Kỹ thuật nền tảng: Ý nghĩa và các loại nền tảng
Nhiều công trình như đập, cầu, tòa nhà, đường v.v ... được xây dựng bởi các kỹ sư dân sự để phục vụ các yêu cầu khác nhau của chúng tôi. Tất cả các cấu trúc này là trên mặt đất và có thể nhìn thấy. Chúng được gọi là kiến trúc thượng tầng. Cấu trúc áp dụng tải trọng trên đất mà họ nghỉ ngơi. Nếu cấu trúc thượng tầng được đặt trực tiếp trên đất, đất bị quá tải và sẽ không thể hỗ trợ chúng một cách an toàn. Để chuyển tải một cách an toàn tải trọng của kết cấu lên đất, một phần của cấu trúc được đặt bên dưới mặt đất.
Phần này của cấu trúc được gọi là cấu trúc phụ. Cấu trúc phụ thường được gọi là nền tảng. Do đó, các yếu tố cấu trúc kết nối, cầu, tòa nhà, vv với mặt đất được gọi là nền móng. Nền tảng của bất kỳ cấu trúc nào là rất quan trọng bởi vì sự an toàn và độ tin cậy của cấu trúc phụ thuộc vào nền tảng.
Tải trọng của một cấu trúc được truyền từ cấu trúc thượng tầng đến cấu trúc phụ tức là, móng bằng cột hoặc tường. Nền móng phân phối tải trọng cho đất theo cách đất có thể chịu được tải trọng như trong hình 11.1.
Các loại nền tảng:
Các nền tảng được phân loại thành hai loại:
(i) Nền móng nông và
(ii) Nền tảng sâu
Nền tảng nông cạn:
Nền móng nông là những nền tảng truyền tải trọng đến đất ở độ sâu nông. Một nền tảng nông được cung cấp khi đất ở độ sâu nông đủ mạnh để chịu được tải trọng có khả năng áp đặt lên nó. Đối với nền móng nông, tỷ lệ chiều sâu của móng, D so với chiều rộng của móng, B bằng hoặc nhỏ hơn 1. Nền móng trải và thảm là nền móng nông.
Đối với nền móng nông.
Nền móng sâu là những nền tảng vận chuyển tải đến đất sâu hơn. Nền móng sâu là cần thiết khi đất ở độ sâu nông không thể hỗ trợ một cấu trúc và một tầng cứng có sẵn ở độ sâu lớn hơn. Đối với nền móng sâu, tỷ lệ chiều sâu của nền móng với chiều rộng của móng lớn hơn 1. Cọc và caissons là nền móng sâu.
Đối với nền tảng sâu
D / B> 1
Các loại nền tảng nông
Các nền tảng nông có các loại sau:
(i) Truyền bá
(ii) Chân dây đeo
(iii) kết hợp chân
(iv) Mat hoặc bè
(v) Bước chân liên tục.
(i) Truyền bá:
Nó cũng được gọi là một cột chân cá nhân. Đây là loại móng phổ biến nhất và có thể là hình vuông, hình chữ nhật hoặc hình tròn - nó thường có hình dạng của cột. Nó được làm bằng bê tông cốt thép. Điều này được gọi là bước chân lan rộng vì nó trải tải trọng kết cấu trên một diện tích đất nhất định. Hình 11.4 cho thấy kết quả lan truyền.
(ii) Chân dây đeo:
Nếu các chân lan truyền bị cô lập của hai cột được nối với nhau bằng một chùm, thì nó được gọi là chân đế dây đeo và chùm tia được gọi là chùm dây đeo. Chùm dây đeo không truyền bất kỳ tải trọng nào vào đất vì nó không tiếp xúc với đất. Hình 11.5 cho thấy một dây đeo chân.
(iii) Kết hợp chân:
Một chân trải rộng hỗ trợ hai hoặc nhiều cột được gọi là chân kết hợp. Một chân kết hợp thường được xây dựng khi hai hoặc ba cột được đặt rất gần nhau. Hình dạng của chân kết hợp có thể là hình chữ nhật nếu cả hai cột mang tải bằng nhau hoặc có thể là hình thang nếu chúng mang tải khác nhau. Hình 11.6 cho thấy bước chân kết hợp.
(iv) Bước chân liên tục:
Nó còn được gọi là dải chân. Một chân liên tục Được cung cấp cho một bức tường chịu tải. Bước chân liên tục được làm bằng gạch. Chiều dài của bước chân liên tục thường lớn hơn nhiều so với chiều rộng của bước chân.
(v) Mat hoặc bè chân:
Chân mat là một loại chân kết hợp bao phủ toàn bộ khu vực bên dưới một cấu trúc và hỗ trợ cho các bức tường và cột. Nó thường là kinh tế hơn cho mal Một tấm thảm có cấu trúc cứng nhắc và khi nó lắng xuống, nó ổn định như một thực thể nguyên khối. Do đó làm giảm tiềm năng giải quyết chênh lệch. Thảm thường được sử dụng khi điều kiện đất rất thất thường và các cấu trúc quá nặng để không bị trượt chân.
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ sâu của quỹ nông:
Các yếu tố sau ảnh hưởng đến độ sâu của nền nông:
(i) Độ dày của lớp trên cùng:
Nếu nền tảng được xây dựng trong đất có tỷ lệ phân rã thực vật và hữu cơ tốt, thì nó phải được đặt dưới độ dày của chất hữu cơ này. Vì loại đất hữu cơ này trải qua sự thay đổi khối lượng đáng kể khi áp dụng tải trọng bên ngoài.
