1.1.1 Về định tính.
Đất yếu là loại đất mà bản thân nó không đủ khả năng tiếp thu tải trọng của công trình bên trên như các công trình nhà cửa, đường xá, đê đập
Khái niệm này nói chung không chặt chẽ và không có cơ sở khoa học.
1.1.2 Về định lượng.
Đất yếu là loại đất có sức chịu tải kém (nhỏ hơn 0,5 – 1,0 kG/cm2), dễ bị phá hoại, biến dạng dưới tác dụng của tải trọng công trình dựa trên những số liệu về chỉ tiêu cơ lý cụ thể.
Khái niệm này được thế giới chấp nhận và có cơ sở khoa học.
86 trang |
Chia sẻ: maiphuongtt | Lượt xem: 2104 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Chuyên đề Bài giảng xử lý nền móng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH
---oOo---
BÀI GIẢNG
CHUYÊN ĐỀ XỬ LÝ NỀN MÓNG
Dành cho sinh viên ngành Xây dựng Dân dụng – Công nghiệp
Biên soạn : TS. Tô Văn Lận
Năm 2009
MỤC LỤC
Tài liệu tham khảo
Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngô, Phan Xuân Trường, Phạm Xuân, Nguyễn Hải; Những phương pháp xây dựng công trình trên nền đất yếu. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1973.
Nguyễn Văn Quảng; Nền móng nhà cao tầng. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2003.
TCXDVN 385 : 2006, Gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng.
TCXD 45 : 1978, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
TCXD 205 : 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
TCXDVN 326 : 2004, Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.
TCVN 4419-1987, Khảo sát cho xây dựng.
Chương 1
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU
KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU.
Về đất yếu hiện nay có hai quan điểm dựa vào định tính và định lượng:
Về định tính.
Đất yếu là loại đất mà bản thân nó không đủ khả năng tiếp thu tải trọng của công trình bên trên như các công trình nhà cửa, đường xá, đê đập…
Khái niệm này nói chung không chặt chẽ và không có cơ sở khoa học.
Về định lượng.
Đất yếu là loại đất có sức chịu tải kém (nhỏ hơn 0,5 – 1,0 kG/cm2), dễ bị phá hoại, biến dạng dưới tác dụng của tải trọng công trình dựa trên những số liệu về chỉ tiêu cơ lý cụ thể.
Khái niệm này được thế giới chấp nhận và có cơ sở khoa học.
+ Dựa vào chỉ tiêu vật lý, đất được gọi là yếu khi :
Dung trọng : gW £ 1,7 T/m3.
Hệ số rỗng : e ³ 1.
Độ ẩm : W ³ 40%.
Độ bão hòa : G ³ 0,8.
+ Dựa vào các chỉ tiêu cơ học :
- Modun biến dạng : E0 £ 50 kG/cm2.
- Hệ số nén : a ³ 0,01 cm2/kG.
- Góc ma sát trong : j £ 100.
- Lực dính (đối với đất dính): c £ 0,1 kG/cm2.
ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT YẾU.
Trong thực tế xây dựng, chúng ta thường gặp những loại đất yếu sau đây : đất sét yếu; đất cát yếu; bùn; than bùn và đất than bùn và đất đắp.
Đất sét yếu.
Hạt sét và các khoáng vật sét.
Trong đất sét gồm có 2 thành phần :
- Phần phân tán thô (gọi là những hạt sét) có kích thước > 0,002mm. Chủ yếu có các khoáng chất nguồn gốc lục địa như thạch anh, fenspat,…
- Phần phân tán mịn (gọi là khoáng chất sét) bao gồm những hạt có kích thước rất bé (2 – 0,1mm) và keo (0,1 – 0,001mm). Những khoáng chất này quyết định tính chất cơ lý của đất sét. Các khoáng chất sét thường gặp nhất là 3 nhóm điển hình : kaolinit(1) Tên lấy theo tên của dãy núi cao ở Trung Quốc là Kaulinh.
