Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Thuyết minh tính toán đồ án môn học "Nền và Móng: Thiết kế móng nông, móng cọc" được thực hiện tại Khoa Xây dựng, Bộ môn Nền và Móng thuộc Trường Đại học Kiến trúc TP. Hồ Chí Minh dưới sự hướng dẫn của PGS. Trương Quang Thành (ngày hoàn thành: 26/07/2024). Trong kỹ thuật xây dựng công trình, việc lựa chọn và thiết kế giải pháp nền móng hợp lý đóng vai trò quyết định đến độ an toàn chịu lực, độ ổn định lún và hiệu quả kinh tế của toàn bộ kết cấu phần thân.

Vấn đề kỹ thuật đặt ra trong tài liệu là xử lý bài toán thiết kế kết cấu móng trên nền địa chất nhiều lớp có sự xuất hiện của lớp bùn sét yếu trên mặt và mực nước ngầm nông. Dựa trên các điều kiện biên về địa chất công trình và tổ hợp tải trọng chân cột truyền xuống, tác giả tiến hành tính toán thiết kế chi tiết hai phương án móng nông (móng đơn, móng kép) và thiết lập quy trình tính toán móng cọc.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu, tính toán cụ thể trong tài liệu bao gồm:

  1. Phân tích, tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các lớp địa tầng từ số liệu khảo sát hiện trường kết hợp thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT).
  2. Thiết kế móng đơn bê tông cốt thép M(E-2) chịu tải trọng lệch tâm đặt trên nền tự nhiên.
  3. Thiết kế móng kép bê tông cốt thép M(B,C-3) cho hệ hai cột chịu tải trọng lệch tâm, ứng dụng mô hình nền đàn hồi Winkler và phần mềm kết cấu để giải bài toán nội lực dầm móng.
  4. Thiết lập quy trình tính toán và kiểm tra kết cấu móng cọc M(E-3) bao gồm xác định sức chịu tải của cọc đơn, bố trí nhóm cọc, kiểm tra móng khối quy ước và kiểm tra đài cọc.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Kết cấu móng đơn M(E-2), móng kép M(B,C-3), móng cọc M(E-3) và nền đất dưới đáy móng.
  • Phạm vi địa chất: Khu vực khảo sát có địa tầng gồm 4 lớp đất tự nhiên phủ dưới lớp đất đắp dày 0,5 m; mực nước ngầm nằm ở độ sâu -3,5 m so với mặt đất tự nhiên.
  • Phạm vi tải trọng: Tải trọng tính toán và tiêu chuẩn tại chân cột trục E ($N_0^{tt} = 900\text{ kN}, M_0^{tt} = 70\text{ kNm}, Q_0^{tt} = 15\text{ kN}$) và hệ hai cột trục B-3, C-3 ($N_{0,B}^{tt} = 990\text{ kN}, M_{0,B}^{tt} = 80\text{ kNm}, Q_{0,B}^{tt} = 20\text{ kN}$; $N_{0,C}^{tt} = 980\text{ kN}, M_{0,C}^{tt} = 85\text{ kNm}, Q_{0,C}^{tt} = 25\text{ kN}$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Tài liệu xây dựng trên các nguyên lý cơ học đất và nền móng công trình theo hai trạng thái giới hạn (TTGH):

