Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án "Tính toán và thiết kế nền móng công trình" được thực hiện trong khuôn khổ học phần Nền móng (học kỳ 1, năm học 2024–2025) tại Khoa Xây dựng, Trường Đại học Kiến trúc TP.HCM, dưới sự hướng dẫn của PGS. Trương Quang Thành. Bối cảnh kỹ thuật của đề tài xuất phát từ yêu cầu lựa chọn và thiết kế giải pháp móng an toàn, kinh tế cho công trình dân dụng chịu tổ hợp tải trọng chân cột phức tạp (lực dọc $N$, mô men uốn $M$, lực cắt $Q$) trên nền địa chất phân tầng có sự hiện diện của lớp đất yếu bề mặt.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu/thiết kế được xác định cụ thể theo các bước:
- Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn dựa trên số liệu khảo sát hiện trường và thí nghiệm cơ lý trong phòng.
- Thiết kế chi tiết phương án móng nông bê tông cốt thép (móng đơn đặt trên nền tự nhiên) chịu tải trọng lệch tâm cho hai vị trí cột điển hình: móng M(E-3) và móng M(D-1).
- Kiểm tra an toàn nền móng theo hai trạng thái giới hạn: Trạng thái giới hạn I (khả năng chịu tải, chọc thủng) và Trạng thái giới hạn II (biến dạng lún tuyệt đối).
- Tính toán kết cấu bê tông cốt thép cho thân móng và bố trí cốt thép chịu lực.
- Sơ bộ diện tích đáy móng cho toàn bộ hệ thống móng còn lại của mặt bằng công trình (từ trục A đến trục E).
- Khảo sát số liệu tải trọng lớn và điều kiện địa chất 5 lớp để lập quy trình thiết kế móng cọc cho vị trí móng M(B-4).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu móng nông đơn bê tông cốt thép và móng cọc đài thấp truyền tải trọng xuống nền đất.
- Phạm vi không gian: Mặt bằng móng công trình xây dựng với hồ sơ địa chất gồm 3 lớp đất đối với khu vực móng nông (mực nước ngầm tại độ sâu -4,5 m) và 5 lớp đất đối với khu vực móng cọc (mực nước ngầm tại độ sâu -6,0 m).
- Phạm vi thời gian: Hồ sơ thiết kế hoàn thành vào tháng 10 năm 2024.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án áp dụng hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành của Việt Nam kết hợp các phương pháp giải tích cơ học đất kinh điển:
- Hệ thống tiêu chuẩn quy phạm:
- TCVN 2737:2023: Tải trọng và tác động (xác định hệ số vượt tải $\gamma_f = 1,15$ để chuyển đổi giữa tải trọng tính toán và tải trọng tiêu chuẩn).
- TCVN 9362:2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình (công thức xác định cường độ tính toán của đất nền $R$, kiểm tra áp lực đáy móng $p_{max}^{tc} \le 1,2R$, $p_{min}^{tc} \ge 0$, $p_{tb}^{tc} \le R$, và tính lún theo phương pháp cộng lún từng lớp phân tố).
- TCVN 5574:2018: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (xác định cường độ chịu nén tính toán $R_b = 11,5\text{ MPa}$, cường độ chịu kéo tính toán $R_{bt} = 0,9\text{ MPa}$ cho bê tông B20; cường độ chịu kéo tính toán $R_s = 260\text{ MPa}$ cho cốt thép nhóm CB300-V; tính toán chọc thủng và uốn dầm console).
- Tài liệu tham khảo chuyên ngành: Giáo trình Cơ học đất (Trương Quang Thành, 2021), giáo trình Nền và Móng (Tô Văn Lận, 2021), và tài liệu Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép (Nguyễn Đình Cống, 2006).
Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế:
- Phương pháp phân tích - tổng hợp số liệu địa chất: Đánh giá trạng thái vật lý và đặc trưng cơ học của từng lớp đất qua các chỉ tiêu: độ ẩm tự nhiên ($w$), dung trọng ($\gamma, \gamma_d, \gamma'$), trọng lượng riêng hạt ($\gamma_s$), hệ số rỗng ($e$), giới hạn Atterberg ($w_L, w_P, I_p, I_L$), lực dính kết ($c$), góc ma sát trong ($\varphi$), mô đun biến dạng ($E_{100-200}$), và số búa xuyên tiêu chuẩn SPT ($N$).
- Phương pháp giải tích xác định kích thước đáy móng: Thiết lập phương trình bậc 3 theo bề rộng móng $b$ với tỷ lệ cạnh $l/b = 1,3$ để cân bằng áp lực tiêu chuẩn dưới đáy móng với cường độ tính toán $R$.
- Phương pháp tính lún: Áp dụng phương pháp cộng lún các lớp phân tố theo hai cách tiếp cận: sử dụng mô đun biến dạng $E_{100-200}$ và sử dụng đường cong nén cố kết $e-p$ (nội suy hệ số rỗng theo cấp áp lực).
- Nguồn dữ liệu: Số liệu tải trọng chân cột công trình và hồ sơ khoan khảo sát địa chất hiện trường kèm kết quả thí nghiệm cơ lý đất đá.
Nội dung chính theo từng phần và chương mục
Phần A: Tính toán và thiết kế móng nông
I. Số liệu địa chất và trình tự chung thiết kế móng nông
Khu vực xây dựng móng nông gồm 3 lớp địa tầng chính:
- Lớp 1: Bùn sét, màu xám đen, trạng thái chảy, chiều dày 1,0 m; sức chịu tải rất yếu, độ biến dạng lớn, không thích hợp đặt móng.
- Lớp 2: Sét pha, màu xám xanh, trạng thái dẻo cứng, chiều dày 4,0 m; tính nén lún trung bình thấp, khả năng chịu lực khá, phù hợp làm lớp đất đặt đáy móng nông.
- Lớp 3: Cát pha, màu xám nâu – xám vàng – nâu vàng, trạng thái dẻo, bề dày lớn; khả năng chịu tải cao nhưng nằm sâu dưới mặt đất.
- Địa chất thủy văn: Mực nước ngầm xuất hiện ở cao độ sâu -4,5 m.
Tác giả lựa chọn phương án móng đơn bê tông cốt thép đặt trực tiếp vào lớp 2 với chiều sâu chôn móng $h_m = 1,8\text{ m}$ (tính từ mặt bằng san lấp, lót đáy bằng bê tông đá 4x6 M100 dày 100 mm).
| Chỉ tiêu cơ lý | Ký hiệu | Lớp 1 (Bùn sét) | Lớp 2 (Sét pha) | Lớp 3 (Cát pha) | Đơn vị |
|---|---|---|---|---|---|
| Độ ẩm tự nhiên | $w$ | 76,90 | 25,28 | 19,38 | % |
| Dung trọng ướt | $\gamma$ | 15,2 | 19,5 | 20,0 | $\text{kN/m}^3$ |
| Dung trọng đẩy nổi | $\gamma'$ | 5,3 | 9,8 | 10,5 | $\text{kN/m}^3$ |
| Hệ số rỗng ban đầu | $e$ | 2,225 | 0,736 | 0,581 | - |
| Độ sệt | $I_L$ | 1,31 | 0,36 | 0,46 | - |
| Lực dính đơn vị | $c$ | 5,7 | 24,4 | 10,6 | $\text{kPa}$ |
| Góc ma sát trong | $\varphi$ | $04^\circ17'$ | $16^\circ12'$ | $24^\circ21'$ | độ |
| Mô đun biến dạng | $E_{100-200}$ | 543,3 | 6352,3 | 9763,0 | $\text{kPa}$ |
| Chỉ số SPT | $N$ | 0–3 | 18–20 | 22–26 | búa |
Quan hệ $e-p$ từ thí nghiệm nén cố kết cho thấy mức giảm hệ số rỗng của Lớp 1 từ 2,142 (ở 25 kPa) xuống 1,504 (ở 800 kPa); Lớp 2 giảm từ 0,694 xuống 0,595; Lớp 3 giảm từ 0,543 xuống 0,502.
