Bài giảng cơ học đất chương 5 sức chịu tải của đất

Bµi 1 c¬ häc ®Êt Ch­¬ng 5 søc chÞu t¶i cña nÒn ®Êt chương 5 sức chịu tải của nền đất Bài 1 Các giai đoạn làm việc của nền đất I Các giai đoạn làm việc của nền đất Theo dõi quá trình nén đất tại hiện trường trên cơ sở đồ thị P~S thấy rằng có thể chia các giai đoạn làm việc của nền đất thành 3 giai đoạn Giai đoạn 1 – Giai đoạn làm việc đàn hồi Biểu đồ P~S là đường thẳng (quan hệ tuyến tính), lúc này nền đất vẫn làm việc ở giai đoạn đàn hồi, các hạt đất có xu hướng dịch chuyển lại gần cnhau khi chị.

cơ học đất đất Chơng : sức chịu tải cđa nỊn chương sức chịu tải đất Bài Các giai đoạn làm việc đất I Các giai đoạn làm việc đất Theo dõi trình nén đất trường sở đồ thị P~S thấy chia giai đoạn làm việc đất thành giai đoạn: • Giai đoạn – Giai đoạn làm việc đàn hồi: Biểu đồ P~S đường thẳng (quan hệ tuyến tính), lúc đất làm việc giai đoạn đàn hồi, hạt đất có xu hướng dịch chuyển lại gần cnhau chịu tải trọng làm thể tích lỗ rỗng hạt giảm dần P đạt đến Pgh1 (Pgh1 : Tải trọng tới dẻo) • Giai đoạn – Giai đoạn làm việc dẻo: Biểu đồ P~S đường cong (quan hệ phi tuyến) Trong giai đoạn hạt đất có xu hướng tiếp tục dịch chuyển lại gần nhau, phận hạt đất có trượt lên sinh ma sát hạt, đất bắt đầu xuất vùng biến dạng dẻo Vùng biến dạng dẻo bắt đầu xuất xung quanh mép móng, sau lan dần vào đáy móng • Giai đoạn – Giai đoạn đất bị phá hoại: Khi P đạt đến Pgh2 biểu đồ P~S bắt đầu có thay đổi đột ngột, P khơng tăng S tăng đột ngột Đây bắt đầu chuyển sang giai đoạn đất bị phá hoại (Pgh2 : Tải trọng giới hạn) vùng biến dạng dẻo đáy móng phát triển tối đa chập vào làm hình thành nên mặt trượt P ph1 P ph2 P S Hình 5-1: Biểu đồ quan hệ P~S đất đáy móng ki chịu nén II Các phương pháp xác định sức chịu tải (SGK) Bài 183 (292) Xác định Pgh1 theo lý thuyết hn ch vựng bin dng học đất đất Chơng : sức chịu tải I thnh lập công thức Khi tải trọng tác dụng nên lền đất tăng dần đất hình thành khu vực biến dạng dẻo Các khu vực biến dạng dẻo ngày phát triển chúng nối lại với hình thành mặt trượt liên tục đất bị phá hoại hồn tồn Muốn đảm bảo khả chịu tải đất cần qui định mức độ phát triển khu vực biến dạng dẻo b pgh q=γ.h q=γ.h h Giả thiết phương pháp: Khu vực biến dạng dẻo không lớn lắm, Phân bố ứng suất xác định theo công thức đàn hồi cho nửa không gian biến dạng tuyến tính Xét trường hợp móng băng có chiều rộng b (Hình 5-2), chiều sâu đặt móng h Dưới đáy móng có tải trọng phân bố p (kN/m2) tác dụng Trọng lượng lớp đất phạm vi chơn móng tính đổi thành tải trọng phân bố q = γ h M Z Hình 5-2: ứng suất ttải trọng điểm M Vì móng hình băng, tốn qui toán phẳng Tại điểm M chiều sâu z, biên vùng biến dạng dẻo điều kiện cân theo MohrRankine viết sau: sin ϕ = σ1 −σ σ + σ + 2c cot gϕ σ = σ 1P + σ Zbt  σ = σ P + σ Xbt p − γh  σ 1P = π ( β + sin 2β )  σ = p − γh ( 2β − sin 2β )  3P π  bt σ = γ ( h + z )  Z ν  bt bt ξ = =1 σ X = ξ σ Z = γ ( h + z ) −ν (5-1) (5-2) (5-3) Thay hệ (5-3) vào (5-2) thay kết vào (5-1) rút z từ phương trình ta được: z= 184 (292)  p − γh  sin β c  − β  − h − cot gϕ = f ( β ) πγ  sin ϕ (5-4) học đất đất Chơng : sức chịu tải T phng trỡnh (5-4) thy chiều sâu z thay đổi theo góc nhìn 2β Muốn tìm chiều sâu lớn khu vực biến dạng dẻo (tức đáy khu vực biến dạng dẻo) cần lấy đạo dz = , tức là: hàm d 2β  dz p − γh  cos β =  − 1 = d ( 2β ) πγ  sin ϕ  π ⇒ 2β = − ϕ (5-5) Thay (5-5) vào (5-4) ta zmax sau: z max = p − γh  π c  cot gϕ + ϕ −  − h − cot gϕ πγ  2 γ (5-6) Giải phương trình (5-6) theo p ta được: pmax = πγ   c  z max + h + cot gϕ  + γh π γ    cot gϕ + ϕ −   2  (5-7) II Lời giải số tác giả Lời giải Puzưrievxki Puzưrievxki chứng minh công thức cho z max= (hình 5-3a), u vực biến dạng dẻo vừa xuất hai mép móng Như pgh tính theo Puzưrievxki thấy giai đoạn làm việc đàn hồi đất (tải trọng thiên an toàn) p Puzuriev = πγ   c  h + cot gϕ  + γh π γ    cot gϕ + ϕ −   2  (5-8) Thực tế thấy Ppuzư < pgh1 nên sau có số tác giả đề nghị tính tải trọng tương ứng với mức độ phát triển khác khu vực biến dng 185 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải b pgh pgh q=.h Zmax q=γ.h b Z pgh q=γ.h Zmax b Z a) Lêi gi¶i Puzurievxki a) Lêi gi¶i Maxlov Z a) Lêi gi¶i Iaropolxki Hình 5-3: Lời giải số tác giả theo Zmax Lời giải Maxlov Theo Maxlov, nên cho vùng biến dạng dẻo phát triển, nên hạn chế phát triển Với lý này, ông lấy 02 đường thẳng đứng qua mép móng làm đường giới hạn phát triển khu vực biến dạng dẻo (hình 5-3b) Trên hình (5-3b) tính Zmax, thay vào (5-7) tải trọng Pgh: z max = b.tgϕ p Maxlov = (5-9) πγ   c  b.tgϕ + h + cot gϕ  + γh π γ    cot gϕ + ϕ −     (5-10) Lời giải Iaropolxki Theo Iaropolxki, nên cho vùng biến dạng dẻo phát triển tối đa (hình 5-3c), tính được: z max = b(1 + sin ϕ ) b π ϕ  = cot g  −  cosϕ 4 2 p Maxlov = 186 (292) πγ b  c π ϕ   cot g  −  + h + cot gϕ  + γh π γ  4 2   cot gϕ + ϕ −   2  (5-11) (5-12) học đất đất Bi Chơng : sức chịu tải Xỏc nh Pgh2 theo lý luận cân giới hạn I thành lập hệ phương trình Vấn đề chung - Hơn nữa, hướng ứng suất điểm đất thay đổi tuỳ theo vị trí điểm đó, phương mặt trượt, hay xác phương tiếp tuyến với mặt trượt điểm, thay đổi theo vị trí điểm mặt trượt có dx X x Z σz τzx σx dz - Khi phân tích tình hình trạng thái ứng suất điểm đất, nhận thấy mặt trượt hợp với phương ứng suất cực đại π ϕ  góc ±  −  4 2 τxz σx + ∂∂σxx dx τxz + ∂τxz dX ∂x τzx +∂∂τzzx dz σz + ∂∂σzz dz z Hình 5-4: Các ứng suất tác dụng lên phân tố đất dạng hình cong Đối với số điều kiện riêng biệt, đường trượt khu vực đoạn thẳng - Như vậy, rõ ràng với điều kiện đất điều kiện biên giới khác mặt trượt có dạng khác nhau, việc qui định độc đốn dạng mặt trượt khơng hợp lý - Phương pháp tính toán theo lý luận cân giới hạn dựa việc giải phương trình vi phân cân tĩnh với điều kiện cân giới hạn điểm, xét trạng thái ứng suất điểm khu vực trượt, xác định hình dạng mặt trượt cách chặt chẽ tìm tải trọng giới hạn Phương trình Xét toán phẳng, phân tố đất chiều sâu z (có dz=dx), chịu tác dụng ứng suất trọng lượng thân hình 5-4 - Từ phương trình cân theo trục 0X 0Z, ta cú: 187 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải z   ⇒ σ z + γ dz + τ xz −  σ z + dz  − τ xz + xz dx  = ∂z ∂x     ∂σ x   ∂τ   ⇒ σ x + τ zx −  σ x + dx  − τ zxz + zxz dz  = ∂x ∂z      ∑ Z =    X =0 ∑ (5-13) - Rút gọn phương trình ý điều kiện dz = dx , ta cđược:  ∂σ z ∂τ xz  ∂z + ∂x = γ   ∂σ x + ∂τ zx =  ∂x ∂z (5-14) - có ba ẩn số σ z ;σ x ;τ zx , ta thành lập phương trình từ hệ (5-14), cịn phương trình thứ dựa vào điều kiện cân giới hạn Mohr-Rankine: (σ z − σ x ) + 4τ zx2 (σ z + σ x + 2c.cot gϕ ) (5-15) = sin ϕ Với điều kiện cụ thể, giải hệ phương trình ẩn số σ z ;σ x ;τ zx từ suy trạng thái ứng suất phân tố dạng đường trượt II Một số lới giải số tác giả Lời giải Prandlt pgh q=γh +ϕ 45 /2 (I) (III) (II) q=γh 45-ϕ/2 Hình 5-5: Lời giải Prandlt Năm 1920, Prandlt giải toán cho trường hợp coi đất khơng có trọng lượng (tức γ = 0) chịu tác dụng tải trọng thẳng đứng Theo tác giả, đường trượt có dạng hình (5-5), gồm:  Khu vực I: đường trượt đoạn thẳng làm với đường thẳng đứng góc π ϕ = −  Khu vực II: có 02 họ đường trượt Họ đường xoắn logarit có điểm cực θtgϕ mép móng xác định theo phương trình r = ro e ; họ đoạn thẳng xuất phát từ cc 188 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải Khu vc III: ng trượt đoạn thẳng làm với đường thẳng đứng góc π ϕ = + Tải trọng giới hạn tính theo Prandlt sau: pPr andlt = ( q + c cot gϕ ) + sin ϕ π tgϕ e − c cot gϕ − sin ϕ (5-16) Lời giải Xôcôlovxki Từ phương trình viết hàm số dùng để xác định trạng thái ứng suất hình dạng đường trượt Cơng thức Xơcơlovxki dùng cho móng đặt đất móng nơng h với ≤ 0.5 lúc thay chiều sâu chơn móng tải trọng bên q = γh b  Móng nơng ( h ≤ 0.5 ) đặt đất dính c ≠ 0; q ≠ : b p Xoco = pT ( c + q.tgϕ ) + q (5-17) Trong đó: pT : hệ số khơng thứ ngun, phụ thuộc vào xT (tra bảng 5-1) pT = γ x voi < x < b q.tgϕ + c  Móng đặt mặt đất dính c ≠ 0; q = 0;ϕ = : p Xoco = pT c Trong đó: pT = (5-18) γ x c  Móng dặt đất cát c = 0;ϕ = 0; q ≠ : p Xoco = q( pT tgϕ + 1) Trong đó: pT = (5-19) γ x q.tgϕ  Đối với trường hợp tải trọng nghiêng, công thức có dạng: p Xoco = N q γh + N C c + N γ γx Trong đó: X : hoành độ điểm xét Nq ; Nc , Nγ : hệ số sức chịu tải đất (có bảng tra) Thành phần nằm ngang tgh tải trng gii hn: 189 (292) (5-20) học đất đất Chơng : sức chịu tải t gh = p Xoco tgδ (5-21) Bảng 5-1: Bảng tra giá trị pT công thức Xôcôlovxki ϕ 10 15 20 25 30 35 40 - 0.0 6.49 8.34 11.0 14.8 20.7 30.1 46.1 73.3 - 0.5 6.73 9.02 12.5 17.9 27.0 43.0 73.8 139 - 1.0 6.95 9.64 13.8 20.6 32.3 53.9 97.1 193 - 1.5 7.17 10.20 15.1 23.1 37.3 64.0 119 243 - 2.0 7.38 10.80 16.2 25.4 41.9 73.6 140 292 - 2.5 7.56 11.30 17.3 27.7 46.4 85.9 160 339 - 3.0 7.77 11.80 18.4 29.8 50.8 91.8 179 386 - 3.5 7.96 12.30 19.4 31.9 55.0 101 199 342 - 4.0 8.15 12.80 20.5 34.0 59.2 109 218 478 - 4.5 8.33 13.32 21.4 36.0 63.8 118 337 523 - 5.0 8.50 13.70 22.4 38.0 67.3 127 256 568 - 5.5 8.67 14.10 23.3 39.9 71.3 135 275 613 - 6.0 8.84 14.50 24.3 41.8 75.3 143 293 658 pT Lời giải Berezantsev Trong q trình thí nghiệm nén đất, đáy móng hình thành lõi đất – phận đất bị nén chặt, dính liền với đáy móng di đoọng với móng cố thể - Sự hình thành lõi đất móng lún lún có khuynh hướng làm chuyển dịch đất sang bên Nhưng đáy móng đất có ma sát lực dính nên có phần đất khơng di chuyển Khối đất dính liền với móng ngày bị ép chặt lại tạo thành lõi đất - Sự hình thành lõi đất phụ thuộc vào nhiều nhân tố như: độ nhám đáy móng, chiều sâu chơn móng, độ chặt đất, tính chất tải trọng… - Kết thí nghiệm Berezantsev cho thấy đáy móng nhẵn khơng hình thành lõi đất, móng cát góc đỉnh lõi đất = 60~90o , cát chặt góc nhỏ pgh 45+ϕ/2 45 /2 45- ϕ 190 (292) 45+ϕ/2 q=γ h 45 45- ϕ /2 q=γ h học đất đất Chơng : sức chịu tải cđa nỊn Hình 5-6: Lời giải Berezantsev Berezantsev dựa vào kết nhiều thí nghiệm mà đề nghị hình dạng gần đường trượt nêu phương pháp thực dụng để tính tốn sức chịu tải đất 02 trường hợp sau đây: h  a) Trường hợp móng nơng  < 0.5  b   Trường hợp toán phẳng: h  Đối với móng nơng  < 0.5  đường trượt có dạng: lõi đất có dạng tam giác cân với hai b  o góc đáy = 45 Trong khu vực abc a’b’c’ họ đường trượt thứ gồm đường thẳng xuất phát từ a a’, họ đường trượt thứ đường xoắn logarit Đoạn db d’b’ hợp với π ϕ đường nằm ngang góc = − Berezantsev giải cơng thức tính tải trọng giới hạn phân bố đều: p Berezant = A0 γb + B0 q + C0 c (5-22) Trong đó: q = γh : tải trọng bên A0, B0, C0 : hệ số sức chịu tải theo Berezantsev (bảng 5-2) Bảng 5-2: Bảng giá trị A0, B0, C0 ϕ 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 A0 1.7 2.3 3.0 3.8 4.9 6.8 8.0 10.8 14.3 19.8 26 37.4 50.1 77.3 140.3 159.6 B0 1.4 5.3 6.5 8.0 9.8 12.3 15.0 19.3 24.7 32 54.8 72 98.7 137.2 195.0 108.8 141.2 187.5 C0 11.7 13.2 15.1 17.2 19.8 23.2 25.8 31.5 38 47 41.5 55.7 70 84.7  Trường hợp tốn khơng gian: h  - Đối với móng trịn đặt nơng  < 0.5  (d=2R - đường kính móng): d  p Berezant = AK γR + BK q + C K c (5-23) - Đối với móng vng (chiều rộng b): p Berezant = AK γ 191 (292) b + BK q + C K c (5-24) học đất đất Chơng : sức chịu tải Trong ú: AK, BK, CK : hệ số sức chịu tải theo Berezantsev (bảng 5-3) Bảng 5-3: Bảng giá trị AK, BK, CK ϕ 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 AK 4.1 5.7 7.3 9.9 14.0 18.0 25.3 34.6 48.8 69.2 97.0 142 216 BK 4.5 6.5 8.5 10.8 14.1 18.6 24.8 32.8 45.5 64.0 87.6 127 185 CK 12.8 16.8 20.9 24.6 29.9 36.4 45.0 55.4 71.5 93.6 120 161 219 h   b) Trường hợp móng sâu  0.5 < <  b    Trường hợp toán phẳng: p Berezant = A0 γb (5-25)  Trường hợp toán không gian: p Berezant = AK γ R (5-26) Lời giải Terzaghi pgh /2 45- ϕ ϕ q=γ h ϕ 45- ϕ /2 q=γ h Hình 5-7: Lời giải Terzaghi Terrzaghi dùng đường trượt trường hợp γ = 0, đồng thời có ý đến tồn lõi đất hình tam giác có góc đáy ϕ (hình 5-7) Ngồi Terzaghi cịn giả định lõi đất tác dụng nêm, khắc phục áp lực bị động đất khu vực cân giới hạn Cơng thức Terzaghi tính tải trọng giới hạn:  Trường hợp toán phẳng: pTerzaghit = N γ γ 192 (292) b + N q q + N C c (5-27) c¬ häc đất đất Chơng : sức chịu tải Hình 10.6.3.1.2b - 1- Các hệ số khả chịu tải cải tiến dùng cho móng đất dính đất dốc kề giáp đất dốc theo MEYERHOF (1957) Lí p yÕu Lí p cøng Lí p cøng Lí p u Hình 10.6.3.1.2b-2- Địa tng hai lp 205 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải Hệ số khả chịu tải đà điều nh, (dải) (vuông tròn) Tỷ lệ c ờng độ không thoát n c Hình 10.6.3.1.2b-3- Hệ số khả chịu tải điều chỉnh cho đất dính hai lớp với lớp đất yếu nằm lớp cứng EPRI (1983) b) Đất rời Sức kháng đỡ danh định đất rời, đất cát sỏi cuội (MPa) lấy như: γ Qult = 0,5 g BCw1 N γm γ x 10-9 + g Cw2 Df Nqm x 10-9 (10.6.3.1.2c-1) đây: Df = chiều sâu đế móng (mm) γ = dung trọng đất cát sỏi cuội (kg/m3) B = chiều rộng đế móng (mm) CW1, CW2 = hệ số lấy theo Bảng hàm DW (DIM) DW = chiều sâu đến mực nước tính từ mặt đất (mm) Nγ m = hệ số sức kháng đỡ điều chỉnh (DIM) Bảng 10.6.3.1.2c-1- Các hệ số Cw1, Cw2 cho chiều sâu nước ngầm khác Dw Cw1 Cw2 0,0 0,5 0,5 Df 0,5 1,0 > 1,5B + Df 1,0 1,0 Đối với vị trí trung gian mực nước ngầm, giá trị C W1 , CW2 xác định cách nội suy giá trị xác định Bảng Có thể lấy hệ số khả chịu tải N γ m, Nqm nh sau: 206 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải N m = N γ sγ cγ i γ (10.6.3.1.2c-2) Nqm = Nqsqcqiqdq (10.6.3.1 2c-3) đó: Nqm = hệ số khả chịu tải theo quy định Bảng móng đất tương đối (DIM) Nγ = theo quy định Hình móng dốc hay kề giáp dốc (DIM) Nq = hệ số khả chịu tải theo quy định Bảng đất tương đối (DIM) = 0.0 móng đất dốc hay kề giáp đất dốc (DIM) sq , s γ = hệ số hình dạng quy định Bảng tương ứng (DIM) cq , cγ = hệ số ép lún đất quy định Bảng (DIM) iq , iγ = hệ số xét độ nghiêng tải trọng quy định Bảng &8 (DIM) dq = hệ số độ sâu quy định Bảng (DIM) Phải áp dụng điều giải thích sau: - Trong Bảng & 6, phải lấy q ứng suất thẳng đứng ban đầu hữu hiệu độ sâu chơn móng, nghĩa ứng suất thẳng đứng đáy móng trước đào, hiệu chỉnh áp lực nước - Trong Bảng 8, phải lấy H V tải trọng nằm ngang thẳng đứng chưa nhân hệ số - Trong Bảng 9, phải lấy giá trị d q trường hợp đất nằm đáy móng tốt đất đáy móng Nếu đất yếu hơn, dùng dq = 1,0 Bảng 10.6.3.1.2c-2 - Các hệ số khả chịu tải N γ Nq móng đất khơng dính (BARKER người khác 1991) 207 (292) Góc ma sát ( ϕf) ( độ ) Nγ Nq 28 17 15 30 22 18 32 30 23 34 41 29 36 58 38 38 78 49 40 110 64 42 155 85 44 225 115 46 330 160 học đất đất Chơng : sức chịu tải cđa nỊn Bảng 10.6.3.1.2c-3- Các hệ số hình dạng Sq cho móng đất khơng dính (Barker người khác 1991 ) Góc ma sát (ϕf) (Độ) sq (dim) L/B = L/B = L/B = L/B = 10 28 1,53 1,27 1,11 1,05 30 1,58 1,29 1,11 1,06 32 1,62 1,31 1,12 1,06 34 1,67 1,34 1,13 1,07 36 173 1,36 1,14 1,07 38 1,78 1,39 1,16 1,08 40 1,84 1,42 1,17 1,08 42 1,90 1,45 1,18 1,09 44 1,96 1,48 1,19 1,10 46 2,03 1,52 1,21 1,10 Bảng 10.6.3.1.2c-4- Hệ số hình dạng sγ cho móng đất khơng dính (Barker người khác1991) 208 (292) B/L sγ (dim) 0,60 0,80 0,92 10 0,96 học đất đất Chơng : sức chịu t¶i cđa nỊn Bảng 10.6.3.1.2c - 5- Các hệ số ép lún đất C γ Cq cho móng vng đất khơng dính (BARKER người khác 1991) Độ chặt tương đối Dr (%) Góc ma sát (ϕf) (Độ) 20 cγ = cq q = 0,024 MPa q = 0,048 MPa q = 0,096 MPa q = 0,192 MPa 28 1,00 1,00 0,92 0,89 30 32 1,00 1,00 0,85 0,77 40 35 1,00 0,97 0,82 0,75 50 37 1,00 0,96 0,81 0,73 60 40 1,00 0,86 0,72 0,65 70 42 0,96 0,80 0,66 0,60 80 45 0,79 0,66 0,54 0,48 100 50 0,52 0,42 0,35 0,31 Bảng 10.6.3.1.2c- 6- Các hệ số ép lún đất cγ cq cho móng băng đất khơng dính (Barker người khác 1991) Độ chặt tương đối Dr (%) Góc ma sát cγ = cq ( dim) (ϕf) (Độ) q = 0,024 MPa q = 0,048 MPa q = 0,096 MPa q = 0,192 MPa 20 28 0,85 0,75 0,65 0,60 30 32 0,80 0,68 0,58 0,53 40 35 0,76 0,64 0,54 0,49 50 37 0,73 0,61 0,52 0,47 60 40 0,62 0,52 0,43 0,39 70 42 0,56 0,47 0,39 0,35 80 45 0,44 0,36 0,30 0,27 100 50 0,25 0,21 0,17 0,15 Bảng 16.6.3.1.2c -7- Các hệ số xét độ nghiêng tải trọng i γ iq cho tải trọng nghiêng theo chiều bề rộng móng (Bark v ngi khỏc1991) 209 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải H/V i (dim) iq (dim) Băng L/B = Vuông Băng L/B = Vuông 0,0 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,10 0,73 0,76 0,77 0,81 0,84 0,85 0,15 0,61 0,65 0,67 0,72 0,76 0,78 0,20 0,51 0,55 0,57 0,64 0,69 0,72 0,25 0,42 0,46 0,49 0,56 0,62 0,65 0,30 0,34 0,39 0,41 0,49 0,55 0,59 0,35 0,27 0,32 0,34 0,42 0,49 0,52 0,40 0,22 0,26 0,26 0,36 0,43 0,46 0,45 0,17 0,20 0,22 0,30 0,37 0,41 0,50 0,13 0,16 0,18 0,25 0,31 0,35 0,55 0,09 0,12 0,14 0,20 0,26 0,30 0,60 0,06 0,09 0,10 0,16 0,22 0,25 0,65 0,04 0,06 0,07 0,12 0,17 0,21 0,07 0,03 0,04 0,05 0,09 0,13 0,16 Bảng 10.6.3.1.2c- 8- Các hệ số xét độ nghiêng tải trọng iγ iq cho tải trọng nghiêng theo chiều bề rộng móng (BARKER người khác 1991 ) H/V iγ (dim) iq (dim) Băng L/B = Vuông Băng L/B = Vuông 0,0 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,10 0,81 0,78 0,77 0,90 0,87 0,85 0,15 0,72 0,68 0,67 0,85 0,81 0,78 0,20 0,64 0,59 