theo h×nh d¹ng - L¨ng trô, th¸p, N¹ng - Xo¾n - Mega: ng¾n i- Theo vÞ trÝ ®μi: §μi thÊp, ®μi cao II.1.3. C¸c yªu cÇu cÊu t¹o mãng cäc ®wi cäc Gåm 2 bé phËn chÝnh: + §μi cäc l ≥ 5 + Cäc - D Ngμy nay ®¹i ®a sè lμ cäc BTCT gåm nhiÒu lo¹i, Lc chiÒu dμi 2-3m ®Õn hμng tr¨m mÐt; ®êng kÝnh cäc tõ 10cm ®Õn 3-5m (mãng giÕng, cäc nhåi) cäc BTCT II.1.3.1. Lo¹i cäc ®óc s½n BT cäc ≥ 250# (thêng dïng 300#). ThÐp chÞu lùc: thÐp gai φ ≥ 14 , líi thÐp ®Çu cäc - φ4-6, ®ai - φ6-8, b¶n m· nèi vμ khu«n thÐp b¶o vÖ ®Çu cäc - δ ≥ 6mm Thi c«ng h¹ cäc gåm c¸c ph¬ng ph¸p: + §ãng ½ ° cã c¸c ®Çu ®Öm gi¶m chÊn + Ðp ¾ ° + Rung ¿ + Khoan dÉn + ®ãng + Ðp + rung + Xo¾n: dïng trong söa ch÷a, n©ng tÇng + Xãi níc: khi cÇn h¹ s©u qua líp c¸t dμy Khi cäc dμi cã thÓ chia thμnh c¸c ®o¹n (cã chiÒu dμi hîp lý) vμ nèi l¹i (xem c¸c trang sau) Share-connect.blogspot.com 45
Share-connect.blo Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd –nÒnmãng bém«nc¬häc®Êt ®×nhtiÕn Ts.nguyÔn ®o¹n cäc c1 chi tiÕt nèi cäc t¹i c«ng trêng mÆt c¾t 4 - 4 2 1 th©n cäc 3 g ®êng hn spot.com 3 4 4 2 1 b¶n m· th©n cäc ®o¹n cäc c2 mÆt c¾t 2 - 2 MÆt c¾t 1-1(b¶n thÐp cho ®Çu cäc ) 1 b¶n thÐp 1 1 1 hn ®¾p líi thÐp gia cè chi tiÕt mãc cÈu chi tiÕt b¶n m· chi tiÕt mòi cäc ®Çu cäc mÆt c¾t 3 - 3 ghi chó: ®êng hn - m¸c Bªt«ng ®i - m¸c bªt«ng cäc - cèt thÐp - ®êng hn, que hn - bªt«ng lãt ®¸y ®i 46
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Share-connect.blogspot.com 47
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Share-connect.blogspot.com 48
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd II.1.3.2. Lo¹i cäc t¹i chç Gåm: - Khoan t¹o lç: cã èng v¸ch vμ kh«ng èng v¸ch - §æ bª t«ng cäc: bª t«ng ®é sôt cao, ®æ qua èng dÉn - Søc chÞu t¶i lín - Khã qu¶n lý chÊt lîng cäc ¦u - Kh«ng ph¶i vËn chuyÓn→ Ýt thÐp Nhîc - ThiÕt bÞ cång kÒnh, phøc t¹p - Ýt g©y ¶nh hëng ®Õn bªn c¹nh - NÕu cäc háng khã thay thÕ phÔu ®æ bª t«ng d©y c¸p tõ lång thÐp D cÇn cÈu èng thÐp dÉn híng dung dÞch v÷a bentonite H buång khoan ≥ Cäc khoan nhåi hiÖn nay hay dïng d = 1-2,4m ; hmax 100m II.1.3.3. §μi cäc liªn kÕt cäc víi c«ng tr×nh: D¹ng ®μi ®¬n, b¨ng, bÌ, thêng ®æ bª t«ng ®μi toμn khèi liªn kÕt víi cäc thÐp chê liªn kÕt cét, tuêng >15d tuêng g¹ch r©u thÐp chê ®wi cäc ho b»ng c¸ch: hd - ®Ëp vì ®Çu cäc - hoÆc ®Ëp mét Ýt ®Çu cäc ®óc cäc v{ h{n r©u thÐp >10cm cäc ®óc D D >2.5D 3D-6D cäc khoan nhåi >10cm (3 -6 ) d >d/10 + 5cm ( 3-6 )D a Share-connect.blogspot.com 49
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Yªu cÇu ®èi víi ®μi: - Bª t«ng >200# - ThÐp thêng dïng thÐp gai, cÊu t¹o theo nguyªn t¾c b¶n conson, dÇm liªn tôc hoÆc b¶n. ®μi d¹ng b¶n ®o¹n cäc tù do mãng cäc ®μi cao §μi b¨ng giao nhau II.2 - Søc chÞu t¶i cña cäc. II.2.1. Khái niӋm: a. Søc chÞu t¶i lμ kh¶ n¨ng chÞu lùc cña cäc trong qu¸ tr×nh: + Thi c«ng + Sö dông - Trong giai ÿo̩n thi công. + Cäc ®óc s½n trong qu¶ tr×nh h¹ cäc cã thÓ bÞ g·y, ®øt, vì do cÈu, l¾p, ®ãng, rung, → → Ðp ngêi ta nãi cäc bÞ ph¸ ho¹i do vËt liÖu pvl- søc chÞu t¶i cña cäc vÒ ph¬ng diÖn vËt liÖu trong thi c«ng, trong thÝ nghiÖm nÐn thö cäc. + §ãng cäc, rung g©y ra rung ®éng ¶nh hëng ®Õn c«ng tr×nh xung quanh, x©m h¹i ®Õn søc khoÎ d©n c, lμm « nhiÔm m«i trêng. - Trong giai ÿo̩n s͵ dͭng: Ngoμi kh¶ n¨ng cäc bÞ ph¸ ho¹i vÒ ph¬ng diÖn vËt liÖu khi chÞu t¶i thÝ nghiÖm, t¶i sö dông, cßn cã kh¶ n¨ng ®Êt bÞ ph¸ ho¹i g©y cho hÖ mãng cäc cã chuyÓn vÞ lín vît giíi h¹n dÉn tíi c«ng tr×nh mÊt æn ®Þnh hoÆc lμ nÒn ®Êt cã chuyÓn vÞ lín vît qu¸ gi¬Ý h¹n lμm c«ng tr×nh sö dông bÊt thêng. - Tãm l¹i: Søc chÞu t¶i cña cäc ®îc ®¸nh gi¸ lμ gi¸ trÞ an toμn theo hai gi¸ trÞ søc chÞu t¶i vÒ ph¬ng diÖn vËt liÖu vμ nÒn ®Êt. - Tuy nhiªn trong thùc tÕ, søc chÞu t¶i cña cäc ®îc hiÓu mét c¸ch gi¶n dÞ h¬n nhiÒu theo hai ph¬ng riªng rÏ däc trôc vμ ngang trôc: Share-connect.blogspot.com 50
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd + Kh¶ n¨ng chÞu lùc giíi h¹n cña cäc khi c«ng tr×nh hay cäc cã chuyÓn vÞ ®Õn giíi h¹n qui íc cã kÓ ®Õn tÝnh an toμn. + HoÆc lμ kh¶ n¨ng chÞu lùc giíi h¹n cña cäc khi vËt liÖu cäc, nÒn ®Êt ®¹t ®Õn tr¹ng th¸i giíi h¹n vÒ cêng ®é. b. Sӵ làm viӋc cӫa cӑc vӟi nӅn ÿҩt trong quá trình thi công và sӱ dөng: b.1. Khi thi công ÿóng, ép c͕c: - §èi víi ®Êt sÐt: + CÊu tróc ®Êt thay ®æi + Tr¹ng th¸i øng suÊt thay ®æi + §é bÒn thay ®æi theo thêi gian → §Êt cã kh¶ n¨ng tråi lªn, Søc kh¸ng chñ yÕu lμ søc chèng mòi cäc→ Lμm ®Êt xÊu ®i - §èi víi ®Êt c¸t: + Lμm chÆt c¸t (kho¶ng 2÷5D) + T¨ng ¸p lùc ngang quanh cäc → T¨ng ma s¸t b.2. Khi sö dông: PPPP Psö dông Psö dông cäc chèng cäc ma s¸t+chèng yÕu III yÕu I yÕu D 5 - II D tèt 2 R tèt tèt tèt 3D - 7D yÕu - Trêng hîp cäc chèng: hÇu hÕt t¶i träng truyÒn vμo vïng ®Êt díi mòi cäc, sù lμm viÖc cña cäc t¬ng tù nh mãng n«ng. - Trêng hîp cäc ma s¸t- chèng: khi cäc chuyÓn vÞ øng suÊt ph¸t sinh trong vïng ®Êt quanh cäc vμ díi mòi cäc cã thÓ coi r»ng cã 3 vïng nh sau (xem h×nh): + Vïng I: máng vμi mm ®Õn 1cm, dÝnh b¸m chÆt víi cäc,cïng chuyÓn dÞch víi cäc. + Vïng II: øng suÊt ®¸ng kÓ → hÖ sè rçng gi¶m, ®é Èm gi¶m. §èi víi nÒn c¸t, ®Æc biÖt c¸t rêi ¶nh hëng nÐn chÆt lμ lín. + Vïng III: øng suÊt, biÕn d¹ng nhá, e vμ w thay ®æi Ýt H×nh d¹ng c¸c vïng nμy phô thuéc vμo h×nh d¹ng cäc, lo¹i ®Êt, tr¹ng th¸i ®Êt vμ cÊu tróc ®Þa tÇng, vμ chuyÓn vÞ cña cäc. Share-connect.blogspot.com 51
