Phân tích và lựa chọn các phương pháp tính hệ số nền

ng pháp tính h s n n

Phân tích và l a ch n các ph ự

ọ

ươ

ệ ố ề

1. M đ u ở ầ

s gi a l c đ n v và chuy n v t ỷ ố ữ ự ơ ể ộ ị ủ ấ ề ứ ả ọ i, ph ấ ộ ng ng. H s n n là m t trong nh ng ữ H s n n là t ị ươ ứ ệ ố ề i và bi n d ng c a đ t n n. Th c đ c tr ng quan tr ng c a đ t n n ph n ánh s c ch u t ự ủ ấ ề ặ ị ả ư ạ ấ i, lo i đ t, h s n n là hàm phi tuy n, ph thu c vào c p đ t t ế ế ệ ố ề kích th ộ ả ng tác c c- đ t n n nh sau: c c u ki n tác d ng vào đ t. Mô hình hoá t ệ ố ề ế ạ ươ ọ ng th c gia t ả ứ ư ấ ề ướ ấ ụ ấ ươ ụ ệ

i các nút sao cho phù ố ớ ặ ằ ạ - C c đ ộ h p v i đ c tr ng hình h c t ư ợ c mô hình b ng m t ho c nhi u thanh th ng n i v i nhau t ẳ ề ng ng c a c c th c. ự ủ ọ ọ ượ ớ ặ ọ ươ ứ

ổ ủ i các đi m sao cho phù h p v i s thay đ i c a ớ ự ể ợ ấ ề ồ ạ - Thay đ t n n b ng các liên k t đàn h i t ằ đ t n n và tính ch t làm vi c c a c c. ấ ấ ề ế ệ ủ ọ

- T h p các đi m chia theo c c và theo đ t. ổ ợ ể ấ ọ

2. Các ph ng pháp tính h s n n. ươ ệ ố ề

2.1. Ph ng pháp tra b ng. ươ ả

2.1.1. Quy trình 22TCN 18-79:

t k móng c c theo K.X. Zavriev. Trong b ng tra này, z ế ế ả ọ ả ườ B ng tra này th (m) là đ sâu l p đ t. ớ ộ ng dùng cho thi ấ

k/z (t/m3) Tên đ tấ

1. Sét và sét pha cát d o ch y; bùn 100-200 ẻ ả

200-400 ẻ ề 2. Sét pha cát, cát pha sét và sét d o m m; cát b i và r i ờ ụ

400-600 ứ ẻ 3. Sét pha cát; cát pha sét và sét d o c ng; cát nh và trung bình ỏ

4. Sét pha cát; cát pha sét và sét c ng và cát thô 600-1000 ứ

1000-2000 5. Cát l n s i; đ t hòn l n ớ ẫ ỏ ấ

2.1.2. J.E.Bowles

h cho móng c c.ọ

B ng tra này dùng đ xác đ nh k ể ả ị

k (MN/m3) Tên đ tấ

220-400 1. Sét; cát ch tặ

157-300 2. Cát thô và ch t v a ặ ừ

3. Cát trung 110-280

80-200 4. Cat m n; cát b t ộ ị

60-220 5. Sét c ng ( m) ứ ẩ

6. Sét c ng (bão hoà) 30-110 ứ

7. Sét d o ( m) 39-140 ẻ ẩ

1

8. Sét d o (bão hoà) 10-80 ẻ

9. Bùn sét 2-40

2.2. Ph ng pháp tính theo các công th c n n- móng. ươ ứ ề

2.2.1. Theo công th c Terzaghi: ứ

ks = 24(cNc + γDNq+0.4γBNγ)