0,57 0,80 0,74 0,72 0,25 0,56 0,51 0,49 0,75 0,68 0,65 0,30 0,49 0,44 0,41 0,70 0,62 0,59 0,35 0,42 0,37 0,34 0,65 0,56 0,52 0,40 0,36 0,30 0,28 0,60 0,51 0,46 0,45 0,30 0,25 0,22 0,55 0,45 0,41 0,50 0,25 0,20 0,18 0,50 0,40 0,35 0,55 0,20 0,16 0,14 0,45 0,34 0,30 0,60 0,16 0,12 0,10 0,40 0,29 0,25 0,65 0,12 0,09 0,07 0,35 0,25 0,21 210 (292) học đất đất 0,07 Chơng : sức chịu tải 0,09 0,06 0,05 0,03 0,02 0,16 Bảng 10.6.3.1.2c- 9- Hệ số độ sâu dq cho loại đất khơng dính (Barker người khác 1991) Góc ma sát ϕf Df/B dq (dim) (dim) 1,20 1,30 1,35 1,40 1,20 1,25 1,30 1,35 1,15 1,20 1,25 1,30 32 37 42 Khi móng đặt lên hệ đất dính hai lớp chịu tải trọng khơng nước, lấy khả chịu tải sau:   B  H    21+  K tanϕ1 B     '  1 qult = q2 +  c1' cotϕ1'  e   L  −  c1 cotϕ1' K  K    ' (10.8.3.1.2c-4) đó: K= 211 (292) 1− sin2 'f 1+ sin2 1' (10.6.3.1.2c-5) học đất đất c1 Chơng : sức chịu tải = cường độ chịu cắt khơng nước lớp đất lấy theo hình (MPa) q2 = khả chịu tải cực hạn móng áo có kích thước hình dạng thực tựa lên bề mặt lớp thứ hai (nằm dưới) có hai lớp (MPa) ϕ1' = góc nội ma sát tai ứng suất hữu hiệu lớp đất (độ) móng ChiỊu dµi/ chiỊu réng mãng Df/B = Df/B = Néi suy tun tÝnh cho c¸c chiỊu sâu trung gian Hệsố khả chịu tải Nrq Góc ma sát nội có hiệu Đ ộ nghiêng dốc ChiỊu dµi/ chiỊu réng mãng Df/B = Df/B = Nội suy tuyến tính cho chiều sâu trung gian Hệsố khả chịu tải Nrq Góc ma sát néi cã hiÖu Cù ly mãng tÝnh tõ mãng dèc b/B Hình 10.8.3.1.2c-1- Các hệ số khả chịu tải điều chỉnh cho loại móng đất khơng dính đất dốc hay liền kề đất dốc theo Mfyerhof(1957) 1.3 Các phương pháp bán thực nghiệm Sức kháng đỡ danh định đất móng ước tính từ kết thí nghiệm trường sức kháng quan sát đất tương tự Việc sử dụng thí nghiệm trường riêng lẻ nội suy kết thí nghiệm phải xem xét đến điều kiện địa phương Các thí nghiệm sau dùng: 212 (292) học đất đất Chơng : sức chịu t¶i cđa nỊn Thí nghiệm xun tiêu chuẩn (SPT) Thí nghiệm xun hình nón CPT, Thí nghiệm đo áp lực 10.6.3.1.3b Dùng SPT Sức kháng đỡ danh định cát (MPa) dựa kết SPT lấy như:  D  f R i qult = 3,2 x 10-5 N corr B  C w1 + C w2 B   (10.6.3.1.3b-1) đây: N corr = giá trị số búa trung bình SPT hiệu chỉnh giới hạn chiều sâu từ đáy móng đến 1.5B đáy móng (Búa/300mm) B = chiều rộng đế móng (mm) CW1,CW2 = hệ số hiệu chỉnh khơng thứ nguyên xét đến ảnh hưởng nước ngầm, xác định Bảng 10.6.3.1.2c-1 Df = chiều sâu chôn móng lấy đến đế móng (mm) Ri = hệ số chiết giảm khơng thứ ngun tính đến ảnh hưởng độ nghiêng tải trọng cho Bảng (DIM) H = tải trọng ngang chưa nhân hệ số để xác định hệ số H/V Bảng (N) (N/mm) V = tải trọng đứng chưa nhân hệ số để xác định tỷ lệ H/V Bảng (N) (N/mm) Bảng 10.6.3.1.3b-1- Hệ số độ nghiêng tải trọng, Ri, cho móng vng H/V 213 (292) Hệ số độ nghiêng tải trọng, Ri Dt/B = Dt/B = Dt/B = 0,0 1,00 1,00 1,00 0,10 0,75 0,80 0,85 0,15 0,65 0,75 0,80 0,20 0,55 0,65 0,70 0,25 0,50 0,55 0,65 0,30 0,40 0,50 0,55 0,35 0,35 0,45 0,50 0,40 0,30 0,35 0,45 0,45 0,25 0,30 0,40 0,50 0,20 0,25 0,30 0,55 0,15 0,20 0,25 0,60 0,10 0,15 0,20 c¬ học đất đất Chơng : sức chịu tải nÒn 0,50 0,20 0,25 0,30 0,55 0,15 0,20 0,25 0,60 0,10 0,15 0,20 Bảng 10.6.3.1.3b-2 - Hệ số độ nghiêng tải trọng, Ri cho móng hình chữ nhật Hệ số độ nghiêng tải trọng, Ri H/V Tải trọng nghiêng theo chiều rộng Dt/B = Dt/B = Dt/B = 0,0 1,00 1,00 1,00 0,10 0,70 0,75 0,80 0,15 0,60 0,65 0,70 0,20 0,50 0,60 0,65 