Bảng tính sức chịu tải của đất nền theo công thức Terzaghi

Khi xây dựng các công trình dân dụng hay cơ sở hạ tầng, hiểu rõ về khả năng chịu tải của đất nền là một yếu tố quan trọng để đảm bảo tính an toàn và ổn định của công trình. Công thức Terzaghi, được đặt tên theo nhà kỹ sư địa kỹ thuật nổi tiếng Karl von Terzaghi, là một công cụ quan trọng trong lĩnh vực này. Công thức này giúp tính toán sức chịu tải tối đa mà một loại đất nền có thể chịu được dưới tác động của tải trọng.

Công thức Terzaghi kết hợp các yếu tố cơ học của đất nền như độ cứng, góc ma sát nội và trọng lượng riêng để tính toán sức chịu tải tối đa, thường được biểu diễn bằng đơn vị kN/m^2 hoặc pounds per square foot (psf). Công thức này dựa trên nguyên tắc cơ học đất nền và giúp dự đoán khả năng ứng xử của đất nền khi chịu tải.

Lý Thuyết Vệ Sức Chịu Tải Của Nền Đất

Định nghĩa sức chịu tải theo Terzaghi (Soil Bearing Capacity)

Sức chịu tải theo công thức Terzaghi (Ultimate Bearing Capacity) là khả năng tối đa mà một loại đất nền có thể chịu được dưới tác động của tải trọng không gây ra sự vỡ vụ hay sụp đổ. Công thức Terzaghi được sử dụng để tính toán sức chịu tải này bằng cách kết hợp các yếu tố cơ học của đất nền như độ cứng, góc ma sát nội và trọng lượng riêng để xác định giới hạn tải trọng mà đất nền có thể chịu đựng mà không bị sụp đổ hay hỏng hóc.

Sức chịu tải theo Terzaghi không chỉ phụ thuộc vào cường độ cơ học của đất nền mà còn liên quan đến khả năng truyền tải tải trọng qua đất nền mà không gây ra biến dạng quá mức hoặc sụp đổ. Điều này đặc biệt quan trọng khi xây dựng các cơ sở hạ tầng hoặc công trình dân dụng, nơi sự ổn định và an toàn là yếu tố quan trọng.

Công thức Terzaghi là một công cụ quan trọng để tính toán sức chịu tải và định rõ giới hạn tải trọng mà một loại đất nền có thể chịu đựng. Tuy nhiên, việc sử dụng công thức này đòi hỏi hiểu biết về các thông số đặc trưng của đất nền cũng như điều kiện địa chất cụ thể.

Công thức tính toán sức chịu tải nền đất theo Terzaghi

a. Công thức

Với giả thiết nền đất bằng phẳng, đồng nhất, ổn định và đáy móng phẳng. Sức chịu tải tính toán của nền đất có thể xác định bằng công thức giải tích:

Trong đó:

R_đ: Sức chịu tải tính toán của nền đất
P_gh: Sức chịu tải giới hạn – là cường độ tải trọng lớn nhất tại đáy móng mà tại đó nền đất bị phá hoại
F_s: Hệ số an toàn (lấy F_s = 2 – 3). Có 2 thông số để lựa chọn. Một là theo cấp và loại công trình. Hai là loại nền đất, đất cát F_s = 3, đất sét F_s = 2.
b: Với móng băng lấy bằng bề rộng móng. Với móng đơn, móng bè lấy bằng kích thước bé nhất của móng. Với móng tròn là đường kính móng.
γ: Trọng lượng riêng của lớp đất dưới đáy móng.
c: Lực dính của lớp đất dưới đáy móng.
q: ứng suất bản thân dưới đáy móng .
Các hệ số:
- A = N_γ.n_γ.m_γ.i_γ
- B = N_q.n_q.m_q.i_q
- C = N_c.n_c.m_c.i_c
- N_c, N_q, N_γ: hệ số sức chịu tải phụ thuộc góc ma sát trong φ của nền đất.

_c, n_q, n_γ: hệ số hiệu chỉnh hình dạng móng

m_c, m_q, m_γ: hệ số hiệu chỉnh mặt dốc của bề mặt đất hoặc lớp đất phân lớp
i_c, i_q, i_γ: hệ số hiệu chỉnh độ lệch của tải trọng
trong phạm vi bài viết với giả thiết nền đất bằng phẳng, đồng nhất, ổn định xin phép lấy m_c = m_γ = m_q = i_c = i_γ = i_q = 1.

