phân tích đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường cho công trình lancaster quận 4

Nội dung của luận văn “Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường cho công trình Lancaster quận 4” nhằm tổng hợp các phương pháp tính toán khả năng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

HUỲNH NGÔ ANH VĂN

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG CHO

CÔNG TRÌNH LANCASTER QUẬN 4

ANALYSIS AND EVALUATION OF PILE BEARING CAPACITY BASED ON IN-SITU TESTING RESULTS AT PROJECT

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Bùi Trường Sơn

2 TS Nguyễn Trung Kiên – Thư ký hội đồng

3 TS Lê Trọng Nghĩa – Uỷ viên, phản biện 1

4 TS Phạm Văn Hùng – Uỷ viên, phản biện 2

5 ThS Phạm Hoàng Nhân – Uỷ viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: HUỲNH NGÔ ANH VĂN MSHV: 2070504

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 8580211

- Tổng hợp và phân tích đánh giá khả năng chịu tải của cọc từ kết quả thí

nghiệm cọc bằng hộp nén Osterberg để căn cứ so sánh

- Tính toán đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo các phương pháp khác nhau căn cứ theo các kết quả thí nghiệm hiện trường

- Phân tích so sánh khả năng chịu tải được tính theo các phương pháp khác nhau và đánh giá mức độ tin cậy của phương pháp đánh giá khả năng chịu tải của cọc

Nội dung:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về khả năng chịu tải của cọc

Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán, đánh giá khả năng chịu tải cọc từ kết quả thí

nghiệm Osterberg

Chương 3: Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm

hiện trường cho công trình Lancaster quận 4

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 04/09/2023

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 18/12/2023

Tp HCM, ngày 18 tháng 12 năm 2023

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS BÙI TRƯỜNG SƠN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS LÊ BÁ VINH

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

PGS.TS LÊ ANH TUẤN

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành khoá học, ngoài nỗ lực bản thân còn có sự hướng dẫn, giúp đỡ nhiệt tình của quý thầy cô, đồng nghiệp, bạn bè

và gia đình

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Bùi Trường Sơn, là người đã

tận tâm hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hướng dẫn hoàn thành luận văn thạc sỹ này

Tôi xin chân thành tri ân sâu sắc đến quý thầy cô trong bộ môn Địa Cơ Nền Móng

và các thầy cô đã trực tiếp giảng dạy trong thời gian học tập tại trường Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự quan tâm động viên và giúp đỡ của bạn bè và đồng nghiệp đã tạo điều kiện tốt để tôi hoàn thành khoá học

Cuối cùng xin gửi đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp tại cơ quan đang công tác lòng biết ơn vì đã luôn động viên, giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập Xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 18 tháng 12 năm 2023

Học viên Huỳnh Ngô Anh Văn

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Thí nghiệm kiểm tra khả năng chịu tải cọc Osterberg với những ưu điểm nổi bật như tiết kiệm thời gian, chi phí và có thể đánh giá chi tiết thành phần chịu tải sức kháng mũi và sức kháng bên Cụ thế cho công trình Lancaster quận 4, thành phố Hồ Chí Minh sử dụng thí nghiệm Osterberg để kiểm tra khả năng chịu tải cọc khoan nhồi TP1 D1500 với chiều sâu mũi cọc đến -85m Với kết quả thu được từ thí nghiệm Osterberg, sử dụng phương pháp ngoại suy của Chin – Kondner và phương pháp hồi quy tuyến tính để xây dựng đường cong quan hệ tải trọng chuyển vị đầu cọc tương đương Từ đó, sử dụng các phương pháp để đánh giá khả năng chịu tải như phương pháp Cannadian Foundation Engineering Manual (1985), Chin-Kondner, Davission-Offset limit, Fuller & Hoy, 80% Brinch Hansen, Decourt, De Beer

Nội dung luận văn tập trung tính toán và phân tích khả năng chịu tải từ các thí nghiệm trong phòng (chỉ tiêu cơ lý, chỉ tiêu cường độ), thí nghiệm hiện trường (thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, thí nghiệm nén ngang trong hố khoan) để đưa ra đánh giá mức độ tin cậy của các phương pháp tính cho dự án Lancaster quận 4

Kết quả so sánh thu được từ luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo hữu ích trong lực chọn phương pháp tính toán đánh giá khả năng chịu tải cọc đáng tin cậy nhất cho công tác thiết kế và thi công

