Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 375:2006 về thiết kế công trình chịu động đất do Bộ Xây dựng ban hành

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT
Design of structures for earthquake resistance

PHẦN 2: NỀN MÓNG, TƯỜNG CHẮN VÀ CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

1 Tổng quát

1.1 Phạm vi áp dụng

1.2 Các tài liệu tham khảo về tiêu chuẩn

1.2.1 Các tiêu chuẩn tham khảo chung

1.3 Các giả thiết

1.4 Phân biệt giữa nguyên tắc và quy định áp dụng

1.5 Các thuật ngữ và định nghĩa

1. 5.1 Các thuật ngữ chung cho toàn bộ Tiêu chuẩn

1. 5.2 Các thuật ngữ bổ sung được sử dụng trong Tiêu chuẩn này

1.6 Các ký hiệu

1.7 Hệ đơn v ị SI

2 Tác động động đất

2.1 Định nghĩa về tác động động đất

2.2 Biểu diễn theo thời gian

3 Các tính chất của đất nền

3.1 Các thông số về độ bền

3.2 Các thông số độ cứng và thông số độ cản

4 Các yêu cầu đối với việc lựa chọn vị trí xây dựng và đất nền

4.1 Lựa chọn vị trí xây dựng

4. 1.1 Tổng quát

4. 1.2 Vùng lân cận đứt gẫy còn hoạt động.

4. 1.3 Độ ổn định mái dốc.

4. 1.4 Các loại đất có khả năng hoá lỏng

4. 1.5 Độ lún quá mức của đất dưới tải trọng có chu kỳ

4.2 Khảo sát và nghiên cứu về nền

4. 2.1 Các tiêu chí chung

4. 2.2 Định dạng nền đất đối với tác động động đất

4. 2.3 Sự phụ thuộc của độ cứng và độ giảm chấn của đất vào mức biến dạng

5 Hệ nền móng

5.1 Các yêu cầu chung

5.2 Các quy định đối với thiết kế c ơ sở

5.3 Các hiệu ứng tác động thiết kế

5. 3.1 Mối quan hệ trong thiết kế kết cấu

5. 3.2 Truyền các hiệu ứng của tác động động đất lên nền

5.4 Các chỉ tiêu kiểm tra và xác định kích thước

5. 4.1 Móng nông hoặc móng chôn trong đất

5. 4.2 Cọc và trụ

6 Tương tác giữa đất và kết cấu

7 Kết cấu tường chắn

7. 1 Các yêu cầu chung

7. 2 Lựa chọn và những điều lưu ý chung về thiết kế

7. 3 Các phương pháp phân tích

7.3. 1 Các phương pháp chung

7.3. 2 Các phương pháp đơn giản hoá: phân tích tựa tĩnh

7. 4 Kiểm tra độ bền và ổn định

7.4. 1 Tính ổn định của nền đất

7.4. 2 Neo

7.4. 3 Độ bền kết cấu

PHỤ LỤC A (THAM KHẢO)

Các hệ số khuếch đại địa hình

PHỤ LỤC B (BẮT BUỘC)

Các biểu đồ thực nghiệm để phân tích hoá lỏng đơn giản hoá

PHỤ LỤC C (BẮT BUỘC)

Các độ cứng tĩ nh đầu cọc

PHỤ LỤC D (THAM KHẢO)

Tương tác động lực giữa đất và kết cấu (ssi). Các hiệu ứng chung và tầm quan trọng

PHỤ LỤC E (BẮT BUỘC)

Phương pháp phân tích đơn giản hóa đối với kết cấu tường chắn

PHỤ LỤC F (THAM KHẢO)

Sức chịu tải động đất của móng nông

 LỜI NÓI ĐẦU

TCXDVN 375: 2006: Thiết kế công trình chịu động đất được biên soạn trên cơ sở chấp nhận Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance có bổ sung hoặc thay thế các phần mang đặc thù Việt Nam.

Eurocode 8 có 6 phần:

EN1998 - 1: Quy định chung, tác động động đất và quy định đối với kết cấu nhà; EN1998 - 2: Quy định cụ thể cho cầu;

EN1998 - 3: Quy định cho đánh giá và gia c ường kháng chấn những công trình hiện hữu; EN1998 - 4: Quy định cụ thể cho silô, bể chứa, đường ống;

EN1998 - 5: Quy định cụ thể cho nền móng, tường chắn và những vấn đề địa kỹ thuật; EN1998 - 6: Quy định cụ thể cho công trình dạng tháp, dạng cột, ống khói.

Trong lần ban hành này mới đề cập đến các quy định đối với nhà và công trình tương ứng với các phần của Eurocode 8 như sau:

- Phần 1 tương ứng với EN1998 - 1;

- Phần 2 tương ứng với EN1998 - 5;

Các phần bổ sung hoặc thay thế cho nội dung Phần 1 gồm :

- Phụ lục F: Mức độ và hệ số tầm quan trọng

- Phụ lục G: Phân cấp, phân loại công trình xây dựng

- Phụ lục H: Bản đồ phân vùng gia tốc nền lãnh thổ Việt Nam

- Phụ lục I: Phân vùng gia tốc nền theo địa danh hành chính

- Phụ lục K: Bảng chuyển đổi từ đỉnh gia tốc nền sang cấp động đất

TCXDVN 375 : 2006 do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ

trình duyệt, Bộ Xây dựng ban hành theo quyết định số ÿÿ ngày ÿÿ tháng ÿÿ năm 2006.

THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH CHỊU ĐỘNG ĐẤT
Design of structures for earthquake resistance

Phần 2: Nền móng, tường chắn và các vấn đề địa kỹ thuật

1 TỔNG QUÁT

1.1 Phạm vi áp dụng

(1)P Phần 2 của tiêu chuẩn thiết lập các yêu cầu, tiêu chí và quy định về việc chọn vị trí xây dựng và nền móng của kết c ấu chịu tác động động đất . Nó bao gồm v iệc thiết kế các loại móng khác nhau, các loại tường chắn và sự tương tác giữa kết cấu và đất nền dưới tác động động đất. Vì vậy nó bổ sung cho Eurocode 7 - Tiêu chuẩn không bao gồm các y êu cầu đặc biệt cho thiết kế chịu động đất.

(2)P Các điều khoản của Phần 2 áp dụng cho các công trình dạng nhà - Phần 1 của Tiêu chuẩn, công t rình cầu (EN 1998-2), tháp, cột và ống khói (EN 1998-6), silo, bể c hứa và đường ống (EN 1998-4).

(3)P Các yêu cầu thiết kế đặc biệt cho móng của các loại kết cấu nào đó, khi c ần, có thể t ìm trong các phần tương ứng của tiêu chuẩn này.

(4) Phụ lục B của tiêu chuẩn này đưa ra các biểu đồ thực nghiệm cho việc đánh giá đơn giản hoá về khả năng hoá lỏng có thể xảy ra, Phụ lục E đưa ra quy trình đơn giản hoá cho phép phân t ích động đất của kết cấu tường chắn.

GHI CHÚ 1: Phụ lục tham khảo A cung c ấp các thông tin về các hệ số khuếch đại địa hình.

GHI CHÚ 2: Phụ lục tham khảo C c ung cấp các thông tin về độ cứng tĩnh của cọc.

GHI CHÚ 3: Phụ lục tham khảo D c ung cấp các thông tin về tương tác động lực giữa kết c ấu và đất nền.

GHI CHÚ 4: Phụ lục tham khảo F c ung cấp các thông tin về khả năng chịu tác động động đất của móng nông.

1.2 Các tài liệu tham khảo về tiêu chuẩn

(1)P Phần 2 của tiêu chuẩn được hình thành t ừ các tài liệu tham khảo có hoặc không đề ngày tháng và những điều khoản từ các ấn phẩm khác. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn tại những vị trí thích hợp trong v ăn bản tiêu chuẩn và các ấn phẩm được liệt k ê dưới đây. Đối với các tài liệu có đề ngày tháng, những sửa đổi bổ sung sau ngày xuất bản c hỉ được áp dụng đối với tiêu chuẩn khi tiêu chuẩn này được sửa đổi, bổ sung. Đối v ới các t ài liệu không đề ngày tháng thì dùng phiên bản mới nhất.

1.2.1 Các ti êu chuẩn tham khảo chung

EN 1990  Cơ sở thiết kế kết cấu

EN 1997-1  Thiết kế địa kỹ thuật  Phần 1: Các quy định chung

EN 1997-2   Thiết kế địa kỹ thuật   Phần 2: Khảo sát và thí nghiệm đất

EN 1998-2  Thiết kế công t rình chịu động đất  Phần 2: Quy định cụ thể cho cầu

EN 1998-4 Thiết kế công trình c hịu động đất Phần 4: Quy định c ụ thể cho kết cấu silô, bể chứa và đường ống

EN 1998-6  Thiết kế công trình chịu động đất  Phần 6: Quy định c ụ thể cho công trình dạng tháp, dạng cột, ống khói.

TCXDVN ......:2006 Thiết kế công trình chịu động đất  Phần 1: Quy định chung, tác động động đất và quy định đối với kết cấu nhà

1.3 Các giả thiết

(1)P Áp dụng các giả thiết chung trong 1. 3 của EN 1990: 2002.

1.4 Phân biệt giữa nguyên tắc và quy định áp dụng

(1)P Áp dụng các quy định trong 1. 4 của EN 1990: 2002.

1.5 Các thuật ngữ và định nghĩa

1.5.1 Các thuật ngữ chung cho toàn bộ Tiêu chuẩn

(1)P Áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa đã nêu trong Phụ lục D, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(2)P Áp dụng 1. 5.1 của tiêu chuẩn này cho các thuật ngữ chung của toàn bộ tiêu chuẩn.

1.5.2 Các thuật ngữ bổ sung được sử dụng trong Tiêu chuẩn này

(1)P Áp dụng các định nghĩa về đất nền như trong 1.5. 2 của EN 1997-1: 2004, còn định nghĩa các thuật ngữ chuyên ngành địa kỹ thuật liên quan đến động đất, như hoá lỏng được cho trong tài liệu này.

(2) Trong Phần 2 này áp dụng các thuật ngữ được định nghĩa trong 1.5.2 ở Phần 1 của tiêu chuẩn này.

1.6 Các ký hiệu

(1) Các ký hiệu dưới đây được sử dụng trong tiêu chuẩn này. Tất cả các ký hiệu trong phần 2 sẽ được định nghĩa trong tiêu chuẩn khi chúng xuất hiện lần đầu tiên để tiện sử dụng. Thêm vào đó là danh sác h ký hiệu được liệt k ê sau đây. Một số ký hiệu chỉ xuấthiện trong phụ lục thì được định nghĩa ở chỗ chúng xuất hiện.

