độ Lún Cố Kết Cua Nền Móng - 123doc

khi thiết kế công trình thì không thể bỏ qua phần móng.vậy tính toán và thiết kế nền móng rất cần thiết, tính toán và thiết kế dộ lún của móng cần có quy trình và cách tính toán hợp lý, giáo trình nay nói về cách tính lún cũng như dự đoán dược tương đối chính xác về độ lún trải qua từng thời kỳ, khi nào thì nền đất dưới công trình hết lún và dộ lún là bao nhiêu so với ban đầu.

“Chương 4 Lún của nên đắt

Chương 4

BIEN DANG CUA DAT VA TÍNH TOÁN ĐỌ

LUN CUA NEN MONG CONG TRINH

4:4.Bién dang cia dat

Dui th dong cia ti trọng công tình và rụng loợng bản thin cin lt, nba 2 bi tiến dạng vì làm ho công tình bị in Trong ne tg bgp ty ti tong cg tinh túc dụng chưa dạ đến giới hạ về cường độ nhưng đất nền di bị biến dang gus làm inh hg dda sự vic nổ tường của nhà và cảng nh, Độ in của toàn bộ cổng vinh trà đều i không giy những ng stp them tong ketch cia no, nung ki độ lim ia tng pa cfg inh ml Kn nt i 5 gy vu cic ng st phụ cho máng và kế

Sâu bên tên ảnh hương xẫu đến độ bên của công tình Vĩ vậy Kh thiết kế củn phải

thông củ độlớa tuyệt dt công nhơ độ lúa khôn đều giữa các bộ nhận của công tnh trừng mộ giới hạn cho phép

Vi đắt là một vặtthể nhc tạp nn biển dạng của nó ph hoc vào biển điện thể

ch lỔ rồng Ca, ò) cũng như sợ hạ huậc vào dnh chất trn đọn của bản ân ác thành phn hợp thành đấ nh bn cc nh nén của nước lồng và kí) Các toni bib dạng khác nhau củnđấ và nguyện nhn gậy ra chứng cô hệ túng heo báng

vi

“Trong thực tế cần xác định độ lún của nền đắt hoặc móng bao gồm cả biến dạng dự

và biến dạng đân hồi Tuy nhiên tỷ từng trường hợp mà hoặc là biển dạng đền hà có ý ghia ch yêu (vi dụ khi nền đt chịu tôi trụng động), boặc là biến dạng dư có ý nghĩa shủ yếu (ví dụ như tính mồng cứng theo biển dạng của nn)

"Bảng é_ 1 Các nguyên nhân vật chủ yêu của các biển dạng của đắt

Toại biển dạng "Nguyên nhân của biên dang

Big dang din hb ~ Biển dạng thể tích = Lực phân từ đần hồi của hạt rắn, của nước ẻ

~ Thay đổi hình dáng ~ Lực phân từ đần hồi, thay đổi của dạng liên

kit clu wie

"Biến dạng dư (Không đàn hồi) =Nén lin - Giảm thể ch lỗ rồng

+ Si rut gia cic hat

= Sy phi hoạ kế cầu

C6 nhiều nguyên nhân làm cho khối đắt bị biến dạng ví dụ như sự co ngót do hút

"nước, sự co khô kh nước bị bc bơi nhưng trong phạm vĩ chương này, biến dạng của sền đất là đo tác dụng của tải trọng nh gây ra Trường hợp néa di đã òn định về lún

dưới tác dụng của trọng lượng bản thân thì chỉ có phản tải trọng tác dụng ngoải kim cho

nên bị lần Trong trường hợp nên đất chưa ổn định về lớ th cả đo trọng lượng bản thân

và trọng gây lún Ứng suit chính gây ra làm cho nền đất bị nén lún được gọi

Trên thực tế các phương pháp tính toán độ lún ổn định của nền đắt dưới tác dụng

của ứng suắt nén lún đều dựa trên nguyên lý biển dạng tuyển tính của nên đất Do đồ tí

