استفاده از روابط تحلیلی
باربری فشاری Rc را میتوان از رابطه زیر به دست آورد :
در رابطهی فوق :
Rb مقاومت نوک شمع و Rs مقاومت جداره شمع است که مقادیر آن را می توان با استفاده از روابط زیر به دست آورد :
در این روابط :
qb = ظرفیت باربری نوک شمع
Ab = مساحت موثر سطح قاعده نوک شمع
qsi = ظرفیت باربری جداره شمع در لایه i
Asi = مساحت موثر سطح جانبی شمع در لایه i
مقادیر qb و qsi را می توان با استفاده از روابط محاسباتی معتبر و بر اساس پارامترهای حاصل از نتایج مطالعات ژئوتکنیک یا بهره گیری از نتایج آزمایش های برجا به دست آورد :
الف - ظرفیت باربری نوک شمع qb را می توان از رابطه زیر به دست آورد :
که در آن C چسبندگی خاک در اطراف و زیر و نوک شمع و q تنش موثر قائم در تراز نوک شمع است .
برای محاسبه N*c و N*q باید از روابط معتبری مانند “ مایرهوف ” ، “ وسیک ” ، “ جانبو ” ، “ کولهاوی ” (مخصوص شمع های درجاریز) یا هر روش دیگری که در مراجع معتبر آمده است ، استفاده نمود .
مقاومت نوک را در خاک های چسبنده رسی می توان از رابطه زیر به دست آورد :
که در آن Su حداقل مقاومت برشی زهکشی نشده خاک رس در تراز نوک شمع است. Nt ضریب ظرفیت باربری است که تابعی از قطر شمع است و به شرح زیر تعیین میشود :
- برای قطر شمع کوچکتر از ۰/۵m برابر ۹
- برای قطر شمع بین ۰/۵m تا ۱m برابر ۷
- برای قطر شمع بزرگتر از ۱m برابر ۶
ب - مقاومت باربری جدار شمع در لایه qsi ، i را می توان از هریک از روش های تنش کل ( مانند α ) یا تنش موثر ( مانند β ) محاسبه نمود.
در روش تنش کل مقدار qsi از فرمول زیر حاصل میگردد :
که در آن Su مقاوت برشی زهکشی نشده و α ضریبی است که در محدوده ۰/۳ تا ۱ تغییر میکند.
بر اساس روش تنش موثر β ، مقاومت واحد جداری شمع در خاک های غیر چسبنده و در هر عمق z در طول شمع از رابطه زیر به دست می آید :
که در آن β فاکتور مقاومت جدار و σ'v تنش قائم موثر خاک در کنار شمع در عمق z است . فاکتور مقاومت جداری β به طور کلی در دامنه ۰/۲ تا ۱/۵ تغییر می کند.
پ - در انتخاب روابط تحلیلی برای استفاده در یک پروژه باید به عوامل زیر توجه شود:
نوع خاک شامل دانه بندی کانی شناسی شکل دانه ها پیش تحکیمی قابلیت تراکم یا فشردگی و تراوایی روش اجرای شمع شامل شمع های در جاریز با رانده شده (کوبشی یا ارتعاشی) طول، قطر و مصالح شمع.
نوع آزمایش خاک شامل شرایط زهکشی سرعت بارگذاری میزان دست خوردگی .....
ت - در محاسبه مقاومت نوک شمع باید به مقاومت ناحیه ای از زمین که بر روی آن تأثیر می گذارد توجه داشت. در این رابطه باید اثرات لایه ضعیف در این ناحیه را که بر روی مقاومت نوک شمع تأثیر قابل ملاحظه دارد به حساب آورد. در مواردی که لایه ضعیفی در ژرفای کمتر از ۳ برابر قطر نوک شمع در زیر آن وجود دارد، باید سازوکار گسیختگی سوراخ کننده را در محاسبات ظرفیت باربری منظور داشت.
تصویر ۱
تصویر ۲
تصویر ۳
تصویر ۴
تصویر ۵
تصویر ۶