Trong lĩnh vực xây dựng, khả năng chịu lực của nền đất đóng vai trò cực kỳ quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và độ bền vững của công trình. Để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế, việc nắm rõ khả năng chịu tải của đất nền là điều cần thiết. Bạn đã biết khả năng chịu tải của đất nền là gì và làm thế nào để tra cứu bằng sức chịu tải của đất nền một cách chính xác? Trong bài viết này, Angia Garden sẽ cung cấp cho bạn những thông tin hữu ích để giúp bạn hiểu rõ hơn về khái niệm này cũng như cách tra cứu bằng sức chịu tải của đất nền.
Cách tra cứu bằng sức chịu tải của đất nền đúng chuẩn
Khái Niệm Sức Chịu Tải Của Đất Nền Là Gì?
Sức chịu tải của đất nền là giới hạn của tải trọng mà đất nền có thể chịu đựng được. Theo nghiên cứu của Karl von Terzaghi, sức chịu tải phụ thuộc vào các yếu tố nhất định trên bề mặt đất.
Mỗi công trình xây dựng đều phải đặt ngay trên mặt đất và vì vậy khả năng chịu tải của mặt đất sẽ ảnh hưởng đến sự ổn định và vững chắc cho công trình. Trong mỗi công trình xây dựng luôn tính toán tỷ lệ thông số này. Để công trình không gặp phải trường hợp lún, nghiêng sang hướng khác sau thời gian sử dụng.
Công Thức Tính Sức Chịu Tải Của Đất Nền
Việc tính toán lên bảng khả năng chịu tải của đất nền là điều khá cần thiết để đảm bảo an toàn cho toàn bộ công trình hoạt động có chất lượng. Theo công thức dựa trên nền đất bằng phẳng và ổn định thì dưới đây mối tương quan giữa các chỉ số:
Công thức cụ thể để tính toán
Đặc biệt:
- Rd: Khả năng chịu lực tính toán trên mặt đất
- Pgh: Khả năng chịu tải trong giới hạn (trường hợp chịu tải tối đa của móng)
- Fs: Hệ số an toàn thường dao động 2-3, có thể giảm khi đất cát Fs = 3 và đất sét Fs = 2
- b: chiều rộng của móng so với chân băng bằng nhau, đường kính của móng so với móng tròn.
- γ: trọng lượng riêng của lớp đất dưới móng
- c: lực dính của lớp đất dưới móng
- q: ứng suất tiếp xúc dưới móng
Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Khả Năng Chịu Tải
Với khả năng chịu lực của nền móng sẽ phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng trong đó, mạch nước ngầm là yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất. Đặc biệt, mức độ nước ngầm sẽ biến động theo mùa hoặc do tác động của thủy triều lên xuống sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu tải. Phổ biến nhất là 3 trường hợp mức độ nước ngầm ảnh hưởng đến sức chịu tải của đất nền:
Mô hình bề mặt dưới nền móng của Terzaghi
- Lớp đất dưới đất không ảnh hưởng đến nước ngầm: trọng lượng riêng của đất được giữ nguyên.
- Nguồn nước ngầm có độ cao bằng hoặc cao hơn đáy móng: trọng lượng của đất khi ở dưới mạch nước ngầm sẽ thay thế bằng γđn = (γ – 10) KN / m3.
- Nguồn nước ngầm đất dưới móng: trọng lượng riêng của đất dưới nguồn nước ngầm sẽ thay bằng γđn = (γ – 10) KN / m3.
