BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG HỆ Đại học -2017 Đề số Câu Nêu định nghĩa nền, móng cơng trình? Vẽ hình minh họa? Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào yếu tố nào? Đáp án: - Nền vùng đất chịu ảnh hưởng trực tiếp tải trọng móng truyền xuống, giới hạn đường cong dạng bóng đèn tròn, ngồi phạm vi ứng suất gây móng truyền tới khơng đáng kể, khơng gây nên biến dạng đất - Móng phận liên kết với kết cấu bên cơng trình có nhiệm vụ truyền tồn tải trọng cơng trình phân bố tải trọng xuống đất Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào yếu tố sau: + Điều kiện địa chất; + Kết cấu cơng trình bên trên; + Yêu cầu độ tin cậy (tầm quan trọng quy mơ cơng trình); Điểm + Điều kiện thi công (công nghệ, môi trường thi công…) Câu Câu Đề xuất phương án móng: Tải trọng cơng trình khơng lớn; khu vực xây dựng gồm lớp đất lớp có chiều dày 2m lớp có chiều dày 4m trạng thái dẻo cứng lớp sét có chiều dày lớn trạng thái nửa cứng: vây đại chất khu vực xây dựng tốt dần lên từ xuống vào phạm vi áp dụng loại móng đề xuất phương án móng móng nơng có đáy đặt lớp chiều sâu chơn móng 3m ( vẽ hình) Khái niệm tượng ma sát âm? Hiện tượng ma sát âm xuất trường hợp nào? Nó gây tác hại cho cọc móng? Vẽ hình minh họa? Đáp án: Khi đất xung quanh thân cọc lún nhiều độ lún cọc, chuyển vị tương đối cọc đất có chiều hướng ngược lại đó, sức kháng bên đất điểm cọc có chiều hướng ngược lại Sức kháng bên không kháng lại tải trọng ngồi góp phần đẩy cọc xuống gọi sức kháng bên âm Các trường hợp thường gặp tượng ma sát âm như: Lớp đất dính đắp ; lớp đất đắp, có trọng tải kho bãi gây trọng tải với đất đính phía Tác hại: làm giảm sức kháng cọc theo điều kiện đất nền, tăng ngoại lực tác dụng lên cọc nhổ cọc ma sát âm giữ cọc lại gây khó khan q trình nhổ cọc Vẽ hình : Câu Đề bài: Kiểm toán sức kháng đỡ sức kháng trượt đất nền? (bài tốn móng nơng) Điểm Kiểm tốn sức kháng đỡ Cơng thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Trong đó: - Đối với đất dính tiêu lý dùng phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT  = 0,5 - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Ý - Chiều rộng móng có hiệu 800 103  2255,81 (mm) 2150 B’ = B – 2eB Chiều rộng móng có hiệu Mx = nên ta có L’ = L- 2.eL = = 3000 -  3000 (mm) = 3000 - - Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ = 2288,89 3000 = 6866670 (mm2) Thể phần diện tích móng có hiệu hình vẽ Sức kháng danh định đất đáy móng - Đối với đất sét: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9(MPa) Trong D f  2500(mm) 0,5 γ bq = Ý 1650* 0,  1800*1,8  1758 2,5 kg/m3 c2  0,10( MPa ) Df 2500   1,11 �2,5 ' B 2255,81 B ' 2255,81   0, 752 �1 L' 3000 H x 150   0,1 �0, V 1500 Móng đặt đất tương đối ; � �� �� �D f � �B ' � �H N cm  N c �  0, � ' � �  0, � ' � �  1, � � � �V �B � �L � � �� �� 1.0 � � � � � �  5*   0, 2*1,11 *   0, * 0, 752  *   1, 3* 0,1  6,12 Ý � qult  0,1* 6,12  9,81*1758* 2500 *109  0, 655 -Sức kháng tính toán đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0, 654  0,328 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0,328*3000 * 2288,89  2249229,09N > V= 2150000(N) Vậy móng đạt cường độ b Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính tốn chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’  v' ) Trong q sức kháng cắt đơn vị, q = (s = c ; 0,5 � s s u u V 1500000  v'    0, 222 A ' 3000* 2255,81  v' ) = min(0,1;0,11)= 0,1MPa q = min(s = c ;0,5 � s u u ’ QT = qsA = 0,13000*2255,81=676743 N  v' = 0,102 =0,8 Ta có cu =0,08 < 0,5 � QR=+ =0.8676743+ =541394,4N Ta thấy Hx=400000 N QR= 541394,4N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt 1.0 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Câu Hãy phân tích yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng đỡ đất nền? Đáp án: từ cơng thức tính sức kháng đỡ nền: Cho đất rời: qult = 0.5gγBCw1 Nγm x10-9 + gγCw2DfNqmx10-9; Cho đất dính: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9 Sức kháng đỡ phụ thuộc vào: -Chiều sâu chơn