II. Tính toán và thiết kế móng nông M(E-3)
- Tổ hợp tải trọng chân cột:
- Tải trọng tính toán: $N_0^{tt} = 1000\text{ kN}$, $M_0^{tt} = 60\text{ kNm}$, $Q_0^{tt} = 20\text{ kN}$.
- Tải trọng tiêu chuẩn ($\gamma_f = 1,15$): $N_0^{tc} = 869,57\text{ kN}$, $M_0^{tc} = 52,17\text{ kNm}$, $Q_0^{tc} = 17,39\text{ kN}$.
- Kích thước đáy móng:
- Thiết lập phương trình bậc 3: $11,16 b^3 + 262,85 b^2 - 869,57 = 0 \rightarrow b = 1,75\text{ m}; l = 2,28\text{ m}$.
- Kích thước lựa chọn: $b \times l = 1,8\text{ m} \times 2,3\text{ m}$ (chiều sâu chôn móng $h = 1,8\text{ m}$).
- Kiểm tra điều kiện áp lực nền:
- Cường độ tính toán của nền: $R = 253,65\text{ kPa}$.
- $p_{max}^{tc} = 298,64\text{ kPa} \le 1,2R = 304,38\text{ kPa}$ (chênh lệch 1,9% $\le 10%$).
- $p_{min}^{tc} = 193,44\text{ kPa} \ge 0$ (đáy móng không bị tách rời/bị nhổ).
- $p_{tb}^{tc} = 246,04\text{ kPa} \le R = 253,65\text{ kPa}$ (chênh lệch 3,0% $\le 10%$).
- Phạm vi ảnh hưởng mực nước ngầm $Z_r = 2,4\text{ m} < k_c = 2,7\text{ m} \rightarrow$ Mực nước ngầm không gây suy giảm sức chịu tải.
- Tính toán biến dạng lún (TTGH II):
- Chiều sâu vùng chịu nén lún $H_{cn} = 5,2\text{ m}$ (tại điểm 13: $\sigma_{zp} = 17,94\text{ kPa} \le 0,2 \sigma_v' = 21,29\text{ kPa}$).
- Độ lún tính theo mô đun $E_{100-200}$: $S = 5,33\text{ cm} \le S_{gh} = 8\text{ cm}$.
- Độ lún tính theo biểu đồ $e-p$: $S = 7,61\text{ cm} \le S_{gh} = 8\text{ cm}$.
- Tính toán kết cấu và cốt thép móng:
- Bê tông B20, thép CB300-V, kích thước cổ cột $b_c \times l_c = 0,3\text{ m} \times 0,4\text{ m}$.
- Chiều cao làm việc $h_0 = 61,5\text{ cm}$, chiều cao tổng thể móng $h_m = 65\text{ cm}$ ($a_{bv} = 3,5\text{ cm}$).
- Kiểm tra chọc thủng: $N_{ct} = 205,37\text{ kN} \le N_{cct} = 379,84\text{ kN}$ (thỏa mãn an toàn chống chọc thủng).
- Bố trí cốt thép:
- Phương cạnh dài (ngàm 1-1, $M_1 = 263,97\text{ kNm}$): $A_{s1} = 18,34\text{ cm}^2 \rightarrow$ chọn $17\Phi12\text{a}110$.
- Phương cạnh ngắn (ngàm 2-2, $M_2 = 181,87\text{ kNm}$): $A_{s2} = 12,89\text{ cm}^2 \rightarrow$ chọn $12\Phi12\text{a}200$.
III. Tính toán và thiết kế móng nông M(D-1)
- Tổ hợp tải trọng chân cột:
- Tải trọng tính toán: $N_0^{tt} = 520\text{ kN}$, $M_0^{tt} = 85\text{ kNm}$, $Q_0^{tt} = 35\text{ kN}$.
- Tải trọng tiêu chuẩn: $N_0^{tc} = 452,17\text{ kN}$, $M_0^{tc} = 73,91\text{ kNm}$, $Q_0^{tc} = 30,43\text{ kN}$.