SUMMARY

The Osterberg pile test has outstanding advantages such as saving time, cost and being able to evaluate in detail the load-bearing components of pile tip and side friction At the Lancaster project in District 4, Ho Chi Minh City, the Osterberg test was used to test the load-bearing capacity of TP1 D1500 bored piles with a pile tip level -85m With the results of the Osterberg testing, use Chin - Kondner's extrapolation method and linear regression method to build the equivalent pile head load-displacement curve From there, using many methods to evaluate load-bearing capacity such as Cannadian Foundation Engineering Manual (1985), Chin-Kondner, Davission-Offset limit, Fuller & Hoy, 80% Brinch Hansen, Decourt, De Beer

The content of the thesis focuses on calculating and analyzing load-bearing capacity from laboratory tests (physical and mechanical criteria, strength criteria), in-situ tests (standard penetration test, pressuremeter test) to evaluate the reliability of calculation methods for the Lancaster District 4 project

The comparative results obtained from the thesis can be used as a useful reference

in choosing the most reliable calculation method to assess pile load capacity for design and construction work

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ này do chính tôi thực hiện dưới sự hướng

dẫn của Thầy PGS.TS Bùi Trường Sơn Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn

là trung thực và chưa được công bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được nêu rõ nguồn gốc

TP.HCM, ngày 18 tháng 12 năm 2023

Học viên Huỳnh Ngô Anh Văn

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ ii

LỜI CẢM ƠN iv

TÓM TẮT LUẬN VĂN v

SUMMARY vi

LỜI CAM ĐOAN vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH xi

DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Phương pháp nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC 4

1.1 Xác định khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm đất trong phòng [1] 4

1.1.1 Khả năng chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 4

1.1.2 Khả năng chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền [13], [15] 13

1.2 Khả năng chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường 16

1.2.1 Khả năng chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn [1] 16

1.2.2 Khả năng tải cọc theo thí nghiệm nén ngang trong hố khoan PMT 20

1.3 Kết luận chương 1 28

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỌC TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM OSTERBERG 30

2.1 Tổng quan thí nghiệm OSTERBERG (O-CELL) [9],[10] 30

2.2 Thiết bị và nguyên lý thí nghiệm 31

2.3 Quy trình thí nghiệm và diễn dịch kết quả 34

2.4 Cơ sở lý thuyết ngoại suy biểu đồ thử tĩnh cọc 40

2.4.1 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị đầu cọc tương đương 40

2.4.2 Ngoại suy đường quan hệ tải trọng – chuyển vị 41

2.5 Các phương pháp tính khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm nén tĩnh [8] 42 2.5.1 Phương pháp Offset Limit 42

2.5.2 Phương pháp Chin-Kondner 44

2.5.3 Phương pháp De Beer 46

2.5.4 Phương pháp Decourt 46

2.5.5 Phương pháp 80% Brinch Hansen 47

2.5.6 Phương pháp của Cannadian Foundation Engineering Manual (1985) 49 2.5.7 Phương pháp Fuller và Hoy 50

2.5.8 Phương pháp Butler và Hoy 50

2.6 Kết luận chương 2 51

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỌC THEO THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG CHO CÔNG TRÌNH LANCASTER, QUẬN 4 52

3.1 Giới thiệu dự án và các dữ liệu sử dụng 52

3.1.1 Giới thiệu dự án 52

3.1.2 Điều kiện địa chất công trình [16] 53

3.1.3 Hệ thống kết cấu nền móng 58

3.1.4 Thí nghiệm Osterberg kiểm tra khả năng chịu tải cọc khoan nhồi 59

3.2 Phân tích đánh giá khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm Osterberg 62

3.2.1 Tính đàn hồi thân cọc 65

3.2.2 Tải phân bố dọc theo thân cọc từ dữ liệu đo bằng strain gauges 66

3.2.3 Tính ma sát đơn vị 68

3.2.4 Quan hệ tải trọng – chuyển vị đầu cọc 69

3.2.5 Tính toán khả năng chịu tải cọc theo các phương pháp 70

3.3 Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm trong phòng và hiện trường cho công trình Lancaster, quận 4 79

3.3.1 Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý 79

3.3.2 Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ 80

3.3.3 Khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 81

3.3.4 Khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm nén ngang trong hố khoan 82

3.4 Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải cọc theo các phương pháp tính toán từ

thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm Osterberg kiểm tra 84

3.4.1 Ma sát thân cọc theo thí nghiệm thử cọc O-Cell và thí nghiệm hiện trường SPT, PMT 85

3.4.2 Đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo thí nghiệm trong phòng, hiện trường và thử tĩnh cọc O-Cell 90