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd c. Ҧnh hѭӣng cӫa nhóm cӑc: Do ¶nh hëng t¬ng hç c¸c cäc: - Cäc gi÷a lón nhiÒu h¬n v× cã lùc ma s¸t h¬i lín h¬n so víi c¸c cäc biªn. Nhng v× cã ®μi liªn kÕt, c¸c cäc trong nhãm lón ®Òu nhau → Cäc biªn ph¶i chÞu t¶i lín h¬n→ Nhãm cäc cã thÓ bÞ ph¸ ho¹i díi t¸c dông cña t¶i träng trung b×nh lªn 1 cäc nhá h¬n t¶i träng ph¸ ho¹i cña cäc ®¬n. - Tuy nhiªn do hiÖu øng nhãm cäc trong thi c«ng rÊt khã dù b¸o → ®Êt gi÷a c¸c cäc cã thÓ ®îc nÐn chÆt h¬n→ nhiÒu khi ®iÒu nãi trªn kh«ng ®óng - Trong thùc tÕ cã thÓ x¶y ra c¸c hiÖn tîng: + §Èy tråi: lμm c¸c c«ng tr×nh bªn c¹nh bÞ n©ng lªn, h¹ xuèng kh«ng ®Òu + Sôt bÒ mÆt→ c«ng tr×nh bªn h¹ xuèng kh«ng ®Òu + Cäc tríc bÞ cäc h¹ sau ®Èy tråi → vç l¹i + Cäc Ðp ®Êt cã thÓ lμm m¸i ®Êt trît ngang - NÕu kho¶ng c¸ch cäc ≥ 2D ®èi víi cäc chèng vμ ≥3D ®èi víi cäc “treo” th× ¶nh hëng nhãm coi lμ nhá. - Tõ nh÷ng nhËn xÐt trªn, cã thÓ coi r»ng søc chÞu t¶i cña cäc gåm hai thμnh phÇn t¹i bÒ mÆt tiÕp xóc cäc ®Êt: + Lùc kh¸ng bªn quanh cäc t¹o nªn bëi ma s¸t vμ lùc dÝnh cña ®Êt vμ c¸c mÆt bªn cäc. + Lùc chèng mòi cäc. T¬ng quan hai thμnh phÇn nμy phô thuéc vμo chuyÓn vÞ cäc, lo¹i cäc vμ nÒn ®Êt cña cäc. VÝ dô khi t¶i träng nhá, chuyÓn vÞ cña cäc cßn nhá th× thμnh phÇn kh¸ng bªn lμ chñ Share-connect.blogspot.com 52
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd yÕu, nhng khi t¶i lín h¬n, chuyÓn vÞ cäc ph¸t triÓn th× kh¸ng bªn gi¶m vμ lùc chèng mòi t¬ng øng t¨ng lªn. 100% Kh¸ng bªn Qs Kh¸ng mòi Qc P = Qs+Qc - Cêng ®é ma s¸t quanh cäc t¨ng vμ ®¹t tíi gi¸ trÞ giíi h¹n khi chuyÓn vÞ cäc kho¶ng 1 cm, nhng cêng ®é kh¸ng mòi ®¹t ®Õn gi¸ trÞ giíi h¹n ®ßi hái chuyÓn vÞ lín h¬n nhiÒu. → Cã hai ph¬ng híng x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc vÒ ph¬ng diÖn cña ®Êt nÒn: ¾ TÝnh to¸n: + C¸c c«ng thøc thèng kª dùa vμo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng + C¸c c«ng thøc dùa vμo kÕt qu¶ xuyªn + C¸c c«ng thøc lý thuyÕt ¾ ThÝ nghiÖm: + Nén tƭnh thӱ tҧi cӑc. + Thӱ tҧi trӑng ÿéng II.2.2. Các phѭѫng pháp xác ÿӏnh sӭc chӏu tҧi cӫa cӑc. II.2.2.1. X¸c ®Þnh P® dùa vμo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng (ph¬ng ph¸p thèng kª) - Sӭc chӏu tҧi giӟi hҥn cӫa cӑc: Pgh= m(Qs + Qc) Trong ÿó: n α τ + Qs = 2 .¦ u i .l i . i -sӭc kháng do ma sát ӣ quanh chu vi i=1 cӑc α + Qc = 1 .Rn.F - sӭc kháng mǊi cӑc m- hÖ sè ®iÒu kiÖn lμm viÖc α 1,2 - hÖ sè kÓ ®Õn ¶nh hëng cña ph¬ng ph¸p h¹ cäc α = α = 1 2 1 Cäc l¨ng trô, h¹ = ®ãng, Ðp α Cäc khoan dÉn 2= 0,5 - 0,6 τ i- tra b¶ng theo ®é s©u trung b×nh hi vμ lo¹i ®Êt, tr¹ng th¸i ®Êt líp i (phô lôc trang 21), ÿӇ chính xác thѭӡng chia nhӓ các lӟp ÿҩt trong phҥm vi cӑc ÿi qua thành các ÿoҥn nhӓ có chiӅu dày li <= 2m. Rn- tra b¶ng theo ®é s©u mòi cäc H vμ lo¹i ®Êt, tr¹ng th¸i ®Êt líp díi mòi cäc (phô lôc trang 22) - Sӭc chӏu tҧi tính toán cӫa cӑc: Share-connect.blogspot.com 53
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Pgh P®= , Fs= 1,4 (cäc chÞu nÐn) ; 2,5 (cäc chÞu kÐo) Fs Ghi chó: - Cäc chèng: trong c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n cã thÓ bá qua phÇn Qs, - Cäc chÞu kÐo: trong c¸c c«ng thøc tÝnh to¸n bá qua phÇn Qc vμ Fs = 2,5 - SCT theo ph¬ng ngang trôc x¸c ®Þnh theo thÝ nghiÖm hiÖn trêng hoÆc theo kinh nghiÖm nh b¶ng sau (b¶ng trang sau) - NÕu Δng >1 th× x¸c ®Þnh theo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm t¶i träng ngang tÜnh. II.2.2.2- Ph¬ng ph¸p dïng kÕt qu¶ thÝ nghiÖm xuyªn (CPT vμ SPT) - C«ng thøc tÝnh SCT cña cäc gåm 2 thμnh phÇn: + Tæng lùc kh¸ng bªn quanh cäc Qs + Lùc kh¸ng t¹i mòi cäc Qc Pgh = Qs + Qc - Dùa vμo kÕt qu¶ xuyªn tÜnh CPT: n q Q = u l . ci u, l xem h×nh q s ¦ i i α i i c1 i=1 i α lÊy nh sau (phô lôc trang 24): i qci i SÐt: α = 30-40 (®Êt yÕu th× α nhá h¬n) u - chu vi F - diÖn tÝch SÐt pha: α = 40-60 C¸t pha: α = 60-80 qcn C¸t- cuéi α = 80(c¸t bôi)-150 Qc = K.F.qcn, trêng hîp cäc ®óc s½n K = 0,45-0,55 k.q cn trêng hîp cäc nhåi s½n K = 0,35-0,45 ≥ (§Ó coi lμ cêng ®é kh¸ng mòi lμ qcn th× hn ph¶i lín h¬n 2D, víi ®¸ th× hn 0,5m) - Dùa vμo kÕt qu¶ xuyªn tiªu chuÈn SPT ( N i & N n ): Theo Meyerhof: Pgh = Qs + Qc trong ®ã : Qs = ¦ui .li K 2 .N i Qc = K1. N n .F N i , N n - trÞ sè SPT trung b×nh cña c¸c líp ®Êt cäc qua vμ ë mòi cäc 2 K1 (kN/m )- hÖ sè = 400(cäc ®ãng), 120 (cäc nhåi) 2 K2(kN/m )- hÖ sè = 2(cäc ®ãng), 1 (cäc nhåi) Q Q P Q + Q → P = s + c hoÆc P = gh = s c ® − − ® − 1,5 2 2 3 Fs 1,5 3 Share-connect.blogspot.com 54
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd II.2.2.3. Ph¬ng ph¸p thÝ nghiÖm nÐn tÜnh. - Nguyªn lý: T¸c dông lªn cäc thÝ nghiÖm t¶i träng coi lμ tÜnh ®o x¸c ®Þnh quan hÖ t¶i träng - ®é lón (chuyÓn vÞ cäc) trªn c¬ së ®ã x¸c ®Þnh ®îc Pgh (Pu) - søc chÞu t¶i giíi h¹n cña cäc vÒ → ph¬ng diÖn ®Êt nÒn Søc chÞu t¶i tÝnh to¸n P® - Dông cô vμ qui tr×nh gia t¶i: Sau khi h¹ cäc thÝ nghiÖm vμ nghØ (Thêi gian nghØ víi nÒn c¸t lμ ≥1 tuÇn, víi nÒn lo¹i sÐt ≥ 2 tuÇn) t¶i ®èi träng kÝch t. lùc hÖ dÇm ®ì t¶i hÖ ®o lón hÖ ®o lón kÝch thñy lùc cäc thÝ nghiÖm hÖ cäc neo cäc t. nghiÖm + T¶i träng gia t¨ng (hoÆc dì) tõng cÊp nhá kho¶ng ≤ 0,1 t¶i träng dù kiÕn thÝ nghiÖm, cÊp tríc æn ®Þnh qui íc th× t¨ng cÊp sau. æn ®Þnh qui íc khi sau 1,2 giê mμ ΔS kh«ng lín h¬n 0,1mm hay 0,02mm/5phót. - Qui tr×nh gia t¶i: 1 1 + Tiªu chuÈn ViÖt nam t¨ng tõng cÊp (tõ − P dù tÝnh thÝ nghiÖm) tõ 0 ®Õn P 10 15 dù tÝnh = 1,5 - 3 [P] (sau Ýt nhÊt 24h) → dì vÒ 0 duy tr× 12h, cã thÓ nÐn tiÕp lÇn 2→ dì (ë ®©y [P] dù tÝnh theo ph¬ng ph¸p kinh nghiÖm) + Gia t¶i nÐn - dì trung gian: tõ 0→ 50% hay 100%[P] dù kiÕn, duy tr× ≥ 1h råi dì vÒ → 0, sau ®ã l¹i t¨ng t¶i Pdù tÝnh Pgh [Pgh ] PmaxTN P( T ) + Gia t¶i nhanh. S*= ξ[S] + Ph¬ng thøc gia t¶i gi÷ tèc ®é lón. - DiÔn dÞch kÕt qu¶: P P = gh ® F + Pgh s Theo quan ®iÓm cêng ®é ®Êt nÒn : P® = Fs s S + ξ → ( mm ) Theo quan ®iÓm biÕn d¹ng: tõ gi¸ trÞ [S] Pgh. Trong ®ã ξ = 0,1-0,2, xÐt ®Õn hiÖu øng nhãm cäc vμ thêi gian .NÕu ®êng S = ξ [S] kh«ng c¾t ®êng P - S th× lÊy Pgh =PmaxTN Share-connect.blogspot.com 55