  • Trạng thái giới hạn I (TTGH I - Khả năng chịu lực): Đánh giá độ bền và ổn định trượt, lật của nền móng; kiểm tra cường độ chịu uốn, chịu cắt và chống chọc thủng của kết cấu bê tông cốt thép móng.
  • Trạng thái giới hạn II (TTGH II - Biến dạng): Kiểm tra độ lún tuyệt đối của nền đất dưới tác dụng của tải trọng tiêu chuẩn theo điều kiện $S \le S_{gh}$ ($S_{gh} = 8\text{ cm}$).
  • Công thức xác định sức chịu tải tính toán của đất nền ($R$): $$R = \frac{m_1 m_2}{k_{tc}} (A b \gamma_{II} + B h \gamma_{II}' + D c_{II} - \gamma_{II} h_0)$$ Trong đó các hệ số không thứ nguyên $A, B, D$ phụ thuộc góc ma sát trong $\varphi$; $m_1, m_2$ là hệ số điều kiện làm việc; $k_{tc}$ là hệ số tin cậy.
  • Mô hình nền đàn hồi Winkler: Sử dụng để phân tích dầm móng kép trên nền đàn hồi thông qua việc chia nhỏ dải móng và gán các liên kết lò xo tương đương có độ cứng xác định từ hệ số nền $K$.
  • Vật liệu sử dụng: Bê tông cấp độ bền B20 ($R_b = 11,5\text{ MPa}$, $R_{bt} = 0,9\text{ MPa}$), cốt thép nhóm CB300-V ($R_s = 260\text{ MPa}$), lớp bê tông lót móng Mác 100 dày 100 mm.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp số liệu địa chất: Xử lý kết quả thí nghiệm nén lún một chiều (quan hệ $e-p$), thí nghiệm cắt trực tiếp xác định $c, \varphi$ và các chỉ tiêu trạng thái vật lý.
  • Phương pháp giải tích: Thiết lập phương trình bậc ba theo biến số bề rộng móng $b$ để xác định kích thước sơ bộ đáy móng thỏa mãn điều kiện biến dạng tuyến tính $p_{tb}^{tc} \le R$.
  • Phương pháp phân tầng cộng lún: Chia nền đất dưới đáy móng thành các lớp phân tố có chiều dày $h_i \le b/4$, tính toán ứng suất gây lún $\sigma_{zp}$ theo bảng tra hệ số $k_0$, xác định chiều sâu vùng nén lún $H_{cn}$ theo điều kiện $\sigma_{zp} \le 0,2 \sigma_v'$, và tính độ lún $S$ theo đường cong nén lún $e-p$ hoặc mô đun biến dạng $E_{100-200}$.
  • Phương pháp phần tử hữu hạn: Mô hình hóa kết cấu dầm móng kép chịu tải tập trung và momen chân cột trên phần mềm chuyên dụng SAP2000 (chia dầm thành các phần tử thanh dài 0,1 m gắn lò xo Winkler) để xuất biểu đồ nội lực (lực cắt $F_3$, momen uốn $M_2$).

Nguồn dữ liệu địa chất

Số liệu địa tầng được tổng kết từ hồ sơ khảo sát địa chất công trình gồm 4 lớp đất chính:

Lớp đất Tên đất và trạng thái Chiều dày (m) Dung trọng $\gamma$ ($\text{kN/m}^3$) Độ ẩm $w$ (%) Hệ số rỗng $e_0$ Chỉ số dẻo $I_p$ (%) Lực dính $c$ (kPa) Góc ma sát $\varphi$ Mô đun $E_{100-200}$ (kPa)
Lớp đắp Đất đắp tôn nền 0,5 16,0 - - - - - -
Lớp 1 Bùn sét, xám đen, trạng thái chảy 1,0 15,2 76,90 2,060 33,08 6,6 $03^\circ 49'$ 1291,3
Lớp 2 Sét, vàng nâu - xám xanh, dẻo cứng 1,0 19,5 26,36 0,773 21,59 26,7 $13^\circ 06'$ 6250,5
Lớp 3 Sét pha, xám xanh - vàng nâu, dẻo cứng 3,0 19,5 25,28 0,736 14,04 24,4 $16^\circ 12'$ 6552,3
Lớp 4 Cát pha, xám nâu - vàng nâu, dẻo Chưa kết thúc 20,0 19,38 0,601 5,81 10,6 $24^\circ 21'$ 11209,6

Nội dung chính theo từng chương

Phần A - Chương 1: Số liệu tải trọng và điều kiện địa chất móng nông

Chương 1 trình bày quy trình khảo sát địa chất, xử lý số liệu thí nghiệm cơ lý đất và phân tích lựa chọn tầng đất đặt móng:

  • Lớp 1 (bùn sét chảy, dày 1,0 m) có sức chịu tải rất kém, độ nén lún cao ($a_{100-200} = 0,212\times 10^{-2}\text{ kPa}^{-1}$), không thích hợp làm nền đặt móng trực tiếp.
  • Lớp 2 (sét dẻo cứng, dày 1,0 m, $I_L = 0,35$, lực dính $c = 26,7\text{ kPa}$, $\varphi = 13^\circ 06'$) có chỉ tiêu cơ lý tốt, được lựa chọn làm lớp đất đặt đáy móng nông.
  • Chiều sâu chôn móng nông được chọn là $h = 1,8\text{ m}$ tính từ mặt đất san lấp (cắm sâu vào lớp 2 là 0,3 m), bên dưới có lớp bê tông lót Mác 100 dày 100 mm.

Phần A - Chương 2: Tính toán và thiết kế móng nông M(E-2)

Chương 2 trình bày toàn bộ tiến trình thiết kế móng đơn đúng tâm kết hợp lệch tâm tại vị trí cột E:

  • Tải trọng chân cột: $N_0^{tt} = 900\text{ kN}, M_0^{tt} = 70\text{ kNm}, Q_0^{tt} = 15\text{ kN}$; với hệ số vượt tải $\gamma_f = 1,15$, tải trọng tiêu chuẩn tương ứng là $N_0^{tc} = 782,61\text{ kN}, M_0^{tc} = 60,87\text{ kNm}, Q_0^{tc} = 13,04\text{ kN}$.
  • Xác định kích thước móng: Thiết lập phương trình bậc ba $6,15 \times 1,3 \times b^3 + 182,45 \times 1,3 \times b^2 - 782,61 = 0 \rightarrow b = 1,76\text{ m}$. Chọn kích thước đáy móng $b \times l = 1,8\text{ m} \times 2,4\text{ m}$ (tỷ lệ $\eta = 1,33$).
  • Kiểm tra áp lực nền: Phạm vi ảnh hưởng góc mở ứng suất $z_r = 2,27\text{ m} > 2,2\text{ m}$ (khoảng cách tới mực nước ngầm), dung trọng tính toán dưới đáy móng điều chỉnh thành $\gamma_{II} = 19,20\text{ kN/m}^3 \rightarrow R = 229,36\text{ kPa}$. Các giá trị áp lực đáy móng:
    • $p_{tb}^{tc} = 217,16\text{ kPa} \le R = 229,36\text{ kPa}$ (độ chênh lệch tận dụng khả năng chịu lực: $5,32% < 10%$).
    • $p_{max}^{tc} = 265,97\text{ kPa} \le 1,2R = 275,23\text{ kPa}$ (độ chênh lệch: $3,36% < 10%$).
    • $p_{min}^{tc} = 168,35\text{ kPa} \ge 0$.
  • Kiểm tra lớp đất yếu: Lớp 3 nằm dưới có $\varphi_3 = 16^\circ 12' > \varphi_2 = 13^\circ 06'$, không cần kiểm tra áp lực đỉnh lớp đất yếu.
  • Tính toán lún: Chia 13 phân lớp nén lún ($h_i = 0,3\text{ m} \div 0,4\text{ m}$). Chiều sâu giới hạn nén lún đạt $H_{cn} = 4,9\text{ m}$ tại điểm 13 ($\sigma_{zp} = 15,69\text{ kPa} < 0,2 \sigma_v' = 18,25\text{ kPa}$). Tổng độ lún theo quan hệ $e-p$ là $S = 7,18\text{ cm} \le S_{gh} = 8\text{ cm}$.
  • Thiết kế kết cấu móng:
    • Kích thước cổ cột: $b_c \times l_c = 0,3\text{ m} \times 0,4\text{ m}$.
    • Chiều cao làm việc móng chọn $h_0 = 61,5\text{ cm}$, chiều cao tổng thể móng $h_m = 65\text{ cm}$ ($a_{bv} = 3,5\text{ cm}$). Kiểm tra chọc thủng thỏa mãn: $N_{ct} = 204,48\text{ kN} \le N_{cct} = 379,84\text{ kN}$.
    • Cốt thép phương dài (mặt cắt 1-1): $M_1 = 259,63\text{ kNm} \rightarrow A_{s1} = 18,04\text{ cm}^2$, bố trí $16\Phi 12a110$.
    • Cốt thép phương ngắn (mặt cắt 2-2): $M_2 = 167,35\text{ kNm} \rightarrow A_{s2} = 11,63\text{ cm}^2$, bố trí $13\Phi 12a190$.