E_d Hệ quả tác động thiết kế

Epd Độ bền theo phương ngang ở mặt bên của móng do áp lực bị động của đất

ER Tỷ số năng lượng trong thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn ( SPT)

F_H Lực quán t ính thiết kế theo phương ngang do tác động động đất

F_V Lực quán tính thiết kế theo phương thẳng đứng do tác động động đất

F_Rd Sức kháng cắt thiết kế giữa đáy móng nằm ngang và nền đất

G Môđun cắt

G_max Môđun cắt trung bình khi biến dạng nhỏ

L_e Khoảng cách của các neo tính từ tường trong điều kiện động

L_s Khoảng các h của các neo tính t ừ tường trong điều kiện tĩnh

M_Ed Các tác động thiết kế dưới dạng mômen

N₁(60) Chỉ số x uyên tiêu chuẩn (SPT) được chuẩn hoá theo áp lực bản thân đất và theo tỷ số năng lượng

N_Ed Lực pháp t uyến thiết kế lên đáy móng nằm ngang

N_SPT Số nhát đập trong thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn ( SPT)

PI Chỉ số dẻo của đất

R_d Sức chịu tải thiết kế của đất nền

S Hệ số nền được định nghĩa trong mục 3.2.2.2 của tiêu chuẩn này.

S_T Hệ số khuếch đại địa hình

V_Ed Lực c ắt ngang thiết kế

W Trọng lượng khối trượt

a_g Gia tốc nền thiết kế trên đất nền loại A (a_g = )

a_gR Đỉnh gia tốc nền tham chiếu trên nền loại A

a_vg Gia tốc nền thiết kế theo phương thẳng đứng

c’ Lực dính diễn đạt theo ứng s uấthữu hiệu của đất

c_u Sức kháng cắt không thoát nước của đất

d Đường kính cọc

d_r Chuy ển vị của tường chắn

g Gia tốc trọng trường

k_h Hệ số động đất theo phương ngang

k_v Hệ số động đất theo phương đứng

q_u Độ bền chịu nén có nở hông

r Hệ số để tính toán hệ số động đất theo phương ngang (Bảng 7.1)

V_s Vận tốc truyền sóng cắt

V_s,max Giá t rị trung bình của v_s khi biến dạng nhỏ (< 10^-5)

α Tỷ số của gia tốc nền thiết kế trên đất nền loại A, a_g, với gia tốc trọng trường g

γ Trọng lượng đơn vị của đất

γ_d Trọng lượng đơn vị khô của đất

γ_I Hệ số tầm quan trọng

γ_M Hệ số riêng của tham số vật liệu

γ_Rd Hệ số riêng của mô hình

γ_w Trọng lượng đơn vị của nước

δ Góc ma sát giữa đất nền và móng hoặc tường c hắn

Φÿ Góc của sức kháng cắt t ính theo ứng suấthữu hiệu

r Khối lượng đơn vị

σ_vo áp lực t oàn phần của bản thân đất, cũng như ứng suất toàn phần theo phương đứng

σ’_vo áp lực hữu hiệu của bản thân đất, c ũng như ứng suấthữu hiệu theo phương đứng

_cy,u Sức kháng cắt không thoát nước của đất khi chịu tải trọng có chu kỳ

_e ứng s uất cắt khi chịu tác động động đất.

1. 7 Hệ đơn vị SI

(1)P Sử dụng hệ đơn vị SI theo I SO 1000.

 (2) Ngoài ra, có thể sử dụng các đơn vị được khuy ến nghị trong 1.7, Phần 1 tiêu chuẩn này.

GHI CHÚ: Đối với các tính toán địa kỹ thuật, c ần tham khảo thêm 1.6(2) của EN 1997- 1:2004.

2 TÁC ĐỘNG ĐỘNG ĐẤT

2.1 Định nghĩa về tác động động đất

(1)P Tác động động đất phải phù hợp với các khái niệm và định nghĩa cơ bản như đã nêu trong 3. 2, Phần 1 của tiêu chuẩn này, có x ét đến điều khoản trong 4.2. 2.

(2)P Các tổ hợp của tác động động đất với các tác động khác phải được t iến hành theo 3. 2.4, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(3) Các đơn giản hóa khi lựa chọn tác động động đất sẽ được nêu tại các điểm thích hợp trong tiêu chuẩn này.

2.2 Biểu diễn theo lịch sử thời gian

(1)P Nếu các phép phân t ích theo miền thời gian được tiến hành thì có thể sử dụng cả giản đồ gia tốc nhân tạo và các giản đồ thực ghi chuyển dịch mạnh của đất nền. Nội dung liên quan đến giá trị lớn nhất và t ần số phải theo quy định trong 3.2.3.1, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(2) Khi kiểm tra ổn định động lực bao gồm các t ính toán biến dạng lâu dài của nền, các kích động thường bao gồm các giản đồ gia tốc ghi được khi động đất x ảy ra tại địa điểm xây dựng, vì chúng có thành phần t ần số thực t ế là thấp và có tương quan nhất định về thời gian giữa thành phần ngang và thẳng đứng của chuyển động. Khoảng thời gian x ảy ra chuyển động mạnh phải được chọn theo phương thức phù hợp v ới 3. 2.3.1, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

3 CÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT NỀN

3.1 Các thông số về độ bền

(1) Nói chung có thể sử dụng các thông số độ bền của đất trong điều kiện tĩnh và không thoát nước . Đối với đất dính, thông s ố độ bền thíc h hợp là sức kháng cắt không thoát nước cu, được hiệu chỉnh cho tốc độ gia tải nhanh và độ suy giảm do gia tải lặp khi động đất nếu việc hiệu chỉnh là cần thiết và được kiểm chứng đầy đủ bằng thực nghiệm thích đáng. Đối với đất rời, thông số độ bền thích hợp là sức kháng cắt không thoát nước khi gia tải lặp ụcy ,u. Giá trị này phải tính đến khả năng tích luỹ áp lực nước lỗ rỗng.

(2) Mặt khác, có thể sử dụng các thông số độ bền hữu hiệu v ới áp lực nước lỗ rỗng phát s inh khi gia tải theo chu kỳ. Đối với đá, có thể sử dụng độ bền nén có nở hông q_u.

(3) Các hệ số g_M đối với các đặc trưng vật liệu c_u, t_cy,u và q_u được biểu thị là g_cu, g_tcy, g_qu và đối với tan f’ được biểu thị là g_fÿ .

GHI CHÚ: Giá trị g_cu, g_tcy, g_qu và g_fÿ khuyến nghị là g_cu = 1,4, g_tcy = 1,25, g_qu = 1,4 và g_f’ = 1,25.

3.2 Các thông số độ cứng và thông số độ cản

(1) Do ảnh hưởng của nó đến tác động động đất thiết kế, thông số độ cứng chính của đất nền dưới tải trọng động đất là mô đun cắt G, tính theo công thức:

G = r. (3.1)

trong đó r là khối lượng đơn vị và v_s là vận tốc truyền sóng cắt của đất nền.

(2) Các tiêu chí để xác định v_s, kể cả sự phụ thuộc của chúng vào mức biến dạng của đất, được cho trong 4.2.2 và 4.2.3.

(3) Độ giảm chấn được xem như một đặc trưng phụ của nền trong trường hợp có kể đến tương tác giữa đất nền và kết cấu như được quy định trong chương 6.

(4) Độ cản bên trong do ứng xử phi đàn hồi của đất dưới tác dụng của tải trọng có chu kỳ, và độ cản lan tỏa do sóng động đất lan truyền ra khỏi móng, phải được xem xét riêng biệt.

4 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI VIỆC LỰA CHỌN VỊ TRÍ XÂY DỰNG VÀ ĐẤT NỀN

4.1 Lựa chọn vị trí xây dựng

4.1.1 Tổng quát

(1)P Cần tiến hành đánh giá địa điểm xây dựng công trình để xác định bản chất của đất nền nhằm đảm bảo rằng các nguy cơ phá hoại, mất ổn định mái dốc, sự hóa lỏng và khả năng bị nén chặt do động đất gây ra là nhỏ nhất.

(2)P Khả năng xảy ra các hiện tượng bất lợi này phải được khảo sát theo quy định trong các mục dưới đây.

4.1.2 Vùng lân cận đứt gẫy còn hoạt động

(1)P Nhà thuộc tầm quan t rọng cấp I I, III, I V như định nghĩa trong 4.2.5, Phần 1 của tiêu chuẩn này không được xây dựng trong khu vực lân c ận các đứt gãy kiến t ạo được xác nhận trong các v ăn bản chính thức do cơ quan có thẩm quyền của Quốc gia ban hành là có hoạt động

động đất.

 (2) Việc không phát sinh chuyển dịch trong giai đoạn hiện đại của kỷ Đệ Tứ có thể được xem là dấu hiệu đứt gãy không còn hoạt động đối với phần lớn các loại kết cấu không gây nguy cơ cho an t oàn công cộng.

(3)P Công tác khảo s át địa chất đặc biệt phải được t iến hành phục vụ quy hoạch đô thị và cho các kết cấu quan t rọng được xây dựng gần các đứt gãy có thể còn hoạt động trong các vùng có nguy cơ x ảy ra động đất, nhằm xác định rủi ro sau này về sự nứt vỡ nền đất và mức độ c hấn

động của đất nền.

4.1.3 Độ ổn định mái dốc

4.1.3.1 Các yêu cầu chung

(1)P Việc kiểm t ra độ ổn định của nền phải được tiến hành với các kết cấu được xây dựng trên hoặc gần với mái dốc tự nhiên hoặc mái dốc nhân tạo, nhằm đảm bảo rằng độ an toàn và/hoặc khả năng làm việc của các kết cấu được duy trì dưới tác dụng của cấp động đất thiết

kế.

(2)P Trong điều k iện chịu tải trọng động đất, tr ạng thái giới hạn của mái dốc là trạng thái mà khi vượt quá nó thì sẽ phát sinh chuyển vị lâu dài (không phục hồi) của đất nền lớn hơn mức cho phép trong phạm vi c hiều sâu có ảnh hưởng đối với kết cấu và chức năng của công trình.

(3) Có thể không c ần kiểm tra độ ổn định đối với những công trình thuộc tầm quan t rọng cấp I

nếu kinh nghiệm đối chứng đã biết cho thấy đất nền tại địa điểm xây dựng là ổn định.

4.1.3. 2 Tác động động đất

(1)P Tác động động đất thiết kế được giả thiết để kiểm tra ổn định phải tuân theo các định nghĩa trong 2.1.

(2)P Khi kiểm tra ổn định của nền của các kết cấu có hệ số tầm quan trọng lớn hơn 1 nằm trên hoặc gần mái dốc cần tăng lực động đất thiết kế thông qua hệ số khuếch đại địa hình.

CHÚ THÍCH: Một số hướng dẫn cho các giá trị của hệ số khuếch đại địa hình được cho trong Phụ lục tham khảo A.

(3) Tác động động đất có thể được đơn giản hóa như quy định trong 4.1.3.3.

4.1.3. 3 Các phương pháp phân tích

(1)P Phản ứng của sườn dốc đối với động đất thiết kế phải được t ính t oán hoặc là bằng các phương pháp phân tích được thừa nhận của động lực học công trình, như mô hình phần t ử hữu hạn hoặc mô hình khối cứng, hoặc là bằng phương pháp tựa tĩnh đơn giản hoá theo các giới hạn của các điều kiện(3) và (8) của điều này .

(2)P Khi mô hình hoá ứng xử cơ học của đất nền, sự mềm hoá của phản ứng khi biến dạng tăng và các hệ quả do sự tăng áp lực lỗ rỗng gây ra dưới tác dụng của tải tr ọng có chu kỳ phải được xét đến.

(3) Việc kiểm tra ổn định có thể được tiến hành bằng phương pháp tựa tĩnh đơn giản hoá tại những nơi địa hình bề mặt và c ấu t ạo địa tầng của đất không xuấthiện những biến động bất thường.