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Bҧng so sánh các thông sӕ xác ÿӏnh sӭc chӏu tҧi cӑc theo ASTM - Anh và TCVN ASTM TCVN(269-2002) Pmax Tèi thiÓu 2Pw §Õn ®é lón S=40mm nhng kh«ng * nhá h¬n 1.5Pgh Δ P 25%Pw cho lÇn nÐn thø nhÊt ®Õn <25% Ptk cho c¸c cÊp t¶i träng ban 2Pw; 50%Pw cho lÇn nÐn thø hai ®Õn ®Çu; <10% Pmax cho c¸c cÊp cuèi ÷ Pmax cïng (Pmax =1,5 3 Pgh) ΔS/Δt 0.25mm/h nhng kh«ng qu¸ 2h cho 0.25 mm/h khi ®Êt mòi cäc lμ c¸t mçi cÊp trï cÊp 2Pw duy tr× ®Õn 24h hoÆc sÐt cøng - nöa cøng 0.1 mm/h khi ®Êt mòi cäc lμ sÐt dÎo S* Kh«ng quy ®Þnh, thêng lÊy 0.1D 0.2[S] hoÆc 40mm, lÊy gi¸ trÞ bÐ Δ Chu ThÝ nghiÖm ®Õn Pmax víi P=25%Pw ThÝ nghiÖm ®Õn Pmax víi Δ Δ ≤ Δ Δ tr×nh thÝ dì t¶i víi P=50% vÒ 0. Lu 24h, P 10%Pmax. Dì t¶i víi P’=2 P, Δ nghiÖm nÐn l¹i víi P=50%Pw ®Õn ph¸ ho¹i mçi cÊp 15 phót ξ Pgh Pu hoÆc chuyÓn vÞ t¬ng øng víi Pu hoÆc t¬ng øng víi [S] 0,1D Ghi chó: Pw - t¶i träng lμm viÖc yªu cÇu cña cäc thiÕt kÕ hay ®«i khi ®îc hiÓu lÊy theo Pgh søc chÞu t¶i cho phÐp ; P -søc chÞu t¶i giíi h¹n cña cäc theo dù b¸o b»ng c¸c Fs(= 2) gh ph¬ng ph¸p kh¸c. NhËn xÐt:- §îc coi lμ ph¬ng ph¸p tin cËy nhÊt, lÊy ®©y lμm chuÈn. - ChØ cho biÕt gi¸ trÞ tæng céng søc chÞu t¶i, kh«ng cho thÊy t¬ng quan kh¸ng bªn vμ lùc chèng mòi. - L©u, cång kÒnh, tèn kÐm Yªu cÇu mäi c«ng tr×nh mãng cäc ph¶i tiÕn hμnh Ýt nhÊt 1 thÝ nghiÖm nÐn tÜnh. II.2.2.4. Ph¬ng ph¸p ®éng 1- §ãng thö bóa Q • Nguyªn lý: Sau khi h¹ cäc thÝ nghiÖm vμ ®Ó cäc nghØ, tiÕn hμnh ®ãng thö víi bóa träng lîng Q, ®é cao r¬i bóa H, ®o ®é lón 1 nh¸t H bóa g©y ra lμ e - ®é chèi cña cäc. 1 Pgh ~ e ? Dông cô: Bóa ®ãng cäc Q, H Dông cô ®o lón → e q • DiÔn dÞch kÕt qu¶: ε Share-connect.blogspot.com 56
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd - Theo Gerxevanov: 2 nF § nF · Q + K 2 q nF P = - + ¨ ¸ + 1 .QH. gh 2 © 2 ¹ Q + q e Víi: e > 0,002m F- DiÖn tÝch tiÕt diÖn ngang cña cäc Q,q- Träng lîng bóa vμ cäc (kÓ c¶ cäc dÉn vμ ®Öm) ε - §é chèi cña cäc thÝ nghiÖm K1- HÖ sè phôc håi vËn tèc khi va ch¹m 2 ( K1 = 0,2) n - HÖ sè kinh nghiÖm (cäc BTCT n = 150T/m3) P → gh P® = , Fs nh trªn Fs - Theo tiªu chuÈn cña Hμ lan: 2 Q .H Pgh P = , P = gh (Q + q).İ ® 5 ÷ 7 2- PDA: ThiÕt bÞ vμ m« h×nh x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i ®éng cña cäc theo ®Êt nÒn, kiÓm tra chÊt lîng cäc dùa trªn lý thuyÕt ph©n tÝch ph¬ng tr×nh sãng theo ph¬ng ph¸p biÕn d¹ng lín (h×nh bªn). NhËn xÐt: - C¸c ph¬ng ph¸p ®éng x©y dùng trªn lý thuyÕt t¶i ®éng kh«ng phï hîp víi tr¹ng th¸i lμm viÖc cña cäc. - Ph¬ng ph¸p tiÕn hμnh rÊt nhanh, rÎ, cã thÓ tiÕn hμnh nhiÒu cäc trªn mÆt b»ng x©y dùng. - NÕu cã nhiÒu sè liÖu tin cËy→ thèng kª→ thay v× ph¶i thÝ nghiÖm nÐn tÜnh cã thÓ lμm thÝ nghiÖm ®éng→ cho kÕt qu¶ ®ñ tin cËy, l¹i nhanh, rÎ. Share-connect.blogspot.com 57
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd II.3- TÝnh to¸n mãng cäc “®i thÊp” ≥ ThuËt ng÷ “®μi thÊp” ®îc hiÓu lμ ®μi n»m trong ®Êt víi ®é s©u hm® hmin. Víi hmin ®¬c x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng tõ ®¸y ®μi trë lªn. ϕ Q h = 0,7tg (45 - ) 0 min 2 γ 'bd II.3.1. C¸c gi¶ thiÕt: → 1- T¶i träng ngang do ®Êt trªn møc ®¸y ®μi tiÕp thu ®iÒu kiÖn ®Æt ®¸y ®μi hm® > hmin vμ N = N0 + träng lîng ®μi vμ ®Êt phñ M = M0 + e0. N0 2- §μi cäc tuyÖt ®èi cøng, ngμm cøng víi cäc vμ chØ truyÒn t¶i N, M lªn c¸c cäc→ c¸c cäc chØ chÞu nÐn, kÐo N M .y M y .x i i vμ P = ± x i + My i n 2 2 ¦ y i ¦ x i yi xi trong ®ã: Ox,Oy- trôc qu¸n tÝnh chÝnh trung t©m Mx x cña tiÕt diÖn c¸c ®Çu cäc ë ®¸y ®μi y xi, yi- to¹ ®é träng t©m cäc i (h×nh vÏ) N, Mx, My- t¶i träng t¸c dông ë träng t©m ®¸y ®μi n- sè cäc trong mãng 3- SCT cña cäc trong mãng = SCT cña cäc ®¬n (trong ®ã SCT cña cäc ®¬n theo vËt liÖu vμ ®Êt nÒn ®· nãi ë trªn). + SCT cña cäc vÒ ph¬ng diÖn vËt liÖu: θ Khi nÐn Pvl = (Rn.Fb+Ra . Fa) θ - hÖ sè lÊy 0,85(n<6) - 1(n ≥ 11) k Khi kÐo Pvl = Ra.Fa n,k + SCT theo ®Êt nÒn Pd [P] = min{Pvl, P®} 4- Khi tÝnh to¸n tæng thÓ mãng cäc th× coi hÖ mãng cäc lμ mãng khèi qui íc . Share-connect.blogspot.com 58
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Khèi mãng quy íc Theo Terzaghi No No N Mo Mo Mo hm® Líp yÕu ( bá qua ) ϕ tb/4 ϕ hm H = tb/4 cäc chèng Nqy Nqy Nqy Mo Mo Mo C¸c líp ®Êt ®Òu kh«ng yÕu kh«ng ®Òu ®Êt líp C¸c §¸ (®Êt) Mãng quy yíc Bqy x Lqy Bqy x Lqy rÊt cøng N N Mo Mo hm® H = hm H = hc ϕ qua) lín (bá Kh«ng ϕ tb/4 Nqy Nqy Mo hc/3 Mo Mãng quy yíc Mãng quy yíc Nqy = N + n . gc + Khèi lyîng ®Êt trong ph¹m vi H - hm® II.3.2. C¸c chó ý trong thiÕt kÕ mãng cäc ®vi thÊp: 1- Chän chiÒu dμi vμ tiÕt diÖn cäc (lc,Fc): §©y lμ nh÷ng ®Æc trng qui ®Þnh SCT cña cäc, phô thuéc vμo c¸c yÕu tè: - T¶i träng c«ng tr×nh: → + Th«ng thêng c«ng tr×nh lín lc dμi, Fc lín. + Nh÷ng c«ng tr×nh chÞu t¶i ngang lín (cÇu, têng ch¾n cao), c«ng t×nh c¶ng thêng dïng cäc cã F lín. - §Þa chÊt c«ng tr×nh: + NÕu líp ®Êt cøng chÆt ë ®é s©u kh«ng lín → nªn dïng cäc chèng d¹ng ®óc s½n hay cäc nhåi cã ®¬ng kÝnh ( c¹nh cäc) lín. + NÕu líp ®Êt bªn trªn mÒm rÊt dμy th× thêng dïng cäc ma s¸t hoÆc hçn hîp (ma s¸t vμ chèng). + Trêng hîp nÒn nhiÒu líp xen kÑp Share-connect.blogspot.com 59
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd 1 21 h 1 h a)b) c) d) - VÒ mÆt nguyªn t¾c cäc ph¶i h¹ mòi vμo nh÷ng líp ®Êt tèt h¬n líp bªn trªn: + Cäc ph¶i xuyªn qua líp 1,2 ®Õn líp 3 hoÆc 4 tuú tÝnh chÊt vμ chiÒu dμy líp 3. + C©n nh¾c ph¬ng ¸n cäc trong líp 1 (c¸ch xa líp 2 mét kho¶ng an toμn) vμ ph¬ng ¸n cäc xuyªn qua líp 2. + Nªn h¹ cäc tíi líp ®ång nhÊt hoÆc dïng ph¬ng ¸n cäc cã chiÒu dμi thay ®æi + Dïng cäc cã l thay ®æi phï hîp. - Ph¬ng ph¸p thi c«ng: + Cäc khoan nhåi thêng cã F lín vμ chiÒu dμi lín. + Cäc ®ãng cã thÓ h¹ cäc ®óc cã tiÕt diÖn tõ nhá ®Õn lín vμ ®¹t ®îc chiÒu s©u lín + Cäc rung hay dïng cho cäc tiÕt diÖn võa vμ lín, cäc rçng. + Cäc Ðp bÞ h¹n chÕ vÒ tiªt diÖn vμ chiÒu s©u. VÝ dô Ðp cäc trong ®Êt lo¹i c¸t chÆt võa- chÆt, ®Êt lo¹i sÐt cøng th× thêng dïng lo¹i cäc nhá - võa vμ chØ c¾m vμo trong líp nμy víi ®é dμi khiªm tèn. (Trong §å ¸n NÒn mãng, nÕu dïng ph¬ng ph¸p thi c«ng lμ ®ãng hoÆc Ðp th× kinh nghiÖm phô thuéc vμo lo¹i, tr¹ng th¸i chÆt Èm) + Ph¬ng ph¸p xãi níc: thêng dïng cäc cã tiÕt diÖn võa - lín, qua líp c¸t + Ph¬ng ph¸p xo¾n: cäc nhá, ng¾n Share-connect.blogspot.com 60