- Quá trình tối ưu kích thước đáy móng:
- Sơ bộ theo phương trình bậc 3 thu được $b = 1,3\text{ m}, l = 1,7\text{ m}$. Kiểm tra áp lực cho thấy $p_{max}^{tc} = 446,13\text{ kPa} > 1,2R = 299,23\text{ kPa}$ (không thỏa mãn do mô men uốn và lực cắt lớn).
- Điều chỉnh tăng kích thước: $b \times l = 1,6\text{ m} \times 2,1\text{ m}$ ($h = 1,8\text{ m}$).
- Cường độ tính toán mới: $R = 251,93\text{ kPa}$.
- Kiểm tra áp lực sau điều chỉnh: $p_{max}^{tc} = 280,01\text{ kPa} \le 1,2R = 302,32\text{ kPa}$; $p_{min}^{tc} = 61,14\text{ kPa} \ge 0$; $p_{tb}^{tc} = 170,58\text{ kPa} \le R = 251,93\text{ kPa}$ (thỏa mãn toàn bộ).
- Kiểm tra MNN: $Z_r = 1,7\text{ m} < k_c = 2,7\text{ m} \rightarrow$ Không ảnh hưởng.
- Tính lún và kết cấu móng M(D-1):
- Chiều sâu nén lún $H_{cn} = 4,4\text{ m}$; độ lún tính theo $E_{100-200}$ là $S = 3,46\text{ cm} \le 8\text{ cm}$; độ lún tính theo $e-p$ là $S = 6,06\text{ cm} \le 8\text{ cm}$.
- Kích thước cổ cột $0,2\text{ m} \times 0,3\text{ m}$; chiều cao làm việc $h_0 = 61,5\text{ cm}$; chiều cao móng $h_m = 65\text{ cm}$.
- Kiểm tra chọc thủng: $N_{ct} = 140,71\text{ kN} \le N_{cct} = 338,33\text{ kN}$.
- Bố trí cốt thép:
- Phương cạnh dài ($M_1 = 184,20\text{ kNm}$): $A_{s1} = 12,80\text{ cm}^2 \rightarrow$ chọn $12\Phi12\text{a}140$.
- Phương cạnh ngắn ($M_2 = 100,00\text{ kNm}$): $A_{s2} = 7,09\text{ cm}^2 \rightarrow$ chọn $11\Phi12\text{a}200$.
Sơ bộ kích thước đáy móng các trục còn lại
Dựa trên cường độ tải trọng phân bố trung bình $q_{tb} = 100,11\text{ kN/m}^2$, diện tích truyền tải $S$ và cường độ nền $R = 253,65\text{ kPa}$, kích thước đáy móng sơ bộ cho 14 vị trí cột khác được xác lập:
| Tên móng | Diện tích truyền tải $S$ ($\text{m}^2$) | Tải tiêu chuẩn $N_0^{tc}$ ($\text{kN}$) | Diện tích đáy móng $F$ ($\text{m}^2$) | Kích thước chọn $b \times l$ ($\text{m} \times \text{m}$) |
|---|---|---|---|---|
| A-1, A-4 | 2,19 | 218,99 | 1,01 | $1,3 \times 1,7$ |
| A-2, A-3 | 4,38 | 437,98 | 2,01 | $1,3 \times 1,7$ |
| B-1, B-4 | 4,99 | 499,30 | 2,29 | $1,5 \times 2,0$ |
| B-2 | 9,98 | 998,59 | 4,59 | $1,9 \times 2,5$ |
| C-1, C-4 | 5,25 | 525,58 | 2,41 | $1,4 \times 1,9$ |
| C-3 | 10,50 | 1051,15 | 4,83 | $2,1 \times 2,8$ |
| D-2 | 11,90 | 1191,30 | 5,47 | $2,1 \times 2,8$ |
| D-4 | 5,95 | 595,65 | 2,74 | $1,5 \times 2,0$ |
| E-1 | 3,50 | 350,38 | 1,61 | $1,1 \times 1,5$ |
| E-2 | 7,00 | 700,77 | 3,22 | $1,6 \times 2,1$ |
Phần B: Tính toán và thiết kế móng cọc
I. Số liệu tải trọng và điều kiện địa chất
Phần này thiết lập cơ sở đầu vào cho vị trí móng chịu lực phức tạp và tải trọng lớn:
- Tải trọng tính toán chân cột M(B-4): Lực dọc $N_0^{tt} = 3050\text{ kN}$; mô men hai phương $M_{0x}^{tt} = 380\text{ kNm}, M_{0y}^{tt} = 265\text{ kNm}$; lực cắt hai phương $Q_{0x}^{tt} = 45\text{ kN}, Q_{0y}^{tt} = 75\text{ kN}$.