41

“Chương 4 Lún của nền đắt

trọng tác dụng lên nên cần được khổng chế để đắt n làm việc rong giai đoạn tuyến tính giữa ứng suất và biển dạng Khi tính nền theo biển dạng TCXD 45.78 quy định phải Xhông chế ải tụng tác đụng không được lớn hơn số áp lực êu chuânlên nên lấy 6 R™ Tấy bằng Pa có đưa thêm vào một bệ số tính toán

Ngon tới ức ng của rụng độ lớn ca na không tự ngy in định cuồi cùng mà phải rải qua một thời gian dai hay ngắn tuỳ thuộc theo từng loại dit

‘Vi vay ngoài việc tính toán độ lin ôn định còn cần phải xác định diễn biến của lún theo

thải gian, đặc biệt là đối với nên đt dnh

442 Xác đình độ lún đàn hội của nền đất

4.21 Khái niệm

"Như đã trình bảy ở trên, đắt nỀn không phải là một xặt thể hoàn toàn đàn hồi Ngoài biến dạng đân hồi còn só biển dạng dư nhưng lý thuyết biến dạng đàn hồi vẫn có thể được âp dụng cho nên đất khi ti trọng tác dụng lên nên không lớn lắm Song do đặc điểm biến dạng của đắt là phức tạp nên không có một mồ hình nào hoàn thiện phân ảnh

diy đủ đặc điểm biển dạng của đất Hiện tại để xác định độ lún đàn hỏi có các phương

pháp sau:Phương pháp biển dạng đòn bồi tổng quát: phương pháp này tính đến không những các chuyển vị đàn hồi của những điểm thuộc phạm vi chịu ải mà còn của cả các điểm nằm ngoài nó

~ Phương pháp biển dạng đản hồi cục bộ: chỉ tính đến biến dạng của đất ở chỗ đặt

đất, tức là có kể đến biến dạng dư, người ta thay mô đun đàn hồi E bằng mô đun biến

dạng Ea của đắt

Sau đây chúng ta xem xét việc tính toán độ lún ổn định của nền công tinh theo phương pháp biển dạng đân hồi tổng quất là phương pháp thường dùng trong thực 4.2.2 Xác định độ lún ổn định của nên đắt có chiều dày vô han

“Trong bài toán xác định ứng suất đưới tác dụng của lực tập trung đặt trên mặt đất,

.1Bonssinet đã đưa ra công thức xác định chuyển vị thẳng đứng của những điểm nằm trên

"mặt nên đất (Z = 0) dưới tác dụng của lự tập trung P là:

“Chương 4 Lún của nên đắt

E,_ mé dun bién dang:

"Phân tích các biểu thức tìm được đồng thời so sánh với kết quả thí nghiệm bản nén

số kích thước, hình dạng và độ cứng khác nhau trên mô hình và hiện trường, người ta biến đổi đưa m công thứ sắc ịnh độ lún ôn định của móng như sau:

Trong đó:

b_ hiều ông của móng chữ nhậc, đường kính móng trồn;

_ cường độ tải trọng phân bổ đều:

_ là hệ số đặc trưng cho hình dạng và độ cứng của móng được lập thành bảng tong đố ø, ứng với độ li ở tâm móng, ø, ứng với độ lún ở gốc còn ø, là hệ số

độ lún trung bình với các móng mềm và ứng với độ lớn của móng cứng tuyệt đốt

"Nếu từ biểu thie 4-4 ma di tim E, ta có:

43

a

.S,_ là độ lần trong quan hệ tuyến tính độ la ti trọng

(Công thức 4-5 thường dùng để xác định ị số môđơn biến dạng Z, từ thí nghiệm ban nén ngoi hiện trường

4.23 Xée dinh 4 lin én dinh cia nén đắt có chiều dây giới hạn

P<+rbeiiseskeeLerby.leplv 00A thức này được thành lập dựa trên gid

thuyết nên đtlà bán không gian đồng nhất

`VẤn đề sác định độ lún ôn định củalớp đắt có chiều dây giới hạn được nhiều n

nghiên cứu M.LGovbunoy ~ Pavadov sau khi giải bài toán này bằng phương pháp tính ích phân gắn đúng các phương trình biển dạng đã để nghị thay các hệ sồ ø, và ø, ưung biểu thức 4-4 bằng các hệ số ø, và ø, Tỉ số của các bệ số này phụ thuộc vào hình