0,25 0,40 0,50 0,55 0,30 0,35 0,40 0,50 0,35 0,30 0,35 0,40 0,40 0,25 0,30 0,35 0,45 0,20 0,25 0,30 0,50 0,15 0,20 0,25 0,55 0,10 0,15 0,20 0,60 0,05 0,10 0,15 Hệ số độ nghiêng tải trọng, Ri H/V 214 (292) Tải trọng nghiêng theo chiều dài Dt/B = Dt/B = Dt/B = 0,0 1,00 1,00 1,00 0,10 0,80 0,85 0,90 0,15 0,70 0,80 0,85 0,20 0,65 0,70 0,75 học đất đất Chơng : sức chịu tải cđa nỊn 0,25 0,55 0,65 0,70 0,30 0,50 0,60 0,65 0,35 0,40 0,55 0,60 0,40 0,35 0,50 0,55 0,45 0,30 0,45 0,50 0,50 0,25 0,35 0,45 0,55 0,20 0,30 0,40 0,60 0,15 0,25 0,35 a) Dùng CPT Sức kháng uốn danh định (MPa) móng đặt cát sỏi, vào kết CPT tính sau:  qult = 8,2 x 10-5 qcB  C w1 + C w2  Df B  R i  (10.6.3.13c-1) đó: qc = sức kháng chùy hình nón trung bình tồn chiều sâu B đế móng (MPa) B = chiều rộng đế móng Df = chiều sâu chơn móng tính tới đáy móng (mm) Ri = hệ số điều chỉnh độ nghiêng tải trọng theo quy định Bảng 10.6.3.13b-1 CW1,CW2 = hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng nước ngầm, quy định Bảng 10.6.31.2c-1 (DIM) b) Dùng kết đo áp lực Sức kháng đỡ danh định đất (MPa) xác định từ kết thí nghiệm đo áp lực tính sau: qult= [ro + k (pL + po)] Rt (10.6.3.1.3d-1) đó: ro = tổng áp lực thẳng đứng ban đầu đáy móng (MPa) k = hệ số khả chịu tải thực nghiệm lấy từ Hình pL = giá trị trung bình áp lực giới hạn có từ kết thí nghiệm đo áp lực khoảng sâu 1.,5 B móng (MPa) po = tổng áp lực ngang chiều sâu thí nghiệm đo áp lực (MPa) Rt = hệ số chiết giảm độ nghiêng tải trọng cho Bảng 10.6.3.1.3b-1 10.6.3.1.3b-2 (DIM) Nếu giá trị p L thay đổi đáng kể khoảng độ sâu 1.5B đế móng cần phải sử dụng kỹ thuật lấy trung bỡnh c bit 215 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải Hệ số sử dụng, k Móng vuông B/L = Móng dải B/L=0 Hệ số độ sâu, Df /B Hỡnh 10.6.3.1.3d-1- Giỏ tr hệ số khả chịu tải thực nghiệm k Hội địa kỹ thuật Canađa (1985) Loại đất Sét Độ sệt tỷ trọng (PL-Po) (MPa) (theo Cấp Yếu đến chặt < 1,1 Cứng 0,77- 3,8 Cát Rời 0,38 – 0,77 Sỏi cuội Rất chặt 2,9 – 5,8 Bùn Rời đến trung bình < 0,67 Chặt 1,1 – 2,9 Cường độ thấp 0,96-2,9 Cường độ thấp 2,9 - 5,8 Cường độ trung bình đến cao 5,7-9,6+ Đá c) Thí nghiệm ép Sức kháng đỡ danh định xác định thí nghiệm ép quy định Điều 10.4.3.2, phải thực khảo sát thăm dị mặt đất xác để xác định tính chất đất móng Sức kháng đỡ danh định xác định từ thí nghiệm tải trọng ngoại suy từ móng gần kề nơi có tính chất đất tương tự ảnh hưởng độ lệch tâm tải trọng Khi tải trọng lệch tâm trọng tâm đế móng, phải dùng diện tích hữu hiệu chiết giảm, B ′ x L′ nằm giới hạn móng thiết kế địa kỹ thuật cho lún sức kháng đỡ áp lực chịu ti 216 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải thit k trờn din tớch hữu hiệu phải giả định Diện tích hữu hiệu chiết giảm phải đồng tâm với tải trọng Các kích thước chiết giảm dùng cho móng chữ nhật chịu tải trọng lệch tâm lấy như: B′ = B - 2eB (10.6.3.1.5-1) L′ = L- 2eL (10.6.3.1.5-2) đây: eB = lệch tâm song song với kích thước B (mm) eL = lệch tâm song song với kích thước L (mm) Các móng tải trọng lệch tâm phải thiết kế nhằm bảo đảm: Sức kháng đỡ tính tốn khơng nhỏ hiệu ứng tải trọng tính tốn Đối với móng đặt đất, độ lệch tâm móng ước tính dựa tải trọng tính tốn, nhỏ 1/4 kích thước móng tương ứng, B L Đối với thiết kế kết cấu móng chịu tải trọng lệch tâm, phải sử dụng phân bố áp lực tiếp xúc hình thang hình tam giác dựa tải trọng tính tốn Đối với