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd §é dμi ®ãng ®îc trong ®Êt c¸t mét c¸ch thuËn lîi Ph¬ng ph¸p C¸t bôi Èm - b·o C¸t nhá Èm - b·o C¸t trung - to - sái thi c«ng hoμ chÆt – xèp hoμ, chÆt - xèp s¹n - chÆt – xèp §ãng 5-10m 4-10m 3d-5d Ðp 3-5m 2-4m 2d-4d Xãi níc >10m >5m vμi mÐt Ghi chó: ®é Èm Ýt ¶nh hëng tíi c¸t lo¹i h¹t trung th« - §é quan träng c«ng tr×nh: C«ng tr×nh quan träng thêng dïng cäc tiÕt diÖn võa - lín, lo¹i cäc chèng (tíi líp ®Êt rÊt cøng, chÆt) - C«ng tr×nh l©n cËn: CÇn h¹ ªm → cäc Ðp, cäc khoan dÉn, cäc nhåi→ ph¬ng ph¸p thi c«ng ¶nh hëng ®Õn lc, F. 2- Khi tÝnh to¸n ®μi cäc: TÝnh to¸n ®μi cäc díi cét, têng ®îc coi lμ cøng, lμm viÖc nh b¶n conson ngμm t¹i mÐp cét, têng, chÞu lùc t¸c dông lμ c¸c lùc tËp trung t¹i ch©n cét, têng vμ Pi ë c¸c ®Çu cäc. a - TÝnh to¸n kiÓm tra cêng ®é b¶n ®μi trªn tiÕt diÖn ®øng: Néi dung kiÓm tra: - §iÒu kiÖn ph¸ ho¹i dßn( vïng Ðp cña bª t«ng) M ≥ ng h0 , trong ®ã Mng = (Po1 + P02)e + Po3.e3 (Ýt khi tÝnh to¸n ®k nμy) 0,4Rnu .btr ≥ (ë vÝ dô nμy btr bc, vμ nÕu mÆt trªn mãng cã bÖ th× coi btr lμ bÒ réng cña bÖ - xem h×nh) - Cèt thÐp yªu cÇu: M l,b l,b = ng Fa 0,9R a h 0 ≈ → φ → (h0 h - a0) chän n ? bè trÝ d¹ng líi - Hμm lîng cèt thÐp hîp lý: F thùc μ = a = 0,15%- 0,4% ®èi víi ®μi d¹ng b¶n vμ 0,3% - 0,8% ®èi víi ®μi d¹ng dÇm. bd .h0 Share-connect.blogspot.com 61
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd No Mo §{i ho h® ao b-trªn 8 5 2 Po2 + Po5 + Po8 6 3 7 4 1 e' = e2= e5= e8 Po3 e3 Po1 + Po2 e1 = e3 = e B¶ng kinh nghiÖm cña TH.S §ç V¨n Minh - Trêng §HXD vÒ lùc Ðp vμ cèt thÐp trong cäc Lùc Ðp T hoÆc Lo¹i cäc ChiÒu dμi m TiÕt diÖn cäc cm2 Cèt thÐp dù kiÕn Pgh dù b¸o (T) 5-6 20x20 30-50 4φ16 6-8 25x25 50-80 4φ18 Cäc Ðp 6-8 30x30 80-100 4φ20 6-8 35x35 90-120 6φ18-20 6-12 25x25 ≥ 30 4φ18 - 4φ20 - 30x30 ≥ 40 4φ18 - 6φ18 Cäc ®ãng - 35x35 > 50 4φ20 - 6φ20 - 40x40 > 60 4φ20 - 6φ20 b - TÝnh to¸n kiÓm tra cêng ®é trªn c¸c tiÕt diÖn nghiªng: - KiÓm tra t¹i nh÷ng vÞ trÝ ®μi cã lùc c¾t lín (®ã lμ mÐp cét, têng, mÐp hμng cäc hay mÐp cäc cã Pmax) øng suÊt ph¸p do m« men vμ øng suÊt tiÕp do lùc c¾t g©y ra nh÷ng øng suÊt kÐo chÝnh, lμm ®μi cã thÓ bÞ nøt nghiªng víi trôc ngang mét gãc α. §iÒu kiÖn kiÓm tra kh¶ n¨ng chÞu c¾t Q< Qb (kh«ng kÓ cèt ®ai, xiªn). Share-connect.blogspot.com 62
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd - Cã 3 trêng hîp ph¸ ho¹i trªn tiÕt diÖn nghiªng nh sau: b.1- Cét Ðp thñng (®©m thñng) theo c¸c mÆt nghiªng: t¹o N M thμnh th¸p tõ mÐp cét tíi mÐp c¸c hμng cäc vμ th¸p 45 0 ho nghiªng 45 (xem l¹i KCBTCT I trang 47 - §iÒu kiªn tiÕt h® diÖn kh«ng cèt ®ai, xiªn): ao ≤ P®t K.Rk.btb.h0 K- hÖ sè kÓ ®Ðn sù gia t¨ng cêng ®é chèng c¾t trªn mÆt nghiªng víi gãc α. P®t – tæng ph¶n lùc ®Çu cäc ngoμi ph¹m vi th¸p ®©m thñng. 45 o btb – chu vi trung b×nh cña th¸p ®©m thñng. b. 2 - Hμng cäc chäc thñng: ≤ §iÒu kiÖn: Pct K.Rk.h0. btb α H{ng 1 K - phô thuéc vμo c/h0 tøc cotg (tra b¶ng phô lôc chäc thñng trang 27). Khi c/h0 0,2 th× lÊy c/h0 = 0,2 vμ c/h0 1 th× lÊy c/h0 = 1 Pct – tæng ph¶n lùc ®Çu cäc ngoμi mÆt ®©m thñng btb – c¹nh trung b×nh cña mÆt ®©m thñng H{ng 2 - ViÖc tÝnh to¸n ph¸ ho¹i mÆt nghiªng trêng hîp trªn cã chäc thñng thÓ tÝnh theo c¸c c«ng thøc vμ chØ dÉn ë trang 83-85 gi¸o N tr×nh KC BTCT II. Theo t«i cã thÓ tÝnh an toμn chung M 3 cho c¶ 2 kh¶ n¨ng trªn (gi¶ thiÕt mÆt nghiªng chØ xuÊt 1 ho 2 h® hiÖn vÒ phÝa lÖch t©m) víi ®iÒu kiÖn kiÓm tra nh sau: ao n ≤ P®t = ¦ Pi 1,25.K.Rk.h0.btb i=1 btb - ®êng trung b×nh h×nh thang cña mÆt btb nghiªng trªn mÆt b»ng. b' x b + b bd +) b = c d = b + h (nÕu ®êng kÎ xiªn 450 tb 2 c 0 ( Mx << My ) theo ph¬ng bÒ réng trïm ra ngoμi mÐp cäc) y b + .b' +) b = c (nÕu ®êng kÎ xiªn 450 theo ph¬ng bÒ réng n»m trong c¸c mÐp cäc). tb 2 K- Tra b¶ng phô thuéc c0/h0 trong phô lôc trang 27 Share-connect.blogspot.com 63
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd 0 b.3 - Cäc gãc cã P imax chäc thñng (bá qua ¶nh hëng cña cèt ngang trong ®μi cäc): §iÒu kiÖn 0 ≤ P imax 0,75.Rk.h0.(btb1+btb2) → α 0 NÕu cã t¹o bËc hay v¸t th× ho h0b vμ cã thÓ kÓ ®Õn <45 qua gi¸ trÞ c/h0 b o h b o 45 h α o Pi max b o h 45 btb-1 btb-2 3 - Ma s¸t ©m. - Trong c¸c trêng hîp cäc lμm viªc trong nÒn cã c¸c líp ®Êt sau: + §Êt ®¾p dμy ≥ 2m, + H¹ níc ngÇm, cäc ma s¸t + T¶i träng bªn phô thªm, vÝ dô c«ng tr×nh l©n cËn, t¶i g träng kho b·i n ¬ m © d th× ®é lón cña c¸c líp ®Êt nμy cã thÓ lín h¬n, l©u h¬n so t t τ i _ + ¸ ¸ s s víi ®é lón cña cäc, ®Æc biÖt lμ trêng hîp khi cã sù lón a a m xuèng t¬ng ®èi gi÷a ®Êt vμ cäc, cäc sÏ truyÒn tÊt c¶ t¶i m träng chèng l¹i lªn mòi cäc. §ã chÝnh lμ ma s¸t ©m g n ¬ Th«ng thêng trong c¸c trêng häp cäc chèng hay d + t cäc h¹ qua ®Êt lo¹i sÐt mÒm - b·o hoμ, cè kÕt chËm, bÒ ¸ s a dμy lín tùa vμo c¸c líp ®Êt tèt th× ma s¸t ©m cã thÓ cã m gi¸ trÞ ®¸ng kÓ. Gi¸ trÞ ma s¸t ©m phô thuéc vμo : ®iÒu R R kiÖn ®Þa chÊt, h×nh d¹ng, sè lîng cäc trong mãng, tÝnh chÊt cè kÕt cña ®Êt ViÖc tÝnh to¸n ma s¸t ©m vμ kü thuËt hiÖn trêng ®Ó gi¶m lùc ma s¸t ©m nh thÕ nμo?: NÐn tríc, h¹n chÕ h¹ mùc níc ngÇm, quÐt tr¬n mÆt cäc hoÆc ¸o bäc. Ph¬ng ph¸p ®¬n gi¶n tÝnh ma s¸t ©m lμ sö dông gi¸ trÞ ma s¸t d¬ng ®i xuèng trong vïng ®Êt bÞ lón. Share-connect.blogspot.com 64