, mônmôrilônit(2) Tên lấy theo tên của mỏ Montmorilon ở Pháp.
và ilit :
+ Kaolinit :
Công thức hóa học là Al2O3.2SiO2.2H2O; được tạo thành do phong hóa đá phun trào, đá biến chất và đá trầm tích trong điều kiện môi trường axit (pH = 5-6). Đặc điểm của mạng tinh thể kaolinit là tương đối bền, ổn định và trương nở ít.
+ Mônmôrilônit :
Công thức hóa học là (OH)4Si8Al4O20.nH2O; được thành tạo do phong hoá đá macma giàu Mg và các biến đổi thứ sinh khác) được tạo thành do phong hóa đá phun trào kiềm trong điều kiện môi trường kiềm (pH = 7-8,5).
Montmorilonit có mạng tinh thể kém bền vững và dễ sảy ra hiện tượng trương nở dưới dáy móng khi có mặt loại sét này. Loại này thường dễ gặp ở vùng ven biển.
+ Ilit :
Đại biểu của nhóm ilit là hyđrômica (K,Al2[Al,Si3O10](OH)2) được tạo thành từ nhiều điều kiện khác nhau nhưng chủ yếu là trong môi trường kiềm. Loại này không có khả năng trương nở hoặc trương nở rất ít.
Liên kết cấu trúc và sức chống cắt của đất sét.
Trong tự nhiên, đất loại sét luôn tồn tại 3 dạng liên kết cấu trúc, đó là : dạng chảy, dạng dẻo và dạng cứng (hình 1.1). Người ta chia thành hai loại :
- Liên kết mềm : lực liên kết chủ yếu là lực liên kết phân tử, từ tính. Liên kết này mềm dẻo và có thể hồi phục sau khi bị phá hoại (liên kết thuận nghịch).
- Liên kết cứng : lực liên kết chủ yếu là liên kết ion, đồng hóa trị. Liên kết này cứng, giòn, không hồi phục được khi bị phá hoại bằng cơ học (liên kết thuận nghịch).
Về lực dính của đất sét, một số nhà khoa học đã kiến nghị chia lực dính tổng cộng thành hai thành phần : lực dính mềm và lực dính cứng (lực dính cấu trúc)(3) Maxlôp là người đề xuất việc chia lực dính làm 2 thành phần vào năm 1933 – 1935, được viết thành sách vào năm 1941. Tiếp theo Ivanôp cũng đề xuất vào năm 1936. Denhixôp đề xuất vào năm 1947, với c = cn + cy. Hvorlev đề xuất năm 1956, chia làm 2 thành phần : c = cc + cr.
:
CW = åW + cc (1.1)
Trong đó :
CW : lực dính tổng cộng.
åW : lực dính mềm (lực dính có nguồn gốc keo nước).
cc : lực dính cứng (lực dính cấu trúc).
Hình 1.1 : Các dạng liên kết trong đất dính
Phương pháp phân tích åW, cc :
a. Cắt mẫu nguyên dạng và mẫu chế bị ở cùng độ ẩm – độ chặt :
Xây dựng được biểu đồ theo hình 1.2, và :
cc = cnd - ccb (1.2)
Trong đó :
cnd : lực dính theo kết quá cắt mẫu nguyên dạng.
ccb : lực dính theo kết quá cắt mẫu chế bị.
Theo Maxlôp thì lực dính cứng chỉ tồn tại ở đất nguyên dạng cứng.
Hình 1.2 : Kết quả cắt mẫu xác định lực dính cứng cc .
b. Phương pháp cắt theo bản phẳng :
Cắt mẫu cứng nguyên dạng, sau đó ép lại, để mẫu hồi phục và cắt lần thứ 2 (thời gian để phục hồi khoảng 20 phút).
cc = cnd - cbản phẳng (1.3)
c. Phương pháp trùng lặp :
Lần đầu cắt mẫu nguyên dạng theo chiều từ trái sang phải.
Cắt tiếp lần thứ 2 theo chiều ngược lại.
