Đặc điểm thiết kế nền, móng cầu và cống

15.1 Nền móng cầu và cống của đường sắt và đường ô tô kể cả cầu vượt và nền móng cầu cạn phải thiết kế theo đặc thù kết cấu của loại công trình này và các tải trọng tác dụng lên công trình, điều kiện sử dụng (yêu cầu độ an toàn cao lúc công trình làm việc) cũng như kể đến các điều kiện địa chất, địa chất thủy văn và thủy văn đối với các cầu xây ở các lòng sông và bãi bồi có dòng nước tác dụng thường xuyên hoặc theo mùa.

15.2 Chiều sâu đặt móng trụ cầu hoặc các đệm đất của cống phải quy định xuất phát từ yêu cầu chung nêu ở 4.5.1 và 4.5.2 cũng như các chỉ dẫn phụ sau đây:

a) Nếu đất ở đáy dòng chảy có thể bị nước xói đi thì móng trụ cầu phải đặt sâu ít nhất 2,5 m kể từ cốt thấp nhất của đáy dòng chảy sau khi bị xói bởi dòng lũ dự tính;

b) Khi đất không thể bị dòng nước xói mòn thì móng trụ cầu trong mọi trường hợp, trừ đá phải đặt sâu cách mặt đất hoặc đáy dòng chảy ít nhất 1 m;

c) Trong đá, móng phải chôn sâu đến cốt xác định theo tính toán có kể đến mức độ phong hóa và các tính chất cơ học của đá nhưng không nhỏ hơn 0,5 m đối với trụ ngàm trong đá và không nhỏ hơn 0,1 m đối với móng tựa trên đá bền và không phong hóa.

CHÚ THÍCH: Trị xói mòn dòng nước phải xác định theo chỉ dẫn của tiêu chuẩn thiết kế cầu và cống đường sắt và đường ô tô được lựa chọn áp dụng.

15.3 Xác suất tin cậy  của các trị tính toán những đặc trưng độ bền xác định theo yêu cầu ở 4.3.1, 4.3.2, 4.3.3, 4.3.4, 4.3.5, 4.3.6, 4.3.7, đối với đất nền của cầu và cống thoát phải lấy như sau:

 = 0,98 để tính theo sức chịu tải;

 = 0,9 để tính theo biến dạng.

15.4 Nền móng cầu và cống phải tính theo sức chịu tải và theo biến dạng.

15.5 Việc tính toán nền cầu và cống theo sức chịu tải phải tiến hành theo những yêu cầu ở 4.7.2, còn sức chịu tải  cho phép dựa vào kinh nghiệm mà chọn theo bảng cho sẵn tùy thuộc và các đặc trưng vật lý của đất.

15.6 Việc tính toán nền, cầu và cống theo biến dạng bao gồm việc tính toán độ lún và nghiêng của móng cũng như kiểm tra vị trí đặt hợp lực ở đáy móng.

15.7 Độ lún và độ nghiêng của các cầu bé và cầu trung bình cho phép không cần tính toán ngoại trừ hệ tĩnh định. Việc xếp loại cần phải dựa vào tiêu chuẩn thiết kế cầu và cống.

15.8 Việc tính toán theo biến dạng nền móng cầu ngoại trừ hệ siêu tĩnh, phải tiến hành có kể đến tác dụng qua lại giữa nền, móng và kết cấu phía trên.

15.9 Việc tính lún của móng ngoài việc phụ thuộc vào kích thước kể cả bề rộng lớn hơn 10 m, phải theo phương pháp chia tầng lấy tổng, còn nếu trong phạm vi bên dưới lớp chịu nén, nền đất có mô đun biến dạng lớn hơn 100 MPa thì tính lún theo sơ đồ tính toán (mô hình) lớp đàn hồi với chiều dày hữu hạn.

15.10 Cống dưới nền đường phải đặt trên móng hoặc trên đệm đất được đầm cẩn thận. Khi đó buộc phải làm móng cho từng đoạn cống và cho các đầu cống có tiết diện không khép kín. Đối với các đầu cống có dạng kết cấu bất kỳ cũng cần có móng.

Trong trường hợp đặt đầu cống lên đệm đất phải dự kiến làm màn chống thấm.