móng ( chiều sâu chơn móng lớn, áp lực tiền cố kết lớn, sức kháng đỡ lớn) - Đặc tính lý đất nền: φ,c ( Các yếu tố lớn, tính chống cắt đất lớn, đất có khản chịu lực) - Phụ thuộc vào mực nước ngầm - Phụ thuộc vào hình dạng kích thước móng - Phụ thuộc vào tải trọng tác dung lên móng (H/V) Điểm - Độ lệch tâm tải trọng (việc định kích thước B’, L’) Câu Thế cọc ma sát, cọc chống, cọc hỗn hợp? Cọc khoan nhồi có mũi cọc ngàm sâu vào tầng đá gốc có gọi cọc chống khơng? Vì sao? Cọc chống: Sức kháng dọc trục cọc hình thành chủ yếu sức kháng mũi cọc Khi mũi cọc tựa vào tầng cứng (tầng đá) chuyển vị cọc nhỏ sức kháng cọc chủ yếu thành phần sức chống mũi cọc tạo nên Cọc ma sát: Trong trường hợp có lớp đá hay tầng chịu lực nằm độ sâu lớn, cọc chống trở nên dài không kinh tế Trường hợp này, cọc đóng qua lớp đất yếu đến độ sâu xác định Khi sức kháng mũi cọc nhỏ khả chịu lực chủ yếu có từ sức kháng đất bao quanh dọc thân cọc chôn đất Cọc ma sát chống (cọc hỗn hợp): Sức kháng dọc trục cọc hình thành từ tổ hợp sức chịu mũi cọc sức kháng bao quanh dọc thân cọc Cọc khoan nhồi có mũi cọc ngàm sâu vào tầng đá gốc có gọi cọc chống khơng? Vì sao? Khơng gọi cọc chống vì: - Mặc dù tầng địa chất đá, trình khoan, tiếp xúc đá cọc khơng hồn hảo (đặc biệt khoan sử dụng bentonite để giữ thành lớp đất yếu phía trên) - Dưới tải trọng cơng trình, độ lún phải nhỏ độ lún cho phép (2,54 cm) Dưới độ lún nhỏ đó, sức kháng mũi huy động phần nhỏ đường kính cọc nhồi lớn Câu Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng ưu nhược điểm biện pháp bấc thấm xử lý đất yếu? Vẽ sơ đồ đất yếu xử lý bấc thấm giải thích? Đáp án : Nguyên lý biện pháp bấc thấm: Bấc thấm đứng làm chức thoát nước lỗ rỗng từ đất yếu lên tầng đệm cát (đệm cát thường dày 50 ÷ 60cm) bấc thấm ngang để ngồi, tăng nhanh trình cố kết - Điểm đất yếu hạn chế độ lún tương lai Phạm vi áp dụng bấc thấm: Bấc thấm sử dụng phổ biến vùng có đất yếu dày sâu (có số tài liệu khuyến cáo không nên dùng đất bùn có hàm lượng chất hữu cao, sợi hữu bị hút vào bấc thấm, làm tắc đường dẫn nước, nhiên vấn đề chưa kết luận), khơng dùng phía lớp đất yếu đất cứng, không ấn cần dẫn bấc thấm - Ưu điểm : Sử dụng vùng có đất yếu dày, nằm sâu Thiết bị thi công tương đối đơn giản, thường cải tiến từ máy đào, cần cẩu thuỷ lực Tiến độ thi công nhanh (hơn giếng cát) Giá thành rẻ giếng cát Tiết kiệm khối lượng đào đắp (nếu thay đất), giảm chi phí vận chuyển - Nhược điểm: Khơng có tác dụng thay đất giếng cát hay cọc cát Dùng hiệu lớp đất yếu bùn hữu (vấn đề nghiên cứu) Chiều sâu cắm bấc thấm sâu hạn chế hiệu nước, bấc bị thay biến hình, khơng thẳng, bị đứt, bấc dài > 20m Phương pháp xử lý nhiều tồn nghi ngờ khơng đảm bảo liên tục biến dạng lớn - - Vẽ sơ đồ đất yếu xử lý bấc thấm giải thích: + Bấc thấm băng có lõi polypropylene, có tiết diện hình khía phẳng hình chữ nhật có nhiều lỗ rỗng tròn, bên bọc vỏ lọc vải địa kỹ thuật khơng dệt +Tầng đệm cát rải phía bấc thấm có chiều dày tối thiểu 50cm phải lớn độ lún dự báo (20 ÷ 40cm Tầng đệm cát phải chịu tải trọng xe máy thi công cắm bấc thấm, cắm bấc thấm qua tầng đệm cát dễ dàng thoát nước tốt bấc thấm dẫn từ tầng đất yếu lên + Vải địa kỹ thuật có tác dụng lọc ngược khơng cho đất yếu vào tầng đệm cát làm đảm bảo lớp đệm cát thoát nước tốt +Phần gia tải tạo áp lực nén đẩy nước ngồi theo bấc thấm đứng + Thiết bị quan trắc ( bàn đo lún, đo áp lực nước lỗ rỗng) tính tốn độ lún sau gia tải Câu Đề bài: Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo điều kiện đất cho cọc 350*350 Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo đất nền: QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong đó:  - Đối với đất dính: φqp= 0,7 v = 0,7 x 0,8 = 0,56 Ý - Đối với đất dính tính theo phương pháp α: φqs = 0.7λ v = 0,7 x 0,8 = 0,56 - Đối với đất cát theo phương pháp SPT: φqs = 0.45λv = 0,45 x 0,8 = 0,36 Điểm 0,5 Sức kháng thân cọc Qs - Qs = qs As Đối với đất sét Sức kháng thân cọc tính theo phương pháp α: qs = α Su α: hệ số kết dính phụ thuộc vào sức