`Hệ số nền là tỷ số giữa lực đơn vị và chuyển vị tương ứng. Hệ số nền là một trong những đặc trưng quan trọng của đất nền phản ánh sức chịu tải và biến dạng của đất nền. Thực tế hệ số nền là hàm phi tuyến, phụ thuộc vào cấp độ tải, phương thức gia tải, loại đất, kích thước cấu kiện tác dụng vào đất. Mô hình hoá tương tác cọc- đất nền như sau:
- Cọc được mô hình bằng một hoặc nhiều thanh thẳng nối với nhau tại các nút sao cho phù hợp với đặc trưng hình học tương ứng của cọc thực.
- Thay đất nền bằng các liên kết đàn hồi tại các điểm sao cho phù hợp với sự thay đổi của đất nền và tính chất làm việc của cọc.
2.4.1 Phương pháp tra bảng
• Quy trình 22TCN 18 - 79
Bảng tra này thường dùng cho thiết kế móng cọc theo K.X. Zavriev. Trong bảng tra này, z (m) là độ sâu lớp đất.
Tên đất k/z (t/m3)
1. Sét và sét pha cát dẻo chảy; bùn 100-200 2. Sét pha cát, cát pha sét và sét dẻo mềm;
cát bụi và rời 200-400
3. Sét pha cát; cát pha sét và sét dẻo cứng;
cát nhỏ và trung bình 400-600
4. Sét pha cát; cát pha sét và sét cứng và
cát thô 600-1000
5. Cát lẫn sỏi; đất hòn lớn 1000-2000
• J.E. Bowles
Bảng tra này dùng để xác định kh cho móng cọc.
Tên đất k (MN/m3) 1. Sét; cát chặt 220-400 2. Cát thô và chặt vừa 157-300 3. Cát trung 110-280 4. Cat mịn; cát bột 80-200 5. Sét cứng (ẩm) 60-220 6. Sét cứng (bão hoà) 30-110 7. Sét dẻo (ẩm) 39-140
8. Sét dẻo (bão hoà) 10-80
2.4.2 Phương pháp tính theo các công thức nền móng
• Phương pháp tính hệ số nền theo công thức Terzaghi
Ks = S1. As + S2.Bs.Z Kz = S1. As + S2.Bs Trong đó :
Ks : Hệ số nền theo phương đứng Kz : Hệ số nền theo phương ngang
S1, S2 : Các hệ số phụ thuộc vào loại cọc. Cọc vuông : S1 = S2 = 1 Cọc tròn : S1 = 1,5 ; S2 = 3 As = 40( c. Nc + 0,5γ.B.Nγ)
Bs = 40γNq
c: lực dính của đất
γ: Trọng lượng riêng cuả đất phía trên điểm tính Ks
φ: góc ma sát trong của đất Z: chiều sâu tính ks
B: bề rộng cọc.
Các giá trị Nc; Nq; Nγ tra bảng theo φ
• Phương pháp tính hệ số nền theo công thức Vesic
) 1 ( 30 . 1 2 12 4 µ − = s p p s E I E B E B k Trong đó: k: hệ số đàn hồi B: Bề rộng cọc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
EpIp: Độ cứng chống uốn của cọc. µ: Hệ số poát xông của đất nền
Giá trị µ = 0.3 có thể xem là tương đối chính xác cho các trường hợp. Es: Mô đun đàn hồi đất nền.
Es= 5N(kg/cm2); N: Trị số SPT
• Phương pháp tính hệ số nền theo giá trị SPT
ks = 1.04N(MN/m3) cho đất dính. Trong đó:
N: giá trị SPT trung bình B: bề rộng cọc.
• Phương pháp tính hệ số nền theo mô đun biến dạng nền
a) Hệ số nền tại mũi cọc theo phương đứng tính như sau: - Cọc đứng: Kv = αEoD-3/4
- Cọc khoan nhồi: Kv = 0.2 α EoD-3/4 Trong đó:
Kv: Hệ số nền mũi cọc theo phương đứng (kgf/cm3) α : Hệ số điều chỉnh mũi cọc Eo = 1
D: Đường kính mũi cọc (cm).
Eo: Mô đun biến dạng nền (kgf/cm2) Eo = 25N; (N: Giá trị xuyên tiêu chuẩn).
b) Hệ số nền dọc thân cọc thdeo phương đứng tính như sau: - Cọc đóng trong đất rời: ksv = 0.05 αEoD-3/4
- Cọc đóng trong đất dính: ksv = 0.1 αEoD-3/4 - Cọc khoan nhồi: ksv = 0.03 αEoD-3/4
ksv: hệ số nền thân cọc theo phương đứng (kgf/cm3) c) Hệ số nền ngang thân cọc tính như sau:
ksv = 0.2 αEoD-3/4
kh: Hệ số nền ngang thân cọc (kgf/cm3).