Khi tải trọng ngoài vượt quá khả năng chịu lực của nền đất, nền bị phá hỏng về mặt cường độ, ổn định, lúc này nền được xem là đã đạt đến trạng thái giới hạn thứ nhất.
Đối với nền đá, khi đạt đến TTGH1 thì nền không còn đủ khả năng chịu tải nữa và nền bị phá hoại. Đối với nền đất, khi đạt đến TTGH1 thì xảy ra hiện tượng lún đột ngột, làm phá hỏng công trình bên trên. Mục đích của việc tính toán nền theo TTGH I là nhằm đảm bảo độ bền vững và ổn định của nền cũng như không cho móng bị trượt theo đáy hay bị lật .
Phạm vi sử dụng để tính toán nền theo TTGH I: + Nền đá.
+ Nền sét rất cứng, cát rất chặt, đất nửa đá. + Nền sét yếu, bão hòa nước và đất than bùn.
+ Nền đặt móng thường xuyên chịu tải trọng ngang. + Nền của công trình trên mái dốc.
Tải trọng tính toán: Dùng tải trọng tính toán và tổ hợp bổ sung.
Điều kiện kiểm tra: Muốn cho nền đất không bị phá hỏng, mất ổn định (trượt, trồi) thì tải trọng truyền lên móng công trình tác dụng lên nền đất phải có cường độ nhỏ hơn cường độ giới hạn của nền đất ấy.
* Đối với các ngành khác nhau, việc tính toán nền theo TTGH I cũng khác nhau. Đối với các ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp ứng suất đáy móng được xác định theo công thức: tt d tb N F σ = ; minmax Ndtt 1 6ea 6eb F a b σ = ± ± ÷ tt d
N - Tải trọng tính toán tại đáy móng F – diện tích đáy móng F = a . b
ea, eb – là độ lệch tâm theo phương cạnh a và b của móng điều kiện kiểm tra:
tb R
σ ≤
max 1,2.R
σ ≤
7.1. Sức chịu tải của nền đá
Đối với nền đá, tính nén lún của nó rất bé, không đáng kể, mođun biến dạng của đá có thể lớn hơn mođun biến dạng của đất hàng ngìn lần. Có khi ứng suất tác dụng lên nền đá gần đạt đến trị số phá hoại mà biến dạng của nó còn rất bé. Vì vậy người ta không cần kiểm tra biến dạng của nền đá mà chỉ cần tính toán và kiểm tra nền theo TTGH1 về cường độ.
Sức chịu tải tính toán R của nền đá được xác định theo biểu thức: R = k.m.Rd
trong đó: k, m là hệ số đồng nhất và hệ số điều kiện làm việc của nền đá. Thường lấy k.m = 0,5; Rd là cường độ chịu nén của mẫu đá bão hoà nước.
7.2. Sức chịu tải của nền đất
Việc tính toán sức chịu tải của nền đất đã được giới thiệu kỹ trong Cơ học đất . Ở đây chỉ giới thiệu lại một số biểu thức tính toán sức chịu tải cơ bản:
7.2.1. Phương pháp của Xokolôvxki theo lý thuyết cân bằng giới hạnb b hm b x 0 δ q Ntc Qtc
Khi có cả tải trọng ngang và đứng, thành phần thẳng đứng của tải trọng giới hạn (R) trong trường hợp này được xác định như sau:
1. 1 . 1. 2. 1.gh m gh m p = =R A γ x + B γ h +C c trong đó : 2 1 γ