3.5 Kết luận chương 3 92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

PHỤ LỤC A 97

PHỤ LỤC B 106

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Biểu đồ xác định hệ số  15

Hình 1.2 Biểu đồ xác định hệ số p và fL 19

Hình 1.3 Sơ đồ xác định áp lực giới hạn tương đương dưới mũi cọc 21

Hình 1.4 Cách tính diện tích và chu vi một số loại cọc 22

Hình 1.5 Biểu đồ xác định ma sát hông fL của cọc theo pL 25

Hình 1.6 Biểu đồ xác định ma sát hông qs của cọc theo pL (Bustamante et al., 2009) 27

Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm Osterberg 30

Hình 2.2 Hộp O-cell 31

Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm Osterberg cho cọc đúc sẵn 32

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm Osterberg cho cọc nhồi 33

Hình 2.5 Ký hiệu các chuyển vị 34

Hình 2.6 Biểu đồ lực dọc trong cọc 36

Hình 2.7 Biểu đồ chuyển vị của O-cell và đầu cọc 38

Hình 2.8 Biểu đồ chu kì gia tải 38

Hình 2.9 Biểu đồ chuyển vị theo thời gian gia tải 38

Hình 2.10 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị đầu cọc tương đương 40

Hình 2.11 Phương pháp ngoại suy biểu đồ tải trọng – chuyển vị theo Chin-Kondner 41

Hình 2.12 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Offset Limit 42 Hình 2.13 Đường phá hoại Offset Limit không giao với đường cong tải trọng – chuyển vị 43

Hình 2.14 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Chin - Konder 45

Hình 2.15 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp De Beer 46

Hình 2.16 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Decourt và biểu đồ kết quả thí nghiệm tương ứng 47

Hình 2.17 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp 80% Brinch

Hansen 48

Hình 2.18 Phương pháp của Cannadian Foundation Engineering Manual (1985) 49

Hình 2.19 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Fuller và Hoy , Butler và Hoy 50

Hình 3.1 Phối cảnh và vị trí dự án Lancaster,quận 4 52

Hình 3.2 Mặt bằng vị trí các hố khoan 53

Hình 3.3 Mặt cắt địa chất công trình tại hố khoan BH1, BH2, BH3, BH4 và BH5 54 Hình 3.4 Biểu đồ trị số N, dung trọng γ và độ ẩm W theo độ sâu 55

Hình 3.5 Biểu đồ hệ số rỗng e, giới hạn chảy LL và chỉ số dẻo IP theo độ sâu 56

Hình 3.6 Biểu đồ lực dính c, góc ma sát φ theo độ sâu và áp lực nén ngang theo độ sâu thí nghiệm PMT 57

Hình 3.7 Mặt bằng cọc khoan nhồi tháp T2 58

Hình 3.8 O-cell được lắp đặt bên trong lồng thép cọc khoan nhồi 59

Hình 3.9 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị cọc TP01 61

Hình 3.10 Biểu đồ tải trọng – thời gian cọc TP01 61

Hình 3.11 Biểu đồ chuyển vị - thời gian cọc TP01 61

Hình 3.12 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị lên và chuyển vị xuống của O-cell 62

Hình 3.13 Biểu đồ ngoại suy của Chin – Kondner 63

Hình 3.14 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị lên, xuống và tương đương 64

Hình 3.15 Biểu đồ quan hệ tải trọng - chuyển vị tương đương 65

Hình 3.16 Biểu đồ độ cứng thân cọc TP01 66

Hình 3.17 Biểu đồ phân phối tải trọng ứng với từng cấp gia tải 67

Hình 3.18 Ma sát đơn vị dọc thân cọc TP01 ứng với từng cấp tải 68

Hình 3.19 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị tại đầu cọc TP01 70

Hình 3.20 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo De Beer 71

Hình 3.21 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Decourt 72

Hình 3.22 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo 80% Brinch Hansen 73 Hình 3.23 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Fuller&Hoy 74

Hình 3.24 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Davission-Offset Limit

75

Hình 3.25 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Chin-Kondner 76

Hình 3.26 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo CFEM 77

Hình 3.27 Khả năng chịu tải cọc TP01 từ thí nghiệm Osterberg theo các phương pháp 78

Hình 3.28 So sánh khả năng chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý và cường độ (UU và CU) 80

