Sức chịu tải đất nền là gì?
Sức chịu tải đất nền (bearing capacity) là khả năng cực đại mà một lớp đất có thể chịu tải trọng từ kết cấu bao cao trước khi xảy ra pha vỏ nền hoặc lun quá lớn. Đây là thông số quan trọng nhất trong thiết kế nền móng công trình xây dựng.
Phân loại Sức chịu tải
- Sức chịu tải cuc hạn (Ultimate Bearing Capacity – qu): Áp lực lớn nhất ma đất có thể chịu trước khi nền đất bị pha vỏ hoàn toàn.
- Sức chịu tải cho phép (Allowable Bearing Capacity – qa): qa = qu / FS, với FS là hệ số an toàn (Safety Factor), thông thường FS = 2-3. Đây là giá trị thiết kế thực tế sử dụng.
Công thức tính Sức chịu tải – Terzaghi
Công thức Terzaghi cho mỏng bảng trên đất gan ngăn:
qu = c.Nc + q.Nq + 0.5.gamma.B.N_gamma
Trong đó: c = luc định của đất (kPa); q = ứng suất hiệu quả theo dùng tại chiều sau đất mỏng Df (kPa); gamma = dùng trong đất phía Dưới đây mỏng (kN/m3); B = chiều rong mỏng (m); Nc, Nq, N_gamma = các hệ số Sức chịu tải (phụ thuộc góc ma sắt noi phí).
Công thức nay là nền tầng, các tiêu chuẩn hiện đại (Meyerhof, Hansen, Vesic) có các hệ số hiệu chính thêm cho hình dạng mỏng, độ sau, hướng tại.
Yếu tố ảnh hưởng đến Sức chịu tải
- Loại đất: Đã có Sức chịu tải cao nhất, sét cung, cat chất, sét yêu, bun thấp nhất.
- Chiều sau đất mỏng (Df): Mỏng cang sau, Sức chịu tải cang cao độ áp lực biển vay tầng.
- Kích thước mỏng (B, L): Mỏng rong hơn có Sức chịu tải tổng lớn hơn những Sức chịu tải đơn vị có thể khác.
- Mức nước ngầm: Khí nước ngầm ở sắt dày mỏng, dùng trong hiệu quả của đất giảm, Sức chịu tải giảm rõ rệt.
- Hình dạng mỏng: Mỏng vuong, tron có Sức chịu tải trên điện tích có cao hơn mỏng bảng.
Kết quả thí nghiệm SPT và Sức chịu tải tham khảo
Phân loại đất theo SPT
- N60 < 4: Đất rất yêu (very soft clay / very loose sand)
- N60 = 4-10: Đất yếu đến trung binh
- N60 = 10-30: Đất trung binh đến chất
- N60 > 30: Đất chất (dense sand / stiff clay)
- N60 > 50: Đất rất chất / đã lát (rock-like)
Sức chịu tải cho phép tham khảo
- Bun, Đất yếu (N < 4): 30-60 kPa
- Đất sét trung binh (N = 4-8): 60-100 kPa
- Đất sét cung (N = 15-30): 150-250 kPa
- Cat trung binh (N = 10-20): 100-200 kPa
- Cat chất (N > 30): 200-400 kPa
- Đã phòng hóa: 300-600 kPa
- Đã tuoi: > 600 kPa
Tiêu chuẩn áp dụng
- TCVN 9362:2012: Tiêu chuẩn thiết kế nền nha và công trình
- TCVN 9351:2012: Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm hiện trường (SPT, CPT)
- TCVN 9354:2012: Đất xây dựng – Phương pháp xác định mỏ dun biến dạng
- Eurocode 7 (EN 1997): Thiết kế nền móng theo tiêu chuẩn Châu Âu (tham khảo)
Câu hỏi thường gặp
Sức chịu tải đất thường được xác định bằng phương pháp nao? Phương pháp phổ biến nhất là từ kết quả thí nghiệm SPT (Standard Penetration Test) thông quá công thức kính nghiem. Chính xác hơn là từ thí nghiệm CPT (Cone Penetration Test) hoặc thứ tải trọng bản (plate load test).
Khí nao cần thứ tải trọng bản hiện trường? Khi công trình quan trọng, tải trọng lớn, đất có tính chất phức tạp hoặc có tránh luan về Sức chịu tải tính toán. Thứ tải trọng bản cho kết quả trực tiếp, thực tế hơn.
Mỏng nhà dân dụng cần Sức chịu tải bao nhiêu? Nha 1-2 tầng thường yêu cầu Sức chịu tải nền >= 80-120 kPa. Nhà cao tầng 5-10 tầng cần >= 150-200 kPa hoặc phải sử dụng coc neu Đất yếu hơn.