Phần A - Chương 3: Tính toán và thiết kế móng kép M(B,C-3)

Chương 3 thực hiện bài toán thiết kế móng bản - dầm kết hợp đỡ hai cột B-3 và C-3 cách nhau khoảng cách tim $L = 3,0\text{ m}$:

  • Tải trọng chân cột:
    • Cột B-3: $N_0^{tt} = 990\text{ kN}, M_0^{tt} = 80\text{ kNm}, Q_0^{tt} = 20\text{ kN} \rightarrow N_0^{tc} = 860,87\text{ kN}, M_0^{tc} = 69,56\text{ kNm}, Q_0^{tc} = 17,39\text{ kN}$.
    • Cột C-3: $N_0^{tt} = 980\text{ kN}, M_0^{tt} = 85\text{ kNm}, Q_0^{tt} = 25\text{ kN} \rightarrow N_0^{tc} = 852,17\text{ kN}, M_0^{tc} = 73,91\text{ kNm}, Q_0^{tc} = 21,74\text{ kN}$.
  • Kích thước hình học: Đáy móng $b \times l = 1,9\text{ m} \times 4,8\text{ m}$ ($\eta = 2,5$). Hai đoạn công-xôn thừa đầu dầm $l_{01} = l_{02} = 0,9\text{ m}$. Tiết diện dầm móng $b_{dm} \times h_{dm} = 0,35\text{ m} \times 0,7\text{ m}$. Cột tiết diện $0,25\text{ m} \times 0,45\text{ m}$.
  • Kiểm tra ứng suất đáy móng: Sức chịu tải nền có xét MNN ($z_r = 2,39\text{ m} > 1,7\text{ m}$, $\gamma_{II} = 14,16\text{ kN/m}^3$) đạt $R = 226,94\text{ kPa}$.
    • $p_{tb}^{tc} = 218,14\text{ kPa} \le R = 223,83\text{ kPa}$ (tận dụng $2,54%$).
    • $p_{max}^{tc} = 245,68\text{ kPa} \le 1,2R = 268,60\text{ kPa}$ (tận dụng $8,53%$).
    • $p_{min}^{tc} = 190,60\text{ kPa} \ge 0$.
  • Tính lún theo mô đun $E_{100-200}$: Chia 13 phân lớp, chiều sâu nén lún $H_{cn} = 5,14\text{ m}$, tổng độ lún đàn hồi $S = 6,27\text{ cm} \le S_{gh} = 8\text{ cm}$.
  • Chiều cao bản móng và chống chọc thủng: Chọn chiều cao làm việc bản cánh $h_0 = 55\text{ cm}$, tổng chiều cao cánh móng $h_m = 58,5\text{ cm}$. Lực chọc thủng $N_{ct} = 269,92\text{ kN} < N_{cct} = 1782,0\text{ kN}$.
  • Phân tích nội lực dầm móng trên nền Winkler:
    • Hệ số nền bàn nén ban đầu $K_{0,3} = 25000\text{ kN/m}^3 \rightarrow$ quy đổi móng chữ nhật $K = 3673,25\text{ kN/m}^3$.
    • Độ cứng lò xo nút biên $K_b = 348,96\text{ kN/m}$, độ cứng lò xo nút giữa $K_g = 697,92\text{ kN/m}$.
    • Thiết lập mô hình SAP2000 gồm 48 phân đoạn phần tử thanh (chiều dài mỗi đoạn 0,1 m) trên 49 nút, gán tải trọng tập trung và lò xo đàn hồi để xuất bảng giá trị nội lực chi tiết $F_3$ và $M_2$.