- Địa tầng khu vực móng cọc:
- Lớp 1: Bùn sét, màu xám đen, trạng thái chảy.
- Lớp 2: Sét, màu vàng nâu – xám xanh, trạng thái nửa cứng.
- Lớp 3: Sét pha, màu xám xanh – vàng nâu, trạng thái dẻo cứng.
- Lớp 4: Cát pha, màu xám nâu – xám vàng – nâu vàng, trạng thái dẻo.
- Lớp 5: Cát trung, rất dày, màu nâu vàng – xám vàng – nâu hồng, kết cấu chặt vừa.
- Mực nước ngầm: Độ sâu -6,0 m tính từ mặt đất tự nhiên.
Quy trình tính toán móng cọc gồm 10 bước: Đánh giá địa chất/thủy văn $\rightarrow$ Xác định tải trọng $\rightarrow$ Chọn chiều sâu chôn đài $\rightarrow$ Xác định thông số cọc $\rightarrow$ Tính sức chịu tải đơn cọc $\rightarrow$ Xác định số lượng và bố trí cọc $\rightarrow$ Tính toán nền móng theo TTGH I (áp lực cọc, tải trọng ngang) $\rightarrow$ Tính toán theo TTGH II (độ lún móng khối quy ước) $\rightarrow$ Tính độ bền đài cọc $\rightarrow$ Kiểm tra cọc trong giai đoạn cẩu lắp, vận chuyển.
Kết quả và đóng góp
Bản đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế kết cấu móng nông chịu nén - uốn lệch tâm lớn trên nền đất phân tầng, đưa ra các thông số kết cấu cụ thể và được kiểm chứng qua các bước tính toán giải tích:
| Hạng mục kiểm tra | Móng M(E-3) | Móng M(D-1) | Giới hạn cho phép / Tiêu chuẩn |
|---|---|---|---|
| Kích thước đế móng ($b \times l$) | $1,8\text{ m} \times 2,3\text{ m}$ | $1,6\text{ m} \times 2,1\text{ m}$ | - |
| Chiều cao tổng thể móng ($h_m$) | $65\text{ cm}$ | $65\text{ cm}$ | - |
| Áp lực lớn nhất đáy móng ($p_{max}^{tc}$) | $298,64\text{ kPa}$ | $280,01\text{ kPa}$ | $\le 1,2R$ ($304,38\text{ kPa}$ / $302,32\text{ kPa}$) |
| Áp lực nhỏ nhất đáy móng ($p_{min}^{tc}$) | $193,44\text{ kPa}$ | $61,14\text{ kPa}$ | $\ge 0\text{ kPa}$ (không chịu kéo) |
| Áp lực trung bình đáy móng ($p_{tb}^{tc}$) | $246,04\text{ kPa}$ | $170,58\text{ kPa}$ | $\le R$ ($253,65\text{ kPa}$ / $251,93\text{ kPa}$) |
| Khả năng chống chọc thủng ($N_{ct} / N_{cct}$) | $205,37 / 379,84\text{ kN}$ | $140,71 / 338,33\text{ kN}$ | $N_{ct} \le N_{cct}$ |
| Độ lún theo $E_{100-200}$ ($S$) | $5,33\text{ cm}$ | $3,46\text{ cm}$ | $\le S_{gh} = 8,0\text{ cm}$ |
| Độ lún theo $e-p$ ($S$) | $7,61\text{ cm}$ | $6,06\text{ cm}$ | $\le S_{gh} = 8,0\text{ cm}$ |
| Bố trí thép phương dài | $17\Phi12\text{a}110$ | $12\Phi12\text{a}140$ | CB300-V ($a = 100\text{--}200\text{ mm}$) |
| Bố trí thép phương ngắn | $12\Phi12\text{a}200$ | $11\Phi12\text{a}200$ | CB300-V ($a = 100\text{--}200\text{ mm}$) |
Đóng góp thực tế của đồ án:
- Minh chứng rõ ràng phương pháp xử lý bài toán lệch tâm lớn thông qua trường hợp móng M(D-1): việc tính toán sơ bộ đơn thuần theo tải trọng dọc dẫn đến kích thước $1,3\text{ m} \times 1,7\text{ m}$ không đạt điều kiện $p_{max}^{tc} \le 1,2R$; đồ án đã điều chỉnh thành công lên $1,6\text{ m} \times 2,1\text{ m}$ giúp tận dụng tối đa vùng làm việc đàn hồi của đất nền.