kháng cắt tính theo phương pháp API Nếu Su ≤ 0,025 MPa => α = 1.0 � S  0, 025 �    0,5 � u 0, 075  0, 025 � � � Nếu 0,025 MPa ≤ S ≤ 0,075 MPa => Ý u Nếu Su ≥ 0,075 MPa => α = 0.5 Tên lớp Lớp (cát) Lớp (sét) Lớp (cát) Ý Đối với đất rời: Với cọc đóng dịch chuyển dùng công thức: qs = 0,0019 N Chiều dày (mm) Chu vi Diện tích U (mm) (mm2) 3000 1400 4,2*106 11000 1400 15,4*106 7000 1400 9,8*106 N Su Hệ số (MPa) α 0,07 27 0,55 qs (MPa) Qs =qs As (N) 0,0171 71820 0.0385 592900 0,0513 502740 Sức kháng mũi cọc Qp = qp.Ap Trong đó: Ap: diện tích mũi cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Do mũi cọc nằm đất rời nên ta có: qp  Với: 0.038 Ncorr D b �q l D � � 1.92 �� Ncorr  � 0.77log � �N � � 10 � � � � 'v � � � Ta có: ’v = 9,81*10-9*[ (1650-1000)*7000+(1800-1000)*11000+(1850-1000)*7000] = 0,1893MPa Db = 7000mm; D =350mm  Ncorr = N corr  [0, 77 *log10 ( 1,92 )]* 27  20,93 0,189 0, 038* 20,93*7000  15,91MPa 350 Tính ta qp = ; tính ql = 0,4.Ncorr = 0,4*20,93 = 8,372MPa Lấy qp = 8,372 MPa Ap= 350 x 350 = 122500 mm2 Qp = 8,372*122500 N = 1025570 N Ý Vậy sức kháng tính tốn cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs =0,36 x 1025570 + 0,36 x (71820 + 502740) + 0,56 x 592900= 908070,8N BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT 0,5 ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Câu Móng cọc có bệ móng nằm sâu mặt đất tự nhiên có coi móng cọc Điểm đài thấp khơng? Giải thích? Cọc móng cọc đài thấp móng cọc đài cao làm việc có khác nhau? Đáp án: Nếu nằm mặt đất tự nhiên mà không thỏa mãn điều kiện chiều sâu chon bệ tối móng bệ cao móng cọc có bệ nằm mặt đất tự nhiên chưa thể kết luận bệ thấp - Câu Đài thấp chịu nén Đài cao chịu nén chịu uốn chịu cắt Hãy phân tích yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng đỡ cọc đơn theo điều kiện đất nền? Sức kháng đỡ tính tốn cọc QR tính theo công sau: QR = Qn = Qult = = p Qp + Qs với: Qp = qp Ap Qs = qs As ) đó: Qult : sức kháng đỡ cọc đơn (N) Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qs : sức kháng thân cọc (N) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs : sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As : diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap : diện tích mũi cọc (mm2) Phụ thuộc vào Su; N; ᵞ MNN Câu Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng, ưu nhược điểm phương pháp cọc xi măng đất? Trình bày dạng bố trí thường dùng cọc xi măng đất xử lý đường? Đáp án: Nguyên lý: hỗn hợp đất nguyên trạng nơi gia cố ximăng phun xuống đất thiết bị khoan phun Mũi khoan khoan xuống lam tơi đất đạt độ sâu lớp đất cần gia cố quay ngược lại dịch chuyển lên Trong trình dịch chuyển lên, ximăng phun vào đất (bằng áp lực khí nén hỗn hợp khơ bơm vữa hỗn hợp dạng vữa ướt) - Phạm vi áp dụng: Thích hợp với phương án xử lý đất yếu cho - cơng trình khu vực đất yếu bãi bồi ven sông, ven biển, đất bồi tích, đất yếu từ cát thơ bùn yếu chiều dày lớp đất yếu lớn (có thể lớn 50m) Ưu điểm: So với giải pháp xử lý khác, công nghệ cọc ximăng đất có ưu điểm có khả xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với loại đất yếu (từ cát thô bùn yếu), thi công điều kiện ngập sâu nước điều kiện công trường chật hẹp Khi tầng đất yếu bên dày phương án sử dụng cọc ximăng đất tiết kiệm phương án dùng cọc bê tông cốt thép hay cọc khoan nhồi Thi công nhanh, kĩ thuật thi cơng khơng phức tạp, khơng có yếu tố rủi ro cao Tiết kiệm thời gian thi công đến 50% chờ đúc cọc đạt đủ cường độ Hiệu kinh tế cao, so với phương án dùng cọc bê tơng cốt thép, cọc khoan nhồi giá thành rẻ nhiều Thích hợp với phương án xử lý đất yếu cho cơng trình khu vực đất yếu bãi bồi ven sông, ven biển Nếu địa chất cát phù hợp với công nghệ cọc ximăng đất, độ tin cậy cao Biến dạng đất gia cố nhỏ giảm thiểu độ lún cơng trình lân cận, tăng khả chịu cắt cho cơng trình Điểm Dễ dàng điều chỉnh cường độ cách điều chỉnh hàm lượng xi măng thi công Dễ quản lý, giám sát chất lượng thi công, hạn chế gây ô nhiễm môi trường Nhược điểm: hóa chất