(4) Các phương pháp tựa tĩnh phân tích ổn định giống như các phương pháp đã chỉ dẫn trong 11.5 của EN 1997-1: 2004, ngoại trừ việc bao gồm cả các lực quán tính ngang và thẳng đứng đối với mỗi phần của khối đất và đối với tải trọng trọng trường tác dụng trên đỉnh máI dốc.

(5) P Các lực quán tính do động đất thiết kế F_H và F_V tác động lên khối đất, tương ứng với phương ngang và phương thẳng đứng, trong phép phân tích tựa tĩnh được tính như sau:

F_H = 0,5 a.S.W (4. 1)

F_V = ± 0,5 F_H nếu tỷ số a_vg /a_g lớn hơn 0,6 (4. 2)

F_V = ± 0,33 F_H nếu tỷ số a_vg/ a_g không lớn hơn 0,6 (4. 3)

trong đó:

a tỷ số của gia tốc nền thiết kế a_g trên nền loại A với gia tốc trọng trường g;

a_vg gia tốc nền thiết kế theo phương đứng;

a_g gia tốc nền thiết kế cho nền loại A;

S hệ số nền, lấy theo 3.2.2.2, Phần 1 của tiêu chuẩn này;

W trọng lượng khối trượt.

Hệ số khuếch đại địa hình cho a_g phải được tính đến theo 4.1.3.2(2).

(6)P Điều kiện trạng thái giới hạn khi đó được kiểm tra cho mặt trượt có độ ổn định thấp nhất.

(7) Điều kiện trạng thái giới hạn sử dụng có thể được k iểm tra bằng cách tính toán chuyển vị lâu dài của khối trượt theo mô hình động lực đơn giản hoá bao gồm một khối cứng trượt chống lại lực ma sát trên sườn dốc. Trong mô hình này, tác động động đất phải là đại diện của quan hệ lịch sử thời gian theo 2.2 và dựa trên gia tốc thiết kế mà không dùng bất cứ hệ số giảm nào.

(8)P Các phương pháp đơn giản hoá như phương pháp tựa tĩnh đơn giản hóa đã nêu trong các điều từ(3) đến(6)P của mục này không được sử dụng cho các loại đất có khả năng phát triển áp lực nước lỗ rỗng cao hoặc có độ suy giảm đáng kể về độ cứng dưới tác dụng của tải trọng có chu kỳ.

(9) Độ tăng áp lực lỗ rỗng phải được đánh giá bằng cách sử dụng các thí nghiệm thích hợp. Khi không có những thí nghiệm này, và để thiết kế sơ bộ, có thể dự tính thông qua các tương quan thực nghiệm.

4.1.3.4 Kiểm tra độ an toàn bằng phương pháp tựa tĩnh

(1)P Đối với đất bão hoà trong những vùng mà a.S > 0,15, cần xem xét khả năng giảm độ bền và độ tăng áp lực lỗ rỗng do tải trọng có chu kỳ theo các giới hạn đã nêu trong 4.1. 3. 3(8).

(2) Đối với các mặt tr ượt đã ổn định nhưng có nhiều khả năng tiếp tục trượt bởi động đất thì sử dụng các thông số độ bền của nền khi biến dạng lớn. Đối với đất rời, sự gia tăng tuần hoàn của áp lực nước lỗ rỗng trong phạm vi các giới hạn của 4. 1.3. 3 có thể được kể đến bằng cách giảm sức kháng do ma sát thông qua hệ số áp lực nước lỗ rỗng thích hợp, tỷ lệ với độ tăng lớn nhất của áp lực lỗ rỗng. Độ tăng đó có thể ước tính theo chỉ dẫn trong 4. 1.3.3(9).

(3) Không cần áp dụng độ giảm sức kháng cắt đối với các loại đất rời giãn nở mạnh, như các loại cát chặt.

(4)P Việc kiểm tra độ an toàn của mái dốc phải được tiến hành theo các nguyên tắc trong EN 1997-1:2004.

4.1.4 Các loại đất có khả năng hoá lỏng

(1)P Sự giảm sức chống cắt và/hoặc độ cứng do tăng áp lực nước lỗ rỗng trong các vật liệu rời bão hoà nước trong lúc có chuyển động nền do động đất , đến mức làm tăng đáng kể biến dạng lâu dài của đất, hoặc dẫn tới điều kiện ứng suất hữu hiệu của đất gần bằng 0, mà từ đây trở đi được coi là hoá lỏng.

(2)P Phải dự tính khả năng hoá lỏng khi nền đất dưới móng bao gồm các lớp cát xốp phân bố trên diện rộng hoặc các thấu kính cát xốp dày, có hoặc không có hạt bụi hoặc sét, nằm dưới mực nước ngầm, và khi mực nước ngầm nằm nông. Việc dự tính này phải được tiến hành ở khu vực trống (cao độ mặt nền, cao độ nước ngầm) xuất hiện trong suốt tuổi thọ của kết cấu.

(3)P Công tác khảo sát cần thiết cho mục đích này ít nhất phải bao gồm thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn tại hiện trường (SPT) hoặc thí nghiệm xuyên tĩnh ( CPT), cũng như việc x ác định các đường cong thành phần hạt trong phòng thí nghiệm.

(4)P Đối với thí nghiệm SPT, giá trị đo được NSPT, biểu thị bằng số nhát đập/30cm, phải được chuẩn hoá với ứng suất hữu hiệu biểu kiến của bản thân đất bằng 100kPa và với tỷ số của năng lượng va đập và năng lượng rơi tự do lý thuyết bằng 0,6. Với các độ sâu nhỏ hơn 3m, các giá trị đo được NSPT phải giảm đi 25%.

(5) Việc chuẩn hoá đối với ảnh hưởng của áp lực bản thân đất có thể được thực hiện bằng cách

'

 nhân giá trị đo được N_SPT với hệ số (100/s'_vo)^1/2, trong đó s'_vo (kPa) là ứng suất hữu hiệu bản thân đất tại độ sâu và thời điểm thí nghiệm SPT. Hệ số chuẩn hoá (100/s'_vo)^1/2 phải được lấy không nhỏ hơn 0,5 và không lớn hơn 2.

(6) Việc chuẩn hoá năng lượng yêu cầu nhân số nhát đập thu được trong điều(5) của mục này với một hệ số ER/ 60, trong đó ER là một trăm lần tỷ số năng lượng đặc trưng của thiết bị thí nghiệm.

(7) Đối với nhà trên móng nông, việc dự tính khả năng hoá lỏng có thể được bỏ qua khi đất cát bão hoà nước gặp ở các độ sâu lớn hơn 15m tính từ mặt đất.

(8) Nguy cơ hoá lỏng có thể được bỏ qua khi a.S < 0, 15 và ít nhất một trong các điều kiện sau phải được đảm bảo:

- Cát có hàm lượng hạt sét lớn hơn 20% với chỉ số dẻo PI > 10;

- Cát có hàm lượng hạt bụi lớn hơn 35% và đồng thời số búa SPT sau khi được chuẩn hoá với các ảnh hưởng của áp lực bản thân đất và với tỷ số năng lượng N₁ (60) > 20 .

- Cát sạch, với số búa SPT sau khi được chuẩn hoá với áp lực bản thân đất và với tỷ số năng lượng N₁ (60) > 30 .

(9)P Nếu nguy cơ hoá lỏng không thể bỏ qua thì ít nhất nó phải được đánh giá bằng các phương pháp tin cậy của ngành địa kỹ thuật, dựa trên tương quan giữa các quan trắc tại hiện trường và ứng suất cắt lặp được biết là đã gây ra hoá lỏng trong những trận động đất đã xảy ra.

(10) Các biểu đồ hoá lỏng thực nghiệm minh hoạ tương quan hiện trường dưới mặt nền ứng với các đo đạc tại thực địa được cho trong Phụ lục B. Trong phương pháp này, ứng suất cắt do động đất t_e có thể ước tính theo biểu thức đơn giản hoá sau:

t_e = 0,65a. S. svo (4.4)

trong đó:

s_vo áp lực toàn phần do bản thân đất, các biến số khác như trong các biểu thức từ (4.1) đến (4. 3). Biểu thức này không áp dụng cho chiều sâu lớn hơn 20m.

(11)P Nếu sử dụng phương pháp tương quan hiện trường thì đất phải được coi là nhạy với hoá lỏng khi ứng suất cắt do động đất gây ra vuợt quá một phần ở của ứng suất tới hạn được biết là đã gây hoá lỏng trong các trận động đất trước đó.

GHI CHÚ: Giá trị khuyến nghị là l = 0,8, bao gồm hệ số an toàn bằng 1,25.

(12)P Nếu đất được thấy là dễ bị hoá lỏng và các hiệu ứng tiếp sau có thể ảnh hưởng đến sức chịu tải hoặc độ ổn định của móng thì cần có biện pháp đảm bảo tính ổn định của móng, như gia cố nền và cọc (để truyền tải trọng xuống các lớp không dễ bị hoá lỏng).

(13) Việc gia cố nền để chống lại hóa lỏng có thể là đầm chặt đất để tăng sức kháng xuyên vượt khỏi phạm vi nguy hiểm, hoặc là sử dụng biện pháp thoát nước để giảm áp lực nước lỗ rỗng do chấn động nền gây ra.

GHI CHÚ: Khả năng đầm chặt chủ yếu được quyết định bởi hàm lượng hạn mịn và độ sâu của đất.

(14) Việc sử dụng chỉ riêng móng cọc cần được cân nhắc cẩn thận do nội lực lớn phát sinh trong cọc do mất sự chống đỡ của đất trong phạm vi một lớp hoặc nhiều lớp đất hoá lỏng, và do sự thiếu chuẩn xác không thể tránh khỏi khi xác định vị trí và bề dày của lớp hoặc các lớp đó.

4.1.5 Độ lún quá mức của đất dưới tải trọng có chu kỳ

(1)P Tính nhạy của đất nền đối với sự nén chặt và đối với độ lún quá mức do ứng suất có chu kỳ phát sinh khi động đất phải được xét đến khi có các lớp phân bố trên diện rộng hoặc các thấu kính dày của cát xốp và bão hoà nước gặp ở độ sâu nhỏ.

(2) Độ lún quá mức cũng có thể xảy ra trong các lớp đất sét rất yếu do sức kháng cắt giảm theo chu kỳ lặp dưới độ rung kéo dài của nền.

(3) Khả năng tăng độ chặt và độ lún của các loại đất nêu trên phải được đánh giá bằng các phương pháp hiện có của địa kỹ thuật công trình, nếu cần có thể dựa trên thí nghiệm trong phòng với tải trọng tĩnh và tải trọng có chu kỳ cho các mẫu đại diện của vật liệu cần nghiên cứu.

(4) Nếu độ lún do nén chặt hoặc sự suy giảm (độ bền) theo chu kỳ có khả năng ảnh hưởng đến độ ổn định của móng thì cần xét đến phương pháp gia cố nền.

4.2 Khảo sát và nghi ên cứu về nền

4.2.1 Các tiêu chí chung

(1)P Việc khảo sát và nghiên cứu về vật liệu nền móng trong vùng động đất phải tuân theo các nguyên tắc chung như đối với vùng không có động đất, như định nghĩa trong phần 3, EN 1997- 1:2004.

