Đánh giá số liệu khảo sát địa kỹ thuật và thiết kế nền, móng hiệu quả

• Tác giả: Phan Trường
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đỗ Hữu Đạo
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa-Đại Học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Xây Dựng Dân Dụng Và Công Nghiệp
• Đề tài: Thiết kế nền và móng: Đánh giá khảo sát địa kỹ thuật và phương án tối ưu
• Loại tài liệu: project based learning
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Đà Nẵng

• 1. CHƯƠNG I: ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA KỸ THUẬT VÀ VẤN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
• 1.1. Đánh giá trạng thái các lớp đất
• 1.2. Mặt cắt địa chất cho nền đất
• 1.3. Biểu đồ đường cong nén lún của các lớp đất
• 1.4. Nhận xét, đánh giá về tính năng xây dựng của nền đất
• 1.5. Đề xuất phương án thiết kế móng cho dự án
• 2. CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG
• 2.1. Thiết kế và tính toán móng nông cột giữa
• 2.1.1. Chọn vật liệu làm móng
• 2.1.2. Chọn chiều sâu chôn móng
• 2.1.3. Xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn
• 2.1.4. Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn
• 2.1.5. Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2
• 2.1.6. Kiểm tra nền theo TTGH1
• 2.1.7. Kiểm tra ổn định lật
• 2.1.8. Kiểm tra ổn định trượt ngang
• 2.1.9. Tính chiều cao móng: h=ho+c
• 2.1.10. Tính toán và bố trí cốt thép cho móng
• 2.2. Thiết kế và tính toán móng nông cột biên
• 2.2.1. Chọn vật liệu làm móng
• 2.2.2. Chọn chiều sâu chôn móng
• 2.2.3. Xác định kích thước móng theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn
• 2.2.4. Kiểm tra nền theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn
• 2.2.5. Kiểm tra độ lún của móng theo TTGH2

I. Đánh giá khảo sát địa kỹ thuật

Khảo sát địa kỹ thuật là bước đầu tiên và quan trọng trong thiết kế nền và móng. Việc đánh giá trạng thái của các lớp đất là cần thiết để xác định khả năng chịu tải và tính ổn định của công trình. Các lớp đất được phân loại dựa trên các chỉ tiêu cơ lý như độ ẩm, độ sệt và hệ số nén lún. Theo TCVN 9362-2012, lớp á cát có trạng thái dẻo và bão hòa, trong khi lớp á sét có trạng thái dẻo cứng. Điều này cho thấy nền đất có khả năng xây dựng tốt, không cần xử lý trước khi thi công. Đánh giá này giúp đưa ra phương án thiết kế móng phù hợp, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.

1.1. Phân tích địa chất

Mặt cắt địa chất cho thấy các lớp đất có tính chất khác nhau. Lớp á cát có hệ số rỗng nhỏ hơn 1, cho thấy tính chất chặt chẽ và khả năng chịu tải tốt. Lớp á sét có độ bão hòa cao, cho thấy khả năng giữ nước và ổn định. Việc phân tích này giúp xác định phương án thiết kế móng nông hoặc móng cọc, tùy thuộc vào tải trọng và điều kiện địa chất cụ thể. Sự kết hợp giữa các chỉ tiêu cơ lý và khảo sát địa hình là yếu tố quyết định trong việc lựa chọn phương án tối ưu cho nền móng.

II. Phương án thiết kế móng

Dựa trên kết quả khảo sát địa kỹ thuật, hai phương án thiết kế móng được đề xuất: móng nông và móng cọc. Móng nông được thiết kế cho các công trình có tải trọng nhỏ và nền đất ổn định. Trong khi đó, móng cọc được sử dụng cho các công trình có tải trọng lớn hoặc nền đất yếu. Việc lựa chọn giữa hai phương án này phụ thuộc vào tải trọng tác dụng và điều kiện địa chất. Móng nông có ưu điểm về chi phí và thời gian thi công, trong khi móng cọc đảm bảo tính ổn định cao hơn trong điều kiện nền đất không đồng nhất.

2.1. Thiết kế móng nông

Thiết kế móng nông bao gồm việc xác định kích thước, chiều sâu chôn móng và vật liệu sử dụng. Các thông số như tải trọng, cường độ chịu nén của bê tông và các chỉ tiêu cơ lý của đất được xem xét kỹ lưỡng. Kích thước móng được tính toán dựa trên điều kiện áp lực tiêu chuẩn, đảm bảo rằng ứng suất tại đáy móng không vượt quá giới hạn cho phép. Việc kiểm tra độ lún của móng cũng rất quan trọng để đảm bảo rằng móng không bị lún quá mức trong quá trình sử dụng.

2.2. Thiết kế móng cọc

Móng cọc được thiết kế cho các công trình có tải trọng lớn hoặc nền đất yếu. Việc xác định số lượng và kích thước cọc phụ thuộc vào tải trọng tác dụng và điều kiện địa chất. Cọc được đặt sâu vào lớp đất ổn định để đảm bảo tính chịu tải. Thiết kế này cũng cần xem xét đến các yếu tố như độ bão hòa của đất và khả năng chịu nén của cọc. Móng cọc thường có chi phí cao hơn nhưng đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình trong điều kiện địa chất không thuận lợi.

III. Đánh giá và tối ưu hóa thiết kế

Đánh giá và tối ưu hóa thiết kế nền và móng là bước quan trọng để đảm bảo hiệu quả kinh tế và an toàn cho công trình. Việc sử dụng các phần mềm mô phỏng và phân tích địa kỹ thuật giúp tối ưu hóa kích thước và hình dạng của móng, giảm thiểu chi phí và thời gian thi công. Các tiêu chuẩn thiết kế như TCVN 9362-2012 cần được tuân thủ để đảm bảo tính chính xác và an toàn trong quá trình thi công. Đánh giá này không chỉ giúp cải thiện chất lượng công trình mà còn nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên.

3.1. Ứng dụng công nghệ trong thiết kế

Công nghệ hiện đại như mô phỏng 3D và phân tích FEM (Finite Element Method) giúp các kỹ sư có cái nhìn tổng quan về hành vi của nền và móng dưới tải trọng. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp tối ưu hóa thiết kế mà còn giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Các phần mềm chuyên dụng cho phép phân tích sâu về ứng suất, độ lún và khả năng chịu tải của nền đất, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế hiệu quả hơn.