Sou efè chay la, tout tè, eksepte wòch solid, fè afesman. An jeneral, afesman an rive pou de rezon: konpaksyon tè a, sètadi rediksyon volim li akoz lè oswa dlo yo pouse soti nan pò li yo, ak pouse tè a sou kote bò kwen fondasyon an akoz glisaj patikil solid tè a.
Desann tè a akòz konpaksyon konsiste de defòmasyon elastik ak plastik, ki koze pa chajman fondasyon an, kote lè yo retire chaj la tè a retounen pasyèlman nan eta orijinal li.
Desannman akòz pouse lateral tè a fèt sèlman ak deformasyon plastik, kote lè yo retire chay la tè a pa retounen nan eta orijinal li. Yo parèt sitou nan ti fondasyon ki fèt nan yon ti pwofondè anba sifas tè a. Menm jan an tou, pouse lateral tè a rive nan tè ki trè imid epi ki gen yon ti ang friksyon entèn.
Lè nou konsidere chaj admisib tè a yo pran l nan zòn deformasyon elastik-plastik, kalkil afesman an fèt sèlman sou baz rediksyon porozite tè a anba chaj la, pandan yo neglije afesman ki soti nan deplasman lateral tè a, ki yo konsidere kòm neglijab.
Chita ki rive akoz konpaksyon depann de pèmeyabilite tè a, paske li fèt sou kont por yo, ki nan tè natirèl la toujou plis oswa mwens ranpli ak dlo. Kidonk, chita tè a anba chaj se an reyalite yon fenomèn idrodinamik, paske pwosesis chita a depann de vitès pou dlo a soti nan por yo, kote pèmeyabilite tè a jwe pi gwo wòl la.
Tè san kohezion tankou gravye ak sab gen gwo porosit, poutèt sa pèmeyabilite yo wo epi dlo ki nan porosit yo anba chaj fondasyon an soti rapidman. Se poutèt sa, nan tè san kohezion, sètman fondasyon an fin asyeye rapid, pi souvan menm pandan konstriksyon an oswa yon ti tan apre sa. Se poutèt sa yo raman kalkile asyètman fondasyon an nan tè san kohezion.
Tè koeran yo gen ti poro, pèmeyabilite yo ba epi ekspilsyon dlo ki soti nan poro yo anba aksyon chaj fondasyon an ka dire trè lontan, epi pou kèk ajil grenn fen li ka pran menm dè dekad. Anplis de sa, paske porozite total tè koeran an pi gwo anpil pase tè ki pa koeran an, afesman tè koeran an pi gran anpil.
Nan tè kohezyonèl, kote porositë yo ranpli an pati ak lè epi an pati ak dlo, an premye gen afesman akòz konpaksyon lè a nan porositë yo, pandan kontni dlo a rete konstan, epi apre sa afesman akòz ekspilsyon dlo ki soti nan porositë yo. Lè gen chaj estatik sou tè a akòz aksyon pwa ak chaj itil fondasyon an, toude kalite afesman sa yo rive, men pwosesis afesman an diferan nan tan.
Gen lòt rezon ankò ki lakòz afesman tè a, tankou bese nivo dlo anba tè a pou tout tan, chanjman chimik nan konpozisyon tè a ak lòt deranjman nan tè a.
Etid regleman an fèt pa yon kalkil previzyon regleman, ki fèt sou baz tès laboratwa echantiyon tè yo ak obsèvasyon regleman an, ki fèt pandan konstriksyon ouvraj la ak pandan yon sèten tan apre sa.
Kalkil sedimantasyon lè fondasyon an chaje santre
Ann konsidere yon talon fondasyon ki etabli nan yon tè ki fèt ak plizyè kouch diferan, pa egzanp yon kouch sab H0, oswa H1 anba talon an, yon kouch tè ajilè ki gen epesè H2, yon kouch ajil fen-grenn ki gen epesè H3, anba li gen gravye konpakte ki gen yon kouch pi epè, ak nivo dlo anba tè NPV a (fig. 1a).
