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Die Tragfähigkeit des Bodens ist definiert als die Fähigkeit des Bodens, die vom Fundament kommenden Lasten zu tragen. Der Druck, dem der Boden gegen Last leicht widerstehen kann, wird zulässiger Lagerdruck genannt.

Arten von Tragfähigkeit des Bodens

Im Folgenden sind einige Arten von Tragfähigkeit des Bodens:

Ultimative Tragfähigkeit (qu)

Der Bruttodruck an der Basis des Fundaments, bei dem der Boden versagt, wird als ultimative Tragfähigkeit bezeichnet.

Netto-Tragfähigkeit (qnu)

Wenn wir den Überlastungsdruck von der endgültigen Tragfähigkeit vernachlässigen, erhalten wir die Netto-Tragfähigkeit.

Wobei= Einheitsgewicht des Bodens, Df = Tiefe des Fundaments

Net Safe Bearing Capacity (qns)

Wenn nur ein Scherversagen berücksichtigt wird, wird die endgültige Nettolagerkapazität durch einen bestimmten Sicherheitsfaktor geteilt, um die sichere Nettolagerkapazität zu erhalten.

qns = qnu / F

Wobei F = Sicherheitsfaktor = 3 (üblicher Wert)

Brutto sichere Tragfähigkeit (qs)

Wenn die ultimative Tragfähigkeit durch den Sicherheitsfaktor geteilt wird, ergibt sich eine brutto sichere Tragfähigkeit.

qs = qu/F

Net safe Settlement pressure (qnp)

Der Druck, mit dem der Boden tragen kann, ohne die zulässige Setzung zu überschreiten, wird als net Safe Settlement Pressure bezeichnet.

Nettozulässiger Lagerdruck (qna)

Dies ist der Druck, den wir für die Konstruktion von Fundamenten verwenden können. Dies ist gleich dem sicheren Nettolagerdruck, wenn qnp > qns. Im umgekehrten Fall ist es gleich dem Netto-Safe-Settlement-Druck.

Berechnung der Tragfähigkeit

Für die Berechnung der Tragfähigkeit des Bodens gibt es so viele Theorien. Aber alle Theorien werden durch Terzaghis Tragfähigkeitstheorie ersetzt.

Terzaghis Tragfähigkeitstheorie

Terzaghis Tragfähigkeitstheorie ist nützlich, um die Tragfähigkeit von Böden unter einem Streifenfundament zu bestimmen. Diese Theorie gilt nur für flache Fundamente. Er betrachtete einige Annahmen, die wie folgt sind.

1. Die Basis des Streifenfundaments ist rau.
2. Die Tiefe des Fundaments ist kleiner oder gleich seiner Breite, d. H. flacher Stand.
3. Er vernachlässigte die Scherfestigkeit des Bodens oberhalb des Fußbodens und ersetzte ihn durch gleichmäßigen Zuschlag. ( Df)
4. Die auf den Standfuß wirkende Last ist gleichmäßig verteilt und wirkt in vertikaler Richtung.
5. Er nahm an, dass die Länge des Fußes unendlich ist.
6. Er betrachtete die Mohr-Coulomb-Gleichung als maßgeblichen Faktor für die Scherfestigkeit des Bodens.

Wie in der obigen Abbildung gezeigt, ist AB die Basis des Fundaments. Er teilte die Scherzonen in 3 Kategorien ein. Zone -1 (ABC), die sich unter der Basis befindet, verhält sich so, als wäre sie Teil des Fundaments. Zone -2 (CAF und CBD) wirkt als radiale Scherzonen, die von den schrägen Kanten AC und BC begrenzt werden. Zone -3 (AFG und BDE) wird als passive Zonen von Rankine bezeichnet, die Energie (y Df) aus der obersten Bodenschicht aufnehmen.Aus der Gleichgewichtsgleichung Abwärtskräfte = Aufwärtskräfte

