Tính toán độ lún của móng bè theo các phương pháp khác nhau

Trong bài báo này các tác giả tính toán độ lún của nền theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố, phương pháp lớp biến dạng tuyến tính với chiều dày tính toán của lớp biến dạng tuyến tính, xác định theo tiêu chuẩn TCVN 9362:2012, JGJ6-99 và các tác giả K.E.Egorov, B.L. Đalmatov, đồng thời mô phỏng trên phần mềm Plaxis 3D ứng với các kích thước móng 10x15; 15x22,5; 20x30; 25x37,5; 30x45; 35x52,5 và 40x60 m2, mỗi kích thước móng chịu các tải trọng phân bố đều 150, 200, 250 kN/m2.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán độ lún của móng bè theo các phương pháp khác nhau TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018 TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CỦA MÓNG BÈ THEO CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU STUDY ON THE SETTLEMENT OF RAFT FOUNDATIONS BY DIFFERENT METHODS PGS. TS. Lê Bá Vinh, KS. Nguyễn Văn Nhân Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM TÓM TẮT Thông thường, tính toán độ lún móng bè thường áp dụng phương pháp cộng lún các lớp phân tố và phương pháp lớp biến dạng tuyến tính tùy theo điều kiện địa chất công trình. Phương pháp cộng lún các lớp phân tố, về bản chất của phương pháp là tính lún cho điểm và không xét đến độ cứng của móng, với móng có kích thước lớn ta phải xét độ lún tại nhiều điểm sau đó tính độ lún trung bình của móng. Đối với phương pháp lớp biến dạng tuyến tính, kết quả tính toán độ lún ổn định của nền phụ thuộc chủ yếu vào việc xác định chiều dày tính toán của lớp biến dạng tuyến tính, chiều dày tính toán này phụ thuộc vào kích thước móng, tỷ số L/B (L- chiều dài; B - bề rộng móng), tải trọng công trình và cấu tạo địa chất công trình. Để phân tích sự ảnh hưởng của kích thước, độ cứng móng và tải trọng công trình đến phạm vi chiều dày chịu nén của nền và độ lún của móng. Trong bài báo này các tác giả tính toán độ lún của nền theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố, phương pháp lớp biến dạng tuyến tính với chiều dày tính toán của lớp biến dạng tuyến tính, xác định theo tiêu chuẩn TCVN 9362:2012, JGJ6-99 và các tác giả K.E.Egorov, B.L. Đalmatov, đồng thời mô phỏng trên phần mềm Plaxis 3D ứng với các kích thước móng 10x15; 15x22,5; 20x30; 25x37,5; 30x45; 35x52,5 và 40x60 m2, mỗi kích thước móng chịu các tải trọng phân bố đều 150, 200, 250 kN/m2. Từ kết quả tính lún, phân tích và đánh giá kết quả tính toán, để lựa chọn cách xác định chiều dày tính toán của lớp biến dạng tuyến tính cũng như phương pháp tính lún hợp lý cho móng bè. ABSTRACT Normally, the settlement of raft foundation can be calculated by different methods. Depending on the geological conditions, there are several analytical methods such as the method of summation of partial settlements, the method of elastic layer with finite thickness, etc… Regarding to the method of summation of partial settlements, the settlement of center of foundation is calculated without the consideration of the foundation’s stiffness. Regarding to the method of elastic layer with finite thickness, the settlement depends on the thickness of deformed layers which is determined by the shape, size of foundation, loads of the upper structure, and the ground condition. In this paper, the thickness of deformed layers, and the final settlement of raft foundations are analyzed by the above analytical methods, and by the finite element method with the PLAXIS 3D software. The effect of size of foundation are considered with many areas of 10x15, 15x22.5, 20x30, 25x37.5, 30x45, 35x52.5, and 40x60 m2, and the effect of loads of the upper structure are considered with many different VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 369 TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018 values of 150, 200, 250 kN/m2. There are remarkable differences between the analytical settlements and the simulated results by PLAXIS 3D. From the analysis and evaluation of calculated results, this paper proposes a suitable method to determine the thickness of deformed layers, as well as the method of calculation of settlement for raft foundations. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Muốn cho các công trình xây dựng sử dụng được bình thường, điều cần thiết là phải đảm bảo cho các công trình đó không làm việc ở trạng thái giới hạn. Các trạng thái giới hạn của nền đất gồm trạng thái giới hạn thứ nhất và trạng thái giới hạn thứ hai. Mục đích của việc tính toán nền theo trạng thái giới hạn thứ nhất, là đảm bảo cường độ và ổn định cho công trình trong mọi tình huống bất lợi nhất. Theo trạng thái giới hạn thứ hai là hạn chế độ lún, độ lún lệch, và độ nghiêng của móng để đảm bảo việc sử dụng bình thường của công trình. Cho nên, việc nghiên cứu vấn đề xác định độ lún của đất nền dưới tác dụng của tải trọng ngoài là một vấn đề rất quan trọng, có ý nghĩa về mặt lý thuyết và thực tiễn lớn trong thiết kế nền móng công trình. 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN MÓNG BÈ Theo TCVN 9362:2012, đối với móng có kích thước lớn (bề rộng hoặc đường kính lớn hơn 10 m), đầu tiên xác định chiều dày tính toán của lớp biến dạng tuyến tính Htt (phạm vi chiều dày chịu nén). Nếu trong phạm vi Htt có lớp đất có mô đun biến dạng E < 10 MPa, hoặc khi lớp đất ngay dưới Htt có E < 10 MPa và dày hơn 5 m thì độ lún của nền tính theo phương pháp cộng lún các lớp phân tố, nếu không thì tính theo phương pháp lớp biến dạng tuyến tính. 2.1. Phương pháp lớp biến dạng tuyến tính Dựa trên phương pháp đề nghị bởi K.E.Egorov, TCVN 9362:2012 đã đưa ra công thức tính độ lún của móng riêng rẽ theo sơ đồ tính toán nền dưới dạng lớp đàn hồi biến dạng tuyến tính có chiều dày hữu hạn Htt, được xác định như sau: n k i − k i −1 S = p .B.M ∑ (1) i =1 Ei Trong đó: p – áp lực trung bình bên dưới đáy móng; B - bề rộng móng hình chữ nhật hoặc đường kính móng tròn; M - hệ số điều chỉnh tra theo bảng C.2 [1], dựa vào 2Htt/b; ki, ki-1 - hệ số phụ thuộc hình dạng đáy móng ứng với độ sâu zi-1 tại đỉnh và zi tại đáy lớp đất thứ i, tra Bảng C.3 [1], phụ thuộc tỷ số L/B, 2zi/B đối với ki , ...