Thiết kế cầu đường bộ - Phần 10: Nền móng
Highway Bridge Design Specification - Part 10: Foundation
1 PHẠM VI ÁP DỤNG
Các điều khoản qui định của tiêu chuẩn này dùng để thiết kế móng nông, móng cọc đóng, móng cọc
khoan nhồi cũng như móng cọc siêu nhỏ cho công trình cầu. .
2 TÀI LIỆU VIỆN DẪN
Các tài liệu dưới đấy là rất cần thiết đối với việc áp dụng tiêu chuẩn này. Các tài liệu viện dẫn
được trích dẫn từ những vị trí thích hợp trong văn bản tiêu chuẩn và các ấn phẩm được liệt kê dưới
đây. Đối với các tài liệu có đề ngày tháng, những sửa đổi bổ xung sau ngày xuất bản chỉ được áp
dụng cho bộ Tiêu chuẩn này khi bộ Tiêu chuẩn này được sửa đổi, bổ xung. Đối với các tiêu chuẩn
không đề ngày tháng thì dùng phiên bản mới nhất.
- TCVN 2737:1995 Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 4954:05 Đường ô tô- Yêu cầu thiết kế
- TCVN 5408:2007 Lớp phủ kẽm nhúng nóng trên bề mặt sản phẩm gang và thép- Yêu cầu
kỹ thuật và phương pháp thử
- TCVN 1651: 2008 – Thép cốt bê tông và lưới thép hàn
- TCVN 5664:2009 – Tiêu chuẩn quốc gia, Phân cấp kỹ thuật đường thủy nội địa
- TCVN 9386:2012- Thiết kế công trình chịu động đất
- TCVN 9392:2012- Thép cốt bê tông- Hàn hồ quang
- TCVN 9393: 2012- Cọc- Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc
trục
- TCVN 10307:2014- Kết cấu cầu thép – Yêu cầu kỹ thuật chung về chế tạo, lắp rấp và
nghiệm thu
- TCVN 10309:2014- Hàn cầu thép - Quy định kỹ thuật
- AASHTO LRFD Bridge Construction Specifications (Tiêu chuẩn kỹ thuật thi công cầu
AASHTO)
- ASTM D3966 Standard Test Methods for Deep Foundations Under Lateral Load (Tiêu chuẩn
phương pháp thí nghiệm móng sâu chịu tải trọng ngang)
4 CÁC ĐẶC TÍNH CỦA ĐẤT, ĐÁ
4.1 CÁC THÔNG TIN CẦN THIẾT
Phải phân tích các yêu cầu của dự án để xác định các loại và lượng thông tin cần phải thu thập khi
khảo sát địa chất. Các nội dung phân tích bao gồm:
• Định ra các yêu cầu thiết kế và thi công, ví dụ như cung cấp sự chênh lệch cao độ, tải trọng
từ kết cấu phần trên truyền xuống, móng đào khô và ảnh hưởng của nó tới các thông tin địa
chất cần thiết.
• Định ra các tiêu chí thực hiện, thí dụ giới hạn độ lún, các hạn chế chỉ giới của đường, sự gần
sát nhau của các kết cấu lân cận và các hạn chế về tiến độ.
• Chỉ ra các lĩnh vực địa chất cần quan tâm tại nơi xây dựng và các khả năng biến đổi địa chất
cục bộ.
• Xác định lĩnh vực thủy lực cần quan tâm, thí dụ nguy cơ lở hoặc các vùng xói.
• Trình tự và các giai đoạn thi công và tác động của nó tới các thông tin địa chất cần thiết.
• Phân tích kỹ thuật công trình sẽ được thực hiện ví dụ như khả năng chịu lực, lún, ổn định
tổng thể.
• Chỉ ra các đặc trưng kỹ thuật và các thông số cần thiết cho việc phân tích nêu trên.
• Chọn phương pháp để thu thập các thông số và đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp
cho loại đất và các phương pháp xây dựng.
• Xác định số lượng mẫu thử cần thiết và vị trí lấy mẫu thích hợp cho chúng.[ads-post]
4.2 KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT
Khảo sát địa chất phải tiến hành để thu thập các thông tin cần thiết cho việc thiết kế và xây
dựng nền móng công trình. Việc mở rộng khảo sát địa chất phải dựa trên cơ sở sự thay đổi điều
kiện địa tầng, loại kết cấu mà có thể làm ảnh hưởng tới việc thiết kế hoặc thi công móng. Đề cương
khảo sát địa chất phải đủ nội dung để làm rõ bản chất và các loại địa tầng đất hoặc đá mà kết cấu
móng đi qua, đặc tính cơ lý của đất, đá, khả năng hóa lỏng và điều kiện nước ngầm. Chương trình
khảo sát phải đủ chi tiết để chỉ ra các vấn đề thuộc điều kiện địa tầng như sự hình thành hang, hầm
mỏ trong vùng, đất trồi, đất sụt hoặc vùng đất đắp hay vùng chứa rác v.v.