(2) Trừ các nhà thuộc tầm quan trọng cấp I, trong khảo sát hiện trường nên có thí nghiệm xuyên tĩnh, có thể đo áp lực lỗ rỗng, vì nó cho phép ghi liên tục các đặc trưng cơ học của đất theo độ sâu.

(3) Các khảo sát bổ sung với định hướng kháng chấn có thể được yêu cầu trong các trường hợp được chỉ dẫn trong 4.1 và 4.2.2.

4.2.2 Định dạng nền đất đối với tác động động đất

(1)P Các số liệu địa kỹ thuật hoặc địa chất cho hiện trường xây dựng phải đủ để cho phép xác định loại nền trung bình và/ hoặc phổ phản ứng tương ứng, như đã định nghĩa trong 3.1 và 3.2, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(2) Nhằm mục đích này, các số liệu hiện trường có thể được kết hợp với các số liệu từ các vùng lân cận có đặc điểm địa chất tương tự.

(3) Phải tham khảo các bản đồ tiểu vùng hoặc tiêu chí động đất sẵn có, với điều kiện là chúng tuân theo(1)P của điều này và dựa trên các khảo sát đất nền tại địa điểm xây dựng công trình.

(4)P Mặt cắt vận tốc sóng cắt n_s trong nền được xem là đáng tin cậy nhất để dự báo các đặc trưng phụ thuộc vào địa điểm do tác động động đất tại các địa điểm đó.

(5) Thí nghiệm hiện trường để xác định mặt cắt vận tốc sóng cắt n_s bằng phương pháp địa vật lý trong lỗ khoan nên được sử dụng cho các kết cấu quan trọng nằm trong vùng động đất mạnh, đặc biệt là trong các dạng nền loại D, S₁ hoặc S₂ .

(6) Đối với tất cả các trường hợp khác, khi các chu kỳ dao động tự nhiên của đất cần được xác định, mặt cắt của n_s có thể được dự tính bằng các tương quan thực nghiệm khi sử dụng sức kháng xuyên ở hiện trường hoặc các đặc trưng địa kỹ thuật khác và cần chú ý đến sự phân tán của các tương quan đó.

(7) Độ cản bên trong của đất nên được đo bằng các thí nghiệm hiện trường hoặc thí nghiệm trong phòng thích hợp. Trong trường hợp thiếu các phép đo trực tiếp, và nếu tích số a_g.S nhỏ hơn 0, 1g (hay 0, 98m/s²) thì tỷ số cản lấy bằng 0,03. Đất kết, đất ximăng hoá và đá mềm có thể cần được xem xét riêng biệt.

4.2.3 Sự phụ thuộc của độ cứng và độ giảm chấn của đất vào mức biến dạng

(1)P Sự khác nhau giữa các giá trị của khi biến dạng nhỏ, như các giá trị được đo trong thí nghiệm hiện trường, và các giá tr ị phù hợp v ới mức độ biến dạng do động đất thiết kế gây ra phải được xét tới trong t ất cả các tính toán liên quan đến các đặc trưng động lực của đất trong điều kiện ổn định.

(2) Đối với các điều kiện đất nền địa phương thuộc loại Choặc D với mực nước ngầm nông và không có thành phần nào có chỉ số dẻo PI > 40, khi thiếu các dữ liệu cụ thể thì có thể sử dụng đến các hệ số giảm ớs cho trong Bảng 4.1. Đối với các địa tầng cứng hơn và mực nước ngầm sâu hơn thì lượng giảm phải theo tỷ lệ nhỏ hơn (và khoảng biến thiên phải được giảm đi).

g

(3) Nếu t ích số a .S bằng hoặc lớn hơn 0,1g (hay 0, 98m/s2 ) thì nên dùng các tỷ số cản bên trong cho trong Bảng 4.1, khi không có các phép đo cụ thể.

Bảng 4.1 - Tỷ số cản trung bình của đất và các hệ số giảm trung bình (± một độ lệch tiêu chuẩn) cho vận tốc sóng cắt ớs và mô đun cắt G trong phạm vi chiều sâu 20m.

Tỷ số gia tốc nền ag.S	Tỷ số cản
0,10 0,20 0,30	0,03 0,06 0,10	0,90(±0,07) 0,70(±0,15) 0,60(±0,15)	0,80(±0,10) 0,50(±0,20) 0,36(±0,20)

n_s,max giá trị n_s trung bình khi biến dạng nhỏ (<10^-5), không vượt quá 360m/s.

Gmax môđun cắt trung bình khi biến dạng nhỏ.

GHI CHÚ: Thông qua việc cộng trừ một khoảng lệc h tiêu chuẩn, người thiết kế có thể đưa vào các lượng khác nhau của độ an toàn, tuỳ thuộc vào các hệ s ố như độ cứng và phân lớp của đất.

Ví dụ các giá trị của và cao hơn giá trị tr ung bình có thể được sử dụng cho địa tầng cứng hơn, các giá trị và  dưới giá trị trung bình sử dụng cho địa tầng mềm hơn.

5 HỆ NỀN MÓNG

5.1 Các yêu cầu chung

(1)P Ngoài các yêu cầu chung của EN 1997-1: 2004, móng của kết cấu trong vùng động đất phải tuân theo các yêu cầu dưới đây.

a) Các lực liên quan từ kết cấu bên trên phải được truyền xuống nền mà không gây ra biến dạng lâu dài đáng kể theo các tiêu chí trong 5. 3. 2.

b) Các biến dạng nền do động đất gây ra đáp ứng các yêu cầu đối với chức năng c ơ bản của kết cấu.

c) Móng phải được nhận thức, thiết kế và xây dựng theo các quy tắc của 5. 2 và các biện pháp tối thiểu của 5. 4 để cố gắng hạn chế các rủi ro gắn liền v ới sự hiểu biết c hưa đầy đủ về ứng xử không lường trước được của động đất .

(2)P Cần xét đến tính phụ thuộc vào mức độ biến dạng của các tham số động lực của đất (xem 4. 2.3) và đến các hệ quả liên quan đến bản chất có chu kỳ của tải trọng động đất. Cần xét đến các tham số của đất gia cố tại chỗ hoặc đất thay thế đất nguyên thổ là cần thiết do độ chặt của chúng không đảm bảo hoặc do tính nhạy của chúng đối với hiện tượng hóa lỏng hoặc với sự tăng độ chặt.

(3) Khi có lý do thích đáng (hoặc khi cần thiết), vật liệu nền hoặc các hệ số độ bền khác với các hệ số đã nêu trong 3.1(3) có thể được sử dụng, với điều kiện là chúng phù hợp với cùng mức độ an toàn.

GHI CHÚ: Ví dụ như các hệ số độ bền được áp dụng cho kết quả thí nghiệm gia tải cọc.

5.2 Các quy định đối với thiết kế cơ sở

(1)P Trong trường hợp các kết cấu không phải cầu hay đường ống, các dạng móng hỗn hợp như móng cọc kết hợp với móng nông chỉ được sử dụng nếu có sự nghiên cứu riêng chứng tỏ giải pháp này là thíc h hợp. Các dạng móng hỗn hợp có thể được sử dụng cho các bộ phận độc lập về tính động lực trong cùng kết cấu.

(2)P Trong việc lựa chọn loại móng, cần xét đến các điểm dưới đây:

a) Móng phải đủ cứng để truyền các tác động cục bộ từ kết cấu bên trên xuống nền một cách

đồng đều.

b) Ảnh hưởng của các chuyển vị tương đối theo phương ngang giữa các cấu kiện thẳng đứng phải được xét đến khi lựa chọn độ c ứng của móng trong phạm vi mặt phẳng ngang của nó.

c) Nếu giả thiết biên độ của chuyển dịch do động đất giảm theo c hiều sâu thì điều này phải được chứng minh bằng một nghiên cứu thích hợp, và không có trường hợp nào tỷ số gia tốc cao nhất nhỏ hơn một phần p của tíc h số a.S tại mặt nền.

GHI CHÚ: Giá trị khuyến nghị là p = 0,65.

5.3 Các hiệu ứng tác động thiết kế

5.3.1 Mối quan hệ trong thiết kế kết cấu

(1)P Các kết cấu tiêu tán năng lượng. Các hiệu ứng của tác động động đất đối với móng của kết cấu tiêu tán năng lượng phải dựa trên việc x em xét khả năng chịu lực thiết kế có tính đến khả năng v ượt cường độ. Việc đánh giá các hiệu ứng như vậy phải tuân theo các điều khoản trong các mục tương ứng của tiêu chuẩn này. Riêng đối v ới các công trình dạng nhà thì áp dụng các y êu cầu trong 4.4.2.6(2)P, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

(2)P Các kết cấu không tiêu tán năng lượng. Các hiệu ứng của tác động động đất v ới móng của kết cấu không tiêu tán năng lượng lấy từ các kết quả tính toán/phân tích trong điều kiện thiết kế động đất không cần x ét đến khả năng chịu lực thiết kế. Tham khảo thêm 4.4.2. 6(3), Phần 1 của tiêu chuẩn này.

5.3.2 Truyền các hiệu ứng của tác động động đất lên nền

(1)P Để hệ móng có thể phù hợp với 5.1(1)P( a), các chỉ tiêu sau phải được chấp nhận v ề truyền lực ngang và lực pháp tuyến/mômen uốn xuống nền. Đối v ới cọc và trụ, c ần xét thêm các c hỉ tiêu được quy định trong 5. 4.2.

(2)P Lực ngang. Lực cắt thiết kế theo phương ngang VEd được truyền theo các cơ chế sau:

a) Bằng sức kháng cắt thiết kế F_Rd giữa đáy theo phương ngang của móng hoặc của bản móng với nền như mô tả trong 5.4.1.1;

b) Bằng sức kháng cắt thiết kế giữa các mặt đứng của móng và nền;

c) Bằng sức kháng thiết kế do áp lực đất ở mặt bên của móng, theo các giới hạn và các điều kiện như mô tả trong 5. 4.1. 1, 5. 4.1.3 và 5. 4.2.

(3)P Cho phép lấy tổ hợp của sức kháng cắt v ới nhiều nhất là 30% sức kháng do áp lực bị động của đất khi đượchuy động hoàn toàn.

(4)P Lực pháp tuyến và mômen uốn. Lực pháp tuyến thiết kế N_Ed và mômen uốn M_Ed được truyền xuống nền theo một cơ chế hoặc theo tổ hợp các cơ chế sau:

a) Bằng trị thiết kế của phản lực theo phương thẳng đứng ở đáy móng;

b) Bằng trị thiết kế của các mômen uốn được phát triển bởi sức kháng cắt thiết kế theo phương ngang giữa mặt bên của các cấu kiện móng s âu (móng hộp, móng cọc, giếng chìm) và nền, theo các giới hạn và các điều kiện như mô tả trong 5.4.1.3 và 5.4.2;

c) Bằng trị thiết kế của sức kháng cắt theo phương thẳng đứng giữa các mặt bên của các c ấu kiện móng chôn trong đất và móng sâu (móng hộp, móng cọc, trụ và giếng chìm) và nền.

5.4 Các chỉ tiêu kiểm tra và xác định kích thước

5.4.1 Móng nông hoặc móng chôn trong đất

1)P Các tiêu chí về kiểm tra và về xác định kíc h thước sau đây được áp dụng đối với móng nông hoặc móng chôn trong đất đặt trực tiếp lên nền bên dưới.