15.11 Nền của cống (nhằm giữ trong quá trình sử dụng một độ dốc cần thiết để thoát nước dọc theo cống và đề phòng bị ngập phía hạ lưu) cần phải đặt cao lên, điều này phải xác định trên cơ sở tính toán độ lún của nền cho từng đoạn cống và đầu cống có kể đến ảnh hưởng qua lại giữa chúng và chiều cao thay đổi của nền đường phía bên trên.
Phụ lục A

(Quy định)

A.1 Yêu cầu chung

A.1.1 Quy tắc này cần phải tuân theo khi tìm trị tiêu chuẩn và trị tính toán đặc trưng của đất trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất trong khu vực xây dựng nói chung (khu nhà ở, khu nhà máy, hệ thống chăn nuôi) hoặc từng bộ phận của khu đất hoặc khu vực của công trình sửa chữa hoặc xây dựng riêng rẽ (nhà ở, phân xưởng ....).

A.1.2 Trị tiêu chuẩn về trị tính toán các đặc trưng của đất xác định theo kết quả của các số liệu thí nghiệm trực tiếp, còn đối với các đặc trưng biến dạng và độ bền chẳng những theo kết quả của thí nghiệm trực tiếp mà còn theo các đặc trưng vật lý có dùng các bảng theo chỉ dẫn ở 4.3.7. Khi đó các giá trị riêng biệt của các đặc trưng dùng để thiết lập trị tiêu chuẩn và trị tính toán cần phải xác định theo cùng một phương pháp.

A.1.3 Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất cần phải thiết lập đối với mỗi đơn nguyên địa chất công trình được phân chia trên khu vực xây dựng.

CHÚ THÍCH: Tên gọi loại, trạng thái và đặc trưng của đất trong một đơn nguyên địa chất lấy theo tên đất ở Điều 3 và xác lập trên cơ sở những số liệu thí nghiệm xác định trị tiêu chuẩn các đặc trưng tương ứng của đất.

A.2 Thiết lập trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất theo kết quả thí nghiệm trực tiếp

A.2.1 Trị tiêu chuẩn A^tc các đặc trưng của đất theo kết quả thí nghiệm trực tiếp trong phòng và hiện trường được xác định theo công thức:

trong đó:

A_i là trị số riêng biệt của đặc trưng;

n là số lần thí nghiệm của đặc trưng.

A.2.2 Việc xử lý các kết quả thí nghiệm cắt trong phòng nhằm xác định trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị c^tc và góc ma sát trong ^tc tiến hành bằng cách tính toán theo phương pháp bình phương nhỏ nhất sự phụ thuộc tuyến tính (A.2) đối với toàn bộ tổng hợp đại lượng thí nghiệm  trong đơn nguyên địa chất công trình:

 = p.tg + c (A.2)

trong đó:

 là sức chống cắt của mẫu đất;

p là áp lực pháp tuyến truyền lên mẫu đất.

Trị tiêu chuẩn c^tc và tg ^tc được tính toán theo các công thức:

trong đó:

n là số lần thí nghiệm của đại lượng .

A.2.3 Hệ số an toàn về đất k_đ (xem 4.3.4 và 4.3.5) khi xác định trị tính toán của lực dính đơn vị c, góc ma sát trong , cường độ giới hạn về nén một trục R_n và khối lượng thể tích đất  được tính toán theo công thức:

trong đó  là chỉ số độ chính xác đánh giá trị trung bình các đặc trưng của đất được quy định theo chỉ dẫn ở A.2.4.

CHÚ THÍCH: Trong công thức (A.6) dấu trước đại lượng được chọn sao cho đảm bảo độ tin cậy lớn nhất khi tính toán nền hay móng.

A.2.4 Chỉ số độ chính xác đánh giá trị trung bình các đặc trưng của đất được tính theo công thức:

Đối với c và tg:  = t_ x v (A.7)

Đối với R_n và :  =

CHÚ THÍCH: Khi tìm giá trị tính toán c,  dùng tổng số lần thí nghiệm  làm n (xem A.4).

trong đó:

t_ là hệ số lấy theo Bảng A.1 tùy thuộc vào xác suất tin cậy đã cho  (xem 4.3.6) và số bậc tự do (n-1) khi xác định trị tính toán R_n và (n - 1) khi thiết lập trị tính toán c và ;

V là hệ số biến đổi của đặc trưng:

 là sai số toàn phương trung bình của đặc trưng, tính theo chỉ dẫn ở A.2.5.

Bảng A.1 - Hệ số t_ dùng để xác định chỉ số độ chính xác trị trung bình đặc trưng của đất

a) Đối với c và .

trong đó:

 có ý nghĩa như trong công thức (A.5)

b) Đối với R_n:

c) Đối với :

A.3 Xác định trị tính toán và trị tiêu chuẩn các đặc trưng biển dạng và độ bền của đất theo kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu vật lý

A.3.1 Trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng biến dạng các đặc trưng biến dạng và độ bền được phép xác định theo các chỉ tiêu vật lý có dùng các các bảng tính thiết lập trên cơ sở thống kê số lớn mẫu thí nghiệm đất (xem 4.3.7). Các chỉ tiêu vật lý cần thiết cho việc dùng các bảng (như: hệ số rỗng e, chỉ số sệt I_s ....) được xác định trên cơ sở thí nghiệm trực tiếp.