xi măng tác dụng với muối nước để tạo thành chất tan Trình bày dạng bố trí thường dùng cọc xi măng đất xử lý đường: Dải; Nhóm; Lưới tam giác; Lưới vuông Kiểu tường; Kiểu kẻ ô; Kiểu khối; Kiểu diện Câu Đề bài: Kiểm toán sức kháng đỡ sức kháng trượt đất nền? (bài tốn móng Điểm nơng) Kiểm tốn sức kháng đỡ Cơng thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Trong đó: - Đối với đất dính tiêu lý dùng phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT  = 0,5 - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Ý - - Chiều rộng móng có hiệu 500 103 = 3500 -  3107,84(mm) 2550 B’ = B – 2eB Chiều rộng móng có hiệu Mx = nên ta có L’ = L- 2.eL = = 4000 -  4000 (mm) 0.5 Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ = 3107,84 4000 = 12431360 (mm2) Thể phần diện tích móng có hiệu hình vẽ Sức kháng danh định đất đáy móng - Ý Đối với đất sét: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9(MPa) Trong D f  2,5(m)  2500(mm) γ = 1800kg/m3 c2  0,11( MPa ) Df 2500   0,804 �2,5 ' B 3107,84 B ' 3107,84   0, 777 �1 L' 4000 H x 180   0,106 �0, V 1700 Móng đặt đất tương đối ; � �� �� �D f � �B ' � � �H � N cm  N c �  0, � ' �  0, .�  1,3 � � �� � �' � � �V � � �B � �L � � �� ��  5*   0, * 0,804 *   0, *0, 777  *   1,3*0,106   5, 78 1.5 Ý � qult  0,11*5, 78  9,81*1800 * 2500 *109  0, 68MPa -Sức kháng tính tốn đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0, 68  0,34 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0,34 * 4000*3107.84  4227594,21N > V= 2550000(N) Vậy đạt cường độ c Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính tốn chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’  v' ) Trong qs sức kháng cắt đơn vị, qs= (su = cu; 0,5 � V 1700000  v'    0,137 A ' 4000*3107,84 MPa  ) = min(0,11;0,068)= 0,068MPa qs= min(su = cu ;0,5 � ’ QT = qsA = 0,0684000*3107,84= 845332,5 N  v' = 0,068 = 0,85 Ta có cu =0,11 > 0,5 � QR=+ =0,85845332,5 + = 718532,61 N Ta thấy Hx = 216000 N QR= 718532,61 N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt ' v BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM 10 1.0 � �� �� �D � �B ' � � �H � N cm  N c �  0, � f' � �  0, � ' � �  1, � � � � � �V � � �B � �L � � �� ��  5*   0, * 0,982  *   0, 2* 0, 764  *   1,3*0,111  5,9 Ý � qult  0, 08*5,9  9,81*1800* 2500 *109  0,525MPa -Sức kháng tính tốn đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0,525  0, 263 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0, 263* 4000*3055,56  3208643,38N >V= 2700000(N) Vậy đạt cường độ d Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính toán chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’  v' ) Trong q sức kháng cắt đơn vị, q = (s = c ; 0,5 � s s V 1800000  v'    0,147 A ' 4000*3055,56 u u 1.5 MPa  ) = min(0,08;0,074)= 0,074MPa qs= min(su = cu ;0,5 � QT = qsA’ = 0,0744000*3055,56 = 904445,76 N  v' = 0,071 = 0,85 Ta có cu =0,08 >0,5 � QR=+ =0,85904445,76 + =768778,9 N Ta thấy Hx = 420000 N QR= 768778,9 N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt ' v BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Sức kháng dọc trục cọc đơn theo điều kiện đất gồm thành phần, phân tích yếu tố ảnh hưởng đến thành phần này? Đáp án: thành phần mũi thân: Sức kháng đỡ tính tốn cọc QR tính theo cơng sau: QR = Qn = Qult = = p Qp + Qs với: Câu Qp = q p Ap 16 Qs = q s As ) đó: Điểm Qult : sức kháng đỡ cọc đơn (N) Qp : sức kháng mũi cọc (N) Qs : sức kháng thân cọc (N) qp : sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) qs : sức kháng đơn vị thân cọc (MPa) As : diện tích bề mặt thân cọc (mm2) Ap : diện tích mũi cọc (mm2) Phụ thuộc vào Su; N; ᵞ MNN Đề xuất phương án móng: Câu Câu Tải trọng cơng trình khơng lớn; khu vực xây dựng gồm lớp đất lớp có chiều dày 2,5m lớp có chiều dày 8m đất sét trạng thái dẻo mềm lớp cát chặt vừa có chiều dày lớn: vây đại chất khu vực xây dựng tốt dần lên từ xuống vào phạm vi áp dụng loại móng đề xuất phương án móng móng nơng có đáy đặt lớp chiều sâu chơn móng 3m ( vẽ hình) haowcj phương