Có thể cắt tiếp lần 3,4 theo chiều ngược lại cho đến khi biểu đồ ổn định.
d. Phương pháp cắt theo độ ẩm :
Với cùng 1 loại đất, lấy nhiều mẫu thí nghiệm với độ ẩm khác nhau.
Trong 4 phương pháp trên, thường chọn PP thứ 2 vì thí nghiệm đơn giản, trên cùng 1 mẫu và cho kết quả khá chính xác.
Từ những kết quả này, các tác giả kiến nghị rằng với những công trình có quy mô nhỏ, tạm thời, thành phần lực dính có thể lấy toàn bộ (cW), nhưng đối với công trình vĩnh cửu, có quy mô lớn thì chỉ nên lấy thành phần lực dính cứng cc mà thôi.
Bảng 1.1 : Cơ cấu thành phần của lực dính đất loại sét.
Cấu trúc của đất
Độ sệt B
Mức độ thể hiện của các thành phần lực dính
cc = %cW
åW = %cW
Tự nhiên
B < 0
80
20
0 – 0,25
70
30
0,25 – 0,5
50
50
0,50 – 0,75
20
80
0,75 – 1,00
10
90
> 1,0
0
100
Nhân tạo
B < 0
70
30
0 – 0,25
40
60
0,25 – 0,5
30
70
0,50 – 0,75
10
90
> 0,75
0
100
Các đặc điểm khác của đất sét yếu.
Hiện tượng hấp thụ :
Hiện tượng hấp thụ là khả năng hút nước từ môi trường xung quanh và giữ lại trên chúng những vật chất khác nhau : cứng, lỏng và hơi, những ion, phân tử và các hạt keo. Sự hấp thụ của đất sét có bản chất phức tạp và thường gồm một số quá trình sảy ra đồng thời.
Tính dẻo :
Tính dẻo là một trong những đặc điểm quan trọng của đất sét. Tính chất này biểu thị sự lưu động của đất sét ở một độ ẩm nào đó khi chịu tác dụng của ngoại lực và chứng tỏ rằng về mức độ biến dạng đất sét chiếm vị trí trung gian giữa thế cứng và thể lỏng hoặc chảy nhớt. Độ dẻo phụ thuộc vào nhiều nhân tố : mức độ phân tán và thành phần khoáng vật của đất, thành phần và độ khoáng hoá của dung dịch nước làm bão hòa đất.
Gradien ban đầu :
Đất sét có đặc tính thẩm thấu khác thường : chỉ cho nước thấm qua khi gradien cột nước vượt quá một trị số nhất định nào đó. Trị số đó gọi là gradien ban đầu. Gradien ban đầu là độ chênh lệch tối thiểu nào đó của áp lực cột nước, mà thấp hơn nó tốc độ thấm giảm xuống nhiều, rất bé và có thể coi như không thấm nước.
Đặc điểm biến dạng :
Tính chất biến dạng của đất sét yếu do bản chất mối liên kết giữa các hạt của chúng quyết định. Có thể chia biến dạng của đất sét yếu ra các loại sau đây :
Biến dạng khôi phục, gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng cấu trúc hấp phụ.
Biến dạng dư, chỉ gồm biến dạng cấu trúc.
Biến dạng của đất sét yếu là do sự phá hoại các mối liên kết cấu trúc và biến dạng các màng hấp phụ của nước liên kết gây nên. Các loại biến dạng chủ yếu của đất sét yếu là biến dạng cấu trúc và biến dạng cấu trúc hấp phụ.
Tính chất lưu biến :
Đất sét yếu là một môi trường dẻo nhớt. Chúng có tính dão (từ biến)(1) Đó là biến dạng từ từ, phát triển rất chậm theo thời gian.
và có khả năng thay đổi độ bền khi tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này gọi là tính chất lưu biến.