A.3.2 Để thiết lập trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng độ bền và biến dạng của đất cần dùng trị tiêu chuẩn các đặc trưng vật lý xác định theo công thức (A.1).

A.4 Số lượng thí nghiệm n để thiết lập trị trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất

Số lượng thí nghiệm n để thiết lập trị trị tiêu chuẩn và trị tính toán các đặc trưng của đất nói chung phụ thuộc vào mức độ đồng nhất của đất nền, độ chính xác yêu cầu của tính toán các đặc trưng và loại công trình, đồng thời được quy định theo chương trình nghiên cứu.

Số lượng tối thiểu của một thí nghiệm chỉ tiêu nào đó đối với mỗi đơn nguyên địa chất công trình cần phải đảm bảo là 6. Đồng thời để tìm trị tiêu chuẩn và trị tính toán c và  cần phải xác định không nhỏ hơn 6 giá trị  đối với mỗi trị số áp lực pháp tuyến p.

Số lượng thí nghiệm xác định trị tiêu chuẩn mô đun biến dạng E bằng phương pháp nén tĩnh hiện trường ít nhất là 3. Trường hợp đặc biệt cho phép hạn chế bơi 2 giá trị E nếu các giá trị đó chênh lệch nhau không quá 25 %.

CHÚ THÍCH: Số lượng xác định riêng biệt các đặc trưng của đất được phép giảm bớt khi thí nghiệm chỉ tiêu đó đã có trong tài liệu thăm dò trước đó tại đơn nguyên địa chất công trình của khu vực xây dựng.
Phụ lục B

(Tham khảo)

B.1 Các đặc trưng của đất ghi trong các Bảng B.1 đến Bảng B.3 được dùng trong tính toán biến dạng nền nhà và công trình nêu ở Chú thích 1 trong 4.3.7, với hệ số an toàn k_đ = 1 cũng như để tính toán nền của các cột tải điện cao thế và trạm phân phối điện nêu ở 14.2.

B.2 Các đặc trưng của đất cát trong Bảng B.1 là của cát thạch anh với các hạt mài mòn khác nhau, có chứa không quá 20 % phen-spat và không quá 5 % các tạp chất khác (mica, glauconit ....) kể cả tàn tích thực vật, không phụ thuộc vào độ no nước G.

B.3 Các đặc trưng của đất sét trong Bảng B.2 và Bảng B.3 là của đất có chứa không quá 5 % tàn tích thực vật và có độ no nước G ≥ 0,8.

B.4 Đối với đất cát và đất sét có những giá trị trung gian e không ghi trong các Bảng B.1 đến Bảng B.3 được phép xác định đại lượng c^tc, ^tc và E bằng nội suy.

B.5 Khi giá trị e đối với đất cát và đất sét cũng như khi giá trị G và I_s đối với đất sét vượt phạm vi của các Bảng B.1 đến Bảng B.3 thì trị tiêu chuẩn của các đặc trưng của đất c^tc, ^tc và E nên xác định theo số liệu nghiên cứu địa chất công trình.

B. 6 Khi các giá trị e đối với đất cát và đất sét cũng như G và I_s đối với đất sét nhỏ hơn giới hạn dưới của chúng nêu trong các Bảng B.1 đến Bảng B.3 thì các đặc trưng c^tc, ^tc và E, trong mức độ an toàn tin cậy, cho phép dùng theo các giới hạn dưới tương ứng của e, G và I_s.

Tuy nhiên, để đạt được những giải pháp kinh tế hơn về nền móng, trong trường hợp này các đặc trưng của đất c^tc, ^tc và E đề nghị xác định theo số liệu nghiên cứu địa chất công trình.

B.7 Vì trị tính toán các đặc trưng của đất E, e, G và I_s theo 4.3.5 được chọn bằng trị tiêu chuẩn cho nên để đơn giản khi viết ký hiệu của trị tiêu chuẩn các đặc trưng này chúng ta không viết chỉ số “tc” ở phía trên.

Bảng B.1 - Trị tiêu chuẩn của lực dính cho đơn vị c^tc (kPa), góc ma sát trong ^tc (°) và mô đun biến dạng E (kPa) của đất cát (không phụ thuộc vào nguồn gốc, tuổi và độ ẩm)