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Ngoμi ra cã thÓ dïng c¸c c«ng thøc thùc nghiÖm, trang 307 “Mãng cäc trong thùc tÕ x©y dùng” – Nhμ xuÊt b¶n x©y dùng 1999. Theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ thi c«ng vμ nghiÖm thu cäc tiÕt diÖn nhá TCVN – 189- 1996( TCVN – Nhμ xuÊt b¶n x©y dùng 1997) - Lùc mas¸t ©m t¸c dông lªn cäc Qn ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: n Σ Qn = Qni = u ¦ qni.li i=1 qni : cêng ®é giíi h¹n cña mas¸t ©m t¸c dông lªn cäc t¹i líp ®Êt i, phÇn chÞu σ ’ mas¸t ©m) qni =F. v m : sè líp ®Êt g©y ma s¸t ©m; F = 0,3 σ ’ v : øng suÊt h÷u hiÖu theo ph¬ng ®øng §èi víi cäc chèng phÇn chiÒu dμi cäc chÞu ma s¸t ©m lÊy b»ng chiÒu s©u cäc gÆp líp ®Êt cøng. §èi víi nÒn ®ång nhÊt phÇn chiÒu dμi cäc chÞu mas¸t ©m lÊy b»ng 0,7lc 4 – Chän bóa ®ãng cäc vμ lùc Ðp ®Çu cäc Ph¬ng ph¸p Ðp: ≥ Trong giai ®o¹n thi c«ng lùc Ðp ®Çu cäc pÐp Pgh kho¶ng (1,8 –2,8)[P] dù kiÕn trong ®ã [P] dù kiÕn = P® (dù tÝnh theo kÕt qu¶ xuyªn hay ph¬ng ph¸p thèng kª) §Õn ®é s©u thiÕt kÕ ph¶i duy tr× lùc Ðp tèi thiÓu PÐpmin (do t vÊn qui ®Þnh) trong thêi gian kho¶ng ≥ 10 phót, nÕu cäc dõng th× cho phÐp ngõng h¹ cäc, ngîc l¹i nÕu cäc vÉn di chuyÓn th× tiÕt tôc Ðp hoÆc trong qu¸ tr×nh Ðp cha ®Õn ®é s©u thiÕt kÕ nÕu gÆp ph¶i chíng ng¹i, líp kÑp máng tèt th× ph¶i t¨ng lùc Ðp tíi Pmax ( 12m th× Q/q = 1 -1 ,25 Share-connect.blogspot.com 65
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd II.3.3. Tr×nh tù tÝnh to¸n vv thiÕt kÕ: Yªu cÇu tÝnh to¸n lμ chän ra c¸c ®Æc trng cña mãng cäc (cäc vμ ®μi) mét c¸ch thÝch hîp. Thêng dïng ph¬ng ph¸p ®óng dÇn theo tr×nh tù sau. Bíc 1: Thu thËp vμ xö lý tμi liÖu (gäi t¾t lμ tμi liÖu) gåm: tμi liÖu + Tμi liÖu vÒ c«ng tr×nh: (N0, M0, Q0) + Tμi liÖu vÒ ®Þa chÊt: L¸t c¾t ®Þa chÊt HÖ mãng cäc vμ c¸c sè liÖu cña mçi líp + C¸c tμi liÖu kh¸c vËt liÖu C¸c tiªu chuÈn x©y dùng [S], [ΔS ] L Hm® (xem l¹i phÇn mãng n«ng) c¸c ®Æc trng: Bíc 2: Ph¬ng ¸n hÖ mãng cäc ®μi thÊp - cäc (D¹ng ®μi ®¬n, b¨ng, bÌ, ph¬ng ph¸p thi c«ng ) - ®μi Bíc 3: VËt liÖu - Cäc: Bª t«ng, cèt thÐp, líp b¶o vÖ, líp lãt P i , P 0i , g c - §μi: m¸c bª t«ng, thÐp, b¶o vÖ kiÓm tra cäc Bíc 4: §é s©u ®¸y ®μi hm® ϕ Q kiÓm tra ®μi H≥ 0,7tg(450 - ) 0 m® 2 γ 'Bd kiÓm tra : Q HoÆc H ≥ 0,7 0 m® γ 'Bd (lóc nμy chän tríc B® theo kinh nghiÖm) cÊu t¹o Bíc 5: Chän c¸c ®Æc trng cña mãng cäc, gåm: - Cäc: - lc (chiÒu dμi), F (tiÕt diÖn, xem chó ý 1) b¶n vÏ Pvl, P® [P] - n (sè lîng cäc) (¸ng chõng tõ [P] - Bè trÝ theo kiÓu líi hay hoa thÞ ®Òu hoÆc kh«ng ®Òu → §μi cäc: B® x L®(tõ viÖc bè trÝ cäc) x h® vμ H0®. Bíc 6: X¸c ®Þnh t¶i träng t¸c dông lªn cäc M .y M .x - Pi = N + x i + y i n y2 x2 ¦ i ¦ i N M .y M .x 0 + x i + y i - P0i = 2 2 n ¦ yi ¦x i - gc = lc x F x 2,5 (T) Share-connect.blogspot.com 66
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Bíc 7 KiÓm tra cäc - Giai ®o¹n thi c«ngvμ thÝ nghiÖm: cÈu, l¾p cäc ®óc ≥ - Pvl PÐp (®ãng) max ≤ ≤ - Giai ®o¹n sö dông Pimax + gc [P] (Nªn N 1,1.n.[P]) Bíc 8 KiÓm tra ®μi cäc §μi lμm viÖc t¬ng tù b¶n conson - PhÝa trªn chÞu lùc t¸c dông trªn diÖn nhá lμ cét, têng (N0, M0) - PhÝa díi lμ lùc tËp trung t¹i c¸c ®Çu cäc Néi dung tÝnh to¸n - TÝnh to¸n cêng ®é trªn diÖn ®øng (t¹i vÞ trÝ mÐp cét theo 2 ph¬ng ) T¬ng tù phÇn mãng n«ng + §iÒu kiÖn ph¸ ho¹i dÎo + TÝnh to¸n Fa yªu cÇu bè trÝ ( thêng ®Æt cèt ®¬n d¹ng líi r¶i trªn ®Çu cäc) + KiÓm tra hμm lîng thÐp - TÝnh to¸n cêng ®é trªn tiÕt diÖn nghiªng (xem chó ý 2) + Cét, têng ®©m thñng (Ðp thñng) + Hμng cäc chäc thñng + Cäc gãc cã Pimax chäc thñng. Bíc 9: KiÓm tra tæng thÓ mãng cäc (coi lμ mãng khèi qui íc) - KiÓm tra ¸p lùc díi ®¸y mãng khèi ≤ SCT cña ®Êt díi mãng khèi (t¬ng tù ë mãng n«ng P ≤ R ≤ Pmax 1,2R ≤ P2 R2 Trêng hîp mÆt ®Êt lμ m¸i ®Êt( gÇm bÕn c¶ng, trô bê ) th× cÇn ph¶i kiÓm tra tæng thÓ theo ph¬ng ph¸p c©n b»ng khèi trît r¾n. ≤ - KiÓm tra ®é lón S Sgh S- ®é lón mãng cäc cã thÓ x¸c ®Þnh theo lý thuyÕt hoÆc kinh nghiÖm tõ ®é lón x¸c ®Þnh trong thÝ nghiÖm nÐn tÜnh cäc(vÝ dô theo Meyerhof, H .Poulos ) Bíc 10 CÊu t¹o Bíc 11 B¶n vÏ Share-connect.blogspot.com 67
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd NhËn xÐt ph¬ng ph¸p tÝnh • Gi¶ thiÕt 1: ChÊp nhËn ®îc khi Q0 kh«ng lín kh¾c phôc b»ng c¸ch tÝnh to¸n theo nguyªn lý trong phÇn cäc ®μi cao • Gi¶ thiÕt 2: Kh«ng kÓ ®Õn sù lμm viÖc cña ®Êt díi ®μi l·ng phÝ. §©y chÝnh lμ sù ®¬n gi¶n ho¸ viÖc tÝnh to¸n mãng cäc ®μi thÊp ≠ khi tÝnh ®μi cao. • Gi¶ thiÕt 3: Kh«ng ®óng cho dï lμ ®ãng cäc tha • Gi¶ thiÕt 4: RÊt kh«ng râ rμng nhng tÝnh to¸n ®¬n gi¶n, vμ kinh nghiÖm cho thÊy lμ an toμn. eo II.3.4. Mét sè chó ý khi tÝnh to¸n: No 1. Trêng hîp mãng lÖch : Mo M = M0 + N0. e0 M N Cã thÓ x¶y ra cäc chÞu kÐo lín → biÖn ph¸p: Gi»ng mãng + CÊu t¹o gi»ng + TÝnh to¸n kÓ ®Õn sù ph©n bè l¹i lùc do ¶nh hëng cña gi»ng vμ kÕt cÊu trªn ®ång thêi kÓ ®Õn ¶nh hëng cña ®μi. 2. Trêng hîp cét ®«i: Hîp c¸c lùc Noi , Moi vÒ träng t©m c¸c ®Çu cäc t¹i møc ®¸y ®μi vμ tÝnh to¸n nh ®· nãi ë trªn. No1 No2 Mo1 Mo2 Cét ®«i 3. Bè trÝ cäc kh«ng ®èi xøng (kh«ng ®Òu): - Thêng dïng víi lÖch t©m cè ®Þnh vμ M t¬ng ®èi lín (cÇu, c¶ng, nhμ c«ng nghiÖp ) - Bè trÝ cäc dμy vÒ phÝa lÖch (sao cho diÖn chÞu t¶i mçi hμng gÇn b»ng nhau). - T×m trôc träng t©m cña tÊt c¶ c¸c cäc, chuyÓn c¸c lùc vÒ gèc to¹ ®é träng t©m. Sau ®ã tÝnh to¸n nh trªn. Share-connect.blogspot.com 68