Hiện tượng dão trong đất sét yếu liên quan đến sự ép thoát nước tự do khi nén chặt. Do vậy hiện tượng này liên quan với sự thay đổi mật độ kết cấu của đất do kết quả chuyển dịch, các hạt và các khối lên nhau, cũng như những thay đổi trong sự định hướng của các hạt và các khối đó với phương tác dụng của tải trọng.
Đất cát yếu.
Cát được hình thành tạo ở biển hoặc vũng, vịnh. Về thành phần khoáng vật, cát chủ yếu là thạch anh, đôi khi có lẫn tạp chất. Cát gồm những hạt có kích thước 0,05 – 2mm.
Cát được coi là yếu khi cỡ hạt thuộc loại nhỏ, mịn trở xuống, đồng thời có kết cấu rời rạc, ở trạng thái bão hòa nước, có thể bị nén chặt và hóa lỏng đáng kể, chứa nhiều di tích hữu cơ và chất lẫn sét. Những loại cát đó khi chịu tác dụng rung hoặc chấn động thì trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi là cát chảy.
Đặc điểm quan trọng nhất của cát là bị nén chặt nhanh, có độ thấm nước rất lớn. Khi cát gồm những hạt nhỏ, nhiều hữu cơ và bão hòa nước thì chúng trở thành cát chảy, hiện tượng này đôi khi rất nguy hiểm cho công trình và cho công tác thi công.
Cần lưu ý 2 hiện tượng nguy hiểm đối với cát yếu :
Biến loãng.
Cát chảy.
Bùn, than bùn và đất than bùn.
Bùn là những trầm tích hiện đại, được thành tạo chủ yếu do kết quả tích lũy các vật liệu phân tán mịn bằng cơ học hoặc hoá học ở đáy biển, đáy hồ, bãi lầy… Bùn chỉ liên quan với các chỗ chứa nước, là các trầm tích mới lắng đọng, no nước và rất yếu về mặt chịu lực.
Theo thành phần hạt, bùn có thể là cát pha sét, sét pha cát, sét và cũng có thể là cát, nhưng chỉ là cát nhỏ trở xuống.
Độ bền của bùn rất bé, vì vậy việc phân tích sức chống cắt (SCC) thành lực ma sát và lực dính là không hợp lý. SCC của bùn phụ thuộc vào tốc độ phát triển biến dạng. Góc ma sát có thể xấp xỉ bằng không. Chỉ khi bùn mất nước, mới có thể cho góc ma sát.
Việc xây dựng các công trình trên bùn chỉ có thể thực hiện sau khi đã tiến hành các biện pháp xử lý nền.
Than bùn là đất có nguồn gốc hữu cơ, thành tạo do kết quả phân hủy các di tích hữu cơ, chủ yếu là thực vật, tại các bãi lầy và những nơi bị hóa lầy. Đất loại này chứa các hỗn hợp vật liệu sét và cát(2) Theo QP của Liên Xô cũ : than bùn chứa trên 60% di tích thực vật, còn đất than bùn chứa 10 - 60% di tích thực vật.
.
Trong điều kiện thế nằm thiên nhiên, than bùn có độ ẩm cao 85 – 95% hoặc cao hơn tùy theo thành phần khoáng vật, mức độ phân hủy, mức độ thoát nước…
Than bùn là loại đất bị nén lún lâu dài, không đều và mạnh nhất. Hệ số nén lún có thể đạt từ 3-8, thậm chí 10 kG/cm2. Không thể thí nghiệm nén than bùn với mẫu có chiều cao thông thường là 15-20cm, mà phải từ 40-50cm.
Khi xây dựng ở những vùng đất than bùn, cần áp dụng các biện pháp : làm đai cốt thép, khe lún, cắt nhà thành từng đoạn cứng riêng rẽ, làm nền cọc, đào hoặc thay một phần than bùn.
Đất đắp.
Loại đất này được tạo nên do tác động của con người. Đặc điểm của đất đắp là phân bố đứt đoạn và có thành phần không thuần nhất.
Theo thành phần có thể chia thành 4 loại sau :
Đất gồm hỗn hợp các chất thải của sản xuất công nghiệp và xây dựng.