Trong đó:

ks : h s n n ệ ố ề

c: l c dính c a đ t ủ ấ ự

s

ng riêng cu đ t phía trên đi m tính k γ: Tr ng l ọ ượ ả ấ ể

φ: góc ma sát trong c a đ t ủ ấ

s

D: chi u sâu tính k ề

B: b r ng c c. ề ộ ọ

c; Nq; Nγ tra b ng theo

φ Các giá tr Nị ả

4

2.2.2. Theo công th c Vesic: ứ

12

2

p

= k E s m - 30.1 B 1( ) BE s IE p

Trong đó:

k: h s đàn h i ồ ệ ố

B: B r ng c c ọ ề ộ

EpIp: Đ c ng ch ng u n c a c c. ố ố ủ ọ ộ ứ

µ: H s poát xông c a đ t n n ủ ấ ề ệ ố

Giá tr µ = 0.3 có th xem là t ng đ i chính xác cho các tr ng h p. ể ị ươ ố ườ ợ

Es: Mô đun đàn h i đ t n n. ồ ấ ề

Es= 5N(kg/cm2); N: Tr s SPT ị ố

2.2.3. Tính theo giá tr SPT: ị

ks = 1.95N (MN/m3) cho đ t r i ấ ờ

ks = 1.04N(MN/m3) cho đ t dính. ấ

Trong đó:

N: giá tr SPT trung bình ị

B: b r ng c c. ề ộ ọ

2.2.4. Tính theo mô đun bi n d ng n n: ế ề ạ

a) H s n n t ng đ ng tính nh sau: ệ ố ề ạ i mũi c c theo ph ọ ươ ứ ư

v = αEoD-3/4

- C c đ ng: K ọ ứ

v = 0.2 α EoD-3/4

- C c khoan nh i: K ọ ồ

2

Trong đó:

3)

ng đ ng (kgf/cm Kv: H s n n muic theo ph ệ ố ề ươ ứ

o = 1

α : H s đi u ch nh mũi c c E ệ ố ề ọ ỉ

2)

D: Đ ng kính mũi c c (cm). ườ ọ

Eo: Mô đun bi n d ng n n (kgf/cm ế ề ạ

Eo = 25N; (N: Giá tr xuyên tiêu chu n). ị ẩ

b) H s n n d c thân c c thdeo ph ng đ ng tính nh sau: ệ ố ề ọ ọ ươ ứ ư

sv = 0.05 αEoD-3/4

- C c đóng trong đ t r i: k ấ ờ ọ

sv = 0.1 αEoD-3/4

- C c đóng trong đ t dính: k ấ ọ

sv = 0.03 αEoD-3/4

- C c khoan nh i: k ọ ồ

3)

ng đ ng (kgf/cm ksv: h s n n thân c c theo ph ệ ố ề ọ ươ ứ

c) H s n n ngang thân c c tính nh sau: ệ ố ề ư ọ

3).

ksv = 0.2 αEoD-3/4

kh: H s n n ngang thân c c (kgf/cm ệ ố ề ọ

3. Ví d tính toán theo các ph ng pháp: ụ ươ

3.1. S li u đ a ch t, n n móng: ố ệ ị ấ ề

c tham kh o t thi t k chi ti t c u Quý Cao t ị ấ ệ ề ượ ả ừ ế ế ế ầ ạ ố ộ ư ấ i lý ư t k GTVT (TEDI) th c hi n. Tài li u đ a ch t và n n móng này đ trình Km 44.000trên Qu c l v n thi ấ ế ế 10 do Công ty T v n Nippon Koei, Louis Berger và Tcty T ự ệ

ng pháp trên, ta có k t qu trong ệ ố ề ộ ố ứ ươ ế ả i đây: Áp d ng công th c tính toán h s n n theo m t s ph ụ b ng d ả ướ

C c P4: Dài 44m, đ nh ng kính 1.00(m). ọ ỉ ở ộ đ cao – 2.00, c c khoan nh i đ ọ ồ ườ

k(kN/m3)

ặ

ư

Đ c tr ng đ t n n, ấ ề c cọ

The

Theo

Theo

Theo Eo

B r ng c c B=1.00m ọ

ề ộ

B ngả (22TCN

B ngả (J.E.