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd No Mo Trôc träng t©m x 4. §μi b¨ng díi têng, : Theo ph¬ng dμi cã thÓ coi lμ cøng, theo ph¬ng bÒ réng th× tÝnh to¸n nh trªn. - Khi cäc c¸ch nhau tha ≥ 6D, vμ chiÒu cao ®μi kh«ng ®ñ lín ®Ó coi lμ ®μi cøng tÝnh to¸n ®μi mÒm. ViÖc gi¶i bμi to¸n ®μi mÒm rÊt phøc t¹p ®ßi hái cã sù trî gióp cña m¸y tÝnh. Khi ®ã coi ®μi lμ phÇn tö shell hoÆc Solid, cäc lμ c¸c phÇn tö Frame liªn kÕt cøng víi ®μi cäc, cã thÓ sö dông c¸c ch¬ng tr×nh phÇn mÒm nh SAP2000 5. §èi víi mãng cäc tre §©y lμ biÖn ph¸p ¸p dông kh¸ réng r·i trong x©y dùng nhμ ë gia ®×nh, nhμ lμm viÖc Ýt tÇng, c«ng tr×nh thuû lîi, ®êng, cÇu nhá trªn nÒn ®Êt cã líp ®Êt bªn trªn thuéc lo¹i dÝnh yÕu, b·o hoμ níc thêng xuyªn (trong ®iÒu kiÖn ngËp níc, cäc tre cã thÓ t¬i rÊt l©u, vÝ dô ë nhμ thê Ph¸t diÖm h¬n 100 n¨m nay cäc tre vÉn “xanh”) CÊu t¹o: Cäc tre “®ùc giμ “ dμi 1-2,5m, ®îc ®ãng víi mËt ®é thêng lμ (cäc 20 x 20, 25 x 2 25cm) 16-20 cäc/m . §Çu cäc ®îc liªn BT. g¹ch vì m¸c 75# kÕt bëi g¹ch vì, hay bª t«ng nghÌo. Cè g¾ng bè trÝ cäc tre trμn ra ngoμi ®Õ mãng. Share-connect.blogspot.com 69
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn bé m«n c¬ häc ®Êt – nÒn mãng ®hxd Tiªu chuÈn: ®ãng cäc tre b»ng vå hay t¹. Khi ®ã tr¸nh lμm vì cäc b»ng c¸ch chôp ®Öm ®Çu cäc hay ch»ng buéc ®Çu b»ng d©y cao su C«ng dông: - Lμm chÆt ®Êt - TruyÒn t¶i xuèng díi líp díi mòi cäc (cã réng h¬n ®¸y mãng nhiÒu) ThiÕt kÕ cäc tre: - Chän cäc: tre “®ùc” giμ, th¼ng, ®Æc. - TÝnh to¸n cäc, cã 2 quan ®iÓm: + Coi cäc tre lμm chÆt ®Êt nh cäc c¸t (gia cè nÒn) Kh«ng hîp lý? + Coi cäc tre thuéc lo¹i cäc cøng (theo nguyªn lý nh cäc btct ë trªn) Chó ý: Sau gia cè ph¶i cã thÝ nghiÖm bμn nÐn tÜnh côm cäc tre hoÆc c¸c thÝ nghiÖm hiÖn trêng kh¸c ®Ó kiÓm tra hiÖu qu¶ gia cè. (Coi lμ líp ®Êt ®ång nhÊt) (Coi lμ mãng quy íc) Share-connect.blogspot.com 70
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn II.4 - Mãng cäc ®Öi cao - Khi ®μi ë phÝa trªn bÒ mÆt ®Êt hoÆc cha ch«n ®ñ s©u trong ®Êt khi cã t¶i träng ngang lín → cäc chÞu uèn No No o d Qo lín Qo ù Mo Mo t c ä c n á ¹ h o n § h - Thêng dïng n¬i ngËp níc (cÇu, c¶ng), ®o¹n cÇu vît, m¬ng thuû lîi vît, nhμ thuû täa. - So víi ®μi thÊp th× kÐm æn ®Þnh h¬n do cäc chÞu uèn, chuyÓn vÞ ngang cña mãng → thêng dïng tiÕt diÖn cäc lín. Nguyªn lý tÝnh to¸n: thêng thùc hiÖn theo c¸c híng sau 1. Phѭѫng pháp giҧi tích: Ph¶i gi¶i quyÕt 2 bμi to¸n c¬ b¶n sau Bμi to¸n 1: Ph©n phèi t¶i lªn cäc. §©y lμ kÕt cÊu siªu tÜnh bËc cao. Thêng dïng ph¬ng ph¸p chuyÓn vÞ víi 1 sè gi¶ thiÕt ®¬n gi¶n bμi to¸n. No No Qo Mo Qo Mo M ω v u Q N O VÝ dô hÖ c¬ b¶n víi gi¶ thiÕt hÖ ph¼ng vμ ®μi tuyÖt ®èi cøng.(xem h×nh bªn), trong ®ã cäc ngμm víi ®μi vμ cäc ngμm ®μn håi víi ®Êt hoÆc ngμm cøng trong ®ã. KÝ hiÖu : + T¶i träng ph©n phèi lªn ®Çu cäc thø i trong mãng: Ni, Qi , Mi + ChuyÓn vÞ t¹i O trong hÖ c¬ b¶n: v, u, ω (Èn sè) Share-connect.blogspot.com 71
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn + Ph¶n lùc ®¬n vÞ cña c¸c kiªn kÕt t¹i O: rik (c¸c hÖ sè) Ta cã hÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c: ω rvv.v + rvu.u + rvω. + N = 0 ω ruv.v + ruu.u + ruω. + Q = 0 ω rωv.v + rωu.u + rωω. + M = 0 + ρ δ Gäi ik vμ ik lμ ph¶n lùc, chuyÓn vÞ ®¬n vÞ t¹i ®Çu cäc + ρo δo Gäi ik vμ ik lμ ph¶n lùc, chuyÓn vÞ ®¬n vÞ t¹i cao tr×nh mÆt ®Êt cña cäc + Δ Δ Δ Δ i( N, Q, M) chuyÓn vÞ cña cäc theo c¸c ph¬ng ®øng, ngang vμ xoay. δ Trong ®ã ik ®ù¬c x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn liªn kÕt cña cäc víi líp ®Êt t¹i mòi cäc (ngμm hay gèi ®μn håi) ρ ρ C¸c hÖ sè rik ®îc x¸c ®Þnh tõ quan hÖ rik =f1( ik) , ik l¹i ®îc x¸c ®Þnh theo quan hÖ víi δ ik , tiÕp tôc nh vËy ta cã: ρ δ ρo ρo rik =f1( ik) = f1(f2( ik)) = f1(f2(f3( ik))) = f1(f2(f3(f4( ik))) B»ng c¸ch ®a vμo 1 sè gi¶ thuyÕt th× viÖc x¸c ®Þnh rik trë nªn ®¬n gi¶n. ω Δ Δ Δ - Gi¶i hÖ ph¬ng tr×nh chÝnh t¾c x¸c ®Þnh ®îc v, u, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc N, M, Q Δ ω sau lμ Ni, Qi, Mi vμ i = f(v, u, ) vμ: N = ρ . Δ i ik N Pi Pi ρ Δ ρ Δ Mi Mi Qi = QQ. Q - QM. M Qi Qi ρ Δ ρ Δ Mi = MM. M - QM. Q → Gi¶i ra t¶i träng t¸c dông lªn ®Çu cäc thø i Pi, Qi, Mi (Víi ®μi thÊp Qi = Mi = 0 M × y M × x N + x i + y i Pi = 2 2 n ¦ yi ¦ x i - Bμi to¸n 2: Cäc lùc chÞu uèn (Pi, Qi, Mi ) Mi Mi XÐt cäc thø i: thanh chÞu uèn víi t¶i träng t¸c dông ë Qi Qi → ®Çu cäc lμ (Pi, Qi, Mi) thêng gi¶ thiÕt biÕn d¹ng i y cña cäc nhá nguyªn lý céng t¸c dông, bμi to¸n gåm 2 σz y bμi to¸n: Ph¶n lùc cña ®Êt lªn cäc + Cäc chÞu lùc däc trôc Pi + Cäc chÞu lùc ngang trôc Qi, Mi S¬ ®å tÝnh Share-connect.blogspot.com 72
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn σ z Bμi to¸n cäc chÞu t¶i ngang vμ m« men (cÇn t×m y ) Th«ng thêng ngêi ta ph©n biÖt bμi to¸n cäc chÞu t¶i träng ngang vμ m«men : + Cäc cøng. + Cäc cã ®é cøng h÷u h¹n. C¸c ph¬ng ph¸p gi¶i bμi to¸n t¬ng tù nh bμi to¸n têng cõ. + Ph¬ng ph¸p gi¶ thiÕt cäc cøng vμ xoay t¹i O, t¶i träng t¸c dông lªn mÆt bªn cäc lμ ¸p lùc chñ ®éng vμ bÞ ®éng t¬ng øng. + Ph¬ng ph¸p cäc nh dÇm trªn nÒn ®μn håi. - Ph¬ng tr×nh cña ®é vâng theo ph¬ng y ® ¯ σz - M« h×nh nÒn: quan hÖ y vμ y σ y → Gi¶i ra cã z → (M,Q), y 2. Phѭѫng pháp phҫn tӱ hӳu hҥn: Mô hình hóa hӋ kӃt cҩu cӑc và ÿài cӑc thành các phҫn tӱ hӳu hҥn: cӑc là các phҫn tӱ Frame, ÿài cӑc là phҫn tӱ Shell hoһc Solid. Ҧnh hëng cӫa nӅn ÿѭӧc thay thӃ bҵng các gӕi ÿàn hӗi, ÿӝ cӭng cӫa các gӕi ÿàn hӗi theo phѭѫng ngang và phѭѫng ÿӭng K có thӇ xác ÿӏnh theo mӝt sӕ công thӭc: n Terzaghi, Vesic, Poulos m h n Theo Terzaghi: m h § · E d § E · K = ¨ ¸ s ¨ s ¸ d E I ¨ − ¸ © ¹ p p © ȝs ¹ Trong ÿó EpIp - ÿӝ cӭng kháng uӕn cӫa cӑc d - ÿѭӡng kính hay cҥnh cӑc a) Trêng hîp ®μi ®Æt cao h¬n mÆt ®Êt b) Trêng hîp ®μi ®Æt thÊp h¬n mÆt ®Êt μs - hӋ sӕ nӣ hông S¬ ®å tÝnh to¸n mãng cäc theo ph¬ng ph¸p tæng qu¸t Es - môdul ÿàn hӗi ViӋc giҧi bài toán trên có thӇ áp dөng chѭѫng trình SAP2000 - Sau khi ®· t×m ®îc néi lùc chuyÓn vÞ cña cäc vμ ®μi cäc (M,Q), y thùc hiÖn c¸c c«ng viÖc sau: KiÓm tra SCT cña cäc theo ph¬ng ngang cña ®Êt. Share-connect.blogspot.com 73