móng khơng phải hình chữ nhật, cần dùng phương pháp tương tự dựa nguyên tắc xác định Sức kháng đỡ đá Các phương pháp dùng để thiết kế móng đặt đá cần xem xét trạng, hướng điều kiện vết nứt, mặt cắt phong hoá mặt cắt tương tự khác ứng dụng cho vị trí cụ thể Đối với móng đặt đá tốt, độ tin cậy phân tích đơn giản trực tiếp dựa cường độ nén trục đá RQD cố thể ứng dụng Đá tốt định nghĩa khối đá với vết nứt không rộng 3.2 mm Đối với móng đặt đá hơn, khảo sát điều tra phân tích chi tiết phải thực để xét đến ảnh hưởng phong hoá hữu điều kiện vết nứt Sức kháng đỡ danh định đá xác định cách dùng quan hệ thực nghiệm với Hệ thống đánh giá khối đá địa RMR Viện địa kỹ thuật Nauy, NGI, Hệ thốngphân loại khối đá Các kinh nghiệm điạ phương phải xem xét sử dụng phương pháp nửa thực nghiệm áp lực chịu tải tính tốn móng khơng lấy lớn cường độ chịu tải tính tốn bê tơng đế móng 2.1 Phương pháp phân tích Sức kháng đỡ danh định móng đá phải xác định cách sử dụng nguyên lý học đá thiết lập dựa thông số cường độ khối đá ảnh hưởng cuả vết nứt đến dạng phá hoại phải xem xét 2.2 Thử tải Khi thích hợp, thí nghiệm thử tải phải thực để xác định sức kháng đỡ danh định đế móng đặt đá 2.3 Các giới hạn độ lệch tâm tải trọng Độ lệch tâm tải trọng phải không vượt 3/8 kích thước B L tng ng 217 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải Phỏ hoi trượt Phá hoại trượt phải khảo sát cho móng chịu tải trọng nghiêng và/ đặt mái dốc Đối với móng nằm đất sét, phải xem xét khả xuất khoảng trống co ngót đất móng Phải xét đến khả chuyển vị tương lai cuả đất phía trước móng lực kháng bị động phần sức kháng cắt cần thiết cho việc chống trượt Sức kháng tính tốn chống lại phá hoại trượt, đo N, tính sau: QR = ϕ Qn = ϕT QT + ϕep Qep (10.6.3.3-1) đó: ϕT = hệ số sức kháng cho sức kháng trượt đất móng cho Bảng 10.5.5-1 QT = sức kháng trượt danh định đất móng (N) ϕep = hệ số sức kháng cho sức kháng bị động cho Bảng 10.5.5-1 Qep = sức kháng bị động danh định đất có suốt tuổi thọ thiết kế kết cấu (N) Nếu đất bên đế móng đất rời thì: QT = V tan δ (10.6.3.3-2) với: tan δ = tan ϕf bê tông đổ đất = 0,8 tan ϕf đế móng bê tơng đúc sẵn đây: ϕf = góc nội ma sát đất (độ) V = tổng lực thẳng đứng (N) Đối với đế móng đặt sét, sức kháng trượt lấy giá trị nhỏ trong: Lực dính sét, Khi đế móng đặt 150 mm vật liệu hạt đầm chặt, nửa ứng suất pháp tuyến giao diện móng đất Hình cho tường chắn Những ký hiệu sau dùng cho Bảng qs = sức kháng cắt đơn vị Su hay 0,5 δ 'v lấy giá trị nhỏ QT = diện tích theo biểu đồ qs (được kẻ) Su = cường độ cắt khơng nước (MPa) δ 'v = ứng suất thẳng đứng có hiu 218 (292) học đất đất Chơng : sức chịu tải B? t?ng Hỡnh 10.6.3.3-1- Phng pháp ước tính sức kháng trượt tường đất sét 219 (292) ... học đất đất Chơng : sức chịu tải 0, 25 0 ,55 0, 65 0,70 0,30 0 ,50 0,60 0, 65 0, 35 0,40 0 ,55 0,60 0,40 0, 35 0 ,50 0 ,55 0, 45 0,30 0, 45 0 ,50 0 ,50 0, 25 0, 35 0, 45 0 ,55 0,20 0,30 0,40 0,60 0, 15 0, 25 0, 35. .. 0, 65 0,30 0,40 0 ,50 0 ,55 0, 35 0, 35 0, 45 0 ,50 0,40 0,30 0, 35 0, 45 0, 45 0, 25 0,30 0,40 0 ,50 0,20 0, 25 0,30 0 ,55 0, 15 0,20 0, 25 0,60 0,10 0, 15 0,20 học đất đất Chơng : sức chịu tải 0 ,50 0,20 0, 25. .. 0,70 0, 75 0,80 0, 15 0,60 0, 65 0,70 0,20 0 ,50 0,60 0, 65 0, 25 0,40 0 ,50 0 ,55 0,30 0, 35 0,40 0 ,50 0, 35 0,30 0, 35 0,40 0,40 0, 25 0,30 0, 35 0, 45 0,20 0, 25 0,30 0 ,50 0, 15 0,20 0, 25 0 ,55 0,10 0, 15 0,20