Pou kalkile afesman an, li nesesè trase dyagram kontrent yo akòz pwòp pwa tè a (dyagram agoch la nan fig. 1b) ak dyagram kontrent yo akòz aksyon chaj siplemantè fondasyon an (dyagram adwat la nan fig. 1b). Nou jwenn dyagram kontrent yo akòz pwòp pwa tè a apati epesè kouch yo Σ_H_ ak pwa volimik yo γ. Si pwa volimik sab la se γ1, sab anba dlo a γ’1, tè ajil anba dlo a γ’2, ajil anba dlo a γ’3, kontrent konpresyon nan tè a ki soti nan pwòp pwa tè a pral (fig. 1)
γ1 · H’; γ’1 · H’’; γ’2 · H2; γ’3 · H3;
Dyagram tansyon an akoz aksyon chajman an nou jwenn li pa kalkil selon youn nan metòd ki konnen yo, pa egzanp metòd Steinbrenner oswa Newmark, pou diferan pwofondè anba fondasyon an.
Si nou deziyen chaj fondasyon an pa P, sifas li ki chita sou tè a pa A, pwa volumetrik tè a nan pwofondè fondasyon an t anba sifas tè a pa γ1, chaj espesifik fondasyon an se P/A tandiske pwa pwòp tè a nan menm pwofondè a se γ1t. Pou jwenn chaj siplemantè tè a akòz chaj fondasyon an, fòk yo retire presyon pwa pwòp tè a γ1t nan chaj fondasyon an P/A, konsa chaj siplemantè tè a vin egal ak
p0 = P/A – γ1t.
Nan menm pwofondè t a, tansyon γ1t la ap aji tou akoz pwòp pwa tè a, konsa nan pwofondè sa a total tansyon ki aji a se (P/A – γ1t) + γ1t, kote konsolidasyon tè a anba tansyon γ1t la te fèt anvan konstriksyon an.
Sl. 1. Kalkil chita tè a lè chaj la konsantrik sou fondasyon an
Sepandan, si yon pati nan fondasyon ki anlè semèl fondasyon an ap ranpli ak tè (fig. 1c), yo dwe pran an konsiderasyon chaj tè ranpli a 2_Q_, konsa nan ka sa a chaj adisyonèl la se
_P+2_Q/A – γ1t.
Pou fondasyon an ki gen fòm bann, A = b x 1,0 m sou 1 m’ fondasyon an.
Yo fè kalkil afesman an pou tout kouch tè konpresib yo jouk nan pwofondè kote chaj fondasyon an aji. Anvan sa, yo te konsidere limit aksyon chaj konstriksyon an kòm pwofondè kote estrès ki gen entansite ≥ 10% p0 egziste. Jodi a, yo adopte ke limit sa a se nan pwofondè kote estrès ki soti nan chaj adisyonèl pz a egal a 20% estrès pwòp pwa tè a: pz = 0,2 ·γ_Σ_H. Anba pwofondè sa a, yo pa konte afesman an. Dapre yon lòt règ ankò, yo rekòmande kalkil afesman an pou kouch yo jouk nan pwofondè 2_b_ rive 3_b_, kote b se lajè fondasyon an. Si nan fen a gen yon kouch gravye tankou nan fig. 1a, yo pa pran li an konsiderasyon pou kalkil afesman an, paske afesman li anba chaj fondasyon an ensiyifyan epi li fèt pandan konstriksyon an.
Nan pwofondè z anba semèl fondasyon an, gen yon tansyon konpresyon pg akoz pwòp pwa tè a (fig. 1b), epi yo pran an konsiderasyon tou efè fòs leve dlo a. Sou tansyon konpresyon inisyal sa a, yo ajoute presyon pz akoz aksyon chaj bilding lan nan menm pwofondè a. Kidonk, nan nenpòt pwen M nan pwofondè z anba semèl fondasyon an, tansyon konpresyon total la se pn = pg + pz.