“Chương 4 Lún của nên đắt

¡„E, _ hệ số nở hông, môđun biển dạng của lớp đắt thứ ï;

,Ä,,_ hệ số tương ứng với độ sâu Z, của đầy và độ sẫu Z, của mặt ớp th í được ta báng cũng như bệ s È của công thứ (+6)

'Khi xét đến hiện tượng tập trung ứng suất do có lớp đá cứng, Egorov đã đưa thêm vào công thức (4-7) hệ số hiệu chính M:

.M phụ thuộc vào tỷ số

.4.3 Phương pháp công lún các lớp phân tố

4.3.1 Bai toén lún một chiều

3) Sơ đồ tả trọng b) Đường cong nén Kin, Mình 4_ 3 Sơ đồ nén của tăng đắt chiều dày giới hạn ‘duis ti trọng phân bố liên tục

XXết một lớp đất có chiều dây hữu hạn chịu ải trọng phản bổ đều và vô hạn trên b

rit (hn 43) tng ts ch nén mà không có hả nàng nở bỏng giống như mẫ đt ở

trong hộp nén của th nghiệm nén lún một cl

Lúc đầu lớp đắt chỉ chịu tải trọng p, tương ứng nó cỏ chiều dây h và hệ số rỗng «,

Khi gia tăng tải trong p ên lớp đất, lớp đắt sẽ chị tải , trong đồ p› = py + p tương ứng

với chiều dây của lớp đắt sẽ là "và hệ số rằng là c; Dưới tác dụng của tải ng gây lún,

“Từ giả thiết phần thể tích hạt rắn trước và sau khi lún là không đổi, ta có:

nyt Tee "Tee,

Tức là

(9)

(410)

lee, Tre, Tir 46 ta tim duge in ea op đất nén lớn một chiều là:

Tĩnh lún đựa vào kết quả thí nghiệm bản nén ở hiện trường hay nói cách khác là

tính lún thông qua chỉ tiêu biển dạng Eọ Trong điều kiện bài toán nén đắt một chiều ta có

biển dạng tương đối theo phương Z là:

46

“Chương 4 Lún của nên đắt

Ngoài hai cách tính trên người ta còn tính toán độ lún của lớp đất theo quan hệ:

đường ng nínlin ong bệ eo độ nứa logic ấp lực họ) như x ong chương,

Ning in i ag hp yd hia in hành ng ping

chung nh ch (ng nt) be ing mit png nim ngang so cho bigs dng sat snén lún do p lực gây lún gây lên thay đội không đáng kể trong phạm vỉ một lớp Còn khỉ Xác định độ lún của từng lớp được chiara trong didu kiện không nở hông và ch tính đến

Chương 4 Lún của nền đất

Trong đó:

.$_ độ lún của toàn bộ nén dit;

-S,_ độ lần của lớp đt phân tổ thi

.5_ s lớp ph ổ được chỉa ra trong phạm v chia inca nb dt (hin 4-49)

"Độ lớn 8, của các ớp phân tổ được ính toán theo các công thức 4-12, 4-13, 4-15,

“17,

Quy phạm xây dựng TCXD 45-78 quy định sử dụng phương pháp này để tinh Kin cho nên móng công trình dẫn dụng và công nghiệp bởi vì theo các s liệu quan ắc thực người thấy kết quả gần sắt vr hye

tran Vi," đăng phương pháp cảng lún tổng lớp phản t này được dn hình theo sau:

‘Pa 4p lye trung binh didi dé ming:

17 trọng lượng ễng của từ đấy hỗ móng đến mặt đt,

.h_ chiều sâu chôn móng

.4.3.2.2 Xác định ứng suất gây lún và ứng suất do trọng lượng bản thân của đắt gây ra

ĐỂ vẽ được biểu đồ ứng su ty hn va bid db ứng sắt do tụng lượng bản tin của đất gây ta chia nn hành nhiễu lớp nhỏ có chiều dây h.< 0.42 (bch ng dy

móng)