Đất hỗn hợp các chất thải của sản xuất và rác thải sinh hoạt.
Đất của các nền đắp trên cạn và khu đắp dưới nước (để tạo bãi).
Đất thải bên trong và bên ngoài các mỏ khoáng sản.
Nhìn chung, các loại đất đắp hầu hết đều phải có biện pháp xử lý trước khi xây dựng.
CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU.
Giải pháp kết cấu.
Bao gồm các biện pháp sau :
- Chọn kiểu kết cấu ít nhạy lún, làm khe lún, làm giằng BTCT; dự trữ độ cao bằng độ lún dự kiến của công trình.
- Lựa chọn độ sâu chôn móng và kích thước móng hợp lý, sử dụng vật liệu, các lớp cách nước ngăn ngừa nước dâng mao dẫn theo các khe hở trong đất.
- Quy định và chấp hành nghiêm ngặt về quy trình đào đắp đất.
Các biện pháp xử lý nền.
Mục đích : cải thiện thành phần, trạng thái của đất, từ đó làm cho các tính chất cơ học, vật lý của đất nền đáp ứng được yêu cầu trong xây dựng. Để làm tăng độ bền và làm giảm độ nén lún của đất, có thể chọn những giải pháp làm giảm độ rỗng hoặc tăng lực dính. Trong một số trường hợp khác, mục đích của gia cố là làm cho đất đá từ chỗ thấm nước trở thành cách nước.
Các giải pháp về móng.
Lựa chọn các giải pháp về móng cho phù hợp như : móng đơn, móng băng (1 hoặc 2 phương), móng bè, móng cọc, … tùy theo tải trọng tác dụng và đặc điểm của công trình, từng loại đất cụ thể.
Chương 2
BIỆN PHÁP KẾT CẤU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU.
Khi thiết kế các công trình trên nền đất yếu, cần phải nắm được các hình thức kết cấu chịu lực phần trên công trình cũng như tính nhạy của nó đối với độ lún của nền đất. Độ nhạy lún của công trình chủ yếu phụ thuộc vào độ cứng. Tùy theo độ cứng có thể phân chia kết cấu thành ba loại như sau :
Loại kết cấu tuyệt đối cứng.
Như ống khói, tháp nước, kết cấu khung nhiều tầng trên bản móng liên tục, mố cầu… Loại kết cấu này có độ cứng không gian rất lớn do vậy công trình không bị uốn, chỉ có khả năng lún đều hoặc nghiêng.
Đối với kết cấu này, tính nhạy lún kém, không yêu cầu những biện pháp xử lý về phương diện kết cấu. Trong trường hợp này, chỉ cần giảm bớt độ nghiêng nếu có của công trình.
Loại kết cấu mềm.
Các loại kết cấu này như bản đáy móng của các bể chứa, cống, âu thuyền và những cấu kiện độc lập khớp như cột trên móng đơn liên kết tự do với dàn hoặc dầm ngang…
Các công trình thuộc loại này có thể bị uốn cong cùng cấp với khả năng biến dạng của đất nền, do đó không gây nên những nội lực phụ trong kết cấu và không ảnh hưởng đến việc sử dụng công trình. Đặc điểm của loại kết cấu này là có tính nhạy lún kém khi nền đất biến dạng không đều.
Sơ đồ kết cấu có độ cứng giới hạn.
Đó là các khung siêu tĩnh trên các móng đơn, dầm liên nhiều nhịp, vòm không khớp… Các công trình thuộc loại này thường hay gặp trong thực tế.
Khi nền đất có biến dạng không đều, đồng thời dưới đế móng có sự phân bố lại ứng suất tiếp xúc thì trong kết cấu móng và kết cấu chịu lực sẽ xuất hiện nội lực phụ cục bộ. Nếu kết cấu không có khả năng tiếp thu nội lực phụ thì ở các tiết diện yếu sẽ có vết nứt. Ơ những tiết diện này, độ cứng của kết cấu giảm đáng kể. Đặc điểm của loại kết cấu này là có tính nhạy lún lớn do đó cần có những biện pháp xử lý thích hợp.