Anba efè chaj adisyonèl la, tè a chita epi li defòme sou kote. Si nou neglije defòmasyon lateral yo, paske yo relativman piti, depi chaj tè a admisib nan zòn defòmasyon elastik-plastik yo, nou ka adopte ke kalkil chita a fèt sou baz esè konpresibilite nan edomèt la, ak yon echantiyon ki pa brase ki te pran nan zòn pwen obsève a nan tè a, pa mwayen esè sa a yo detèmine modil konpresibilite tè a Ms.
Sou baz lwa Hooke a nou genyen
Δ_s_ = pz/Ms,
kote Δ_s_ se selye spesifik, pou chak inite epesè kouch la, pz se tansyon nan pwofondè tè z akòz chaj siplemantè a.
Si nou sipoze epesè kouch dz a ase piti, pou nou ka pran pz ak Ms kòm konstan, sètadiksyon elemantè a ap
Δ_s dz_ = pz/Ms dz.
Totalman, afesman yon kouch ki gen epesè H ap ye
Si pZ ak MS yo konstan pou yon kouch epesè H, ap genyen
s = pz/Ms · H.
An reyalite, pz ak Ms pa konstan pou yon kouch ki gen epesè H1, men yo adopte valè mwayèn yo nan pwen M.
Modil konpresibilite tè a Ms detèmine laboratwa pou chak kouch separeman. Pou tè ki gen konsolidasyon nòmal, modil Ms a detèmine nan dyagram konpresyon prensipal la, kote chaj total la σ2 = pg + pz; σ1 = pg = Σ_γt,_ chaj siplemantè a Δ_σ_ = σ2 – σ1 = (pg + pz) – pg, epi valè ki koresponn nan konpresyon relatif la se Δ_h2_/h ak Δ_h1_/h, kidonk li se
Sepandan, si se ajil prekonsolide, modil konpresibilite a detèmine apati dyagram konpresyon segondè a. Dapre egzanp nan sl. 2 nou genyen pou:
Fig. 2. Determinasyon modil konpresibilite tè a sou baz dyagram konpresyon relatif la
Sa ki di pi wo a montre ke sibsidans ajil prekonsolide a ap anpil mwens pase sibsidans tè ki nòmalman konsolide.
Enpak rijidite fondasyon an sou afesman
Malgre ke an pratik pa egziste fondasyon konplètman elastik, kote afesman yon pwen ta endepandan de afesman pwen vwazen an, pou kalkil afesman yo yo fè diferans ant fondasyon elastik ak rijid.
Fondasyon elastik, kote yo konprann jete wòch ak ranblè yo, nan chaj inifòm pwovoke nan kèk pwen diferan afesman. Se poutèt sa, nan fondasyon sa yo, kalkil afesman an pa fèt pou tout sifas ki chaje a, men pou pwen endividyèl li yo: pwen kwen A, B, C ak D, pwen mitan kote yo E, F, H ak J ak pwen santral G sifas rektang lan (fig. 3). Nan chaj inifòm, afesman pwen B, C ak D menm jan ak pwen A, afesman pwen H menm jan ak pwen E, pwen J menm jan ak pwen F pou tè ki gen menm konpozisyon.
Sl. 3. Kalkil afòsman pwen endividyèl nan sifas ki anba chaj la
Pou kalkile afesman ki anba nenpòt pwen G nan sifas chaje a, yo divize rektang ABCD a an kat rektang ki pi piti epi afesman G a jwenn kòm sòm afesman chak nan rektang ki divize yo pwovoke.
Fondasyon rijid yo pa desann menm jan ak fondasyon elastik yo, paske ak yo li pa posib pou pati endividyèl yo desann separeman. Kidonk, yo kalkile desannman fondasyon rijid yo kòm yon tout, avèk sa, selon degre rijidite a, yo kalkile valè mwayèn desannman an yon lòt jan, paske distribisyon presyon an sou fon fondasyon an depann de rijidite fondasyon an.