Ảnh hưởng của mực nước ngầm lên sức chịu tải của nền đất

Khi tính sức chịu tải của nền đất phải hết sức chú ý đến vị trí của mực nước ngầm. Đặc biệt là sự dao động của mực nước ngầm theo mùa hoặc do thủy triều, sẽ kéo theo sự thay đổi sức chịu tải của nền đất.Có 3 trường hợp xảy ra:

Không chịu ảnh hưởng của mực nước ngầm: trọng lượng riêng (γ) của các lớp đất được giữ nguyên
Mực nước ngầm cao hơn hoặc bằng mặt đáy móng: trọng lượng riêng của phần đất nằm dưới mực nước ngầm sẽ được thay thế bằng trọng lượng đẩy nổi γ_đn = (γ – 10) KN/m³
Mực nước ngầm nằm phía dưới đáy móng: trọng lượng riêng của phần đất nằm dưới mực nước ngầm sẽ được thay thế bằng trọng lượng đẩy nổi γ_đn = (γ – 10) KN/m³

Trên đây là một số lý thuyết cơ bản giúp bạn đọc hiểu phần nào. Sau đây là bảng tính sức chịu tải:

BẢNG TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN ĐẤT

Sau khi điền các thông số ta được kết quả: Bảng tính Sức chịu tải

Để có thể sử dụng bảng tính Sức chịu tải của nền đất các bạn có thể tải ở link sau: Link download

Video hướng dẫn giải bài sức chịu tải của đất nền

Chương 5 của sách "Sức chịu tải của đất nền" mang đến cái nhìn sâu sắc về cách đánh giá khả năng chịu tải của đất nền dưới tác động của các tải trọng khác nhau. Trong hướng dẫn giải bài tập này, chúng ta sẽ khám phá cách áp dụng các kiến thức từ chương này vào việc giải quyết các bài tập thực tế liên quan đến sức chịu tải của đất nền.

Câu hỏi thường gặp về sức chịu tải của đất nền

Dưới đây là một số câu hỏi thường gặp về sức chịu tải của đất nền, cùng với những câu trả lời tương ứng:

Sức chịu tải của đất nền là gì?

Sức chịu tải của đất nền là khả năng của một loại đất hoặc mặt bằng để chịu đựng trọng lượng hoặc tải trọng từ các công trình xây dựng, cơ cấu hoặc phương tiện. Nó thường được đo bằng đơn vị trọng lượng trên diện tích, ví dụ như đơn vị kN/m² (kilonewton trên mét vuông).

Yếu tố nào ảnh hưởng đến sức chịu tải của đất nền?

Sức chịu tải của đất nền phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

Loại đất: Đất sét, đất cát, đất đá vôi, vv. có sức chịu tải khác nhau.
Độ ẩm của đất: Độ ẩm ảnh hưởng đến đặc tính cơ học của đất, gây ảnh hưởng đến sức chịu tải.
Cấu trúc đất: Đất đơn, đất đa lớp, đất phụ thuộc vào cấu trúc sẽ có sức chịu tải khác nhau.
Độ nén dọc: Quá trình nén dọc có thể làm thay đổi sức chịu tải của đất.

Làm thế nào để đo sức chịu tải của đất nền?

Để đo sức chịu tải của đất nền, thường sử dụng các phương pháp thử nghiệm như thử nghiệm tải trọng đứng, thử nghiệm độ nén, và thử nghiệm độ cứng. Các thử nghiệm này giúp xác định khả năng của đất nền chịu tải trong các điều kiện khác nhau.

Làm thế nào để tăng sức chịu tải của đất nền?

Có một số cách để tăng sức chịu tải của đất nền, bao gồm:

Cải thiện đặc tính đất: Thêm các phụ gia hoặc vật liệu khác để cải thiện tính chất cơ học của đất.
Cấu trúc kỹ thuật: Sử dụng cấu trúc kỹ thuật như bản đào sâu, móng cọc để phân phối tải trọng.
Thiết kế hợp lý: Xác định tải trọng dự kiến và thiết kế công trình phù hợp với sức chịu tải của đất nền.

Sức chịu tải của đất nền ảnh hưởng đến việc xây dựng công trình như thế nào?

Sức chịu tải của đất nền quyết định khả năng của một công trình xây dựng chịu được tải trọng hay không. Nếu sức chịu tải không đủ mạnh, công trình có thể bị sụp đổ hoặc gặp vấn đề về cấu trúc. Do đó, việc đánh giá sức chịutải của đất nền là rất quan trọng trong quá trình thiết kế và xây dựng công trình.