5.4.1.1 Móng (thiết kế theo trạng thái cực hạn)

(1)P Theo các chỉ tiêu thiết kế của trạng thái cực hạn, móng phải được kiểm t ra sức kháng trượt và khả năng chịu tải.

(2)P Phá hoại do trượt. Trong trường hợp đáy móng nằm trên mực nước ngầm, dạng phá hoại này được kháng lại do ma sát, và theo các điều kiện quy định trong(5) của điều này, thông qua áp lực ngang của đất.

(3) Khi không có các nghiên cứu cụ thể hơn thì sức kháng do ma sát thiết kế của móng nằm trên mực nước ngầm, F_Rd, có thể được tính toán từ biểu thức sau:

                                                (5.1)

trong đó:

N_Ed lực pháp tuy ến thiết kế lên đáy móng nằm ngang;

d góc ma sát giữa bề mặt kết cấu và nền tại đáy móng. Giá trị này có thể đánh giá theo 6.5.3 của EN 1997-1:2004;

g_M hệ số riêng của tham số vật liệu, lấy bằng giá trị áp dụng cho tgfÿ (xem 3.1(3)).

(4)P Trong trường hợp móng nằm dưới mực nước ngầm, sức kháng cắt thiết kế phải được đánh giá trên cơ sở sức kháng cắt không thoát nước, theo 6. 5.3 của EN 1997-1:2004.

(5) Sức kháng theo phương ngang thiết kế E_pd do áp lực đất lên mặt bên của móng có thể được tính đến như quy định trong 5.3. 2, với điều kiện áp dụng các biện pháp thích hợp tại hiện trường, như làm chặt phần đất lấp lại ở mặt hông móng, chôn tường móng thẳng đứng vào đất , hoặc đổ bê tông móng áp trực t iếp vào vách đất sạch và thẳng đứng.

(6)P Để đảm bảo không xảy ra phá hoại do trượt đáy theo phương ngang, cần thoả mãn biểu thức sau:

V_Ed ≤ F_Rd + E_pd                                                   (5. 2)

(7) Trong trường hợp móng nằm trên mực nước ngầm và cả hai điều k iện s au đều thoả mãn:

- Các tính chất của đất không thay đổi trong quá trình động đất;

- Hiện tượng trượt không gây ảnh hưởng xấu đối với các công năng của bất kỳ đường ống huyết mạch nào (như đường ống nước, khí, cổng hoặc đường dây thông tin liên lạc) liên kết với kết cấu; thì sự trượt có thể xảy ra trong một phạm vi giới hạn cho phép. Mức độ trượt phải hợp lý khi ứng xử tổng thể của kết cấu được xem xét.

(8)P Phá hoại do vượt khả năng chịu tải. Để thoả mãn yêu cầu của 5. 1(1)Pa), khả năng chịu tải của móng phải được kiểm tra với tổ hợp các ảnh hưởng của tác động N_Ed, V_Ed, và M_Ed.

GHI CHÚ: Để kiểm tra khả năng chịu tải khi động đất của móng, có thể sử dụng các biểu thức và c hỉ tiêu chung như đưa ra trong Phụ lục thông tin A. Nó cho phép x ét đến độ nghiêng và độ lệch tâm do lực quán tính trong kết cấu cũng như các ảnh hưởng có thể có của các lực quán tính trong chính nền đất c hịu tải.

(9) Cần chú ý đến thực tế là có một số loại đất sét nhậy có thể bị giảm sức kháng c ắt, và đất r ời dễ bị ảnh hưởng bởi áp lực nước lỗ rỗng động do tải tr ọng có chu kỳ cũng như sự tiêu t án áp lực lỗ rỗng t ừ các lớp bên dưới sau khi xảy ra động đất.

 (10) Việc đánh giá khả năng c hịu tải của đất dưới tải trọng động đất phải t ính đến các cơ chế giảm độ bền và độ cứng có thể xảy ra ngay cả ở các mức biến dạng tương đối nhỏ. Nếu có tính đến các hiện tượng này thì các hệ số đặc trưng vật liệu có thể được lấy thấp đi. Nếu không, nên sử dụng các giá trị được kể đến trong 3. 1(3).

(11) Hiện tượng tăng áp lực lỗ rỗng dưới tải tr ọng có chu kỳ phải được tính đến, hoặc bằng cách xem xét ảnh hưởng của nó đối với sức kháng cắt không thoát nước (trong phép phân t ích ứng suất t oàn phần) hoặc đối với áp lực nước lỗ rỗng (trong phép phân tích ứng suất hữu hiệu). Đối v ới những kết cấu với hệ số tầm quan trọng óI lớn hơn 1,0, ứng xử phi tuyến của đất phải được xét đến khi xác định biến dạng lâu dài có thể xảy ra trong thời gian động đất.

5.4.1.2 Các liên kết theo phương ngang của móng

(1)P Giống với 5.2, các ảnh hưởng của tác động gây ra trong kết cấu bởi các chuyển vị tương đối theo phương ngang của móng phải được đánh giá và thực hiện các biện pháp thích hợp để điều chỉnh thiết kế.

(2) Đối với nhà, yêu cầu quy định trong (1)P của điều này được coi là thoả mãn nếu các móng được đặt trên c ùng mặt phẳng ngang và các dầm giằng hoặc các bản móng được bố trí ở c ao trình móng hoặc đài cọc. Các biện pháp này không cần thiết trong các trường hợp sau: a) với nền loại A, và b) trong các trường hợp khả năng xảy ra động đất là thấp với nền loại B.

(3) Các dầm của tầng dưới của nhà có thể được coi là dầm giằng với điều kiện là chúng nằm trong phạm vi 1,0 m tính t ừ mặt đáy của móng hoặc đài cọc. Một bản móng có thể thay thế các dầm giằng, với điều kiện là nó c ũng được đặt trong phạm vi 1, 0m từ mặt đáy của móng hoặc đài cọc.

(4) Độ bền c hịu kéo cần thiết của các c ấu kiện liên kết này có thể được đánh giá bằng các phương pháp đơn giản hóa.

(5)P Nếu không có các quy định hoặc phương pháp c hính xác hơn thì các liên kết ở móng phải được coi là đầy đủ khi tất cả các quy định cho trong(6) và (7) của điều này được thoả mãn.

(6) Dầm giằng

Nên áp dụng các biện pháp dưới đây :

a) Các dầm giằng phải được thiết kế chịu được lực dọc, có xét đến c ả lực kéo và lực nén, bằng:

±0,3aSN_Ed đối với nền loại B

±0,4aSN_Ed đối với nền loại C

±0,6aSN_Ed đối với nền loại D

trong đó

N_Ed giá trị trung bình của các lực dọc trục thiết kế của các cấu kiện thẳng đứng được liên kết trong điều kiện thiết kế kháng chấn;

b) Thép dọc phải được neo chắc chắn vào thân móng hoặc vào các dầm giằng khác liên kết với nó.

(7) Bản móng

Các biện pháp dưới đây phải được áp dụng:

a) Các dầm giằng phải được thiết kế để chịu lực dọc trục bằng các giá trị trong(6) a) của đi ều này .

b) Thép dọc của vùng giằng phải được neo chắc chắn vào thân của móng hoặc vào các bản liên tục .

5.4.1. 3 Móng bè

(1) Tất cả các điều trong 5.4.1.1 cũng có thể áp dụng cho móng bè, nhưng với các điều kiện hạn chế sau:

a) Khả năng chịu ma sát t ổng thể có thể được t ính đến trong trường hợp bản móng đơn. Đối v ới các lưới đơn giản của dầm móng, một diện tích móng tương đương có thể được xét tại mỗi giao điểm.

b) Các dầm móng và/ hoặc bản móng có thể được coi như các giằng liên kết; các quy định về kích thước của chúng có thể áp dụng cho c hiều rộng hiệu dụng tương ứng v ới chiều rộng của dầm móng hoặc chiều rộng của bản bằng 10 lần chiều dày của nó.

(2) Móng bè c ũng có thể kiểm t ra như tường trong phạm vi mặt phẳng của nó, dưới tác dụng của các lực quán t ính ngang của nó và các lực ngang do kết cấu bên trên gây ra .

5.4.1. 4 Móng hộp

(1) Tất c ả các điều khoản của 5.4. 1.3 cũng có thể được áp dụng cho móng hộp. Ngoài ra, khả năng chịu tải của đất ở mặthông như quy định trong 5. 3. 2(2) và 5.4. 1.1(5), có thể được xét đến cho tất cả các loại đất, theo các giới hạn quy định.

5.4.2 Cọc và trụ

(1) Cọc và trụ phải được thiết kế để chịu 2 dạng ảnh hưởng của tác động.

a) Các lực quán tính từ kết cấu bên trên. Những lực này, được tổ hợp với tải trọng tĩnh, cho các giá trị thiết kế N_Ed, V_Ed , M_Ed như quy định trong 5.3.2.

b) Các lực động phát sinh từ biến dạng của đất xung quanh do sóng động đất đi qua.

(2)P Khả năng chịu tải trọng ngang tới hạn của cọc phải được kiểm tra theo các nguyên tắc của 7.7 của tiêu chuẩn này.

(3)P Các phân tíc h để xác định nội lực trong cọc, cũng như các chuyển vị và góc xoay tại đầu cọc phải dựa trên các mô hình rời rạc hay liên t ục có thể mô tả lại một cách chân thực (có thể là gần đúng) :

- Độ cứng chịu uốn của cọc;

-  Phản lực của đất dọc thân cọc, c ùng v ới sự xem xét các ảnh hưởng của tải trọng có chu kỳ và mức độ biến dạng trong đất;

- Các ảnh hưởng do tương tác động giữa các cọc (còn gọi là hiệu ứng động của ÿnhóm cọcÿ);

- Bậc tự do của góc xoay tại/của đài cọc, hoặc của liên kết giữa cọc và kết cấu.

GHI CHÚ: Để tính toán độ c ứng của cọc, các biểu thức cho trong Phụ lục tham khảo C được sử dụng như hướng dẫn.

(4)P Sức kháng ở mặt bên của các lớp đất dễ hoá lỏng hoặc giảm độ bền đáng kể phải được bỏ qua.

(5) Nếu sử dụng các cọc xiên thì phải thiết kế s ao cho chúng c hịu được tải trọng dọc trục c ũng như chịu uốn một cách an t oàn.

GHI CHÚ: Không nên dùng các cọc xiên để truyền tải trọng ngang lên đất.

(6)P Các mômen uốn phát triển do tương tác động học chỉ được t ính toán khi t ất cả các điều kiện sau xảy ra đồng thời:

- Mặt cắt đất nền thuộc loại D, S1 hoặc S2 và bao gồm các lớp liên tiếp có độ cứng thay đổi đột ngột;

- Công trình nằm trong vùng có khả năng xảy ra động đất tr ung bình hoặc c ao, nghĩa là

g

 tích số a_g.S vượt quá 0,10g (hay 0,98m/s²), và kết cấu thuộc tầm quan trọng cấp III hoặc IV.

 (7) Về nguyên tắc cọc phải được thiết kế làm việc trong phạm vi đàn hồi, nhưng trong một số trường hợp có thể cho phép phát triển khớp dẻo tại đỉnh cọc. Các vùng có khả năng hình thành khớp dẻo phải được thiết kế theo 5. 8.4, Phần 1 của tiêu chuẩn này .