Khi nửn đắt gồm hiễu lớp đấ có chỉ tiêu cơ lý khác nhau hic Kp it nhỏ được chia trong phạm vì của tùng lớp đấ Tờ độ sân rừng bình của ồng ớp đất chỉa me, xác định bị s ứng sul hy in of vg sult do trọng kượng bản thân ơ” như đã tình bày trong chung I

.4.32.3 Xác định chiều sâu vũng chịu nón HÀ

Việc sắc ịnhchiều su vùng chịu nến cổ ảnh hưởng trực tp đến ết qui tính tán

446 lún Khi dưới để móng không sâu có một tằng cứng không lim thi tr so H được lấy tir

"vũng chịu nén đến độ sâu thoả mãn điều kiện:

77 =02.27 (4-20)

48

“Chương 4 Lún của nên đắt

Khi nền đắt dưới độ sâu xác định theo điều kiện trê là nền đắt yếu th cằn kéo đãi thêm chiều sâu chịu nén đến độ sâu có:

(20) 4.32.4 Độ lún ôn định của móng trong trường hợp này được tính như sau:

“Tổng ứng suắt 2 đã được lập các bảng trả sẵn như đã nêu rong chương II,

Thay (4:28) vào (4:23) tú là cho Ø, + Ø, = Ø~ø, ta được

Vi bidn dang tương đối 4, -{ ‘nn 46 lin các lớp phân tổ ñ, sẽ là:

"Ngoài biểu thức 4:26, người ta còa thiết lập công thức ính độ lún của lớp đắt thứ ï

để sử dụng trực tiếp kết quả thí nghiệm nén không nở hông trong phòng như sau:

4.4 Phương pháp tầng tương đương

"Phương pháp tằng tương đương cũng như các phương pháp khác đều dựa vào lý thuyết nên biến dạng tuyến nh Nội dung của phương pháp này là thay việc ính toán độ

ún của nền đt phân bổ đều trên điện chịu tả giới hạn (ung điều kiện có nở hông) bằng

‘ge tính toán độ lồn của nên đắuó đưới tác dụng của tải trọng cỏ công tị số nhưng phân

"bổ đều kín trên bề mặt (nên đt bị lần theo điều kiện bài toán nén đất 1 chiều)

Đối với nền đồng nhất ị số lún của nền đất tính theo phương pháp lớp tương đương khá chính xác, còn đối với nền nhiều lớp thì ị số này thường lớn hơn phương pháp cộng lún tùng lớp

.4.4.1 Trường hợp nên đồng nhất

"Người ta định nghĩa tằng tương đương là tẳng mà độ lin của nó đưới tác dụng của

tải trọng phân bổ đều kín khắp bằng độ lún của móng có kích thước hữu hạn chịu tác

dụng của ti ưọng có cùng cường độ trên nền bán không gian vô họn tuyển tính (hình 4-

Tình 4_ Sơ đồ ính toán độ lán theo phương pháp tằng tương đương

"Dựa vào định nghĩa này, chiều day tằng tương đương ñ, được xác định theo điều

kiện sau:

$

Trong đó

-3,_ độ lún củatẫn tương đương dưới tác dụng của ải trọng, đều kín khẩp:

.$,_ độ lún của móng đưới tác đụng của tải trọng cục bộ

Trị số , được xác định theo công thức (-15):

440

(29)

“Từ biểu thức 4-33 ta thấy rằng: chiều dày tằng tương đương h, phụ thuộc vào sự nở

"hông của đắt (hệ số A), phụ thuộc vào hình dáng và độ cứng của mồng hệ số ø) và tỷ lệ với chiều rộng của đầy móng b

Tri sd Aw di được lập bảng đối với móng hình chữ nhật, móng băng và móng trên;

phụ thuộc vào //, vày số ø sự "Trong các bảng này th

~ Trị sổ Áo = con: đồng đểính độ lớn của móng tuyệt đổi cứng;

~ Trị số Ae,,A,,Ao, đồng để tinh A hin ở tâm, ở gc và độ lún trung bình của sắc mông mm,