(ii) Đóng băng mặt đất:
Ở những vùng có nhiệt độ không khí xuống dưới 0 ° C trong thời gian dài, nhiệt độ đất giảm xuống mức tương đương và đổ nước vào băng. Điều này được gọi là đóng băng mặt đất. Sự đóng băng mặt đất có tác động đáng kể đến nền móng được xây dựng trên các loại đất như vậy do sương muối, trong đó có sự chuyển động lên của mặt đất do hình thành băng ngầm, được gọi là thấu kính băng. Trong các khu vực như vậy, nền móng nên được đặt dưới độ sâu thâm nhập băng giá để tránh thiệt hại cho các cấu trúc.
(iii) Độ sâu thay đổi âm lượng:
Một số loại đất trải qua thay đổi thể tích do ướt và khô xen kẽ, như đất bông đen. Trong đất như vậy, nền tảng nên được đặt bên dưới khu vực thay đổi khối lượng. Vùng thay đổi thể tích thay đổi từ 1, 2 đến 3, 5 m trong trường hợp đất bông đen.
Bảng 11.1 đưa ra ý tưởng để đánh giá mức độ nhạy cảm của đất đối với sự thay đổi thể tích:
(iv) Độ sâu của scour:
Đối với cấu trúc sông hoặc suối liền kề, chịu tác động của nước, cần lưu ý đến độ sâu của vị trí. Độ sâu của các nền tảng như vậy phải ở một mức độ thấp hơn độ sâu tiềm năng.
Ở Ấn Độ, công thức của Lacey được sử dụng để xác định độ sâu quét thông thường
D L = 0, 47 (Q / F) 1/3
Trong đó D L = độ sâu của bình thường
Q = tổng lưu lượng tính bằng m 3 / giây
f - hệ số phù sa = 1, 76 mm
m = đường kính trung bình có trọng số của các hạt tính bằng mm.
Tổng độ sâu scour được xác định bằng cách sử dụng mối tương quan được đề xuất bởi các nhà nghiên cứu khác nhau.
Bảng 11.2 cho thấy các khuyến nghị của Seth về tổng số scour:
(v) Mực nước ngầm:
Càng xa nền móng nông càng tốt được đặt trên mực nước ngầm để tránh những khó khăn trong xây dựng và để ngăn chặn các lực lượng nâng cao hoạt động trên nền móng. Bằng cách đặt nền móng trên mực nước ngầm, yêu cầu chống nước cũng có thể tránh được.
(vi) Các tiện ích ngầm và lỗi:
Các tiện ích ngầm như đường cấp nước, đường sever, v.v ... nên được ghi nhớ trong khi quyết định độ sâu của móng. Các khuyết tật ngầm như sâu răng, mỏ bỏ hoang, vv cũng nên được xem xét trong khi lập kế hoạch vị trí của nền tảng. Nền tảng không nên được đặt trên các tiện ích ngầm và khiếm khuyết.
(vii) Dòng tài sản và cấu trúc liền kề:
Nếu một công trình được thực hiện gần một đường bất động sản liền kề, nền móng phải được bố trí sao cho không nên mở rộng sang đường bất động sản liền kề để tránh tranh chấp pháp lý. Nếu một nền tảng mới được đặt gần một cấu trúc hiện có, thì cạnh dưới của móng gần phải ở khoảng cách tối thiểu 'S' so với các nền móng cũ trong đó S là chiều rộng lớn hơn của hai nền móng. Độ sâu của nền móng mới phải sao cho đường được vẽ từ mép dưới của nền cũ (ở 30 ° đối với đất trung bình và 45 ° đối với đất mềm) không được giao với cạnh dưới của móng mới như trong hình 11.10.
(viii) Mặt đất dốc:
Khi đặt móng trên nền đất dốc, độ sâu của móng phải sao cho một đường được vẽ từ mép dưới của móng ở góc 30 ° và ở khoảng cách ngang 90 cm không nên giao nhau, như trong hình 11.11.
(ix) Các nền tảng ở các cấp độ khác nhau:
Trong các tình huống mà nền móng của một cấu trúc ở mức khác nhau, BIS đưa ra các khuyến nghị sau:
(a) Đối với móng trong đất dạng hạt, một đường được vẽ giữa các cạnh liền kề thấp hơn của nền móng liền kề không được có độ dốc lớn hơn 2 H: 1 V, như hình 11.12.
.
Các loại nền tảng sâu:
Nền móng sâu có nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào cơ chế mà các nền móng này có được khả năng chịu lực, hình dạng và vật liệu của nó:
(i) Móng cọc
(ii) Nền móng
(Iii) Nền tảng tốt hoặc cassion.
(i) Móng cọc:
Móng cọc là một yếu tố cấu trúc dài và mảnh, chuyển tải trọng của kết cấu đến một số tầng vững chắc ở độ sâu đáng kể dưới mặt đất.
(ii) Nền móng bến tàu:
Trụ là các cọc có đường kính lớn phân phối tải trọng của kết cấu dọc theo toàn bộ độ sâu của đất mà nó được đặt.
(Iii) Nền tảng tốt hoặc cassion:
Giếng hoặc cassion là một hộp rỗng kích thước lớn hoặc giếng được chìm sâu xuống đất để hỗ trợ tải nặng. Khả năng chịu tải của nền tảng như vậy là rất lớn. Nó chuyển tải trọng của kết cấu vào đất thông qua đầu chịu lực và ma sát da. Nền móng như vậy thường được sử dụng trong các cây cầu.
