Tất cả cách cách tính hệ số nền của đất bạn cần biết

Hệ số nền của đất là gì? Cách tính thế nào cho đúng? Tất cả sẽ có trong bài viết dưới đây.

Hệ số nền của đất là gì?

hệ số nền là tỷ số giữa lực đơn vị chức năng và chuyển vị khớp ứng. thông số nền là một trong những đặc trưng quan trọng của đất nền trống phản ánh sức chịu tải và biến dạng của đất nền. trong thực tế thông 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 quy mô bằng một hoặc nhiều thanh thẳng nối với nhau tại những nút sao cho phù hợp với đặc trưng hình học khớp ứng của cọc thực.

– Thay đất nền trống bằng các kết nối đàn hồi tại các điểm sao cho phù hợp với sự thay đổi của đất trống và tính chất làm việc của cọc.

– tổng hợp các điểm chia theo cọc và theo đất.

Cách tính hệ số nền của đất

1. Hệ số nền theo phương pháp của Terzaghi

Công thức: K_s = 24.(c.N_c + γ’.D.N_q + 0,4.γ.B.N_γ) , đơn vị: KN/m³, T/m³

trong đó:

• c: lực dính của lớp đất dưới đáy móng. (KN/m²)
• γ’: giá trị trung bình trọng lượng riêng của các lớp đất phía trên điểm tính K_s (đáy móng). (KN/m³)
• γ: trọng lượng riêng của lớp đất dưới đáy móng. (KN/m³)
• D: chiều sâu tính K_s (chiều sâu đáy móng). (m)
• B: Với móng băng lấy bằng bề rộng móng. Với móng bè lấy bằng kích thước bé nhất của móng. Với cọc, lấy bằng cạnh cọc với cọc vuông hoặc đường kính cọc với cọc tròn. Với tường cừ lấy bằng bề rộng đơn vị của tường cừ. (m)
• N_c, N_q, N_γ: hệ số sức chịu tải phụ thuộc góc ma sát trong φ của nền đất

2. Hệ số nền theo phương pháp của Joseph E.Bowles

Công thức: K_s = C.(A_s + B_s.Zⁿ) , đơn vị: KN/m³, T/m³

Với:

+ C: hệ số chuyển đổi đơn vị

Hệ SI: C = 40 (KN/m³, T/m³)

Hệ FPS: C = 12 (kips/ft³ )

+ A_s: hệ số phụ thuộc chiều sâu chôn móng

A_s = c.N_c.S_c + 0,5.γ.B.N_γ.S_γ

+ B_s: hệ số phụ thuộc chiều sâu

B_s = γ’.N_q.S_q

trong đó:

• Z: chiều sâu tính K_s (chiều sâu đáy móng). (m)
• n: hệ số hiệu chỉnh để K_s có giá trị gần với đường cong thực nghiệm. Thông thường 0,4 ≤ n ≤ 0,6. Khi không có kết quả thí nghiệm thì lấy n = 1.
• c: lực dính của lớp đất dưới đáy móng. (KN/m²)
• γ’: giá trị trung bình trọng lượng riêng của các lớp đất phía trên điểm tính K_s (đáy móng). (KN/m³)
• γ: trọng lượng riêng của lớp đất dưới đáy móng. (KN/m³)
• B: Với móng băng lấy bằng bề rộng móng. Với móng bè lấy bằng kích thước bé nhất của móng. Với cọc, lấy bằng cạnh cọc với cọc vuông hoặc đường kính cọc với cọc tròn. Với tường cừ lấy bằng bề rộng đơn vị của tường cừ. (m)
• N_c, N_q, N_γ: hệ số sức chịu tải phụ thuộc góc ma sát trong φ của nền đất
• S_c, S_q, S_γ: hệ số lấy theo bảng dưới

Các hệ số sức chịu tải của nền đất N_c, N_q, N_γ cũng có thể đc tính theo các công thức sau:

• K_pγ: là hệ số áp lực bị động của đất lên mặt nghiêng của nêm trượt. Là hệ số thực nghiệm tra bảng theo φ

3. Theo giá trị SPT

+ Đối với đất rời: K_s = 1,95.N (MN/m³)

+ Đối với đất dính: K_s = 1,04.N (MN/m³)

trong đó:

• N: giá trị SPT trung bình trong từng đoạn khảo sát K_s

4. Theo mô đun biến dạng nền E_o

a. Tại mũi cọc theo phương đứng:

+ Cọc đóng, ép: K_v = α.E_o.D^-3/4

+ Cọc nhồi: K_v = 0,2.α.E_o.D^-3/4

b. Dọc thân cọc theo phương đứng:

+ Cọc đóng, ép trong đất rời: K_sv = 0,05.α.E_o.D^-3/4

+ Cọc đóng, ép trong đất dính: K_sv = 0,1.α.E_o.D^-3/4

+ Cọc nhồi: K_sv = 0,03.α.E_o.D^-3/4

c. Dọc thân cọc theo phương ngang:

K_sh = 0,2.α.E_o.D^-3/4

trong đó:

• K_v: hệ số nền tại mũi cọc theo phương đứng. (KN/m³)
• K_sv: hệ số nền dọc thân cọc theo phương đứng. (KN/m³)
• K_sh: hệ số nền dọc thân cọc theo phương ngang. (KN/m³)
• α: hệ số điều chỉnh mũi cọc, α = 1
• E_o: mô đun biến dạng nền đất tại độ sâu khảo sát K. Xem thêm bài viết “Xác định mô đun biến dạng E_o của nền đất“. (KN/m²)
• D: cạnh cọc với cọc vuông, đường kính cọc với cọc tròn. (m)

Trên đây là toàn bộ các công thức tính hệ số nền của đất. Hy vọng sẽ hữu ích với các bạn.

Nguồn: https://vnsea.com.vn/