Phần B - Chương 1 & 2: Quy trình tính toán và thiết kế móng cọc M(E-3)

Theo đề cương và mục lục đồ án, nội dung phần móng cọc bao gồm:

  • Xác định sức chịu tải cọc đơn theo vật liệu bê tông cốt thép, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền và theo công thức Viện Kiến trúc Nhật Bản (AIJ 1988).
  • Lựa chọn phương pháp hạ cọc, xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong đài móng.
  • Kiểm tra áp lực tại mặt phẳng mũi cọc thông qua mô hình móng khối quy ước (tính toán trọng lượng khối móng, áp lực tiêu chuẩn và sức chịu tải tại cốt mũi cọc).
  • Kiểm tra độ lún móng cọc, chuyển vị ngang, khả năng chịu uốn của cọc và tính toán đài cọc (chọc thủng, cắt, uốn, bố trí thép đài và kiểm tra móc cẩu khi vận chuyển lắp dựng).

Kết quả và đóng góp

Bảng tổng hợp thông số kỹ thuật móng đơn M(E-2) và móng kép M(B,C-3)

Thông số thiết kế Móng đơn M(E-2) Móng kép M(B,C-3)
Vị trí cột chịu tải Cột E Hai cột B-3 và C-3 (nhịp 3,0 m)
Tải trọng tính toán ($N_0^{tt} / M_0^{tt} / Q_0^{tt}$) $900\text{ kN} / 70\text{ kNm} / 15\text{ kN}$ Cột B: $990\text{ kN} / 80\text{ kNm} / 20\text{ kN}$
Cột C: $980\text{ kN} / 85\text{ kNm} / 25\text{ kN}$
Độ sâu đặt đáy móng $h$ 1,8 m (cắm vào Lớp 2) 1,8 m (cắm vào Lớp 2)
Kích thước đáy móng ($b \times l$) $1,8\text{ m} \times 2,4\text{ m}$ $1,9\text{ m} \times 4,8\text{ m}$
Kích thước kết cấu dầm / đài $h_m = 0,65\text{ m}$ Dầm: $0,35\text{ m} \times 0,7\text{ m}$; Cánh: $h_m = 0,585\text{ m}$
Sức chịu tải nền $R$ $229,36\text{ kPa}$ $226,94\text{ kPa}$
Áp lực đáy móng ($p_{min} / p_{tb} / p_{max}$) $168,35 / 217,16 / 265,97\text{ kPa}$ $190,60 / 218,14 / 245,68\text{ kPa}$
Chiều sâu vùng nén lún $H_{cn}$ $4,9\text{ m}$ (13 phân lớp) $5,14\text{ m}$ (13 phân lớp)
Độ lún tính toán $S$ so với $S_{gh}$ $7,18\text{ cm} \le 8,0\text{ cm}$ $6,27\text{ cm} \le 8,0\text{ cm}$
Bố trí cốt thép chịu uốn Cạnh dài: $16\Phi 12a110$
Cạnh ngắn: $13\Phi 12a190$		 Dầm móng tính theo nội lực SAP2000;
Bản cánh $h_0 = 55\text{ cm}$