án móng cọc mũi cọc đặt vào lớp cát chặt vừa cao độ mũi cọc >15 Điểm Diện tích móng hữu hiệu gì? Ứng suất đáy móng hữu hiệu coi phân bố theo hình thang, hình tam giác hay hình chữ nhật? Trọng tâm tải trọng có trùng với trọng tâm móng hữu hiệu khơng? Vẽ hình minh họa? Bản chất móng hữu hiệu phần móng tiếp xúc với đất thơng qua truyền lực xuống Khi tính tốn móng ta đưa kích thước móng hữu hiệu tức móng chịu tải trọng tâm: V  � iiVi �RR   Rn    qn A '  qR A ' Chính vậy: Móng hữu hiệu làm việc cấu kiện chịu nén tâm Tâm tải trọng phải trùng với tâm móng hữu hiệu, ứng suất đáy móng hữu hiệu phân bố theo hình thang Câu Đề bài: tính sức kháng dọc trục cọc khoan theo điều kiện đất (cọc d=1000mm) Ý Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo đất nền: QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong đó: Sức kháng thành bên đất sét phương pháp α (Reese & O’Neill, 1988)  φqs = 0,65 Sức kháng mũi cọc đất sét tổng ứng suất (Reese & O’Neill, 1988)  φqp = 0,55 Sức kháng thành bên cát Reese & O’Neill (1988)  φqs = 0,55 Sức kháng mũi cọc cát Reese & O’Neill (1988)  φqs = 0,50 17 Điểm Ý Sức kháng thân cọc Qs = qs As Đối với đất sét sức kháng thân cọc tính theo phương pháp α: qs = α.Su α: hệ số kết dính phụ thuộc vào sức kháng cắt tra bảng Đối với đất cát sức kháng thân cọc tính theo phương pháp  qs = .’v  0,19 MPa với 0,25    1,2 đây: = 1,5 – 7,7x10-3 * Tính lớp đất cát: L1 = 6000mm ’ -3 qs1 = 1  v1  0,19 MPa với 0,25  1  1,2 đây: 1 = 1,5 – 7,7 x10 -3 7000 z1 = 4000+ 3000 = 7000mm  1 = 1,5 – 7,7 x10 = 0,856 z1 0,25  1 = 0,856  1,2  1 = 0,856 ’v1=9,81.10-9.{(1850-1000).7000} = 0,0584MPa qs1 = 0,856 0,0584 = 0,05 < 0,19 MPa  qs1 = 0,05 MPa * Tính lớp đất cát: L3 = 20000mm ’ -3 qs3 = 3  v3  0,19 MPa với 0,25  3  1,2 đây: 3 = 1,5 – 7,7 x10 -3 40000 z3 = 40000mm  3 = 1,5 – 7,7 x10 = - 0,04 z3 3 = - 0,04  0,25  1 = 0,25 ’v3=9,81.10-9.{(1850-1000).10000+(1750-1000).20000+(1820-1000).10000}= 0,311MPa qs3 = 0,25 0,311 = 0,0778 < 0,19 MPa  qs3 = 0,0778 MPa * Tính lớp đất sét: L2 = 20000mm qs2 = α2.Su2  với Su2 = 0,03MPa < 0,2  tra bảng α2 = 0,55 qs2 = 0,55.0,03 = 0,0165MPa Lập bảng tính sức kháng thấn Tên lớp Chiều dày ( m) Chu vi U (mm) Diện tích (mm2) qs (MPa) Qs =qs As (N) Lớp (cát) 6000 3140 18840000 0,05 942000 Lớp (sét) 20000 3140 62800000 0,0165 1036200 Lớp (cát) 18 1.5 20000 3140 62800000 0,0778 4885840 Ý b Sức kháng mũi cọc Qp Qp = qp.Ap Trong đó: Ap: diện tích mũi cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Do mũi cọc nằm đất rời nên ta có: Reese O'Neill (1988) qp (MPa) = 0,057 N N  75 qp (MPa) = 4,3 N > 75 Với N = 34 < 75  qp = 0,057 34 =1,938 MPa Lấy qp = 1,938 MPa  d 3,14.10002    785000mm 4 Ap= Qp = 1,938*785000 N = 1521330 kN Ý Vậy sức kháng tính toán cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,50*1521330 + 0,55*(942000+ 4885840) + 0,65* 1036200 = 4639507N BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT 0,5 ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Câu Hãy nêu phân tích yếu tố khiến cho bị lún lệch? Nêu giải pháp để hạn chế bị lún lệch? Đáp án Điểm Lún đất phân bố không đều( địa chất ko đồng nhất,tải trọng lệch tâm); Lún hạ mực nước ngầm; Lún tính chất cố kết đất; Lún ảnh hưởng thi công công trinh lân cận Phân tích: Giải pháp : xuất phá từ yếu tố khiến bị lún lệch:khử lún trước xây dựng; móng cọc đến lớp đất chịu lực tốt, hạn chế ảnh hưởng q trình thi cơng tường cừ,cọc xi măng đất, hạn chế tải trọng lệch tâm Câu Phương án móng cọc: mũi cọc đặt vào lớp cát (vẽ hình) 19 Trình bày đặc điểm móng nơng móng sâu? Sơ đồ khối tính tốn thiết kế móng nơng? Đáp án Câu Đặc điểm móng nơng: Chiều sâu chơn móng D f = ÷ 5m Thi cơng móng hố móng đào trần Truyền lực vào đất chủ yếu mặt phẳng đáy móng, bỏ qua ảnh hưởng ma sát xung quanh móng Điểm Đặc điểm móng sâu: Chiều sâu chơn móng D f > 5m Thi cơng móng khơng phải dùng phương pháp hố móng đào trần mà dùng nhiều phương pháp khác Truyền lực vào đất mặt phẳng đáy móng xung quanh móng Sơ đồ khối tính tốn thiết