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Cã néi lùc (M,Q) → kiÓm tra cèt thÐp cäc. KiÓm tra SCT cña cäc theo ph¬ng ngang. Tãm l¹i: ViÖc thiÕt kÕ mãng cäc ®μi cao kh¸c ®μi thÊp c¬ b¶n ë c¸c phÇn - Bμi to¸n 1 - Bμi to¸n tÝnh to¸n kiÓm tra cäc theo ph¬ng ngang trong bμi to¸n 2. σ z ≤ ≤ [] (KiÓm tra y max R ng , y y , vμ kiÓm tra cêng cäc chÞu uèn ngang. Cßn l¹i gièng ®μi thÊp) II.5 - Mãng têng (têng trong ®Êt) II.5.1. Ph©n lo¹i : - Têng liªn tôc - Cäc hμng C«ng dông: - Gi÷ thμnh hè ®μo khi thi c«ng tÇng hÇm vμ truyÒn t¶i ®øng ngang (chøc n¨ng nμy cña têng ch¾n nh mãng cäc nhåi) - Ng¨n níc thÈm thÊu theo ph¬ng ngang Ph¹m vi øng dông: - Nhμ cao tÇng cã tÇng hÇm s©u - C«ng tr×nh ngÇm trong ®iÒu kiÖn thμnh phè chËt hÑp, - Chen gi÷a c¸c c«ng tr×nh ®· x©y dùng - BÓ chøa, c«ng tr×nh th¸p cao (xem h×nh trang sau) II.5.2. S¬ ®å thi c«ng: T¬ng tù cäc nhåi, gåm c¸c c«ng ®o¹n chÝnh - T¹o lç têng - §Æt cèt thÐp vμ ®æ bª t«ng - §μo ®Êt vμ chèng ®ì têng 20-30cm 20-30cm m .5 1 - 1 φ>10 1-1.5m Share-connect.blogspot.com 74
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn II.5.3.TÝnh to¸n thiÕt kÕ têng trong ®Êt : - Trong giai ®o¹n thi c«ng: æn ®Þnh hè ®μo cã v÷a sÐt bentonit vμ tÝnh to¸n têng t¬ng øng víi c¸c ®é s©u ®μo kh¸c nhau. -Trong sö dông: Néi dung tÝnh to¸n 1 sè phÇn c¬ b¶n nh sau: II.5.3.1.V÷a bentonit vμ æn ®Þnh hè ®μo Thùc tÕ x©y dùng cho thÊy lμ hμo ®Çy v÷a sÐt th× æn ®Þnh ngay c¶ khi ®Êt yÕu mμ khi tÝnh to¸n th× hμo bÞ sôt lë . §iÒu ®ã ®îc gi¶ thiÕt kh¸c nhau. Cã t¸c gi¶ cho r»ng nhê hiÖn tîng keo ho¸ cña bentonite do ®é bÒn cña keo lμ lín hoÆc do sù lμm viÖc kh«ng gian, nhng phÇn lín cho r»ng chÝnh mμng keo ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh vμ kÕ ®Õn lμ ¸p lùc cña v÷a sÐt trong hμo. vtg ϕ S¬ ®å tÝnh æn ®Þnh v¸ch hμo víi gi¶ thiÕt mÆt trît lμ cong d¹ng logarit: r = ro.e Trong ®ã : Gi – träng lîng khèi ®Êt( cã xÐt ®Õn ®©û næi); QB - ¸p lùc níc; Qt - ¸p lùc v÷a sÐt ; R1 – ph¶n lùc qua t©m cña phÇn ®Êt kh«ng trît; C – Hîp lùc dÝnh. æn ®Þnh cña v¸ch hμo x¸c ®Þnh tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng c¸c lùc t¸c dông khèi trît. Q .l K = T 1 > [K] min ()− − Gi a QB l2 Mc c M : m«men do C ≈ tg ϕ (r2 – r 2) c 2 1 o Yªu cÇu ®èi víi v÷a sÐt bentonite: V÷a sÐt keo mÞn cÇn ph¶i gi÷ ®îc c¸c h¹t ®Êt ®μo ra, ë tr¹ng th¸i ®Èy næi ph¶i lμm keo qu¸nh phÇn ®Êt chÞu lùc vμ t¹o ra mμng sÐt chèng thÊm. C¸c lo¹i sÐt chÕ t¹o v÷a cÇn : ≤ ≥ - W 8% vμ Wnh 60% - Hμm lîng sÐt nªn ≥ 50% ChØ tiªu c¬ b¶n ®Ó x¸c ®Þnh chÊt lîng v÷a sÐt lμ lîng tiªu hao sÐt ®Ó chÕ t¹o 1 m3 v÷a. Hμm lîng c¸t trong v÷a Khèi lîng v÷a C¨n trªn Lo¹i sÐt( víi ®é nhít Lîng v÷a sÐt % 3 sμng §é Èm % sÐt t¬ng ®èi lμ 25 t¹o ®îc, m o Trong ®ã 3 N 0075 Chung sec)g/cm röa ®i ®îc 1 ≤ 1,06 > 10 ≤ 10 5,0 – 8,0 ≤ 0,8 ≤ 0,5 2 1,06 – 1,08 10,0 – 8,0 ≤ 10 5,0 – 8,0 ≤ 1,5 ≤ 0,8 3 ≥ 1,15 ≥ 4,0 ≤ 10 5,0 – 8,0 ≤ 4,0 ≤ 3,0 4 1,08 – 1,15 8,0 – 4,0 ≤ 10 5,0 – 8,0 ≤ 3,0 ≤ 1,5 Share-connect.blogspot.com 75
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn Mãng b¨ng vμ mãng trô lo¹i r·nh Mãng r·nh cña c«ng tr×nh cã mÆt b»ng h×nh trßn Share-connect.blogspot.com 76
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn II.5.3.2.TÝnh to¸n têng, chèng ®ì trong qu¸ tr×nh ®μo 1 1 1 2 2 3 II.5.3.2.1.Ph¬ng ph¸p cña Sachipana C¸c gi¶ thiÕt: 1. Sau khi ®Æt tÇng chèng díi th×: − Lùc däc trôc cña tÇng chèng trªn = const -x − ChuyÓn vÞ th©n têng tõ ®iÓm chèng díi trë N1 N2 k o lªn b»ng chuyÓn vÞ tríc khi ®Æt tÇng chèng díi h N3 n(hok +x) k 1 h Nk k lk 2 k − k h h Momªn cña têng tõ ®iÓm chèng díi trë lªn h +y -y ζ 1 b»ng M tríc khi dÆt tíng chèng díi. + ξ x 2 2. Th©n têng dμi v« h¹n. 3. ¸p lùc ®Êt ph©n bè nh h×nh vÏ +x 4. §iÓm chèng lμ cè ®Þnh S¬ ®å tÝnh: ÷ ÷ Nh vËy ta tiÕn hμnh tÝnh to¸n lÇn lît tõ giai ®o¹n ®μo 1 n t×m ®îc lùc N1 Nn vμ néi lùc trong têng. II.5.3.2.2. Ph¬ng ph¸p têng trªn nÒn ®μn håi Ngoμi c¸c gi¶ thiÕt t¬ng tù trªn, cßn gi¶ thiÕt r»ng: − ¸p lùc ®Êt lªn phÇn têng trªn tÇng chèng lμ ¸p lùc chñ ®éng. γ 2 o ϕ o ϕ pa = (q + .h)tg (45 – /2) – 2ctg(45 – /2) − PhÝa díi têng chèng chØ cã ¸p lùc bÞ ®éng, ¸p lùc nμy ®îc x¸c ®Þnh theo chuyÓn vÞ têng (VÝ dô theo Winkler ®ã lμ pb = Es.y , trong ®ã Es =b.Kh ;Kh lμ hÖ sè nÒn theo ph¬ng ngang) Tõ ph¬ng tr×nh ®êng ®μn håi vμ ®iÒu kiÖn c©n b»ng tÜnh Æ x¸c ®Þnh ®îc lùc chèng ®ì vμ néi lùc têng trong ph¹m vi phÝa trªn tÇng chèng. Share-connect.blogspot.com 77
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn S¬ ®å qu¸ tr×nh tÝnh to¸n tõ¬ng nhiÒu thanh chèng theo qu¸ tr×nh ®μo a) S¬ ®å têng, thanh chèng vμ hè ®μo Δ b) S¬ ®å tÝnh têng khi hè ®μo ®Õn ®é s©u H1+ H c,d) S¬ ®å tÝnh têng khi hè ®μo ®Õn ®é s©u H2 Ghi chó: HiÖn nay ®· cã mét sè phÇn mÒm rÊt m¹nh ®îc vËn dông vμo tÝnh to¸n têng ch¾n trong ®Êt, vÝ dô: GEOSLOPE, PLAXIS hÇu hÕt c¸c ch¬ng tr×nh nμy ®Òu gi¶i quyÕt c¸c bμi to¸n b»ng ph¬ng ph¸p PTHH. Share-connect.blogspot.com 78