6 TƯƠNG TÁC GIỮA ĐẤT VÀ KẾT CẤU

(1)P Các hiệu ứng của tương tác động lực học đất-kết cấu phải được t ính đến đối với:

a) Các kết cấu mà hiệu ứng P-∆ (hiệu ứng bậc 2) đóng vai trò quan trọng;

b) Các kết cấu với móng khối lớn hoặc đặt sâu như trụ cầu, giếng chìm ngoài khơi và silo;

c) Các kết cấu cao mảnh như tháp và ống khói, nằm trong nội dung của EN 1998-6:2004;

d) Các kết cấu đặt trên các lớp đất r ất mềm, với vận tốc sóng cắt trung bình n_s,max (như đã định nghĩa trong Bảng 4.1) nhỏ hơn 100m/s, như các lớp đất thuộc dạng nền S₁.

GHI CHÚ: Thông tin về các hiệu ứng chung và tầm quan trọng của tương tác động lực học giữa kết cấu và đất được cho trong Phụ lục tham khảo D.

(2)P Các hiệu ứng của tương tác đất - kết cấu của cọc phải đánh giá theo 5.4.2 đối với t ất cả các kết cấu.

7 KẾT CẤU TƯỜNG CHẮN

7.1 Các yêu cầu chung

(1)P Các kết cấu tường chắn phải được thiết kế để thực hiện được các chức năng của chúng trong và s au khi động đất mà không x ảy ra sự hư hỏng kết c ấu lớn nào.

(2) Chuyển vị không phục hồi, dưới dạng trượt và nghiêng, trong đó hiện tượng nghiêng do các biến dạng không phục hồi của nền đất, có thể chấp nhận được nếu chúng phù hợp với các yêu c ầu về công năng và/ hoặc thẩm mỹ.

7. 2 Lựa chọn và những điều lưu ý chung về thiết kế

(1)P Việc lựa chọn dạng kết c ấu phải dựa trên các điều kiện làm việc bình thường, theo các nguyên tắc chung trong chương 9, EN 1997-1: 2004.

(2)P Cần chú ý rằng việc t uân theo các y êu cầu bổ sung về động đất có thể dẫn đến v iệc điều chỉnh và đôi khi dẫn đến sự lựa chọn dạng kết cấu thích hợp hơn .

(3)P Vật liệu đắp sau kết cấu phải được chọn cấp phối và đầm c hặt cẩn thận tại hiện trường để đạt được tính liên t ục càng c ao càng tốt với khối đất nguyên thổ.

(4)P Các hệ thống thoát nước phía sau kết cấu phải có khả năng chịu được các dịch chuyển nhất thời và lâu dài mà không ảnh hưởng đến các chức năng của chúng.

(5)P Đặc biệt trong trường hợp đất r ời có chứa nước, hệ thống thoát nước phải có hiệu quả cả với phần dưới mặt phá hoại có thể xảy ra phía sau kết cấu.

(6)P Phải đảm bảo rằng khối đất được chống đỡ có độ dự trữ an t oàn đủ l ớn để chống lại sự hoá lỏng dưới tác động động đất thiết kế.

7. 3 Các phương pháp phân tích

7.3.1 Các phương pháp chung

(1)P Bất kỳ phương pháp nào được thiết lập trên cơ sở các quá trình của động lực học kết cấu và đất, và cùng với các kinh nghiệm và các quan trắc, về nguyên tắc là có thể c hấp nhận được trong việc đánh giá độ an toàn của kết cấu tường c hắn đất.

(2) Các vấn đề sau đây cần được x ét đến:

a) Ứng x ử phi tuyến nói chung của đất trong tương tác động lực học v ới kết cấu tường chắn;

b) Các hiệu ứng quán tính đi kèm v ới với khối lượng của đất , của kết cấu, và của tất cả các tải tr ọng trọng lực có thể tham gia vào quá trình tương tác;

c) Các hiệu ứng thuỷ động gây ra bởi sự có mặt của nước trong đất phía sau tường và/hoặc bởi nước ở mặt ngoài của tường;

d) Sự tương thích giữa các biến dạng của đất, tường và giằng (nếu có).

7.3.2 Các phương pháp đơn giản hoá: phân tích tựa tĩnh

7. 3.2.1 Các mô hì nh cơ bản

(1)P Mô hình cơ bản áp dụng cho phương pháp phân tích tựa tĩnh phải bao gồm kết cấu tường chắn và móng của nó, lăng thể đất phía s au kết cấu được dự kiến ở trong trạng thái cân bằng giới hạn chủ động ( nếu kết cấu đủ mềm) cũng như bất kỳ tải t rọng nào tác dụng lên lăng thể đất và có thể là cả khối đất ở c hân tường, được xem như ở trong tr ạng thái cân bằng bị động.

(2) Để có được trạng thái c hủ động của đất, một dịch chuy ển đủ lớn của tường cần phải xảy ra trong suốt quá t rình động đất thiết kế, dịch chuyển này có thể được hình thành đối với kết cấu mềm khi bị uốn, và đối với các kết c ấu tr ọng lực khi bị trượthoặc xoay. Đối với mức dịch chuyển của tường cần thiết để phát triển trạng thái giới hạn chủ động, đề nghị xem 9. 5.3 của EN 1997-1:2004.

(3) Với các kết cấu cứng, như tường tầng hầm hoặc tường trọng lực nằm trên nền đá hoặc trên cọc sẽ phát s inh áp lực lớn hơn áp lực chủ động, và sẽ là hợp lí hơn nếu giả thiết đất ở trạng thái nghỉ như t rình bày ở E. 9. Điều này cũng được giả thiết cho tường c hắn có neo và không cho phép dịch chuyển.

7.3.2.2 Tác động động đất

(1)P Trong phương pháp tựa tĩnh, tác động động đất phải được mô tả bằng hệ các lực tĩnh tác dụng theo phương nằm ngang và phương thẳng đứng, lấy bằng tích của lực t rọng trường và hệ số động đất.

(2)P Tác động động đất theo phương thẳng đứng phải được xem xét tác dụng hướng lên trên hoặc hướng xuống dưới để tạo ra các hiệu ứng bất lợi nhất.

(3) Đối với một vùng có động đất, cường độ của các lực động đất tương đương phụ thuộc vào giá tr ị chuyển vị lâu dài có thể chấp nhận được và nằm trong giới hạn cho phép của giải pháp kết cấu đã được lựa chọn.

(4)P Khi thiếu các nghiên cứu cụ thể, các hệ số động đất theo phương ngang (kh) và phương đứng (kv) ảnh hưởng đến tất c ả các khối lượng phải được lấy là:

                                                         (7.1)

k_v = ±0,5k_h nếu a_vg/a_g lớn hơn 0,6                       (7.2)

kv = ±0,33k_h cho các trường hợp ngược lại        (7.3)

trong đó:

hệ số r lấy các giá trị trong Bảng 7.1, phụ thuộc vào dạng kết cấu tường chắn. Với các tường không cao quá 10m, hệ số động đất được coi như không thay đổi trên suốt chiều cao tường.

Bảng 7.1 - Các giá trị của hệ số r để tí nh toán hệ số động đất theo phương ngang

Dạng tường chắn	r
Tường t rọng lực với đầu tường tự do, có thể chấp nhận một chuyển vị đến dr =300a.S (mm) Tường trọng lực với đầu tường tự do có thể chấp nhận một chuy ển vị lên đến dr = 200a.S (mm) Tường bê tông cốt thép chịu uốn, tường được neo hoặc chống, tường bê tông cốt thép trên cọc thẳng đứng, tường t ầng hầm bị hạn chế chuyển vị và mố cầu	2   1,5   1

(5) Khi có các loại đất rời bão hoà nước và dễ phát triển áp lực nước lỗ rỗng cao thì:

a) Hệ số r của Bảng 7.1 nên lấy không lớn hơn 1,0.

b) Hệ số an toàn chống hoá lỏng không nên nhỏ hơn 2.

GHI CHÚ: Giá trị hệ số an toàn bằng 2 thu được từ việc áp dụng 7.2(6)P trong khuôn khổ của phương pháp đơn giản hoá ở 7.3.2.

(6) Với kết cấu tường chắn cao trên 10m và với các thông tin bổ sung cho hệ s ố r, xem E.2.

(7) Trừ tường t rọng lực , hiệu ứng của gia tốc theo phương thẳng đứng có thể bỏ qua đối với kết cấu tường chắn.

7.3. 2.3 Áp lực thiết kế của đất và nước

(1)P Tổng lực thiết kế tác dụng lên tường trong trường hợp động đất phải được t ính toán có xét đến điều kiện cân bằng giới hạn của mô hình được mô t ả trong 7. 3.2.1.

(2) Lực này có thể được đánh giá theo Phụ lục E.

(3) Lực thiết kế được đề cập đến trong (1) P của điều này phải được coi là hợp lực của áp lực tĩnh và động của đất.

(4)P Trong trường hợp không có các nghiên cứu chi tiết về độ cứng tương đối, dạng dịch chuyển và khối lượng tương đối của tường chắn thì điểm đặt của lực do áp lực động của đất nằm ở giữa chiều cao của tường.,

(5) Với các tường xoay tự do xung quanh chân tường thì lực động có thể xem như đặt tại cùng điểm với lực tác dụng tĩnh.

(6)P áp lực phân bố trên tường do tác động tĩnh và động t ạo v ới phương vuông góc của tường một góc không lớn hơn (2/ 3)ử đối với trạng thái chủ động và bằng 0 đối với trạng thái bị động.

(7)P Đối với đất nằm dưới mực nước ngầm cần có sự phân biệt giữa các điều kiện dễ thấm nước dưới tải trọng động, trong đó nước bên trong có thể chuyển động tự do trong cốt đất, và các điều kiện không thấm nước, trong đó về cơ bản không xảy ra thoát nước dưới tác động động đất.

(8) Đối với hầu hết các điều kiện thông thường và đối v ới các loại đất có hệ số thấm nhỏ hơn 5.10^-4 m/s, nước lỗ rỗng không tự do di chuyển trong khung đất, tác động động đất x ảy ra trong điều kiện về cơ bản là không thoát nước và đất có thể được xem như môi trường một pha.

(9)P Với các điều kiện không thấm thủy động, t ất cả các điều khoản trước phải được áp dụng, v ới điều kiện là khối lượng thể t íc h của đất và hệ số động đất theo phương ngang được điều chỉnh thích hợp.

(10) Các điều chỉnh đối với điều kiện không thấm thủy động có thể được tiến hành theo E.6 và E.7.

(11) P Với đất đắp thấm thủy động, các hiệu ứng gây ra bởi tác động động đất trong đất và trong nước phải được giả thiết là các hiệu ứng độc lập.

(12) Do đó, áp lực nước thuỷ động nên được cộng vào áp lực nước thuỷ tĩnh theo E.7. Điểm đặt của áp lực nước thuỷ động có thể được lấy tại một độ sâu dưới đỉnh của lớp bão hoà bằng 60% chiều cao của lớp đó.

7.3.2.4 Áp lực thuỷ động lên mặt ngoài của tường

(1)P Biến động lớn nhất (t ăng hoặc giảm) của áp lực (s o với áp lực thuỷ tĩnh hiện hữu) do sự dao động của nước trên mặthở của tường cần được x ét đến.

(2) Áp lực này có thể được đánh giá theo E. 8.