Công tác khoan phải đủ số lượng và chiều sâu để thiết lập được mặt cắt dọc và ngang của địa
tầng đủ tin cậy ở vùng quan tâm như vị trí đặt móng và vùng lân cận công tác làm đất và nghiên cứu
bất kỳ các tai biến địa chất vùng lân cận có thể ảnh hưởng tới công năng của kết cấu công trình.
Ở mức tối thiểu chương trình khảo sát và thí nghiệm phải nhận được các thông tin thích hợp để
phân tích sự ổn định và lún của kết cấu móng liên quan đến:
• Tình trạng hình thành địa tầng
• Vị trí và chiều dầy của các loại đất và đá
• Đặc tính cơ lý của các loại đất và đá như trọng lượng riêng, sức kháng cắt và khả năng chịu
nén.
• Điều kiện nước ngầm
• Nghiên cứu điều kiện cục bộ ví dụ khả năng hóa lỏng, đất trương nở, co ngót, độ rỗng đưới
mặt đất do thời tiết hoặc các hoạt động của hầm lò, hay các khả năng mất ổn định của mái
dốc.[ads-post]
Cơ sở để đề xuất xác định vị trí các lỗ khoan trong đề cương khảo sát địa chất theo nội dung của
Bảng 1. Khối lượng khoan khảo sát chính thức sẽ được điều chỉnh dựa trên sự thay đổi địa tầng có
liên quan cũng như các thay đổi đã quan sát được trong quá trình khảo sát. Nếu các điều kiện được
xác định là thay đổi, khối lượng khảo sát sẽ được tăng lên so với yêu cầu ở Bảng 1 sao cho mục
tiêu xác định được mặt cắt dọc và ngang của địa tầng tin cậy đạt được. Nếu như các điều kiện
được khảo sát là đồng nhất hoặc ít ảnh hưởng tới việc xây dựng móng, các kinh nghiệm xây dựng
trước đó tại vùng chỉ ra rằng điều kiện địa tầng là đồng nhất và ít ảnh hưởng tới việc thi công móng
thì có thể giảm bớt nội dung so với những gì nêu trong Bảng 1.
Có thể tiến hành thí nghiệm xuyên trong cùng lỗ khoan.
Các thí nghiệm trong phòng cũng như thí nghiệm tại hiện trường được tiến hành để xác định
sức kháng, biến dạng, và đặc tính chống thấm của các lớp đất và đá phù hợp với loại móng được
kiến nghị.
4.3 THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG
4.3.1 Thí nghiệm đất
Tiến hành các thí nghiệm trong phòng để thu thập các số liệu cơ bản dùng cho việc phân loại đất và
đo đạc các tính chất cơ lý của chúng.
Thí nghiệm đất phải được thực hiện theo các tiêu chuẩn tương thích AASHTO, ASTM.
4.3.2 Thí nghiệm đá
Nếu thí nghiệm cường độ mẫu đá nguyên dạng nhằm mục đích phân loại đá thì xem xét các giá trị
giới hạn trên. Nếu thí nghiệm mẫu kháng nén thì xem xét các giá trị giới hạn dưới. Hơn nữa các thí
nghiệm trong phòng nên kết hợp với các thí nghiệm hiện trường và các đặc tính của khối đá tại hiện
trường để xác định đặc trưng của khối đá. Khi tiến hành các thí nghiệm nên tuân thủ theo ASTM
hoặc các phương pháp có kết quả tương đương cho các số liệu thiết kế cần thiết.
4.4 THÍ NGHIỆM TẠI HIỆN TRƯỜNG
Có thể thí nghiệm tại hiện trường để thu thập các số liệu về sức kháng và biến dạng của đất nền
hoặc đá dùng cho thiết kế hoặc phân tích. Thí nghiệm tại hiện trường nên tiến hành ở nơi đất yếu
khó lấy mẫu nguyên dạng để xác định các chỉ tiêu thiết kế. Tiến hành thí nghiệm tại hiện trường theo
các tiêu chuẩn tương thích với ASTM hoặc AASHTO.