'Khi đã xác định được chiều dày lớp tương đương ñ, thì độ lún của móng sẽ được

ắc định theo công thức:

Dé tinh toán a, trong biểu thức 4-34 trước hết phải xác định chiều sâu vùng chịu

én H Theo N.A Trutovits H phy thuộc vào tỉ số độ bên cấu trúc ø,, gradian thuỷ lực ban đầu j (ong đắt sế) vã được ính theo biểu thức sau:

L_ tụng lượng tiếng của nước;

Tiida thức +35, đối với những lo đất có p„ =(;/, =0, thường lo đt chưa

được nên chặt hoặc đất yếu thì có thể lấy /f = 28, Khi đất cứng hoặc đất đã được nén

chat (p., # 0;j, # 0) thì chiều sâu vùng chịu nén nhỏ hơn nhiều

441

“Chương 4 Lún của nên đắt

Khi p„ # 0, chiều sâu chịu nén /í"< H ; còn khi đất có cả p„ z0;, z 0 thì chiều

sâu vùng chịu nén sẽ nhỏ hơn nhiều #f""< H"< H

Khi Hf =2h, ti 38 a, xác định dựa vào đường cong nên lo theo các áp lực py và

“Trong trường hợp này độ lún của nền đt được tính toán như là độ lún của một lớp

đương hon oe hog nl bbe sb nda tng i bg tung bin của cíc

ệ số nén của các lớp dt, et:

$=a„1,.p (437)

Trg 6:

"hệ số nén tương đối của các lớp đắt nằm trong phạm vì vùng chịu nén /f = 2h,

"Dựa vào phương trình cân bằng giữa độ lún toàn phẫn của nằn tương đương trên cả

chiều sâu vùng chịu nền và tổng độ lún của ác lớp đất riêng rẻ trong phgm vi H = 2h, sido su N.ATxutovits đã út ra biểu thức tính toán bệ số ø, như sau?

+, _ khoảng cách từ điểm có độ sâu #f = 2ñ, đến điểm giữa của lớp đất đang xét

“Sơ đồ tính toán đựa theo hình 4-6

412

“Chương 4 Lún của nên đắt

Cuối cũng cần phải nhắc hại rẳng các cơng thức tính lồn theo phương pháp tỉng tương đương thì tị số p cũng là áp lục gây lún được xá định theo cơng thức 4-19 nhơ trơng phương pháp cộng lớn từng lớp

4.5 Tính tốn độ lún của nền cĩ kế đến ảnh hưởng của mĩng lân cận hộc

sự gia tải gần dùng

"Nếu ở bên cạnh mĩng đang xét cĩ các mĩng khác boặc sự gia ải thường xuyên tỉ Xhí tính lún ta cần xế đến ảnh hưởng gây lún của các mĩng lân cận này

.4-51 Xác định khoảng cách ảnh hưởng của lún

"Nếu cỉ tí của các mĩng hoặẶ diện chị tải ở xa ngồi phạm vĩ ảnh hưởng của sự Xhuych tân ứng suắt rong nên ti vẫn đề ính lún cĩ xét đến ảnh hưởng của mĩng lần cặn khơng đặt ra Vi vậy trước khinh lần cần xắc định khoảng cách ảnh hướng

4.5.1.4 ich xét gin ing

"Nếu các mĩng lần cận cùng ch ủi trọng phân bổ đều thẳng đớng như nhau so với mĩng đang xế, khoảng cách ảnh hưởng lin được xá định bởi gĩc ơ cĩ định tại độ sâu

4.5.1.2 Gch xt theo TCXD 4678

“TCXD.45-78 quy định nếu điều kiện sau đây thỏa mãn cần phải tính tốn độ lún ảnh

hưởng của mĩng lân cận:

Trg

0.60 là hệ số cĩ thứ nguyên (cm kg):

5 _ chiều rộng của để mĩng gây ra lớn ảnh hưởng (em);

E, _ mơđun biển dạng trung bình trong phạm vĩ chiều diy vùng chịu nén;

1,_ khoảng cách thực tế giữa các trục mĩng (cm);

418