Giáo trình Nền móng cầu đường: Phần 1

Giáo trình Nền móng cầu đường: Phần 1 thông tin đến các bạn những kiến thức bao gồm tổng quan và triết lý thiết kế; khảo sát địa chất công trình; móng nông; móng cọc đường kính nhỏ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Nền móng cầu đường: Phần 1 GIÁO TRÌNHNỀN MÓNG CẦU ĐUỜNG1Tài liệu tham khảo:1. GS.TSKH. Bùi Anh Định, PGS.TS. Nguyễn Sỹ Ngọc, Nền và móng công trình cầu đường, NXB Xây Dựng 2005.2. Nguyễn Đình Dũng, Nền và móng, Đại học Giao thông Vận tải. 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VÀ TRIẾT LÝ THIẾT KẾ1. Tổng quátĐộ tin cậy được định nghĩa là xác xuất của một đối tượng có thể thực hiện được một chứcnăng yêu cầu của nó trong một thời gian và điều kiện định trước. Như vậy độ tin cậy củanền móng công trình là xác xuất của nó có thể chống đỡ được công trình bên trên mà khôngsụp đổ hoặc gây ra độ lún quá mức cho phép trong thời gian tuổi thọ thiết kế của côngtrình. Để có được độ tin cậy cần thiết là mục đích cơ bản và yêu cầu của thiết kế và xâydựng nền móng.Để thỏa mãn yêu cầu này, trong thiết kế chúng ta có thể đạt được bằng cách cho hệ số antoàn cao. Tuy nhiên, tiếp cận theo cách này người thiết kế gặp phải một mâu thuẫn khôngkém phần quan trọng, đó là giá thành công trình quá cao. Như vậy độ tin cậy của công trìnhluôn đối nghịch với giá thành xây dựng công trình.Thông thường người thiết kế luôn tìm sự cân bằng giữa độ tin cậy và tính kinh tế trongthiết kế thông qua hệ số an toàn. Hệ số an toàn cao thường được sử dụng khi độ tin cậy làrất quan trọng hoặc khi quá trình phân tích trong thiết kế có rất nhiều yếu tố không chắcchắn, và hệ số an toàn thấp thường được dùng khi điều kiện ngược lại. Phương pháp nàyđược gọi là phương pháp hệ số an toàn chung. Phương pháp hệ số an toàn chung thườngkhông dựa vào sự đánh giá tổng thể về độ tin cậy, đặc biệt khi chúng ta xem xét cả móngvà công trình bên trên như một tỏng thể. Với phương pháp này, một số thành phần có thểlà quá an toàn. Trong lúc đó, một số thành phần có thể nguy hiểm. Giá thành phụ thêm chocác thành phần có hệ số an toàn cao không góp phần làm tăng độ an toàn tổng thể của côngtrình, do vậy phương pháp không phải là phương pháp kinh tế để tạo ra cong trình tin cậy.Nói một cách khác, tốt hơn là nên dùng tiền của các thành phần có độ an toàn quá cao chocác thành phần có độ an toàn thấp để tăng độ an toàn chung của công trình.Vì lý do này phương pháp thiết kế theo độ tin cậy phát triển. Phương pháp này có xu hướngxác định độ tin cậy để cân bằng giữa độ tin cậy và giá thành công trình. Một mục đích kháccủa thiết kế theo độ tin cậy là đánh giá tốt hơn các khả năng phá hoại khác nhau, và thôngtin này được dùng để cải tiến cả thiết kế và thi công để đạt được công trình vững chắc hơn. 3Có nhiều phương pháp thiết kế theo độ tin cậy như: Phương pháp miền xác xuất cho sứckháng và tải trọng, phương pháp bậc nhất của mô men cấp hai, phương pháp thiết kế theohệ số sức kháng và hệ số tải trọng (LRFD).Thiết kế theo hệ số sức kháng và hệ số tải trọng (LRFD – Load and Resistance FactorDesign) là phương pháp sử dụng các hệ số tải trọng (i) nhân với tải trọng danh định (tiêuchuẩn) để có được tải trọng có hệ số (có thể coi như tải trọng tính toán). Ngoài ra, để xétđến tính dẻo, độ siêu tĩnh và tầm quan trọng của công trình, tải trọng tác dụng được nhânthêm hệ số (i).Các quy định của Bộ Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 dựa vào phương pháp luận Thiết kế theohệ số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFD). Các hệ số được lấy từ lý thuyết độ tin cậy dựatrên kiến thức thống kê hiện nay về tải trọng và tính năng của kết cấu. Những quan điểman toàn thông qua tính dẻo, tính dư, bảo vệ chống xói lở và va chạm được lưu ý nhấnmạnh... Bộ Tiêu chuẩn này được biên soạn, dựa trên Tiêu chuẩn thiết kế cầu theo hệ số tảitrọng và hệ số sức kháng của AASHTO (American Association of State Highway andTransportation Officials), xuất bản lần thứ hai (1998), bản in dùng hệ đơn vị quốc tế (SI).Theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05, Cầu phải được thiết kế theo các trạng thái giới hạn quyđịnh để đạt được các mục tiêu thi công được, an toàn và sử dụng được, có xét đến các vấnđề: khả năng dễ kiểm tra, tính kinh tế và mỹ quan (nêu ở Điều 2.5).Bất kể dùng phương pháp phân tích kết cấu nào thì phương trình 1 luôn luôn cần được thỏamãn với mọi ứng lực và các tổ hợp được ghi rõ của chúng.Mỗi cấu kiện và liên kết phải thỏa mãn Phương trình 1 với mỗi trạng thái giới hạn, trừ khiđược quy định khác. Đối với các trạng thái giới hạn sử dụng và trạng thái giới hạn đặc biệt,hệ số sức kháng được lấy bằng 1,0, trừ trường hợp với bu lông thì phải áp dụng quy địnhở Điều 6.5.5. Mọi trạng thái giới hạn được coi trọng như nhau. i i Qi   Rn = Rr (1)với : i= D R l > 0,95 (2)Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại của Yi: 1 ηi  1 ...