Khi số liệu thí nghiệm tại hiện trường dùng để xác định thông số cho thiết kế thông qua phép tương
quan thì các tương quan ấy nên được thiết lập dựa trên sự phổ biến trong thời gian dài, đã được áp
dụng hoặc thông qua đo đạc chi tiết mà minh họa tính chính xác của tương quan.
4.5 CÁC THÍ NGHIỆM ĐỊA VẬT LÝ
Các thí nghiệm địa vật lý chỉ nên dùng kết hợp với các phương pháp thí nghiệm trực tiếp như là
SPT, CPT, v.v, để xác định các lớp địa tầng, mặt cắt các lớp đất ở trên đá gốc và chất lượng đá,
chiều sâu mực nước ngầm, các giới hạn các loại đất trầm tích, sự tồn tại các lỗ rỗng, các loại ống
chôn ngầm và chiều dày các móng hiện có. Các thí nghiệm địa vật lý cần tuân theo các tiêu chuẩn
tương thích ASTM.
4.6 LỰA CHỌN CÁC SỐ LIỆU CHO THIẾT KẾ
4.6.1 Khái quát
Các đặc trưng của nền đất hoặc đá cần xác định nhờ một hoặc nhiều các phương pháp sau:
Thí nghiệm tại chỗ trong quá trình khảo sát tại hiện trường kể cả việc sử dụng các thí nghiệm
địa vật lý
• Thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, và
• Tính ngược lại các thông số thiết kế dựa trên các số liệu quan trắc thu thập khi thi công
Kinh nghiệm tại chỗ, các chuỗi thống kê đặc tính địa chất của vùng, các kiến thức địa chất vùng
và thêm nữa là các kinh nghiệm sử dụng các số liệu sẵn có trong vùng cần phải được xét đến khi
lựa chọn các số liệu cần thiết cho thiết kế. Nếu sử dụng các chuỗi số liệu đã được công bố kết hợp
với một trong các phương pháp nêu trên thì việc xác định đặc trưng cơ lý địa chất phải dựa trên kinh
nghiệm tại chỗ, các kết quả thí nghiệm hoặc kinh nghiệm trong thời gian dài.
Trọng tâm của việc đánh giá và lựa chọn đặc trưng địa chất là cho từng lớp đất đá riêng biệt ở
vị trí dự án.
Các giá trị lựa chọn dùng cho thiết kế phải thích hợp với trạng thái giới hạn và các mô hình tính
toán được xem xét.
Xác định các đặc trưng của đá dùng cho thiết kế phải xét đến đặc điểm của toàn khối đá bị chi
phối bởi tính không liên tục của khối đá chứ không chỉ là đặc trưng cơ lý của mẫu nguyên dạng. Do
đó đặc trưng cơ lý của đá phải xét tổng hợp các đặc trưng của mẫu đá cũng như toàn bộ khối đá,
đặc biệt là tính không liên tục của toàn khối đá. Tổng hợp các kết quả thí nghiệm mẫu đá trong
phòng thí nghiệm với các phân tích thực nghiệm, các quan sát hiện trường sẽ được dùng để xác
định đặc trưng cơ lý của khối đá với việc nhấn mạnh nhiều hơn tới các mô tả quan sát bằng mắt và
định tính về khối đá.
4.6.2 Sức kháng của đất
4.6.2.1 Khái quát
Lựa chọn sức kháng cắt của đất, phải xem xét tối thiểu các điều kiện sau:
• Tốc độ đặt tải của tải trọng xây dựng với tính dẫn suất nước của đất nghĩa là kháng cắt thoát
nước và kháng cắt không thoát nước.
• Hiệu ứng của phương tác dụng của lực tới sức kháng cắt đo được trong khi thí nghiệm.
• Hiệu ứng của mức độ biến dạng dự kiến của cấu trúc địa chất, và
• Tác dụng của trình tự thi công.
4.6.2.2
Khi có thể, nên tiến hành thí nghiệm trong phòng mẫu thu thập các chỉ tiêu cố kết không thoát
nước (CU) và không cố kết không thoát nước (UU) để xác định sức kháng chịu cắt không thoát
nước, Su là sự bổ sung cần thiết cho các trị số xác định bằng thí nghiệm tại hiện trường. Nếu việc
lấy mẫu nguyên dạng dùng cho thí nghiệm trong phòng gặp khó khăn thì có thể dùng kết quả thí
nghiệm tại hiện trường. Đối với các địa tầng có lớp đất dính với chiều dày lớn, thì nên xây dựng biên
dạng của Su là hàm số của chiều sâu để chắc chắn có được qui luật ứng suất của lớp đất và các
đặc trưng của nó.
Download
0 Nhận xét