Dưới đây là những biện pháp làm giảm độ lún không đều của đất nền thường được áp dụng trong thực tế :
Cắt công trình bằng khe lún : sẽ được trình bày trong phần II dưới đây.
Thay đổi kích thước, dộ sâu chôn móng : Sử dụng khi nền đất có chiều dày các lớp khác nhau, không đồng nhất. Biện pháp này nhằm mục đích làm cho chiều dày vùng chịu nén của lớp đất dưới đế móng như nhau. Có thể thiết kế đáy móng có chiều rộng thay đổi làm cho biểu đồ phân bố ứng suất dưới đáy móng có giá trị khác nhau tại các điểm dưới đế móng.
Sử dụng các loại móng hợp lý : Dùng móng băng, móng băng giao thoa, móng bè, móng cọc… tùy theo tình hình thực tế của công trình. Nếu chiều dày lớp đất yếu không lớn lắm có thể dùng lớp đệm cát hoặc đệm các vật liệu khác để thay thế. Khi chiều dày lớp đất yếu là lớn, để giảm bớt độ lún và khả năng lún không đều, có thể xử lý bằng móng cọc hay các phương pháp gia cố nhân tạo như cọc cát, giếng cát…
Hình 2.1 đến 2.3 giới thiệu một số biện pháp thường dùng hiện nay : cấu tạo móng có chiều sâu khác nhau (2.1); đế móng có chiều rộng thay đổi (2.2) và sử dụng những loại móng khác nhau (2.3).
Hình 2.1 Cấu tạo của móng với những chiều sâu khác nhau.
Hình 2.2 Cấu tạo của móng với những chiều rộng khác nhau.
Hình 2.3 Dùng móng cọc ở những đoạn lớp đất yếu có chiều dày lớn.
BỐ TRÍ KHE LÚN.
Bố trí khe lún là một trong những biện pháp rất có hiệu quả khi xây dựng những công trình có tải trọng khác nhau trên nền đất có tính nén lớn và tính nén không đều.
Khe lún phải được bố trí sao cho bảo đảm cho những bộ phận của công trình có khả năng làm việc độc lập, có đủ cường độ và độ cứng khi chịu lực, không gây ra những vết nứt khi nền đất có biến dạng lớn và biến dạng không đều.
Vị trí đặt khe lún căn cứ vào sự phân bố các lớp đất dưới đế móng và hình thức kết cấu của công trình.
Hình 2.4 dưới đây giới thiệu môt số cách bố trí khe lún cho công trình khi gặp nền đất yếu hoặc công trình có chiều dài lớn.
Hình 2.4 Bố trí khe lún.
Chiều rộng khe lún tùy thuộc vào tính chất biến dạng của công trình và sự phân bố lớp đất yếu dưới đế móng.
Chiều rộng tối thiểu của khe lún có thể tính theo công thức sau đây :
d = k.h(tgqp - tgqtr) (2.1)
Trong đó :
h : khoảng cách từ đế móng đến độ cao mà ở đó xác định khe hở.
tgqp : độ nghiêng cúa móng công trình phần bên phải.
tgqtr : độ nghiêng cúa móng công trình phần bên trái. Nếu các phần công trình nghiêng vào nhau thì tgqtr lấy trị âm.
k : hệ số kể đến tính không đồng nhất của đất nền, k = 1,3 – 1,5.
Tuy nhiên, khoảng cách của khe lún thường được lựa chọn trong khoảng từ 2-3cm.
Trong nhiều trường hợp, khe lún được kết hợp với khe co dãn. Tuy vậy, khe lún cũng gây nhiều khó khăn phức tạp trong xây dựng và sử dụng, tốn kém thêm tường, móng ngang, vì vậy chỉ làm khe lún khi thật cần thiết :
Khi đất nền có tính nén lún lớn.