Belastung aus dem Stand x Gewicht des Keils = passiver Druck + Kohäsion x CB sin

Wobei Pp = resultierender passiver Druck = (Pp) y + (Pp) c + (Pp) q(Pp)y wird abgeleitet, indem das Gewicht des Keils BCDE berücksichtigt und Kohäsion und Zuschlag Null gemacht werden.(Pp) c wird unter Berücksichtigung der Kohäsion und unter Vernachlässigung von Gewicht und Zuschlag abgeleitet.(Pp) q ergibt sich aus der Berücksichtigung des Zuschlags und der Vernachlässigung von Gewicht und Kohäsion.DaherDurch ErsetzenSchließlich erhalten wir qu = c’NC + y Df Nq + 0,5 y B nDie obige Gleichung wird als Terzaghis Tragfähigkeitsgleichung bezeichnet. Wobei qu die ultimative Tragfähigkeit und Nc, Nq, Ny die Tragfähigkeitsfaktoren des Terzaghi sind. Diese dimensionslosen Faktoren sind abhängig vom Winkel des Scherwiderstands ().Gleichungen, um die Tragfähigkeitsfaktoren zu finden, sind:WobeiKp = Koeffizient des passiven Erddrucks.Für verschiedene Werte vonsind die Tragfähigkeitsfaktoren unter allgemeinem Scherversagen in der folgenden Tabelle angeordnet.

	Nc	Nq	Neu
0	5.7	1	0
5	7.3	1.6	0.5
10	9.6	2.7	1.2
15	12.9	4.4	2.5
20	17.7	7.4	5
25	25.1	12.7	9.7
30	37.2	22.5	19.7
35	57.8	41.4	42.4
40	95.7	81.3	100.4
45	172.3	173.3	297.5
50	347.5	415.1	1153.2

Schließlich, um die Tragfähigkeit unter Streifenfundament zu bestimmen, können wir

qu = c’Nc + Df Nq + 0.5 B Ny

Durch die Modifikation der obigen Gleichung, Gleichungen für quadratische und kreisförmige Fundamente sind ebenfalls gegeben und sie sind.Für quadratischen Fuß

qu = 1,2 c’Nc + Df Nq + 0,4 B Ny

Für kreisförmigen Fuß

qu = 1,2 c’Nc +Df Nq + 0,3 B Ny

Hansens Tragfähigkeitstheorie

Für kohäsive Böden sind die durch Terzaghis Tragfähigkeitstheorie erhaltenen Werte mehr als die experimentellen Werte. Es zeigt jedoch die gleichen Werte für kohäsionslose Böden. Also modifizierte Hansen die Gleichung, indem er Form-, Tiefen- und Neigungsfaktoren berücksichtigte.Nach Hansens

qu = c’Nc Sc dc ic + Df Nq Sq dq iq + 0,5 B Ny Sy dy iy

Wobei Nc, Nq, Ny = Hansens Tragfähigkeitsfaktorensc, Sq, Sy = Formfaktorendc, dq, dy = Tiefenfaktorenic, iq, iy = Neigungsfaktorenlagerkapazitätsfaktoren werden durch folgende Gleichungen berechnet.Für verschiedene Werte vonDie Tragfähigkeitsfaktoren werden in der folgenden Tabelle berechnet.

	Nc	Nq	Ny
0	5.14	1	0
5	6.48	1.57	0.09
10	8.34	2.47	0.09
15	10.97	3.94	1.42
20	14.83	6.4	3.54
25	20.72	10.66	8.11
30	30.14	18.40	18.08
35	46.13	33.29	40.69
40	75.32	64.18	95.41
45	133.89	134.85	240.85
50	266.89	318.96	681.84

Formfaktoren für verschiedene Fußformen sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Fußform	Sc	Sq	Sy
Kontinuierlich	1	1	1
Rechteckig	1+0,2 B/L	1+0,2B/L	1-0,4B/L
Quadrat	1.3	1.2	0.8
Rundschreiben	1.3	1.2	0.6

Tiefenfaktoren werden gemäß der folgenden Tabelle berücksichtigt.

Tiefenfaktoren	Werte
dc	1+0.35(D/B)
dq	1+0.35( D/B)
dy	1.0

In ähnlicher Weise werden Neigungsfaktoren aus der folgenden Tabelle betrachtet.

Neigungsfaktoren	Werte
ic	1 –
iq	1 – 1.5 ( H /V)
iy	(iq)2

Wobei H = horizontale Komponente der Schräglastb = Breite des Fußesl = Länge des Fußes.