SPT

Terzaghi

Vesic

N

Kv

Ksv

Kh

18-79)

Bowles

Độ sâu

Cao độ

Loạ i đ tấ

-2

0

2

4

0

10000

2080

1492.49

1034.09

3162.3

474.345

3162.3

-4

2

3

4

2000

10000

3120

3630.89

1604.44

4743.45

711.518

4743.5

-6

4

3

4

4000

10000

1040

5769.29

1604.44

4743.45

711.45

4743.5

-8

6

3

4

6000

10000

3120

7907.69

1604.44

4743.45

711.45

4743.5

-10

8

4

4

8000

10000

4160

10046.1

2191.16

6324.6

948.69

6324.6

-12

10

4

10000

10000

2080

12184.5

1034.09

3162.3

474.345

3162.3

2

-14

12

4

12000

10000

3120

14322.9

1604.44

4743.45

711.518

4743.5

3

-16

14

7

4

14000

10000

7280

16461.3

4017.58

11068.1

1660.21

11068

-18

16

9

4

16000

10000

9360

18599.7

5274.78

14230.4

2134.55

14230

3

-20

18

6

4

18000

10000

6240

20738.1

3399.69

9486.9

1423.04

9486.9

-22

20

6

4

20000

10000

6240

22876.5

3399.69

9486.9

1423.04

9486.9

-24

22

3

4

22000

10000

3120

25014.9

1604.44

4743.45

711.518

4743.5

-26

24

3

4

24000

10000

3120

27153.3

1604.44

4743.45

711.518

4743.5

-28

26

15

4

26000

10000

15600

29291.7

9173.61

23717.3

3557.59

23717

-30

28

16

5b

56000

15000

16640

32810.4

9837.96

25298.4

3794.76

25298

-32

30

14

5b

60000

15000

14560

34948.8

8512.95

22136.1

3320.42

22136

-34

32

21

5b

64000

15000

21840

37087.2

13208.3

33204.2

4980.62

33204

-36

34

23

7

136000

110000

23920

37845.3

14576.3

36366.5

5454.97

36366

-38

36

27

7

144000

110000

28080

39983.7

17341.5

42691.4

6403.66

42691

-40

38

27

7

152000

110000

28080

42122.1

17341.5

42691.4

6403.66

42691

-42

40

28

7

160000

110000

29120

44260.5

18038.3

44272.2

6640.83

44272

-44

42

18

7

168000

110000

18720

46398.9

11176.9

28460.7

4269.11

28461

-46

44

35

7

176000

110000

36400

48537.3

22971.1

55340.3

8301.04

55340

3.2. K t qu th t i tĩnh. ả ử ả ế

i tĩnh c c nói trên đ ế ệ ọ K t qu th t ả ử ả ngh Giao thông v n t c tham kh o theo tài li u c a Vi n Khoa h c Công ủ i đây: c mô t ượ ọ i. Nh ng s li u chính đ ố ệ ậ ả ệ d ả ướ ả ượ ữ ệ

Đ lún (mm) tính theo c p t i (kN) ấ ả ộ

C p t i (kN) Đ lún đ nh P4 ấ ả ộ ỉ

(mm) Tr sị ố Th i đi m ờ ể

2360 Ch t t 4.668 i ấ ả

D t 2.235 iỡ ả

2870 Ch t t 5.568 i ấ ả

D t 2.238 iỡ ả

3540 Ch t t 6.128 i ấ ả

D t 2.245 iỡ ả

4310 Ch t t 7.998 i ấ ả

D t 3.753 iỡ ả

3.3. Tính theo mô hình:

ế ề ả ọ ệ ố ng pháp mô đun bi n d ng n n. Mô hình c c đ n có các liên k t đàn h i b trí theo các kho ng cách 2m cách đ u. h s ơ n n tính theo ph ề ồ ố ạ ươ ế ề

c tính nh sau: G i đàn h i g n vào c c đ ồ ắ ọ ượ ố ư

v = kv . At, (At di n tích mũi c c) ệ

1. G i đàn h i đ ng mũi c c: K ồ ứ ố ọ ọ

ồ ứ ọ ố sv = ksv .As (As di n tích xung quanh ph n c c gi a hai g i ầ ọ ữ ệ 2. G i đàn h i đ ng thân c c : K đàn h i ngang). ố ồ

