Nền và móng các công trình dân dụng – công nghiệp

Tài liệu  Nền và móng các công trình dân dụng – công nghiệp  là một giáo trình tái bản có bổ sung và điều chỉnh, được biên soạn bởi GS. TS. Nguyễn Văn Quảng, KS. Nguyễn Hữu Kháng và KS. Uông Đình Chất, do Nhà xuất bản Xây dựng phát hành năm 2013.

Tóm tắt nội dung chính:

• Lời nói đầu: Giới thiệu mục đích biên soạn tài liệu phục vụ giảng dạy và học tập ngành Xây dựng, có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho người thiết kế nền móng. Sách vận dụng các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam và tham khảo quy phạm các nước khác (Mỹ, Anh, Pháp, Canada, Nhật Bản). Các ký hiệu dùng theo quy định của hội Cơ học đất và móng quốc tế ISSMFE, đơn vị SI.
• Tương quan giữa các đơn vị hệ MKGSS và hệ SI: Bảng chuyển đổi các đơn vị đo lường cơ bản (chiều dài, lực, tải trọng, ứng suất, môđun đàn hồi, trọng lượng riêng, hệ số biến đổi thể tích).
• Mở đầu:
  • Khái niệm: Giải thích tầm quan trọng của nền và móng trong việc đảm bảo độ bền, ổn định và biến dạng trong giới hạn cho phép của công trình. Nền là lớp đất đá chịu tải trọng, móng là phần dưới đất truyền tải trọng xuống nền. Công việc thiết kế nền móng phức tạp, cần hiểu biết sâu sắc về cơ học đất, điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn. Trình bày các trường hợp công trình bị sự cố do sai sót trong công tác nền và móng (trạm chế biến ngũ cốc ở Canada và Mỹ, bể chứa dầu cá voi ở Na Uy, cầu vòm ở Nga, tháp Piza ở Italia).
  • Biến dạng của công trình khi nền bị lún:
    • Biến dạng của đất nền: Gồm độ lún do đất bị nén chặt (Snc), đất nở ra (Sn), đất bị ép trồi (Set), đất bị phá vỡ kết cấu (Sfk).
    • Các loại biến dạng của nhà và công trình: Lún đều, nghiêng, võng xuống, vồng lên, lệch (vênh), xoắn. Trong đó lún không đều gây ra các ứng suất bổ sung nguy hiểm.
    • Nguyên nhân của sự lún không đều: Tính nén lún của đất phân bố không đồng đều, địa hình phức tạp, đất bị phá vỡ kết cấu, ảnh hưởng của nước (chuyển động, hạ mực nước ngầm, đất ướt lún), tải trọng (lệch tâm, khác nhau, gia tải gần móng, chấn động).
  • Các biện pháp kết cấu nhằm giảm ảnh hưởng của sự lún không đều:
    • Giảm sự chênh lệch độ lún: Cắt công trình bằng khe lún, thay đổi kích thước đế móng hoặc chiều sâu chôn móng, dùng cọc có chiều dài khác nhau, dùng các loại móng có khả năng giảm lún không đều (móng băng, móng bè, móng cọc).
    • Tăng độ bền của kết cấu: Đặt giằng bê tông cốt thép trong tường.
• Chương I: Những nguyên tắc cơ bản của thiết kế nền và móng:
  • Khảo sát địa kỹ thuật: Mục đích (làm sáng tỏ hình dạng, thế nằm, xác định chỉ tiêu vật lý, cơ học, mực nước dưới đất, tính ăn mòn nước), các phương pháp (đo vẽ địa chất công trình, đào thăm dò, khoan thăm dò, xuyên tĩnh, xuyên động, xuyên tiêu chuẩn SPT, cắt quay hiện trường, nén ngang, thử bàn nén), thí nghiệm trong phòng (xác định thành phần hạt, chỉ tiêu vật lý, cơ học). Nêu rõ cách phân loại đất và các trị số tính toán của đất (thứ nhất và thứ hai) dùng trong tính toán theo trạng thái giới hạn.
  • Các loại nền và móng: Phân loại nền (thiên nhiên, nhân tạo, đất, đá) và móng (móng chôn nông, móng cọc, móng sâu, móng dưới máy).
  • Các tài liệu cần có để thiết kế nền móng: Địa điểm xây dựng (ảnh hưởng thiên nhiên, bản đồ phân vùng động đất), đặc điểm của khu đất xây dựng (bản vẽ mặt bằng, tài liệu địa chất công trình, địa chất thủy văn), tài liệu về công trình được thiết kế (công dụng, đặc điểm, kết cấu), vật liệu xây dựng và máy móc thiết bị hiện có của đơn vị thi công.
  • Tải trọng tác dụng xuống móng: Phân loại tải trọng (thường xuyên, tạm thời – lâu, ngắn, đặc biệt), tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng tính toán, tổ hợp tải trọng (cơ bản I, II và đặc biệt).
  • Chọn loại nền và móng: Phụ thuộc vào đặc điểm công trình, tải trọng, nền và móng công trình lân cận, điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn. Trình bày các trường hợp nền (đất tốt, đất tốt – đất yếu – đất tốt, đất yếu – đất tốt) và các giải pháp móng phù hợp.
  • Chọn độ sâu chôn móng: Là khâu quan trọng, phụ thuộc vào địa hình, điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn (mực nước ngầm), đặc điểm công trình thiết kế và lân cận, ảnh hưởng của khí hậu. Giải thích ảnh hưởng của độ sâu chôn móng tương đối đến sức chịu tải của nền.
  • Chống thấm cho móng và tầng hầm: Tác dụng của lớp chống thấm (cách nước, chống ăn mòn), các phương pháp làm lớp chống thấm, và sơ đồ chống thấm cho nhà không tầng hầm và có tầng hầm.
  • Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn:
    • Trạng thái giới hạn thứ nhất (theo sức chịu tải, ổn định): Đảm bảo tải trọng không vượt quá sức chịu tải của nền. Áp dụng cho công trình chịu tải trọng ngang lớn, xây ở bờ dốc, trên nền đá cứng, hoặc đất sét no nước, than bùn.
    • Trạng thái giới hạn thứ hai (theo biến dạng): Khống chế biến dạng công trình không vượt quá giới hạn cho phép (độ lún tuyệt đối, độ lún lệch tương đối, độ nghiêng). Các trị số giới hạn cho phép được tra theo Bảng 1.1 (Bảng 16, TCXD 45-78) và Bảng 1.2 (Bảng 17, TCXD 45-78).
• Chương II: Thiết kế móng nông trên nền thiên nhiên:
  • Phân loại móng nông: Giới thiệu móng đơn, móng băng, móng bè, móng giao thoa.
  • Móng đơn: Dùng dưới cột, trụ đỡ dầm tường, trụ cầu, trụ điện. Cách ngàm cốt thép của cột vào móng (đổ tại chỗ, lắp ghép) và các quy định về chiều sâu cốc.

Tài liệu là một cẩm nang toàn diện về nền và móng, từ lý thuyết cơ bản đến các phương pháp khảo sát, thiết kế và các vấn đề thường gặp trong thực tế.