- Cung cấp dữ liệu so sánh song song giữa hai phương pháp tính lún theo TCVN 9362:2012, cho thấy phương pháp cộng lún dựa trên đường cong nén cố kết $e-p$ cho giá trị độ lún lớn hơn và an toàn hơn phương pháp dùng mô đun biến dạng $E_{100-200}$.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế:
- Đồ án giả định đáy móng tuyệt đối cứng và tính toán phản lực đất nền phân bố tuyến tính dạng bậc nhất theo quy ước cơ học đất cổ điển, chưa xét đến sự tương tác phi tuyến giữa nền móng và kết cấu phần thân (soil-structure interaction).
- Toàn bộ móng nông được tính toán độc lập từng móng đơn, chưa xét đến hiện tượng lún tương hỗ giữa các móng lân cận có khoảng cách gần.
- Hồ sơ Phần B mới trình bày số liệu tải trọng và địa tầng 5 lớp, chưa thể hiện chi tiết kết quả tính toán sức chịu tải cọc, sức kháng mũi, ma sát bên và bố trí cốt thép đài cọc cho móng M(B-4).
- Hướng nghiên cứu và hoàn thiện tiếp:
- Hoàn thiện tính toán sức chịu tải cọc đơn (theo chỉ tiêu cơ lý đất nền và chỉ tiêu cường độ vật liệu) và kiểm tra sức chịu tải ngang cho móng M(B-4).
- Tính toán độ lún móng cọc theo mô hình móng khối quy ước và kiểm tra điều kiện chọc thủng đài cọc nhiều cọc.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao đối với:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Công trình Dân dụng và Công nghiệp: Nắm vững trình tự các bước thiết kế móng đơn bê tông cốt thép chịu tải trọng lệch tâm theo đúng các tiêu chuẩn mới (TCVN 2737:2023, TCVN 5574:2018).
- Kỹ sư thiết kế kết cấu phần ngầm: Tham khảo các bảng mẫu tính toán ứng suất gây lún, bảng tra phân lớp phân tố tính lún và kỹ thuật lập phương trình bậc 3 giải nhanh kích thước đế móng.
Câu hỏi thường gặp
1. Vì sao tác giả lựa chọn lớp đất thứ 2 (sét pha dẻo cứng) làm lớp đặt móng thay vì lớp 1 hay lớp 3? Lớp 1 là bùn sét có độ sệt $I_L = 1,31$ (trạng thái chảy), sức chịu tải rất yếu ($c = 5,7\text{ kPa}, \varphi = 04^\circ17', E_{100-200} = 543,3\text{ kPa}$) nên không thể đặt móng trực tiếp. Lớp 3 (cát pha dẻo) tuy có chỉ tiêu cơ lý tốt ($\varphi = 24^\circ21', E_{100-200} = 9763,0\text{ kPa}$) nhưng nằm sâu dưới lớp 2 (dày 4,0 m), nếu đào sâu đặt móng nông sẽ tốn kém chi phí đào đất và thi công phức tạp. Do đó, lớp 2 (sét pha dẻo cứng dày 4,0 m, $I_L = 0,36, c = 24,4\text{ kPa}, \varphi = 16^\circ12'$) là tầng chịu lực phù hợp nhất cho móng nông ở độ sâu $h_m = 1,8\text{ m}$.