Hình 3.29 So sánh khả năng chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT và PMT 83

Hình 3.30 Ma sát đơn vị dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell và PMT 85

Hình 3.31 Ma sát đơn vị dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell và SPT 86

Hình 3.32 Ma sát đơn vị dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell, PMT và SPT 87

Hình 3.33 Ma sát dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell và PMT 88

Hình 3.34 Ma sát dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell, PMT và SPT 89

Hình 3.35 Trung bình khả năng chịu tải cọc theo các phương pháp 91

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc đóng hoặc ép qb 6

Bảng 1.2 Cường độ sức kháng trên thân cọc đóng hoặc ép fi 7

Bảng 1.3 Các hệ số điều kiện làm việc của đất cq và cf cho cọc đóng hoặc ép 8

Bảng 1.4 Tên đất theo phân phối hạt 9

Bảng 1.5 Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất cf 10

Bảng 1.6 Các hệ số 1, 2 , 3 và 4 trong công thức (1.6) & (1.7) 12

Bảng 1.7 Cường độ sức kháng qb của đất dính dưới mũi cọc nhồi 13

Bảng 1.8 Giá trị các hệ k, ZL và N’q cho cọc trong đất cát 16

Bảng 1.9 Các hệ số hiệu chỉnh cho thí nghiệm SPT (Skempton, 1986) 19

Bảng 1.10 Giá trị k cho cọc theo tóm tắt LCPC - SETRA (1985) 22

Bảng 1.11 Chọn loại đường cong để xác định giá trị fL 23

Bảng 1.12 Mô tả phân loại 418 cọc được phân tích (Bustamante et al.,2009) 26

Bảng 1.13 Giá trị hệ số khả năng chịu tải kp (Bustamante et al., 2009) 27

Bảng 1.14 Chọn loại đường cong Qi để xác định giá trị ma sát hông qs 28

Bảng 3.1 Chi tiết kỹ thuật hộp Osterberg sử dụng cho cọc TP1 60

Bảng 3.2 Thông số thân cọc 65

Bảng 3.3 Quan hệ tải trọng – chuyển vị thân cọc 90

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đối với các công trình có tải trọng lớn, móng cọc là giải pháp nền móng có nhiều

ưu điểm nổi bật về khả năng chịu lực, thuận tiện thực hiện thi công do đa dạng về phương pháp thi công Việc đánh giá khả năng chịu tải của cọc chính xác có vai trò quan trọng và cấp thiết trong tính toán thiết kế nền móng công trình, đặc biệt với công trình có tải trọng lớn Do thí nghiệm hiện trường thể hiện ứng xử của nền đất phù hợp với điều kiện thực tế nên các giá trị thu nhận được cho phép sử dụng để tính toán thiết kế nền móng phù hợp và đáng tin cậy hơn Theo tiêu chuẩn khảo sát Địa kỹ thuật cho nhà cao tầng, thí nghiệm nén ngang là yêu cầu bắt buộc Tuy nhiên, các hồ sơ thiết kế thường sử dụng các đặc trưng cơ lý từ kết quả thí nghiệm trong phòng để dự tính khả năng chịu tải của cọc và kết quả tính toán thường chênh lệch đáng kể so với kết quả thí nghiệm cọc hiện trường

Nội dung của luận văn “Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết

quả thí nghiệm hiện trường cho công trình Lancaster quận 4” nhằm tổng hợp

các phương pháp tính toán khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm trong phòng, hiện trường và so sánh giá trị khả năng chịu tải của cọc tính toán được với kết quả thí nghiệm Osterberg kiểm tra khả năng chịu tải cọc tại hiện trường Kết quả này cho phép đánh giá mức độ tin cậy về giá trị tính toán khả năng chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm trong phòng, hiện trường nhằm kiến nghị lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp

2 Mục tiêu nghiên cứu

Căn cứ các kết quả tính toán khả năng chịu tải cọc từ các thí nghiệm hiện trường, phân tích so sánh giá trị khả năng chịu tải tính toán theo các phương pháp khác nhau

Phân tích đặc điểm tính toán đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm nén ngang trong hố khoan (PMT) và đánh giá mức độ tin cậy của phương pháp này

Phân tích so sánh giá trị khả năng chịu tải với kết quả kiểm tra thực tế Kết luận về

độ tin cậy của kết quả tính toán từ đó lựa chọn phương pháp đánh giá khả năng chịu tải hợp lí cho cọc