Khi công trình có hình dạng phức tạp, tải trọng, chiều cao tầng chênh lệch.
Khi công trình quá dài và có khả năng sảy ra lún không đều (thông thường khi công trình có chiều dài trên 60m).
THIẾT KẾ GIẰNG MÓNG VÀ GIẰNG TƯỜNG.
- Tác dụng :
Tiếp thu nội lực kéo xuất hiện khi lún không đều.
Làm tăng thêm cường độ và độ cứng không gian của kết cấu.
- Thiết kế giằng móng và giằng tường bao gồm các công việc :
Xác định vị trí của các giằng trong tường và móng.
Tính toán lượng cốt thép cần thiết trong giằng.
- Vị trí của các giằng phụ thuộc vào tính chất biến dạng của công trình (công trình có thể bị vồng lên hoặc võng xuống :
Bố trí ở phía trên hoặc phía dưới của tường.
Giằng tường có thể bố trí ở cao trình ngăn giữa các tầng nhà, lanh tô cửa sổ…
Để đảm bảo độ cứng không gian, giằng nên được bố trí liên tục trên suốt các tường hoặc phần móng bên dưới để tạo thành khung kín không gian.
Kích thước và số lượng giằng có thể xác định dựa vào tính chất không đồng đều của nền đất và đặc tính làm việc của kết cấu công trình :
Khi cốt thép bố trí 1 hàng, chiều dày giằng không nhỏ hơn 75mm.
Khi cốt thép bố trí 2 hàng, chiều dày giằng không nhỏ hơn 150mm.
Khi giằng trong tường gạch cốt thép đường kính 6-8mm, cách khoảng 3-6 hàng gạch bố trí 1 lớp. Chiều dày mạch thường từ 3-4cm. Mác vữa không nhỏ hơn 75.
Nếu dùng các giằng đúc sẵn thì các mối nối phải có mác bê tông ³ mác của giằng. Để tính toán cốt thép cho giằng có thể sử dụng 1 trong 2 phương pháp sau :
Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp đơn giản.
Cơ sở tính toán.
Giả thiết cơ bản của PP này là tường dọc của nhà được xem như 1 dầm đặt trên nền đất có độ cứng thay đổi. Tính nén không đều của nền đất được đặc trưng bằng sự thay đổi trị số modun biến dạng E0 của đất tại các điểm dọc theo chiều dài của nhà.
Nội lực trong giằng.
Moment uốn lớn nhất :
(2.2)
Lực cắt lớn nhất :
(2.3)
Trong đó :
(2.4)
E0max : modun biến dạng lớn nhất của nền đất ở dưới hai đầu tường nhà.
E0min : modun biến dạng nhỏ nhất của nền đất ở dưới hai đầu tường nhà.
q : tải trọng của tường nhà hoặc công trình được xem là phân bố đều.
L : chiều dài của tường nhà hoặc công trình.
Độ võng tuyệt đối lớn nhất :
(2.5)
Độ võng tương đối lớn nhất :
(2.6)
Trong đó :
E : modun đàn hồi của khối tường xây : đối với tường gạch có thể lấy bằng 5.000-10.000 kG/cm2, phụ thuộc vào mác gạch và vữa xây.
J : moment quán tính tiết diện tường xét đến sự giảm yếu do các lỗ cửa.
(2.7)
btđ : chiều dày tương đương của tường, btđ = 0,6b (2.8)
b : chiều dày thực của tường.
Tính toán cốt thép giằng.
(2.9)
Trong đó :
Mmax : moment uốn lớn nhất tính theo công thức 2.2.
Rct : giới hạn chảy của cốt thép.
H0 : chiều cao tính toán của tường nhà; H0 = (0,8 - 0,9)H.
Ưng suất tiếp trong khối tường xây do lực cắt gây nên :
(2.10)
Trong đó Fn : diện tích tiết diện nguyên của móng và các giằng giữa các tầng nhà của khối xây.
Fn = båHi (2.11) Trị số ứng suất tiếp t tín