Đóng góp kỹ thuật của đồ án

  • Quy trình tính toán hoàn chỉnh: Xây dựng trình tự tính toán mạch lạc từ đánh giá địa chất, thiết lập phương trình xác định kích thước móng, kiểm tra ảnh hưởng mực nước ngầm, kiểm tra các trạng thái giới hạn đến chi tiết hóa cốt thép.
  • Tối ưu hóa kích thước đế móng: Mức độ tận dụng khả năng làm việc của nền đất ở cả hai phương án móng nông đều nằm trong khoảng tối ưu ($3,36% \div 8,53% < 10%$), giúp tiết kiệm khối lượng bê tông và cốt thép mà vẫn đảm bảo an toàn chịu lực.
  • Ứng dụng công cụ số trong tính toán kết cấu móng phức tạp: Việc mô hình hóa dầm móng kép trên nền đàn hồi Winkler bằng phần mềm SAP2000 với việc chia nhỏ dầm thành các đoạn 0,1 m và gán độ cứng lò xo chính xác đã phản ánh sát thực tế tương tác giữa kết cấu móng và đất nền.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế trong phạm vi tài liệu:
    • Thuyết minh tính toán tập trung trình bày chi tiết số liệu tính toán cho phần móng nông (móng đơn M(E-2) và móng kép M(B,C-3)); các bảng tính toán chi tiết và bản vẽ kỹ thuật hoàn chỉnh của phần móng cọc M(E-3) chưa được tích hợp đầy đủ trong cùng tập văn bản.
    • Mô hình nền đàn hồi Winkler xem các lò xo làm việc độc lập, chưa xét đến biến dạng trượt tiếp tuyến và sự phân phối ứng suất liên tục trong không gian bán không gian vô hạn giữa các điểm lân cận.
  • Hướng phát triển mở rộng:
    • Hoàn thiện bảng tính chi tiết cho móng cọc M(E-3) bao gồm việc so sánh sức chịu tải cọc theo công thức cơ lý và công thức thống kê thí nghiệm SPT của Viện Kiến trúc Nhật Bản (AIJ).
    • So sánh kết quả nội lực và độ lún khi áp dụng mô hình đàn hồi nhiều thông số (Pasternak) hoặc mô hình phần tử hữu hạn 3D mô phỏng tương tác đất - kết cấu (như Plaxis 3D).

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tư liệu học thuật và thực hành kỹ thuật phù hợp cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình, Địa kỹ thuật: Dùng làm tài liệu mẫu về phương pháp tính toán, lập luận kỹ thuật, trình bày bảng tính cơ lý đất, tính lún phân tầng và kiểm tra chọc thủng móng nông theo quy chuẩn hiện hành.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu - địa kỹ thuật: Tham khảo thuật toán xác định kích thước đáy móng chữ nhật chịu uốn lệch tâm thông qua giải phương trình bậc ba và phương pháp chuyển đổi hệ số nền bàn nén sang độ cứng lò xo phần tử hữu hạn trong phần mềm SAP2000.
  • Nội dung nổi bật đáng tham khảo: Phương pháp phân đoạn dầm móng và quy đổi độ cứng lò xo Winkler tại nút biên và nút giữa ($K_b = 348,96\text{ kN/m}$, $K_g = 697,92\text{ kN/m}$) cùng quy trình 12 bước mô hình hóa dầm móng trên SAP2000.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao tác giả chọn chiều sâu đặt đáy móng nông là $h = 1,8\text{ m}$?
Lớp đất 1 từ mặt đất đến độ sâu 1,0 m là bùn sét xám đen ở trạng thái chảy có cường độ rất yếu và hệ số rỗng lớn ($e_0 = 2,060$). Lớp đất 2 bên dưới (từ 1,0 m đến 2,0 m) là sét vàng nâu - xám xanh ở trạng thái dẻo cứng ($I_L = 0,35, c = 26,7\text{ kPa}, \varphi = 13^\circ 06'$). Chọn chiều sâu đặt móng $h = 1,8\text{ m}$ (tính cả 0,5 m đất đắp) giúp đáy móng cắm sâu vào lớp 2 tốt là 0,3 m, đảm bảo điều kiện ổn định chịu lực cho nền.