4

h = khp .Ahp (Ahp di n tích hình chi u đ ng c a ph n c c gi a hai

ố ứ ủ ữ ệ ế ầ ọ 3. G i đàn h i ngang: K ồ g i đàn h i ngang) ồ ố

ế ả ử ả ớ ế K t qu ki m tra cho th y h s n n tính cách này khá sát v i k t qu th r i. B ng ả ả ể i tr ng th ng đ ng P(kN) tính theo mô hình: chuy n v (mm) theo t ị ệ ố ề ứ ấ ả ọ ể ẳ

C p t i P (kN) ấ ả Đ lún c a c c P4 (mm) ủ ọ ộ

Th i đi m Tr sị ố ể ờ

2360 Theo mô hình 5.170

4.668, +11% ệ Theo thí nghi m, sai khác

2870 Theo mô hình 6.180

5.568; +11% ệ Theo thí nghi m, sai khác

3540 Theo mô hình 7.510

6.128; +22% ệ Theo thí nghi m, sai khác

4310 Theo mô hình 9.030

7.998; +12% ệ Theo thí nghi m, sai khác

4. K t lu n ế ậ

ệ ể ớ ụ ng pháp còn l - Ph m vi áp d ng: quy mô d án l n nên ti n hành thí nghi m đ xác đ nh giá tr h s ế ạ n n. Các ph ề ự i áp d ng theo síô li u đ a ch t nào có đ tin c y cao h n. ấ ị ệ ố ơ ị ậ ươ ụ ệ ạ ộ ị

ng pháp lu n: M t s ph ậ ế ằ ấ ả ng pháp có xét đ n kích th ươ ươ t khi thí nghi m xác đ nh h s n n b ng t m lún thì kích th ệ ố ề ng pháp có k đ n nh h ươ ộ ố ể ế ả ỉ ướ ọ ấ ờ ủ ặ ề c c a c c. Chúng ta đ u - Ph bi c t m nén khác nhau cho ệ ế k t qu khác nhau. Nh v y các ph c c c có ng c a kích th ế ý nghiã lý lu n ch t ch h n. M t s nghiên c u ch ra r ng h s n n c a đ t r i thay đ i theo chi u sâu, đ i v i đ t dính thì nh h ưở ổ ướ ủ ọ ướ ấ ủ ưở ằ ứ ệ ố ề ng này không đáng k . ể ộ ố ị ư ậ ẽ ơ ố ớ ấ ậ ề ả

o thì tính theo Terzaghi.

t k , h s n n c n ph i đ ể ư ậ ế ế ệ ố ề ả ượ ấ ể ầ ậ ủ ệ ố ư ng pháp tra b ng. N u có hình tr ơ ở ả ấ ố ệ ươ ế ả ợ ỉ Do đ c đi m nh v y nên khi thi ph tr khoan thì nên tính theo SPT. N u không có giá tr SPT hay E c tính theo ít nh t là hia ặ ng pháp khác nhau đ có c s đánh giá đ tin c y c a h s đ a vào tính toán. Trong ộ ươ ng h p ch có s li u mô t ụ ỗ l ườ ế đ t thì dùng ph ị

Giai đo n thi ng pháp tính h s n n ạ t k ế ế ươ ệ ố ề Thi t k s b ế ế ơ ộ Ph ả ỉ ơ t: t k chi ti ế ế ả ỏ ơ Thi ế - Công trình quy mô nh (C) - Công trình quy mô trung bình (B) ỉ ố ệ ị

ả ế t ế - Công trình quy mô l n (A) ớ - Dùng b ng tra - Tính theo các ch tiêu c lý - Dùng b ng tra - Tính theo các ch tiêu c lý - Tính theo các s li u thí nghi m đ a ch t ấ ệ - Dùng các b ng tra đ đ i chi u ế ể ố - Cho phép ti n hành th c nghi m n u c n thi ế ầ ệ ự - Ti n hành thí nghi m xác đ nh h s n n ệ ố ề ệ ế ị

5

- Tính toán theo tài li u đ a ch t đ đ i chi u ấ ể ố ệ ế ị

ng Vi Ngu n: T p chí C u đ ạ ầ ườ ồ ệ t Nam, s 11/2006 ố

6