7.4 Kiểm tra độ bền và ổn định

7.4.1 Tính ổn đị nh của nền đất

(1)P Các kiểm tra dưới đây cần được thực hiện

- Ổn định tổng thể;

- Phá hoại cục bộ của đất.

(2)P Việc kiểm tra ổn định tổng thể phải được tiến hành theo các quy tắc trong 4.1.3. 4.

(3)P Khả năng chịu lực t ới hạn của nền phải được k iểm tra v ề phá hoại do trượt và về mặt mất khả năng chịu tải (xem 5.4.1.1).

7.4.2 Neo

(1)P Các loại neo (bao gồm đoan cáp tự do, bầu neo, các đầu neo và các cơ cấu khoá neo) phải có đủ độ bền và chiều dài để đảm bảo sự c ân bằng của lăng thể đất trong điều kiện động đất (xem 7.3.2.1), đồng thời phải có đủ khả năng chịu các biến dạng của nền do động đất gây ra.

(2)P Độ bền của neo phải được lấy theo các quy định trong EN 1997-1: 2004 ứng với các trạng thái giới hạn thiết kế động và dài hạn.

(3)P Cần đảm bảo rằng đất neo duy trì được độ bền yêu c ầu theo c hức năng neo trong s uốt quá trình động đất thiết kế và đặc biệt phải có đủ dự trữ an toàn c hống lại hiện tượng hoá lỏng.

(4)P Khoảng cách L_e giữa neo và tường phải vượt quá khoảng cách L_s được yêu cầu cho các tải trọng phi động đất.

(5) Khoảng cách L_e, với các neo ngàm trong đất có các đặc trưng tương tự với đất phía sau tường và v ới các điều k iện về cao độ mặt đất, có thể đánh giá theo biểu thức sau:

L_e = L_s(1+1,5a.S) (7.4)

7.4.3 Độ bền kết cấu

(1)P Cần chứng tỏ rằng, dưới t ổ hợp của tác động động đất c ùng với các tải trọng khác có thể phát sinh, có thể đạt được trạng tháI cân bằng mà không vượt độ bền thiết kế của tường và các cấu kiện chống đỡ.

(2)P Để đạt được mục đíc h đó, cần xem xét các trạng thái giới hạn thích hợp cho phá hoại kết c ấu trong 8.5 của EN 1997-1:2004.

(3)P Tất cả các c ấu kiện phải được kiểm tra để đảm bảo rằng chúng thoả mãn điều kiện sau:

R_d > E_d (7. 5)

trong đó:

R_d giá trị thiết kế của độ bền của c ấu kiện, được đánh giá như trong các trường hợp không động đất;

E_d giá trị thiết kế của các hiệu ứng tác động, thu được t ừ các kết quả phân tích trình bày trong 7.3.

PHỤ LỤC A (tham khảo)

CÁC HỆ SỐ KHUẾCH ĐẠI ĐỊA HÌNH

A.1 Phụ lục này đưa ra một số hệ số khuếch đại đơn giản hoá cho tác động động đất dùng trong phép kiểm tra ổn định mái dốc của đất. Các hệ số này, ký hiệu là S_T , là giá tr ị gần đúng ban đầu được x em xét độc lập v ới chu kỳ dao động cơ bản và do đó, nhân lên như mộthệ số tỷ lệ không đổi các toạ độ của phổ phản ứng thiết kế đàn hồi được cho trong Phần 1 của tiêu chuẩn này. Các hệ số khuếch đại này phải được ưu tiên áp dụng cho các mái dốc có sự thay đổi địa hình bất thường theo 2 c hiều, như các đỉnh kéo dài và vách có chiều cao trên 30m.

A.2 Với các góc dốc trung bình nhỏ hơn 150 thì các hiệu ứng v ề địa hình có thể bỏ qua, còn trong trường hợp đặc điểm địa hình cục bộ thay đổi rất bất thường thì cần có các nghiên cứu riêng. Với các góc lớn hơn thì áp dụng hướng dẫn s au:

a) Các vách và sườn dốc độc lập. Sử dụng giá trị S_T ≥ 1, 2 cho các vị trí gần cạnh đỉnh.

b) Các đỉnh có chiều rộng nhỏ hơn nhiều so với chiều rộng chân. Nên sử dụng giá trị S_T ≥ 1,4 ở

T

 gần đỉnh của các mái dốc v ới góc dốc tr ung bình lớn hơn 300 và giá trị S_T ≥ 1,2 cho các góc dốc nhỏ hơn;

c) Sự t ồn tại của các lớp đất rời rạc trên bề mặt. Khi xuất hiện các lớp đất rời r ạc trên bề mặt, giá trị nhỏ nhất S_T cho trong a) và b) nên t ăng thêm ít nhất 20%;

d) Sự biến thiên không gian của hệ số khuếch đại. Giá t rị của ST có thể được giả thiết là giảm t uyến tính theo chiều cao kể từ vách hoặc đỉnh, và được lấy bằng đơn vị tại chân mái dốc.

A.3 Nói chung, sự khuếch đại động đất cũng giảm nhanh chóng theo chiều sâu trong phạm vi đỉnh. Do đó, các ảnh hưởng địa hình được tính đến với các phân tích ổn định là lớn nhất và hầu hết chỉ là trên bề mặt dọc theo cạnh của đỉnh, và nhỏ hơn nhiều trên các mặt trượt sâu, nơi mà bề mặt phá hoại đi qua gần chân mái dốc . Trong trường hợp thứ 2, nếu áp dụng phương pháp phân t ích tựa tĩnh thì các ảnh hưởng địa hình có thể được bỏ qua.

PHỤ LỤC B (bắt buộc)

CÁC BIỂU ĐỒ THỰC NGHIỆM ĐỂ PHÂN TÍCH HOÁ LỎNG ĐƠN GIẢN HOÁ

B.1 Tổng quát.

Các biểu đồ thực nghiệm dùng để phân t íc h hoá lỏng đơn giản hoá trình bày tương quan ở hiện trường giữa các kết quả đo ở hi ện trường và các ứng suất cắt lặp được biết là nguyên nhân đã gây ra hiện tượng hoá lỏng trong các trận động đất trước đó. Trên trục ngang của các biểu đồ là một đặc trưng của đất đo được tại hiện trường, như sức kháng xuyên đã được chuẩn hoá hoặc vận tốc truyền sóng cắt n_s, còn trên trục đứng là ứng suất cắt lặp do động đất t_e , thường được chuẩn hoá với áp lực bản thân hữu hiệu s’_v0. Đường cong giới hạn của sức kháng lặp được hiển thị trên tất cả các biểu đồ, chia thành vùng không hoá lỏng (nằm ở phía bên phải) với vùng hoá lỏng có thể xảy ra (nằm ở phía bên trái và phía trên của đường cong). Đôi khi có hơn một đường cong được đưa ra, ví dụ tương ứng với các loại đất có các thành phần hạt mịn hoặc có các cường độ động đất khác nhau.

Ngoại trừ trường hợp sử dụng sức kháng xuyên tĩnh, không nên áp dụng các chỉ tiêu hoá lỏng thực nghiệm khi khả năng hoá lỏng xảy ra trong các lớp hoặc các vỉa đất dày không quá vài chục cm.

Khi hàm lượng cuội sỏi khá cao nhưng các số liệu quan trắc còn chưa đủ để thiết lập một biểu đồ hoá lỏng đáng tin cậy thì không thể loại trừ khả năng hoá lỏng.

B.2 Các biểu đồ dựa trên chỉ số SPT

Biểu đồ trên Hình B.1 nằm trong số các biểu đồ được sử dụng rộng rãi nhất cho c át sạch và cát bụi. Chỉ số SPT được chuẩn hoá v ới áp lực bản thân đất và với tỷ s ố năng lượng N1(60) theo cách đã mô tả trong 4.1.4.

Hoá lỏng dường như không xảy ra dưới một ngưỡng nào đó của t_e, vì ứng xử của đất là đàn hồi và không có sự tích lũy áp lực nước lỗ rỗng. Vì vậy đường cong giới hạn không được ngoại suy v ề gốc toạ độ. Để áp dụng tiêu chí này cho động đất có cường độ khác với M_S = 7,5, trong đó M_S là cường độ sóng mặt, thì nên nhân các tọa độ của các đường cong trong Hình B.1 với hệ số CM nêu trong Bảng B.1.

Bảng B.1 - Các gi á trị của hệ số CM

MS 5,5 6,0 6,5 7,0 8,0

CM 2,86 2,20 1,69 1,30 0,67

B.3 Các biểu đồ dựa trên sức kháng xuyên tĩnh CPT. Dựa trên nhiều nghiên cứu về sự tương quan giữa sức kháng xuyên tĩnh CPT và sức kháng của đất đối với hiện tượng hoá lỏng, các biểu đồ có dạng như Hình B.1 đã được thiết lập. Những tương quan trực tiếp như vậy nên được ưu tiên hơn những tương quan gián tiếp sử dụng mối quan hệ giữa c hỉ số SPT và sức kháng xuyên tĩnh CPT.

B.4 Các biểu đồ dựa trên vận tốc sóng cắt n_s. Đặc trưng này hứa hẹn như một chỉ tiêu hiện trường để đánh giá khả năng hoá lỏng trong đất thuộc loại khó lấy mẫu (như cát bụi hoặc cát) hoặc khó xuyên qua (như cuội). Gần đây đã có những tiến bộ đáng kể trong việc đo n_s tại hiện trường. Tuy nhiên, tương quan giữa n_s và sức kháng của đất đối với hiện tượng hoá lỏng vẫn còn đang trong giai đoạn phát triển và không nên sử dụng nếu không có sự trợ giúp của chuyên gia.

GHI CHÚ:

t_e/s'_vo ÿ tỷ số ứng suất lặp                                    đường cong 1: 35% hạt mịn

A ÿ cát sạch                                                        đường cong 2: 15% hạt mịn

B ÿ cát bụi                                                           đường cong 3: < 5% hạt mịn

Hình B.1 - Quan hệ giữa các tỷ số ứng suất gây ra hoá l ỏng và N₁( 60) cho cát sạch và cát bụi đối với động đất M_s = 7, 5

PHỤ LỤC C ( bắt buộc)

CÁC ĐỘ CỨNG TĨNH ĐẦU CỌC

C. 1 Độ cứng của cọc được định nghĩa như lực (mômen) đặt lên đầu cọc để tạo ra một chuyển vị (góc xoay) đơn vị theo cùng phương (các chuyển vị/ góc xoay theo các phương khác bằng 0), và được kí hiệu K_HH (độ cứng theo phương ngang), K_MM (độ cứng chống uốn) và K_HM = K_MH (độ cứng uốn - dịch ngang).

Các ký hiệu được sử dụng trong Bảng C.1:

E môđun đàn hồi của đất, bằng 3G;

E_P môđun đàn hồi của vật liệu cọc;

E_s môđun đàn hồi của đất tại độ sâu bằng đường kính cọc;

d đường kính cọc;

z chiều sâu hạ cọc.