3 Phương pháp nghiên cứu

Thu thập các tài liệu nghiên cứu liên quan đến việc tính toán khả năng chịu tải cọc theo các thí nghiệm trong phòng, hiện trường (SPT và PMT) và thí nghiệm thử cọc Osterberg

Thu thập dữ liệu địa chất với đầy đủ các thí nghiệm được sử dụng trong nghiên cứu này và thông số cọc được thiết kế, cụ thể trong dự án Lancaster quận 4

Từ dữ liệu địa chất, tiến hành tính toán và đánh giá các giá trị khả năng chịu tải cọc theo các thí nghiệm trong phòng, hiện trường (SPT và PMT) Sau đó, sử dụng số liệu thử cọc theo Osterberg để tính toán và đánh giá khả năng chịu tải cọc Qua đó, đánh giá các phương pháp tính toán khả năng chịu tải cọc và lựa chọn giá trị phù hợp Đồng thời, tiến hành phân tích ma sát dọc thân cọc theo các phương pháp tính toán và giá trị thu được từ thí nghiệm thử cọc O-cell để đánh giá khả năng sử dụng của các phương pháp này

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: đề tài “Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường cho công trình Lancaster quận 4” giúp cho người thiết kế có cái nhìn bao quát để đánh giá khả năng chịu tải của cọc một cách an toàn, hiệu quả

và kinh tế

Ý nghĩa thực tiễn: kết quả đạt được dùng để tính toán, thiết kế móng cọc cho công trình thực tế, giúp chọn lựa phương pháp tính toán thiết kế nền móng hợp lý

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI

CỦA CỌC

Khả năng chịu tải cực hạn Rc,u của cọc được xác định bằng tổng sức kháng của đất dưới mũi cọc và sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của đất lên thân cọc, theo công thức:

c,u p b

trong đó:

qp - Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc;

Ap - Diện tích tiết diện ngang mũi cọc;

u - Chu vi tiết diện ngang cọc;

fi - Cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i”

trên thân cọc;

li - Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

1.1 Xác định khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm đất trong

phòng [1]

1.1.1 Khả năng chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

1.1.1.1 Khả năng chịu tải của cọc chống

Khả năng chịu tải trọng nén Rc,u của cọc tiết diện đặc, cọc ống đóng hoặc ép nhồi và cọc khoan (đào) nhồi khi chúng tựa trên nền đá kể cả cọc đóng tựa trên nền

ít bị nén được xác định theo công thức:

c,u c p b

Trong đó:

γc - Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong nền, γc = 1;

qp - Cường độ sức kháng của đất nền dưới mũi cọc chống;

Ab - Diện tích tựa cọc trên nền;

Đối với mọi loại cọc đóng hoặc ép, tựa trên nền đá và nền ít bị nén: qp = 20 MPa

Đối với cọc đóng hoặc ép nhồi, khoan nhồi và cọc ống nhồi bê tông tựa lên nền đá không phong hóa hoặc nền ít bị nén (không có các lớp đất yếu xen kẹp) và ngàm vào đó ít hơn 0,5 m, qp được xác định theo công thức:

Rm - Cường độ sức kháng tính toán của khối đá dưới mũi cọc chống;

Rc,m,n - Trị tiêu chuẩn của giá trị bền chịu nén một trục của khối đá trong trạng thái

no nước;

Rc,n - Trị tiêu chuẩn giới hạn bền chịu nén một trục của khối đá;

γg - Hệ số tin cậy của đất, γg = 1,4;

Ks - Hệ số, kể đến giảm cường độ do vết nứt trong nền đá

1.1.1.2 Khả năng chịu tải của cọc treo các loại, hạ bằng phương pháp đóng hoặc ép

Khả năng chịu tải trọng nén

Khả năng chịu tải trọng nén Rc,u được xác định bằng tổng sức kháng của đất dưới mũi cọc và trên thân cọc:

c,u c cq b b cf i i

R = γ (γ q A + uΣγ f l ) (1.4)

trong đó:

c - Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, c = 1;

qb - Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, lấy theo Bảng 1.1;

u - Chu vi tiết diện ngang cọc;

fi - Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, lấy theo Bảng 1.2;

Ab - Diện tích cọc tựa lên đất;

li - Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”;

cq, cf - Tương ứng là các hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi và trên thân

cọc có xét ảnh hưởng phương pháp hạ cọc đến sức kháng của đất (xem Bảng 1.3)