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn LuyÖn tËp ch¬ng II Mãng s©u PhÇn lÝ thuyÕt 1. Ph¹m vi øng dông mãng cäc. 2. Ph©n lo¹i mãng cäc vμ ph¹m vi øng dông cña mçi lo¹i. 3. a. Tr×nh bμy nh÷ng yªu cÇu cÊu t¹o c¬ b¶n ®èi víi cäc bªt«ng cèt thÐp (btct) ®óc s½n ( m¸c bªt«ng, thÐp trong cäc, cÊu t¹o ®Çu vμ mòi cäc, mèi nèi ) Gi¶i thÝch t¹i sao cã c¸c yªu cÇu ®ã. b. T¬ng tù ®èi víi cäc nhåi. 4. Tr×nh bμy nh÷ng yªu cÇu cÊu t¹o c¬ b¶n ®èi víi ®μi cäc toμn khèi( m¸c bªt«ng, thÐp trong ®μi, liªn kÕt ®μi víi cäc vμ cét, têng.) 5. Kh¸i niÖm vÒ søc chÞu t¶i cña cäc ( trong giai ®o¹n thi c«ng vμ giai ®o¹n sö dông cña cäc ®óc h¹ b»ng ®ãng, Ðp vμ cäc khoan nhåi). 6. Tr×nh bμy ph¬ng ph¸p thÝ nghiÖm nÐn tÜnh cäc x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i däc trôc cña cäc theo ®Êt nÒn (s¬ ®å thÝ nghiÖm, dông cô, thao t¸c, qui tr×nh, kÕt qu¶ vμ nhËn xÐt). 7. T¬ng tù víi ph¬ng ph¸p ®ãng thö. 8. Tr×nh bμy ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i däc trôc cña cäc theo ®Êt nÒn b»ng c¸ch: + Dùa vμo c¸c kÕt qu¶ thÝ nghiÖm trong phßng(PP thèng kª). + Dùa vμo kÕt qu¶ xuyªn tÜnh CPT. + Dùa vμo kÕt qu¶ xuyªn tiªu chuÈn SPT. 9. C¸c yÕu tè ¶nh hëng tíi viÖc chän chiÒu dμi vμ tiÕt diÖn cäc. 10. C¸c gi¶ thiÕt trong tÝnh to¸n mãng cäc ®μi thÊp? C¸c gi¶ thiÕt ®ã ®îc øng dông vμo phÇn nμo trong thiÕt kÕ mãng cäc ®μi thÊp? 11. Tr×nh bμy néi dung tÝnh to¸n kiÓm tra cäc ®óc h¹ b»ng c¸ch ®ãng, Ðp( trong thi c«ng vμ trong sö dông) 12. Tr×nh bμy néi dung tÝnh to¸n kiÓm tra ®μi cäc toμn khèi. 13. Tr×nh bμy néi dung tÝnh to¸n kiÓm tra tæng thÓ mãng cäc ( KiÓm tra cêng ®é ®Êt díi mòi cäc, æn ®Þnh tæng thÓ vμ ®é lón). 14. Ma s¸t ©m ®èi víi mãng cäc vμ c¸c biÖn ph¸p kh¾c phôc ma s¸t ©m). 15. Tr×nh bμy vÊn ®Ò chän bóa vμ lùc Ðp trong thi c«ng cäc ®óc s½n h¹ b»ng ph¬ng ph¸p ®ãng vμ Ðp. Share-connect.blogspot.com 79
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn 16. So s¸nh mãng cäc ®μi thÊp vμ ®μi cao. PhÇn bμi tËp 1) §Ò xuÊt ph¬ng ¸n mãng cäc trong trêng hîp sau: − C«ng tr×nh cã t¶i träng N, M kh¸ lín − NÒn ®Êt gåm 3 líp ®Êt: + Líp ®Êt 1 bªn trªn cã bÒ dμy thay ®æi 4-6 m thuéc lo¹i sÐt pha cã ®é sÖt B =1,3 + Líp ®Êt 2 cã bÒ dμy thay ®æi 6-7 m thuéc lo¹i sÐt cã ®é sÖt B =0,2 2 + Líp ®Êt 3 rÊt dμy lμ c¸t trung cã cêng ®é kh¸ng xuyªn trung b×nh qc =890 T/m . 2) X¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc BTCT ®óc s½n trong giai ®o¹n sö dông, biÕt: − φ M¸c bªt«ng cäc 300#; TiÕt diÖn cäc 25x25 cm; dμi 8m gåm 4 20 AII cã Ra =28000T/m2; ®Çu cäc c¸ch mÆt ®Êt 1,5m. − NÒn ®Êt gåm 2 líp: + Líp ®Êt trªn dμy 6m thuéc lo¹i sÐt pha, + Líp ®Êt díi lμ c¸t nhá chÆt võa. ξ a. Cho biÕt thÝ nghiÖm nÐn tÜnh cäc nh sau vμ =0,15; Sgh =4cm Lùc nÐn TN(T) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 §é lón tæng céng 0,8 1,5 2,3 3,15 4,0 5,0 6,4 8,8 12,4 15,5 (mm) b. Cho biÕt ®é sÖt líp 1: B =1,1 2 2 c. Cho biÕt kÕt qña xuyªn tÜnh qc1 =15 T/m ; qc2 = 800T/m d. Cho biÕt kÕt qu¶ SPT: N1 =0; N2 =20. 3) S¬ bé chän sè cäc theo ®iÒu kiÖn søc chÞu t¶i cña cäc vμ bè trÝ cäc trªn mÆt b»ng .Cho biÕt ph¬ng ¸n mãng cäc ®μi thÊp nh sau: − Cäc 25x25 cm; dμi 9m; søc chÞu t¶i tÝnh to¸n trong giai ®o¹n sö dông [P] = 30T − T¶i träng tÝnh to¸n t¹i møc ®¸y ®μi :N =93T ; M = 18 Tm. 4) KiÓm tra t¶i träng t¸c dông lªn cäc Ðp BTCT tiÕt diÖn 20x20cm2 dμi 11m( 2 ®o¹n). M¸c bªt«ng cäc 300, cèt däc gåm 4φ 18 AII.Cho biÕt: + Mãng cäc gåm 9 cäc ®îc bè trÝ c¸ch ®Òu nhau 4d + Søc chÞu t¶i tÝnh to¸n cña cäc theo ®Êt nÒn [P] = 22T + Lùc Ðp thi c«ng PÐp max = 60T + §μi cäc ch«n s©u 1,5m vμ co kÝch thíc B®xL®xH® =2x2x0,8m Share-connect.blogspot.com 80
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn + T¶i träng díi cét No= 120T; Mo= 20Tm; Qo =4T. 5) TÝnh to¸n kiÓm tra chiÒu cao ®μi cäc vμ chän cèt thÐp cÇn thiÕt bè trÝ trong ®μi cña mãng cäc ®a× thÊp nh bμi tËp 4 ë trªn, cho biÕt: + Bªt«ng ®μi m¸c 200. Líp b¶o vÖ cèt thÐp ®¸y ®μi lμ 10cm. + TiÕt diÖn cét 30x50cm, träng t©m cét trïng víi träng t©m ®μi. 6) KiÓm tra ®iÒu kiÖn chiÒu s©u ch«n ®μi trong bμi tËp 3 VÏ mãng khèi qui íc, kiÓm tra ®iÒu kiÖn ¸p lùc vμ ®é lón cña mãng khèi, cho biÕt nÒn ®Êt gåm 2 líp: - Líp ®Êt trªn dμy 8m, thuéc lo¹i sÐt pha B = 1,12; γ =1,74 T/m3. 2 γ 3 ϕ o μ - Líp ®Êt díi lμ c¸t nhá qc =720T/m ; = 1,8 T/m ; = 30 ; o = 0,3. Share-connect.blogspot.com 81
Ts.nguyÔn ®×nh tiÕn ch¬ng III – mãng m¸y III.1.Kh¸i niÖm chung. Mãng díi c¸c c«ng tr×nh th«ng thêng, chñ yÕu chÞu t¸c dông cña t¶i träng tÜnh, cßn mãng m¸y chñ yÕu chÞu t¸c dông cña t¶i träng ®éng. Nh÷ng t¶i träng nμy thêng biÕn ®æi rÊt nhanh vÒ trÞ sè vμ c¸c ph¬ng t¸c dông ®îc vμ gäi lμ nh÷ng lùc kÝch thÝch. ChÝnh c¸c lùc kÝch thÝch nμy lμm cho m¸y vμ mãng bÞ dao ®éng, råi mãng l¹i trë thμnh nguån dao ®éng cña ®Êt lμm cho c¸c kÕt cÊu chung quanh còng bÞ dao ®éng theo. Trong nhiÒu trêng hîp dao ®éng cña mãng lμ nguyªn nh©n lμm chãng háng c¸c chi tiÕt m¸y, lμm gi¶m c«ng suÊt m¸y hoÆc lμm xÊu chÊt lîng s¶n phÈm. §èi víi c¸c m¸y chÝnh x¸c vμ dông cô ®o lêng th× dao ®éng cña m¸y cã thÓ lμm trë ng¹i cho sù ho¹t ®éng b×nh thêng cña chóng, lμm khã kh¨n cho qu¸ tr×nh thao t¸c kü thuËt. MÆt kh¸c dao ®éng sÏ g©y ra t¸c dông cã h¹i ®Õn sinh lý co ngêi, lμm t¨ng sù mÖt mái, lμm gi¶m hiÖu suÊt lao ®éng vμ nÕu cêng ®é dao ®éng qu¸ m¹nh th× cã thÓ lμm cho søc khoÎ cña ngêi bÞ tæn h¹i nghiªm träng . V× nh÷ng lý do ®ã, viÖc thiÕt kÕ mãng díi m¸y cã nh÷ng nÐt kh¸c biÖt c¬ b¶n so víi viÖc thiÕt kÕ mãng c«ng tr×nh th«ng thêng. BiÖn ph¸p chñ yÕu chèng chÊn ®éng lμ x©y dùng tèt mãng díi m¸y vμ chØ cã thÓ x©y dùng mãng díi m¸y khi ¸p dông nh÷ng ph¬ng ph¸p khoa häc ®Ó thiÕt kÕ. III.2.Nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi mãng m¸y. Khi thiÕt kÕ mãng m¸y cÇn ph¶i tho¶ m·n nh÷ng yªu cÇu c¬ b¶n sau ®©y: 1- BÒn v÷ng, æn ®Þnh vμ cã kh¶ n¨ng chÞu ®ùng tèt 2- Kh«ng cho phÐp cã nh÷ng ®é lón vμ nh÷ng biÕn d¹ng lμm mÊt sù ho¹t ®éng b×nh thêng cña m¸y 3- Kh«ng cho phÐp xuÊt hiÖn nh÷ng chÊn ®éng m¹nh lμm c¶n trë sù ho¹t ®éng cña m¸y vμ cña ngêi ®iÒu khiÓn m¸y. Ba yªu cÇu ®ã cã thÓ biÓu diÔn b»ng c¸c bÊt ®¼ng thøc sau ®©y: 1- p ≤ [R] S ≤ [S] ½ 2- ¾ ΔS ≤ [ΔS]¿ 3- A ≤ [A] Trong ®ã: p - øng suÊt díi ®¸y mãng [R] - søc chÞu t¶i giíi h¹n cho phÐp cña nÒn ®Êt t¹i ®¸y mãng ΔS, S - ®é lón vμ ®é lÖch cña mãng Share-connect.blogspot.com 82