Bảng C.1 - Các biểu thức độ cứng tĩnh của các cọc mềm hạ trong 3 loại đất

PHỤ LỤC D (tham khảo)

TƯƠNG TÁC ĐỘNG LỰC GIỮA ĐẤT VÀ KẾT CẤU ( SSI). CÁC HIỆU ỨNG CHUNG VÀ TẦM QUAN TRỌNG

D.1 Từ tương tác động lực giữa đất và kết cấu, phản ứng động đất của kết cấu đặt trên gối mềm, như kết cấu được đặt trên nền có khả năng bị biến dạng, sẽ khác với phản ứng của cùng kết cấu đó nhưng đặt trên nền cứng (ngàm ở chân) và c hịu một kích thích trường tự do tương đương, vì các lý do sau:

a) Chuyển dịch hệ móng đặt trên gối mềm sẽ khác với chuyển dịch của trường tự do và có thể bao gồm một thành phần dao động rất quan trọng của kết cấu bị ngàm ở chân;

b) Chu kỳ dao động cơ bản của kết cấu đặt trên gối mềm sẽ lớn hơn chu kỳ dao động cơ bản của kết cấu bị ngàm ở chân;

c) Các chu kỳ dao động tự nhiên, các dạng dao động và các hệ s ố mô hình từng phần của kết cấu đặt trên gối mềm sẽ khác với kết cấu bị ngàm ở chân;

d) Độ giảm chấn tổng thể của kết c ấu đặt trên gối mềm sẽ bao gồm cả độ giảm chấn bên trong và bên ngoài xảy ra tại bề mặt giữa đất và móng, ngoài độ giảm chấn của kết cấu bên trên.

D.2 Đối với phần lớn các công trình nhà công cộng, các hiệu ứng của tương tác giữa đất và kết cấu thường có lợi bởi chúng giảm mômen uốn và các lực cắt trong các cấu kiện khác nhau của kết cấu bên trên. Đối với các kết cấu được liệt kê trong chương 6 thí các hiệu ứng của tương tác giữa đất và kết cấu có thể là bất lợi.

PHỤ LỤC E (bắt buộc)

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐƠN GIẢN HÓA ĐỐI VỚI KẾT CẤU TƯỜNG CHẮN

E.1 Theo quan niệm, hệ số r được định nghĩa là tỷ số giữa giá trị gia tốc gây ra chuyển vị lâu dài lớn nhất ứng với các liên kếthiện hữu, và giá trị gia tốc ứng với trạng thái giới hạn cân bằng (bắt đầu chuyển vị). Do đó, đối với những tường cho phép chịu chuyển vị lớn hơn thì r có giá trị cao hơn.

E.2 Đối với các kết cấu tường chắn cao hơn 10m, có thể tiến hành phân tích theo bài toán một chiều với trường tự do của các sóng lan truy ền theo phương đứng và một giá trị a được ướce tính chính xác hơn, để sử dụng trong biểu thức (7.1), có thể lấy bằng giá trị trung bình của các gia tốc lớn nhất của đất theo phương ngang dọc theo chiều cao của kết cấu.

E.3 Tổng lực thiết kế tác dụng lên tường chắn tại lưng tường, E_d được cho bởi công thức sau:

E_d =                  (E.1)

trong đó:

H chiều cao tường

E_ws lực nước tĩnh;

E_wd lực nước động ( được định nghĩa dưới đây);

g* trọng lượng đơn vị của đất (định nghĩa sau đây trong E.5 tới E. 7);

K hệ số áp lực đất (tĩnh và động);

k_v hệ số động đất theo phương đứng (xem biểu thức ( 7.2) và (7.3)).

E.4 Hệ số áp lực đất có thể được tính toán theo các công thức Mononobe và Okabe:

Đối với các trạng thái chủ động:

nếu b ≤ f'_d - q

nếu b > f'd - q

Đối với các trạng thái bị động (không xét ma sát giữa đất và tường):

Trong các biểu thức trên có sử dụng các ký hiệu sau:

f'd giá trị thiết kế của góc kháng cắt của đất, nghĩa là

y và b các góc nghiêng của lưng tường và của bề mặt lớp đất đắp s o v ới phương ngang, như trong Hình E.1.

d_d giá trị thiết kế của góc ma sát giữa đất và tường, nghĩa là

;

q góc được định nghĩa trong E.5 đến E.7 dưới đây.

Biểu thức của các trạng thái bị động nên được ưu tiên sử dụng cho bề mặt tường thẳng đứng (y = 90^o).

E.5 Mực nước ngầm nằm bên dưới tường chắn – Hệ số áp lực đất

Ở đây sử dụng các thông số sau:

g* khối lượng thể tích  của đất    (E.5)

                                                     (E6)

E_wd = 0                                                              (E. 7)

trong đó:

k_h hệ số động đất theo phương nằm ngang (xem biểu thức (7.1)).

Mặt khác, có thể sử dụng các bảng và biểu đồ áp dụng cho điều kiện tĩnh (chỉ có tải trọng trọng trường) với các điều chỉnh sau:

                                                  (E.8)

và

                                                   (E.9)

toàn bộ hệ thống tường-đất được xoay thêm một góc tương ứng là q_A hoặc q_B. Gia tốc trọng trường được thay thế bằng giá trị sau:

g_A =                                                  (E.10)

hoặc

g_B =                                                  (E.11)

E.6 Đất không thấm nước khi c hịu tải trọng động nằm dưới mực nước ngầm ÿ Hệ số áp lực đất.

Ở đây sử dụng các thông số sau:

g* = g - g                                                                                                                        (E.12)

                                          (E.13)

E_wd = 0                                                              (E.14)

trong đó:

g trọng lượng đơn vị bão hoà của đất;

g_w trọng lượng đơn vị của nước.

E.7 Đất thấm nước khi chịu tải trọng động (độ thấm cao) nằm dưới mực nước ngầm Hệ số áp lực đất.

Ở đây áp dụng các thông số sau:

g* = g - g_w                                                           (E. 15)

                                          (E.16)

(                                       E. 17)

trong đó:

g_d trọng lượng đơn vị khô của đất;

H’ chiều cao mực nước ngầm tính từ chân tường

E.8 Áp lực thuỷ động lên bề mặt ngoài của tường.

Áp lực q(z) này có thể tính như s au:

q(z) =                                          (E. 18)

trong đó:

k_h hệ số động đất theo phương ngang với r = 1 (xem biểu thức (7.1));

h chiều cao mực nước tự do;

z tọa độ thẳng đứng huớng xuống với gốc toạ độ tại bề mặt nước.

E.9 Lực do áp lực đất tác dụng lên các kết cấu cứng

Đối với các kết cấu cứng và được ngàm cứng, trạng thái chủ động không thể phát t riển trong đất , và đối v ới một tường thẳng đứng và đất đắp sau lưng tường nằm ngang thì lực động do gia số áp lực đất có thể lấy bằng:

∆P_d= a.S.g .H²                              (E.19)

trong đó:

H chiều cao tường.

Điểm đặt lực có thể lấy ở trung điểm chiều cao tường.

Hình E.1 - Quy ước cho các góc trong công thức tính toán hệ số áp lực đất

PHỤ LỤC F (THAM KHẢO)

SỨC CHỊU TẢI ĐỘNG ĐẤT CỦA MÓNG NÔNG

F. 1 Biểu thức tổng quát. Độ ổn định chống lại sự phá hoại về khả năng chịu tải động đất của một móng nông dạng băng đặt trên bề mặt đất đồng nhất có thể được kiểm tra bằng biểu thức liên hệ giữa độ bền của đất, các ảnh hưởng của các tác động thiết kế (N_Ed , V_Ed, M_Ed) tại cao độ đặt móng, và các lực quán tính trong đất như sau:

trong đó:

N_max khả năng chịu lực cực hạn của móng dưới tác dụng của tải trọng đứng đúng tâm, được định nghĩa trong F.2 và F.3;

B chiều rộng móng;

 lực quán tính không thứ nguyên của đất được định nghĩa trong F.2 và F.3;

g_Rd hệ số của mô hình (các giá trị cho thông số này được cho trong F.6).

a, b, c, d, e, f, m, k, k’, c_T, c_M, c’_M, b, g là trị của các thông số phụ thuộc vào loại đất, được định nghĩa trong F. 4.

F. 2 Đất dính thuần tuý. Đối v ới đất dính thuần t uý hoặc đất rời bão hoà nước thì khả năng chịu lực cực hạn dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng đúng t âm N_max được xác định theo công thức:

                                       (F.3)

trong đó:

 sức kháng cắt không thoát nước của đất, c_u, đối với đất dính, hoặc sức kháng cắt không thoát nước khi chịu tải có chu kỳ, t_cy,u, đối với đất rời;

g_M hệ số riêng của tính chất vật liệu;

Lực quán tính không thứ nguyên của đất  được xác định theo công thức:

                                                (F. 4)

trong đó:

r khối lượng thể tích của đất;

a_g gia tốc thiết kế của nền loại A (a_g = g₁a_gR);

a_gR gia tốc tham chiếu lớn nhất của nền loại A;

g₁ hệ số tầm quan trọng;

S hệ số của đất được định nghĩa trong 3.2.2.2, Phần 1 của tiêu chuẩn này.

Các điều kiện hạn chế dưới đây được áp dụng cho biểu thức khả năng chịu lực tổng quát:

                                             (F. 5)

F.3 Đất rời thuần tuý. Đối v ới đất khô và rời hoặc đất rời bão hòa nhưng không phát sinh áp lực nước lỗ r ỗng đáng k ể, khả năng chịu tải cực hạn của móng dưới tác dụng của tải t rọng thẳng đứng đúng tâm N_max được xác định theo công thức sau:

                               (F.6)

trong đó:

g gia tốc trọng trường;

a_v gia tốc nền theo phương thẳng đứng, có thể lấy bằng 0,5a_g.S và

N_g hệ số khả năng chịu tải, một hàm của góc kháng cắt thiết kế của đất fÿ_d (giá trị fÿ_d bao gồm hệ số đặc trưng vật liệu g_M của 3. 1(3), xem E.4).

Lực quán tính không thứ nguyên trong đất  cho bởi công thức:

                                                 (F.7)

Điều kiện hạn chế sau được áp dụng cho biểu thức tổng quát:

0 <  ≤ (1 - m)k'                                          (F.8)

F. 4 Trị số của các thông số. Các giá trị của các thông số trong biểu thức chung biểu diễn khả năng chịu tải đối với các loại đất trong F.2 và F.3, được cho trong Bảng F. 1.

Bảng F. 1- Giá trị của các thông số dùng trong biểu thức (F.1)

a b	Đất dính thuần tuý 0,70 1,29	Đất rời thuần tuý 0,92 1,25
c	2,14	0,92
d	1,81	1,25
e	0,21	0,41
f	0,44	0,32
m	0,21	0,96
k	1,22	1,00
k'	1,00	0,39
cT	2,00	1,14
cM	2,00	1,01
c'M	1,00	1,01
b	2,57	2,90
g	1,85	2,80

F. 5 Trong hầu hết các điều kiện thông thường  có thể lấy bằng 0 đối với đất dính. Đối với đất

2

 rời  có thể được bỏ qua nếu a_g .S < 0,1g (nghĩa là a_g.S < 0,98m/s² ).

F. 6 Hệ số mô hình g_Rd lấy theo các giá trị cho trong Bảng F. 2.

Bảng F. 2- Giá trị của các hệ số mô hình g_Rd

Cát chặt vừa đến chặt	Cát rời, khô	Cát rời, bão hoà	Sét không nhạy	Sét nhạy
1,00	1,15	1, 50	1,00	1,15