Bảng 1.1 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc đóng hoặc ép q b

2) Giá trị chiều sâu mũi cọc và chiều sâu trung bình lớp đất trên mặt bằng san nền bằng phương

pháp đào xén đất, lấp đất, hay bồi đắp chiều cao tới 3 m, phải tính từ độ cao địa hình tự nhiên

Nếu đào xén đất, lấp đất, hay bồi đắp từ 3 m đến 10 m, phải tính từ cao độ quy ước nằm cao hơn 3 m so với mức đào xén hoặc thấp hơn 3 m so với mức lấp đất Chiều sâu mũi cọc và chiều sâu trung bình lớp đất ở các vũng nước được tính từ đáy vũng sau xói do mức lũ tính toán, tại chỗ đầm lầy kể từ đáy đầm lầy

4) Đối với cát chặt, khi độ chặt được xác định bằng xuyên tĩnh, còn cọc hạ không dùng phương pháp xói nước hoặc khoan dẫn trị số qb ghi trong Bảng 1.2 được phép tăng lên 100 % Khi độ chặt của đất được xác định qua số liệu khảo sát công trình bằng những phương pháp khác mà không xuyên tĩnh, trị số qb đối với cát chặt ghi trong Bảng 1.2 đựơc phép tăng lên 60 %, nhưng không vượt quá 20 Mpa

cọc tối thiểu xuống nền đất không bị xói và không bị đào xén nhỏ hơn:

4 m - đối với cầu và công trình thủy;

3 m - đối với nhà và công trình khác

6) Đối với những cọc đóng có tiết diện ngang 150 mm x 150 mm và nhỏ hơn, dùng làm móng

lên 20 %

7) Đối với đất cát pha ứng với chỉ số dẻo I P ≤ 4 và hệ số rỗng e < 0,8 sức kháng tính toán q b và

f i được xác định như đối với cát bụi chặt vừa

8) Trong tính toán, chỉ số sệt của đất lấy theo giá trị dự báo ở giai đoạn sử dụng của công trình.

Bảng 1.2 Cường độ sức kháng trên thân cọc đóng hoặc ép f i

30 93 66 47 34 21 12 9 8 6

CHÚ THÍCH:

phân tố đất đồng nhất dày tối đa 2 m, chiều sâu trung bình của các lớp phân tố tính theo cách như ở chú thích Bảng 1.3 Đối với các phép tính sơ bộ có thể lấy cả chiều dày mỗi lớp đất trong phạm vi chiều dài cọc

4) Cường độ sức kháng f i của cát pha và sét pha có hệ số rỗng e < 0,5 và của sét có hệ số rỗng

e < 0,6 đều lấy tăng 15 % so với trị số trong Bảng 1.3 cho chỉ số sệt bất kỳ

5) Đối với đất cát pha ứng với chỉ số dẻo I P ≤ 4 và hệ số rỗng e < 0,8 sức kháng tính toán q b và f i

được xác định như đối với cát bụi chặt vừa

6) Trong tính toán, chỉ số sệt của đất lấy theo giá trị dự báo ở giai đoạn sử dụng của công trình.

Bảng 1.3 Các hệ số điều kiện làm việc của đất cq và cf cho cọc đóng hoặc ép

Phương pháp hạ cọc đặc và cọc ống không moi

đất ra ngoài bằng phương pháp đóng hoặc ép và

các loại đất

Hệ số điều kiện làm việc của đất khi tính toán sức kháng

của đất dưới mũi cọc

búa cơ (dạng treo), búa hơi và búa dầu 1,0 1,0

2 Đóng và ép cọc vào lỗ định hướng khoan sẵn

đảm bảo chiều sâu mũi cọc sâu hơn đáy lỗ tối

thiểu 1 m ứng với đường kính lỗ:

a) Bằng cạnh cọc vuông

b) Nhỏ hơn cạnh cọc vuông 0,05 m

c) Nhỏ hơn cạnh cọc vuông hoặc đường kính

cọc tròn 0,15 m (đối với trụ đường dây tải

điện)