Trường Hợp Mặt Đất Bị Phân Tầng
Hình ảnh minh họa của lớp đất
Với việc tính toán sức chịu tải của đất nền tiếp theo (Rd2, Rd3,…) theo công thức sau:
- I, b thay thế thành Iqu, bqu
- Có Hm1 = Hm2, Hm3,…
- Kèm theo các tiêu chí dựa trên các lớp đất tiếp theo
- Khi xác định giá trị gần đúng Iq, bqu dựa trên góc mỡ α = 300
- Iqu = l + 2.hđ.tanα
- bqu = b + 2.hđ.tanα
Khả Năng Chịu Tải Trên Các Loại Đất
| Phân loại đất | Khả năng chịu lực (kg / m2) | Khả năng chịu lực (kN / m2) |
|---|---|---|
| Đất sét mềm, ướt (hoặc bùn) | 5.000 | 50 |
| Đất sét mềm | 10.000 | 100 |
| Cát mịn, khô, rời | 10.000 | 100 |
| Trái đất đen | 15.000 | 150 |
| Đất sét ẩm và có lẫn cát | 15.000 | 150 |
| Sỏi lớn | 25.000 | 250 |
| Cát vừa, khô, nhẵn | 25.000 | 250 |
| Đất sét nhẵn | 25.000 | 250 |
| Cát nhẵn | 45.000 | 450 |
| Đá cuội nhẵn | 45.000 | 450 |
| Đá mềm | 45.000 | 450 |
| Đá có nhiều cát và đá vôi | 165.000 | 1650 |
| Đá cứng như diorit, đá granit | 330.000 | 3300 |
Đây là các công suất có thể chịu trên từng loại đất với tải trọng lớn nhất mà chúng có thể chịu trên một đơn vị diện tích. Bảng trên là giới hạn của khả năng chịu lực cuối cùng đất trên mặt đất. Chúng ta có thể sử dụng hệ số an toàn cho đất để đảm bảo an toàn tối đa cho quá trình thi công nền đất.
Những Câu Hỏi và Câu Trả Lời Thường Gặp Về Sức Chịu Tải Của Đất
Câu Hỏi 1: Sức chịu tải của đất là gì?
Trả lời: Sức chịu tải của đất là khả năng của đất nền chịu được tải trọng từ các công trình xây dựng mà không gây ra lún sụt hoặc hư hại cho công trình. Nó được đo bằng đơn vị kPa (kilopascal) hoặc tấn/m².
Câu Hỏi 2: Các yếu tố nào ảnh hưởng đến sức chịu tải của đất?
Trả lời: Sức chịu tải của đất bị ảnh hưởng bởi:
- Loại đất (đất sét, đất cát, đất sỏi, v.v.).
- Độ ẩm và đặc tính của đất.
- Mức độ thoát nước của đất.
- Tải trọng và thiết kế móng công trình.
- Điều kiện địa chất và môi trường xung quanh.
Câu Hỏi 3: Làm thế nào để xác định sức chịu tải của đất?
Trả lời: Sức chịu tải của đất được xác định qua các phương pháp:
- Thí nghiệm nén tĩnh (Plate Load Test).
- Phương pháp xuyên tiêu chuẩn (SPT – Standard Penetration Test).
- Sử dụng bảng tra cứu theo loại đất trong tiêu chuẩn xây dựng.
- Phân tích địa chất và thí nghiệm tại phòng thí nghiệm.
Câu Hỏi 4: Sức chịu tải của các loại đất phổ biến như thế nào?
Trả lời: Sức chịu tải phụ thuộc vào loại đất:
- Đất cát: Thường có sức chịu tải từ 1.5 – 3 tấn/m².
- Đất sét: Dao động từ 0.5 – 2.5 tấn/m², tùy thuộc vào độ ẩm và đặc tính.
- Đất sỏi: Có sức chịu tải cao, từ 4 – 6 tấn/m².
- Tuy nhiên, cần kiểm tra cụ thể để xác định chính xác.
Câu Hỏi 5: Làm thế nào để cải thiện sức chịu tải của đất?
Trả lời: Để cải thiện sức chịu tải, bạn có thể áp dụng các phương pháp sau:
- Đầm chặt đất: Tăng độ nén chặt và giảm độ rỗng.
- Gia cố đất bằng vật liệu: Sử dụng xi măng, cát hoặc đá để tăng độ dày đất.
- Hệ thống thoát nước: Giảm độ ẩm đất để tránh đất bị yếu đi.
- Thay đổi thiết kế móng: Sử dụng móng cọc hoặc móng bề thay vì móng nông.
Kết Luận
Tổng kết lại, việc nắm vững các công thức tính toán và hiểu rõ cách tra cứu bằng sức chịu tải của đất nền là yếu tố không thể thiếu để đảm bảo chất lượng và độ bền vững của nền móng trong quá trình thi công. Những thông tin được chia sẻ trong bài viết không chỉ giúp bạn có cái nhìn sâu sắc hơn về khả năng chịu tải của đất nền mà còn trang bị cho bạn những kiến thức cần thiết để áp dụng vào thực tế. Hy vọng rằng những kiến thức này sẽ hữu ích và giúp bạn thực hiện các dự án xây dựng một cách an toàn và hiệu quả.