2. Tại sao móng M(D-1) có lực dọc nhỏ hơn móng M(E-3) nhưng lại phải điều chỉnh kích thước đáy móng từ $1,3\text{ m} \times 1,7\text{ m}$ lên $1,6\text{ m} \times 2,1\text{ m}$? Móng M(D-1) có lực dọc $N_0^{tt} = 520\text{ kN}$ (nhỏ hơn $1000\text{ kN}$ của M(E-3)) nhưng có mô men uốn $M_0^{tt} = 85\text{ kNm}$ và lực cắt $Q_0^{tt} = 35\text{ kN}$ lớn hơn nhiều so với M(E-3) ($60\text{ kNm}$ và $20\text{ kN}$). Độ lệch tâm lớn làm mô men tại đáy móng tăng cao ($M^{tc} = 128,70\text{ kNm}$), dẫn đến ứng suất cục bộ ở mép móng $p_{max}^{tc} = 446,13\text{ kPa}$ vượt quá giới hạn $1,2R = 299,23\text{ kPa}$. Việc tăng kích thước lên $1,6\text{ m} \times 2,1\text{ m}$ giúp hạ $p_{max}^{tc}$ xuống $280,01\text{ kPa} \le 1,2R = 302,32\text{ kPa}$.
3. Mực nước ngầm ở độ sâu -4,5 m có ảnh hưởng đến sức chịu tải của móng nông không? Không ảnh hưởng. Với chiều sâu chôn móng $h_m = 1,8\text{ m}$ và bề rộng móng $b = 1,8\text{ m}$ (móng M(E-3)), phạm vi ảnh hưởng của góc mở truyền ứng suất là $Z_r = b \cdot \tan(45^\circ + \varphi/2) = 1,8 \cdot \tan(45^\circ + 16^\circ12'/2) = 2,4\text{ m}$. Khoảng cách từ đáy móng đến mực nước ngầm là $k_c = 4,5 - 1,8 = 2,7\text{ m} > Z_r = 2,4\text{ m}$, do đó mực nước ngầm nằm ngoài đới phá hoại trượt trồi của nền đất dưới đáy móng.
4. Vì sao tác giả không kiểm tra nền móng theo Trạng thái giới hạn I cho hai móng M(E-3) và M(D-1)? Theo thuyết minh đồ án, công trình nằm trên mặt bằng bằng phẳng, không nằm trong phạm vi mái dốc, các móng đơn chịu lực không có nguy cơ trượt tổng thể hoặc mất ổn định lật cục bộ nên việc kiểm tra nền theo Trạng thái giới hạn I được miễn trừ theo quy định của tiêu chuẩn thiết kế.
Kết luận
Đồ án "Tính toán và thiết kế nền móng công trình" của sinh viên Hồ Lê Phát và Trương Bình Minh cung cấp giải pháp thiết kế nền móng nông hoàn chỉnh, bám sát các tiêu chuẩn xây dựng TCVN 2737:2023, TCVN 5574:2018 và TCVN 9362:2012. Bằng việc thực hiện đầy đủ các kiểm tra cơ học đất từ khả năng chịu tải, phân bố ứng suất, tính toán lún phân tố đến bố trí cốt thép chống chọc thủng và chịu uốn, tài liệu đã chứng minh tính an toàn và khả thi của phương án móng đơn bê tông cốt thép đặt trên tầng sét pha dẻo cứng. Đồng thời, đồ án thiết lập hệ thống dữ liệu đầu vào chuẩn xác cho bài toán thiết kế móng cọc chịu tải trọng không gian lớn ở giai đoạn tiếp theo.