Pou fondasyon rijid ki gen fòm kare oswa yon rektang ki pi piti, kote a < 2_b_, yo kalkile sasyetman sG pwen mitan G a epi yo adopte sasyetman jeneral fondasyon an s = 3/4 sG. Pou fondasyon rijid ki gen fòm yon rektang long oswa yon bann, yo kalkile sasyetman pwen ekstèn E, pwen mitan G ak pwen M nan mitan distans ki genyen ant yo, sou aks ki pi long baz fondasyon an, epi yo pran valè mwayèn nan.
Van Hamme konsidere kalkil afòsman an nan „pwen karakteristik P“ pi egzak, pwen sa a ki soti nan aks mwayen yo sou yon distans
nan aks mitan yo. Dapre Van Hamme, sasyetman sèten pwen byen defini nan fondasyon an endepandan de fason tansyon yo distribye nan baz fondasyon an. Pou pwen sa yo, yo ka kalkile sasyetman an an sipoze ke distribisyon tansyon yo nan baz fondasyon an inifòm. Pou yon baz fondasyon rijid, ki chaje ak yon chaj inifòm, kote distribisyon tansyon yo nan baz fondasyon an pa inifòm epi li ogmante vè rebò baz la, malgre sa, sasyetman baz fondasyon an egal ak sasyetman pwen karakteristik P. Tansyon yo nan pwofondè z anba pwen karakteristik P yon sifas rektangilè ki gen longè a, lajè b, epi ki chaje ak yon chaj inifòm p0 ka kalkile avèk tablo 1 Jelinek te prepare a.
Estrès σzP a nan pwofondè z anba pwen karakteristik P a se σzP = (σz/p0)·p0, kote p0 se chaj siplemantè tè a.
Tabl. 1. Vale σz/p pou tansyon ki anba pwen karakteristik P, selon rapò pwofondè z ak lajè b, epi selon rapò longè a ak lajè b nan semèl fondasyon an
Kalkil afesman sou baz chanjman koyefisyan porozite tè a
Si nou note ak e0 koyefisyan porozite echantiyon pa deranje a ki soti nan kouch tè a, ak ei koyefisyan porozite menm echantiyon an apre konsolidasyon an fini nan edomèt la anba chaj σ1 (sl. 4a), rediksyon volim inisyal tè a anba efè chaj Δ_σ_ koresponn ak rediksyon porozite a, sa vle di ak koyefisyan porozite tè a
Δ_e_ = e0 – e1
Sl. 4. Kalkil afesman sou baz chanjman koyefisyan porozite tè a
Volim inisyal echantiyon tè a se
Sedimantasyon espesifik Δ_s_, sètadi sedimantasyon pa inite volim tè 1+e0 se
Δ_s_ =(e0–e1) / (1+e0)
Sibsidans kouch elemantè epesè dz la fèt jan yo montre nan fig. 4b
Δ_s_ dz=(e0–e1) / (1+e0) dz
Afesman yon kouch ki gen epesè H ap
Si nou sipoze p se estrès nan pwofondè z ki soti nan pwòp pwa tè a, ki koresponn ak chaj σ0 nan edomèt la, Δp se estrès ki soti nan chaj siplemantè tè a akoz estrikti a, ki koresponn ak ogmantasyon chaj Δ_σ_ nan edomèt la, p1 se estrès total anba efè pwòp pwa tè a ak chaj siplemantè a ki koresponn ak chaj total σ1 nan edomèt la, nou ka ekri fòmil ki anvan an nan fòm sa a
Si nou make sifas dyagram tansyon ki soti nan chaj siplemantè tè a ak A, A = Δ_pH_ (sifas ki an lonbraj nan fig. 4b), kote Δ_p_ se tansyon ki soti nan chaj siplemantè a nan mitan kouch la
a=Δ_e_/Δ_p_, rapò diferans koefisyan porozite a ak tansyon koresponn nan chaj adisyonèl la Vc = (1+e0)/a, nou ka ekri
sa vle di s = A/Vc [cm]
Si tè a fòme ak plizyè kouch, yo kalkile afesman s pou chak kouch; sòm afesman kouch endividyèl yo bay afesman total la Σ_s_.