kế móng nơng? Câu Đề bài: Tính lún cho móng cọc Điểm Ý Chọn sơ đồ tính lún sơ đồ b: Db = - - (-30) = 24m  (2/3).Db = (2/3).24 = 16m  cao độ đáy móng tương đương 16 + = 22m  Đáy móng tương đương nằm đất cát * Tính lún cho lớp cát: Độ lún nhóm cọc đất rời tính sau: 30qI X S N corr Sử dụng SPT: 1.5 D' �0, X đó: ; ’ Với D = 16m; X = 2.350.3 + 350 = 2450 mm; 16000 I   0,125  0,184  0,5 2450  I = 0,5 I   0,125 � � � 1, 92 � N corr  � 0, 77 log10 � � �N � � � 'v � V 6500000   0, 758MPa q = Atd 2450.3500 Với V = 6500kN; Atđ = Btđ Ltđ  �Btd  2.3.350  350  2450mm � � � �Ltd  3.3.350  350  3500mm σv’ = 9,81.10-9.{(1720-1000).6000+(1800-1000).16000} = 0,168MPa � � �1,92 � N corr  � 0, 77 log10 � 30 � � �0,168 � � � = 24,44 20 1.5 S 30qI X 30.0, 758.0,5 2450   23, 03mm N corr 24, 44 BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Cọc đóng mũi cọc đặt lớp số Câu Cọc khoan mũi cọc đặt lớp số Điểm Vẽ hình minh họa Trình bày nguyên lý, phạm vi áp dụng giếng cát? So sánh giống khác cọc cát giếng cát? Câu Nguyên lý: Giếng cát biện pháp gia cố đất yếu cách làm cho nước lỗ rỗng đất yếu thoát thẳng đứng mao dẫn thông qua cọc cát hạt trung thô (thấm nước tốt) tác dụng tải trọng gia tải trước Phạm vi áp dụng: Giếng cát sử dụng loại đất bùn, than bùn loại đất dính bão hòa nước, có tính biến dạng lớn xây dựng cơng trình có kích thước tải trọng lớn thay đổi theo thời gian đường, sân bay, đáy cơng trình thủy lợi… So sánh giống khác cọc cát giếng cát? - Kích thước (đường kính chiều dài) tương tự nhau, khoảng cách giếng cát lớn cọc cát - Nhiệm vụ chúng khác : + Cọc cát làm chặt đất chính, làm tăng sức chịu tải đất nền, thoát nước lỗ rỗng phụ 21 Điểm + Giếng cát để nước lỗ rỗng chính, tăng nhanh q trình cố kết, làm cho độ lún nhanh chóng ổn định Làm tăng sức chịu tải phụ Câu Độ sâu chơn móng có ảnh hưởng tới sức kháng đỡ sức kháng trượt nào? Giải thích? Sơ đồ khối tính tốn thiết kế móng nơng? điểm V  � iiVi �RR   Rn    qult A '  qR A ' qult = c Ncm + g DfNqm10-9+ qult = 0.5 gBCw1Nm x 10-9 + gCw2 Df Nqm x 10-9 Trong Rep sức kháng bị động danh định đất tác dụng suốt tuổi thọ thiết kế cơng trình (N) phụ thuộc vào Df Sơ đồ khối tk móng nơng Câu Đề bài: tính sức kháng dọc trục cọc khoan theo điều kiện đất (cọc d = 1200mm) Điểm Ý Tính sức kháng dọc trục cọc đơn theo đất nền: QR = φqp.Qp + φqs.Qs Trong đó: Sức kháng thành bên đất sét phương pháp α (Reese & O’Neill, 1988)  φqs = 0,65 Sức kháng mũi cọc đất sét tổng ứng suất (Reese & O’Neill, 1988)  φqp = 0,55 Sức kháng thành bên cát Reese & O’Neill (1988)  φqs = 0,55 Sức kháng mũi cọc cát Reese & O’Neill (1988)  φqs = 0,50 Ý Sức kháng thân cọc Qs = qs As Đối với đất sét sức kháng thân cọc tính theo phương pháp α: qs = α.Su α: hệ số kết dính phụ thuộc vào sức kháng cắt tra bảng Đối với đất cát sức kháng thân cọc tính theo phương pháp  qs = .’v  0,19 MPa với 0,25    1,2 đây: = 1,5 – 7,7x10-3 * Tính lớp đất sét: L1 = 25000-3000-1500=20500mm qs1 = α1.Su1  với Su1 = 0,08MPa < 0,2  tra bảng α1 = 0,55 qs1 = 0,55.0,08 = 0,044MPa * Tính lớp đất cát: L2 = 15000mm ’ -3 qs2 = 2  v2  0,19 MPa với 0,25  2  1,2 đây: 2 = 1,5 – 7,7 x10 -3 32500 z2 = 32500mm  2 = 1,5 – 7,7 x10 = 0,112 22 z2 1.5 2 = 0,112  0,25  2 = 0,25 ’v2=9,81.10-9.{(1850-1000).25000+(1910-1000).7500}= 0,275MPa qs2 = 0,25 0,275 = 0,069 < 0,19 MPa  qs2 = 0,069 MPa * Tính lớp đất sét: L3 = 20000-1200 = 18800mm qs3 = α3.Su3  với Su3 = 0,1MPa < 0,2  tra bảng α3 = 0,55 qs3 = 0,55.0,1 = 0,055MPa Lập bảng tính sức kháng thân Tên lớp Chiều dày ( m) Chu vi U (mm) Diện tích (mm2) qs (MPa) Qs =qs As (N) Lớp (sét) 20500 3768 77244000 0,044 3398736 Lớp (cát) 15000 3768 56520000 0,069 3899880 Lớp (sét) 18800 3768 70838400 0,055 3896112 Ý b Sức kháng mũi cọc Qp Qp = qp.Ap Trong đó: Ap: diện tích mũi cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa)  Sức kháng mũi cọc Đối với cọc chịu tải trọng dọc trục đất dính, sức kháng đơn vị mũi cọc danh định cọc khoan (MPa) tính sau: qp= NcSu  đây: Nc = 6[1+ 0,2 (Z/D)]  = 6(1+0,2.