1,0 1,0 1,0

0,5 0,6 1,0

3 Hạ cọc vào nền cát kết hợp xói nước với điều

kiện ở giai đoạn sau cùng không dùng xói, đóng

vỗ để hạ cọc đạt chiều sâu từ 1 m trở lên

Phương pháp hạ cọc đặc và cọc ống không moi

đất ra ngoài bằng phương pháp đóng hoặc ép và

các loại đất

Hệ số điều kiện làm việc của đất khi tính toán sức kháng

của đất dưới mũi cọc

0,9 0,8 0,7 1,0

1,0 1,0

0,9 0,9 0,9 1,0

a) Khi đường kính lõi cọc tối đa 0,4 m

b) Khi đường kính lõi cọc từ 0,4 đến 0,8 m

1,0 0,7

1,0 1,0

6 Dùng phương pháp bất kỳ để hạ cọc tròn rỗng

kín mũi xuống chiều sâu tối thiểu 10 m, lần lượt

cho mở rộng mũi cọc ở nền cát chặt vừa và

1,1 1,1 1,1 1,0

1,0 1,0 1,0

1,0 0,8 1,0 1,0

CHÚ THÍCH: ở điểm 4 đối với đất dính khi chỉ số sệt 0 < I L < 0,5 , hệ số  cq ,  cf được xác định bằng nội suy

Bảng 1.4 Tên đất theo phân phối hạt

Đất hòn lớn:

Đá dăm, cuội Khối lượng hạt trên 10 mm trên 50%

Sỏi, sạn Khối lượng hạt trên 2 mm trên 50%

Đất cát:

Tên đất Phân phối hạt tính bằng %

Cát sỏi Khối lượng hạt trên 2 mm trên 25%

Cát thô Khối lượng hạt trên 0,5 mm trên 50%

Cát vừa Khối lượng hạt trên 0,25 mm trên 50%

Cát nhỏ Khối lượng hạt trên 0,1 mm trên 75%

Cát bột Khối lượng hạt trên 2 mm dưới 25%

1.1.1.3 Khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi

Khả năng chịu tải trọng nén

c,u c cq b b cf i i

Trong đó:

Ab, u, fi, li lấy theo công thức (1.1);

c - Hệ số điều kiện làm việc của cọc:

Khi cọc tựa trên nền đất dính với độ bão hòa Sr < 0,9 và trên đất hoàng thổ lấy

c = 0,8;

Các trường hợp khác c = 1;

cq - Hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy như sau:

cq = 0,9 cho trường hợp dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước;

cq = 1 đối với các trường hợp khác;

cf - Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo

lỗ và điều kiện đổ bê tông, tra Bảng 1.6

Bảng 1.5 Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất cf

Cọc và phương pháp thi công cọc Hệ số điều kiện làm việc cf trong đất

Cọc và phương pháp thi công cọc Hệ số điều kiện làm việc cf trong đất

cát cát pha sét pha sét

rộng mũi, đổ bê tông trong trường

hợp:

a) Không có nước (phương pháp khô),

cũng như khi dùng ống vách chuyên

7 Cọc khoan phun nhồi dùng ống

vách hoặc dùng vữa bê tông chịu áp

lực ép từ 200 kPa đến 400 kPa (từ 2

atm đến 4 atm) hoặc phun vữa bê tông

qua cần khoan guồng xoắn rỗng long

CHÚ THÍCH: Đối với cọc khoan nhồi đường kính lớn và barette sức chịu tải của cọc phụ thuộc

phù hợp cho mọi trường hợp Khi có đủ cơ sở kinh nghiệm thực tế có thể tăng hệ số này lên 0,8 đến 1,0 Giá trị sức chịu tải của cọc phải được kiểm chứng bằng thí nghiệm thử tải tĩnh cọc tại hiện trường

qb - Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, được xác định như sau:

a) Đối với đất hòn vụn thô lẫn cát và đất cát ở nền cọc đóng hoặc ép nhồi và cọc khoan nhồi có hoặc không mở rộng mũi, cọc ống khi hạ moi hết lõi đất bên trong, qb được tính theo công thức (1.6), còn ở nền cọc ống khi hạ có giữ lại lõi đất,

là những loại đất kể trên, với chiều cao lõi tối thiểu 0,5 m, qb tính theo công thức (1.7):

1, 2, 3, và 4 - Các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc ma sát trong tính toán I của nền đất và được lấy theo Bảng 1.6, nhân với hệ số chiết giảm 0,9;

’I - Dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc (có xét đến tác dụng đẩy nổi trong đất bão hòa nước);