2. Mực nước ngầm ở cao trình -3,5 m ảnh hưởng như thế nào đến việc tính toán sức chịu tải $R$ của móng đơn M(E-2)?
Phạm vi ảnh hưởng góc mở ứng suất dưới đáy móng tính được là $z_r = b \cdot \tan(45^\circ + \varphi/2) = 1,8 \cdot \tan(45^\circ + 13^\circ 16'/2) = 2,27\text{ m}$. Do khoảng cách từ đáy móng ($1,8\text{ m}$) đến mực nước ngầm ($-3,5\text{ m}$) là $1,7\text{ m} < 2,27\text{ m}$ (trong bài xét khoảng cách $2,2\text{ m}$), mực nước ngầm nằm trong vùng chịu ảnh hưởng, do đó dung trọng của đất dưới đáy móng phải lấy giá trị đẩy nổi trung bình $\gamma_{II} = 19,20\text{ kN/m}^3$ để tính lại sức chịu tải $R = 229,36\text{ kPa}$.

3. Vì sao không cần kiểm tra áp lực tại đỉnh lớp đất yếu đối với móng M(E-2) và M(B,C-3)?
Theo quy chuẩn tính toán móng nông, việc kiểm tra áp lực tại đỉnh lớp đất nằm dưới chỉ bắt buộc khi lớp đất bên dưới yếu hơn lớp đất đặt đáy móng. Trong đồ án, lớp 3 nằm ngay dưới lớp 2 có góc ma sát trong $\varphi_3 = 16^\circ 12' > \varphi_2 = 13^\circ 06'$, do đó lớp 3 có khả năng chịu cắt tốt hơn lớp 2 và không phải là lớp đất yếu cần kiểm tra.

4. Độ cứng lò xo đàn hồi gán vào các nút dầm móng kép trong mô hình SAP2000 được xác định như thế nào?
Từ hệ số nền lớp sét dẻo cứng $K_{0,3} = 25000\text{ kN/m}^3$ (thí nghiệm bàn nén $0,3\text{ m} \times 0,3\text{ m}$), tác giả chuyển đổi sang móng chữ nhật kích thước $1,9\text{ m} \times 4,8\text{ m}$ được $K = 3673,25\text{ kN/m}^3$. Khi chia dầm móng thành các đoạn $0,1\text{ m}$, diện tích chịu tải mỗi nút giữa là $1,9\text{ m} \times 0,1\text{ m}$ cho độ cứng $K_g = 3673,25 \times 1,9 \times 0,1 = 697,92\text{ kN/m}$; hai nút biên có diện tích phân bố một nửa nên $K_b = 3673,25 \times 1,9 \times 0,05 = 348,96\text{ kN/m}$.

5. Kết quả kiểm tra biến dạng lún của hai phương án móng nông có thỏa mãn quy chuẩn thiết kế không?
Cả hai phương án đều thỏa mãn điều kiện lún giới hạn $S \le S_{gh} = 8,0\text{ cm}$. Cụ thể, móng đơn M(E-2) có tổng độ lún tính theo phương pháp cộng lún từng lớp theo quan hệ $e-p$ là $S = 7,18\text{ cm}$; móng kép M(B,C-3) có tổng độ lún tính theo mô đun biến dạng $E_{100-200}$ là $S = 6,27\text{ cm}$.

Kết luận

Thuyết minh tính toán đồ án môn học "Nền và Móng: Thiết kế móng nông, móng cọc" của Trường Đại học Kiến trúc TP. Hồ Chí Minh đã trình bày một quy trình tính toán kỹ thuật hoàn chỉnh và chuẩn xác cho bài toán thiết kế kết cấu nền móng công trình trên địa tầng phức tạp. Các giải pháp móng đơn M(E-2) ($1,8\text{ m} \times 2,4\text{ m}$) và móng kép M(B,C-3) ($1,9\text{ m} \times 4,8\text{ m}$) đều thỏa mãn đầy đủ các điều kiện kiểm tra về cường độ chịu lực, ổn định chọc thủng và biến dạng lún cho phép. Việc kết hợp chặt chẽ giữa lý thuyết cơ học đất truyền thống và mô hình hóa nền đàn hồi Winkler trên phần mềm SAP2000 khẳng định tính thực tiễn và giá trị học thuật cao của tài liệu đối với công tác đào tạo kỹ sư xây dựng.