(20000/1200)) = 26>9 đó: D =1200mm : đường kính cọc khoan (mm); Z =20000mm : độ xuyên cọc khoan (mm); Su = 0,1MPa: cường độ kháng cắt khơng nước (MPa) 23 Lấy Nc = qp= NcSu = 9.0,1= 0,9   d 3,14.12002    1130400mm 4 Ap= Qp = 0,9*1130400 N = 1017360 kN Ý Vậy sức kháng tính tốn cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,55*1017360 + 0,65*(3398736+ 3896112) + 0,55* 3899880 = 7446133,2N BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT 0,5 ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG -2017 Đề số Nêu giải thích đại lượng cơng thức kiểm toán sức kháng đỡ đất đáy móng nơng? Khi kiểm tốn khơng đạt u cầu cần thay đổi thông số nào? Đáp án: Công thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Câu Trong đó: V- Tổ hợp tải trọng trạng thái giới hạn cường độ I nhân hệ số: -  - hệ số sức kháng đất đáy móng - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Điểm - Chiều rộng móng có hiệu M =B-2 y V B’ = B – 2eB - Chiều rộng móng có hiệu M =L-2 x V L’ = L- 2.eL = - Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ qult – sức kháng đỡ danh định đất đáy móng Khi kiểm tốn khơng đạt thay đổi kích thước móng( tăng kích thước móng từ tăng diện tích móng có hiệu A ’, tăng sức kháng đỡ danh định đất nền, tăng Df) Câu Phạm vi áp dụng phương pháp thay đất (đệm cát)? Tác dụng lớp đệm cát? Vẽ hình minh họa? Đáp án: Phạm vi áp dụng: Dưới đáy móng tầng đất yếu, tải trọng cho phép nhỏ, để chịu lực cần đặt đáy móng sâu vây thi cơng lại khó khăn giá thành tăng cao Những cơng trình chịu tải trọng khơng lớn khơng u cầu chặt chẽ biến dạng lún Những nơi mực nước ngầm ổn định khơng có nước 24 Điểm ngầm Sử dụng hiệu cho lớp đất yếu trạng thái bão hòa nước (sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) chiều dày lớp đất yếu nhỏ 3m Tác dụng lớp đệm cát: Lớp đệm cát đóng vai trò lớp chịu lực truyền tải trọng cơng trình xuống lớp đất thiên nhiên Làm tăng sức chịu tải đất Làm giảm độ lún móng; giảm độ lún lệch móng có phân bố lại ứng suất tải trọng gây đất tầng đệm cát Giảm chiều sâu chôn móng từ giảm khối lượng vật liệu xây móng Ngồi tầng đệm cát tăng nhanh khả nước cố kết từ phía đất yếu lên mặt đất tự nhiên tác dụng tải trọng cụng trỡnh V hỡnh minh ha: Tầng đệm cát d H P h - - Độ lún gồm thành phần nào? Các yếu tố ảnh hưởng đến độ lún nền? Tại móng tựa đất rời việc tính lún khơng cần thiết? Tổng độ lún bao gồm lún đàn hồi, cố kết, thành phần lún thứ cấp: Câu St= Se + Sc + Ss đó: Se : độ lún đàn hồi (mm) ( lún biến dạng đàn hồi) Sc : độ lún cố kết (mm) ( lún thoát nước) Ss : độ lún thứ cấp (mm) ( lún từ biến đất_ dành cho đất sét dẻo, bùn) Các yếu tố ảnh hưởng tới độ lún nền: - Tải trọng tác dụng lên móng (độ lớn tải trọng, tính chất tải trọng- tải trọng động hay tĩnh- tác dụng lâu dài hay ngắn hạn) - Bản thân đất ( Các đặc trưng lý đất, tính chất từ biến đất sét) - Mực nước ngầm ( Mực nước ngầm ổn định thi độ lún có xu hướng ổn định, mực nước ngầm thay đổi, rút xuống làm gia tăng áp lực hữu hiệu gây lún mạnh cho nền) 25 điểm - Như biết đặc tính đất rời thoát nước nhanh hệ số thấm đất lớn, điều làm đất rời có khả đạt tới độ lún ổn định ( tăt lún) sau móng chịu tải tác dụng, khơng đât dính, q trình lún xảy cách lâu dài âm ỉ phụ thuộc vào trình nước đất Móng tắt lún nhanh tượng phát sinh nội lực thứ cấp kết cấu, phá hoại, biến dạng cơng trình lún thường không xảy Và không cần phải xử lý lún đất dính nên việc tính tốn dự báo độ lún cuối đât rời không cần thiết - Hàng loạt quy trình,quan điểm tính tốn phương tây có nhiều lớp đất, người ta quan tâm tới việc tính lún cho lớp sét bỏ qua lớp cát Câu Đề bài: Kiểm toán sức kháng đỡ sức kháng trượt đất nền? (bài tốn móng nơng) Điểm Kiểm tốn sức kháng đỡ Cơng thức kiểm tốn: V  .qult.A’ Trong đó: - Đối với đất dính tiêu lý dùng phương pháp bán thực nghiệm từ số liệu CPT  = 0,5 - A’ =B’*L’ – diện tích móng có hiệu (mm2) Ý - Chiều rộng móng có hiệu 720 103  3063,64 (mm) 3300 B’ = B – 2eB Chiều rộng móng có hiệu Mx = nên ta có L’ = L- 2.eL = 4000 -  4000 (mm) = 3500 - - 0,5 Diện tích móng có hiệu A’ = B’ L’ = 3063,64 4000 = 12254560(mm2) Thể phần diện tích móng có hiệu hình vẽ Sức kháng danh định đất đáy móng - Đối với đất sét: qult = cNcm+gγDfNqmx10-9(MPa) Trong D f  3,5(m)  3500( mm) γ1.h1 +γ h 1000*1750+1850*2500 = =1821,43kg/m3 h1 +h 3500 c2  0,12( MPa ) γ bq = Df B Ý '  3500  1,14 �2,5 3063, 64 B ' 3063, 64   0, 766 �1 L' 4000 Hx 200   0, 071 �0, V 2800 Móng đặt đất tương đối ; � �� �� �D � �B ' � � �H � N cm  N c �  0, � f' �  0, .