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

ng c a v trí đài c c đ n s c ch u t i

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

ng đ
Tr

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

ng

i h c Th y l i

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

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

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

c k t qu ngày hôm nay.



M CL C
M
CH

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

MÓNG C C VÀ M T S

T N T I

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

c tính toán c b n .................................................................................9

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

ánh giá u nh

K t lu n ch
CH


K t lu n ch
CH

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

NG 3: MÔ HÌNH TOÁN BÀI TOÁN TÍNH LÚN CHO MÓNG C C. 47

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


3.3.2. Phân tích tr

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

3.3.3. Phân tích tr

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

K t lu n ch
CH

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

NG 4: TÍNH TOÁN

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


DANH M C HÌNH V

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

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

Hình 1.5: S đ thí nghi m nh h

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

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

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



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

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

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

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

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

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

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

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

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

ng h p tính toán ......................................................76

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

ng đ v t li u c c .............80

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


1
M

U

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

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

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

M c tiêu, nhi m v , đ i t
ph

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

ng pháp nghiên c u c a đ tài:

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

c đi m,

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

it

ng và ph m vi nghiên c u:
it

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


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


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

đ sâu nào đó. Trong nh ng tr

i ta không dùng móng nông mà th

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

ng h p

ng dùng móng c c và có th coi đây

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

ng đào đ p đ t. Hi n nay móng c c đ

c s d ng r ng rãi

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

t bao quanh c c đ

c c c lèn ch t

i

c đ a xu ng đ sâu thi t k

c g i là c c đóng), n (đ

hay lo i c c nh i đ t i ch mà ph

d

ng pháp t o l đ

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

ng

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

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

ng c c.
- Nhóm c c: g m m t s c c đ

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


c s d ng khi t i tr ng công trình

sâu, ho c

nh ng n i có m c n

c ng m


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

ng làm đ t, t n d ng đ

c l p đ t n n c và ti t ki m v t

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

nh ng b ph n

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

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


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

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

ng pháp h c c ...

ng pháp ch t o c c, c c đ

c chia làm hai lo i: c c ch t o

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

a c c vào trong đ t.
Tu theo ph

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


6
- C c h b ng búa th

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

ng dùng c c



c th c hi n b ng ph

ng pháp đào khác. C c nh i có đ

nh h n 600mm đ

c g i là c c nh i có đ

l n h n 600mm đ

c g i là c c nh i đ

c l p đ y b ng bê
ng kính b ng và

ng kính nh , c c nh i có đ

ng kính l n. Ng

ng pháp
ng kính

i thi t k và ng

i thi

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

c xác đ nh b ng ph

ng pháp hình h c

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

l nc a

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


7
C c xiên m t h

ng: góc xiên gi a tr c c c và ph

ng th ng đ ng t 50

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

ng và nhi u h

ng): Góc xiên > 100 ÷ 150.

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



làm nh h

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

- C c ch u t i tr ng ngang
C cđ

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

ng

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

c k đ n vì có th s

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

ng có đài đ t th p d

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

i m t đ t và có tác d ng


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

i thi t k

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

ng h p t i tr ng l ch tâm.

ng đ đ t n n c c

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

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

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

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

ng ph n đ t d

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


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

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

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

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

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

bình th

ng các công trình lân c n.

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

ng trình quy đ nh cho đ n khi đ lún đ

c coi là n đ nh:

- Công trình có tính ch t quan tr ng.

ng h p này là gi i pháp thích h p.

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

ng nâng

c t i đa s c ch u

c t t c các c c đ n đ sâu thi t k mà

không làm h h ng các c c khác và công trình lân c n.
Thông th

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

- C c ma sát không nh h n 3d;


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

ng kính m r ng D ho c D

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


i đáy

ng tính cho kh i móng

c xác đ nh tùy theo đi u ki n làm

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

ng pháp đóng hay ép th

ng nén

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

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

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

ng h p y

c, vì lúc này xác đ nh chi u dài t

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

c ngoài và n

c ta t tr

c t i nay

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

c xác đ nh theo

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

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

i u này không nh ng không

đúng v m t tính toán, mà còn là m t s mâu thu n v lôgic trong cách trình bày,
b i vì nó ng

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



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

ng c a trình t h c c khi thi công).

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

i

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

c và đi u

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

th y rõ v n đ này, d

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

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


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

c l i n u kho ng cách gi a các

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

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

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

c là hoàn toàn không có c s .

ng c a nhóm c c và tr

c h t là nh c a

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

c nghiên c u

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

tr ng thái ch t bão hòa n

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

c có tr ng

c ti n hành đ i v i c c đ n

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

ng

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

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

ng kính

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

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

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

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

9
9

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

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

T i tr ng
gi i h n

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

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

ông đã thu nh n đ

c.

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

đáy đài. N u k đ n s làm vi c

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

i u này đã đ

c

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

c đã nêu

ng kính. M t móng có đài t a


c Th ng [9].

ng I

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

c thi t k v i kho ng cách

c c (c) theo kinh nghi m là 3d