�  1, � � �� � �' � � �V � � �B � �L � � �� ��  5*   0, 2*1,14 *   0, *0, 766  *   1, 3*0, 071  6, 43 26 Ý � qult  0,12* 6, 43  9,81*1821, 43*3500 *10 9  0,834 -Sức kháng tính tốn đất � qr   * qn   * qult  0,5 �0,834  0, 417 -Sức kháng dọc trục móng qr �A'  0, 417 * 4000*3063, 64  5108872,77N > V= 3300000(N) Vậy móng đạt cường độ e Kiểm toán trượt - Điều kiện kiểm tra: Tổng lực gây trượt Tổng lực chống trượt Hx= QR -Sức kháng tính tốn chống lại phá hoại trượt (N) QR= -Trong đó: Do chiều sâu móng nhỏ tuổi thọ cơng trình lớn nên Qep=0 Hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng Sức kháng trượt danh định đất móng QT = qsA’  v' ) Trong qs sức kháng cắt đơn vị, qs= (su = cu; 0,5 � V 2800000  v'    0, 2285 A ' 4000*3063, 64 MPa 1.5  ) = min(0,12;0,1142)= 0,1142MPa qs= min(su = cu ;0,5 � QT = qsA’ = 0,11424000*3063,64= 1399470,75N  v' = 0,1142 =0,85 Ta có cu =0,12 > 0,5 � QR=+ =0,85*1399470,75 + =1189550,14 N Ta thấy Hx=300000 N QR= 1189550,14 N Vậy móng đảm bảo điều kiện trống trượt ' v BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số 10 Câu Hãy nêu phân tích yếu tố khiến cho bị lún lệch? Nêu giải pháp để hạn chế bị lún lệch? Điểm Lún đất phân bố không đều( địa chất ko đồng nhất,tải trọng lệch tâm); Lún hạ mực nước ngầm; Lún tính chất cố kết đất; Lún ảnh hưởng thi công công trinh lân cận Phân tích: Giải pháp : xuất phá từ yếu tố khiến bị lún lệch:khử lún trước xây dựng; 27 móng cọc đến lớp đất chịu lực tốt, hạn chế ảnh hưởng q trình thi cơng tường cừ,cọc xi măng đất, hạn chế tải trọng lệch tâm Câu Khái niệm đất yếu? Các loại đất yếu thường gặp? Ở Việt Nam đất yếu phân bố vùng nào? điểm Khái niệm: loại đất yếu thường gặp bùn, đất loại sét (sét, sét pha, cát pha) trạng thái dẻo chảy Những loại đất thường có độ sệt lớn (I L > 1), hệ số rỗng lớn (e > 1), góc ma sát nhỏ ( < 100), lực dính theo kết cắt nhanh khơng nước C u Nếu Su =0.09≥ 0,075 MPa => α = 0.5 Tên lớp Chiều dày (mm) Lớp 14000 (cát) Lớp 8000 (sét) Lớp 5000 (cát) Ý Sức kháng mũi cọc Chu vi U (mm) 1600 1600 1600 Diện tích (mm2) 22400000 12800000 8000000 29 N Su (MPa) Hệ số α 18 0,09 30 0,5 qs (MPa) Qs =qs As (N) 0.0342 766080 0.045 0.057 576000 456000 1.5 Qp = qp.Ap Trong đó: Ap: diện tích mũi cọc (mm2) qp: sức kháng đơn vị mũi cọc (MPa) Do mũi cọc nằm đất rời nên ta có: qp  Với: 0.038 Ncorr D b �q l D � � 1.92 �� Ncorr  � 0.77log � �N � � � 10 � � � 'v � � � Ta có: ’v = 9,81*10-9*[ (1750-1000)*17000+(1800-1000)*8000+(1850-1000)*5000] = 0,23MPa Db = 5000mm; D =400mm 1,92 N corr  [0, 77 *log10 ( )]*30  21, 29 0, 23  Ncorr = 0, 038* 21, 29*5000  10,113MPa 400 Tính ta qp = ; tính ql = 0,4.Ncorr = 0,4*21,29 = 8,52 MPa Lấy qp = 8,52 MPa Ap= 400 x 400 = 160000mm2 Qp = 8,52*160000 N = 1363200 N Ý Vậy sức kháng tính tốn cọc theo đất là: QR = φqp.Qp + φqs.Qs = 0,36x1363200+ 0,56 x (576000) + 0,36 x (766080+ 456000) =1253260N=1253,260kN 30 0,5 ... bảo điều kiện trống trượt ' v BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM 10 1.0 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số Câu Trình bày khái niệm, đặc điểm, ưu nhược điểm phạm... đây: 3 = 1,5 – 7,7 x10 -3 40000 z3 = 40000mm  3 = 1,5 – 7,7 x10 = - 0,04 z3 3 = - 0,04  0,25  1 = 0,25 ’v3=9,81 .10- 9.{(1850 -100 0) .100 00+(1750 -100 0).20000+(1820 -100 0) .100 00}= 0,311MPa qs3... bảo điều kiện trống trượt ' v BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT ĐÁP ÁN – THANG ĐIỂM ĐỀ THI NỀN MÓNG NĂM 2017 Đề số 10 Câu Hãy nêu phân tích yếu tố khiến cho bị lún lệch? Nêu