I - Dung trọng tính toán trung bình (tính theo các lớp) của đất nằm trên mũi cọc (có xét đến tác động đẩy nổi trong đất bão hòa nước);

d - Đường kính cọc đóng hoặc ép nhồi, cọc khoan nhồi và cọc ống, đường kính phần mở rộng (cho cọc có mở rộng mũi) hay đường kính hố khoan dùng cho cọc - trụ, liên kết với đất bằng vữa xi măng - cát;

h - Chiều sâu hạ cọc, kể từ mặt đất tự nhiên hoặc mặt đất thiết kế (khi có thiết kế đào đất) tới mũi cọc hoặc tới đáy phần mở rộng mũi; đối với trụ cầu h được kể từ cao độ đáy hố sau xói có kể đến mực nước lũ tính toán

b) Đối với đất dính qb được lấy theo Bảng 1.7

Bảng 1.6 Các hệ số 1 , 2 , 3 và 4 trong công thức (1.6) & (1.7)

12,6 24,8

17,3 32,8

24,4 45,5

34,6

64

48,6 78,6

71,3 127,0

108,0 185,0

163,0 260,0

0,79 0,76 0,70 0,65 0,61 0,58 0,55 0,53 0,51 0,49

0,8 0,77 0,71 0,67 0,68 0,61 0,58 0,57 0,55 0,54

0,82 0,79 0,74 0,70 0,67 0,65 0,62 0,61 0,6 0,59

0,84 0,81 0,76 0,73 0,70 0,68 0,66 0,65 0,64 0,63

0,85 0,82 0,78 0,75 0,73 0,71 0,69 0,68 0,67 0,67

0,85 0,83 0,8 0,77 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,7

0,85 0,84 0,82 0,79 0,78 0,76 0,75 0,75 0,74 0,74

0,87 0,85 0,84 0,81 0,80 0,79 0,78 0,78 0,77 0,77

0,31 0,24

0,29 0,23

0,27 0,22

0,26 0,21

0,25 0,20

0,24 0,19

0,23 0,18

0,22 0,17

CHÚ THÍCH: Giá trị tính toán của góc ma sát trong cần lấy  =  I ; đối với các giá trị trung gian  I , h/d và d, giá trị các hệ số  1 ,  2 ,  3 và  4 xác định bằng phương pháp nội suy.

Bảng 1.7 Cường độ sức kháng q b của đất dính dưới mũi cọc nhồi

m so với mức đào xén hoặc thấp hơn 3 m so với mức đắp đất Chiều sâu mũi cọc và chiều sâu trung bình lớp đất ở các vũng nước được tính từ đáy vũng sau xói do mức lũ tính toán, tại chỗ đầm lầy kể

từ đáy đầm lầy

được xác định bằng nội suy

3) Trong tính toán, chỉ số sệt của đất lấy theo giá trị dự báo ở giai đoạn sử dụng của công trình.

1.1.2 Khả năng chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền [13], [15]

Khả năng chịu tải cực hạn của cọc theo đất xác định theo công thức (1.1) Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc được xác định theo công thức:

' ' '

trong đó:

N’c, N’q - Hệ số khả năng chịu tải của đất dưới mũi cọc;

q’ ,p - Áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc (có trị số bằng ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc)

Cường độ sức kháng của đất dính thuần tuý không thoát nước dưới mũi cọc:

'

Thông thường lấy N’

c = 9 cho cọc đóng, đối với cọc khoan nhồi đường kính lớn lấy

Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc fi có thể xác định như sau:

Đối với đất dính cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứ “i”

có thể xác định theo phương pháp , theo đó fi được xác định theo công thức:

Trong đó:

cu,i - Cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ “i”;

 - Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc và phương pháp hạ cọc, cố kết của đất trong quá trình thi công và phương pháp xác định cu Khi không đầy đủ những thông tin này có thể tra  trên biểu đồ Hình 1.1

σ ' - Ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất thứ “i”;

i - Góc ma sát giữa đất và cọc, thông thường đối với cọc bê tông i lấy bằng góc

ma sát trong của đất i, đối với cọc thép i lấy bằng 2i/3

Theo công thức (1.12) thì càng xuống sâu, cường độ sức kháng trên thân cọc càng tăng Tuy nhiên nó chỉ tăng đến độ sâu giới hạn ZL nào đó bằng khoảng 15 lần đến 20 lần đường kính cọc d, rồi thôi không tăng nữa Vì vậy cường độ sức kháng trên thân cọc trong đất rời có thể tính như sau:

Trên đoạn cọc có độ sâu nhỏ hơn ZL, f = k σ' tanδi i v,z i

Trên đoạn cọc có độ sâu bằng và lớn hơn ZL, f = k σ'i i v,zLtanδ i

Bảng 1.8 Giá trị các hệ k, Z L và N’ q cho cọc trong đất cát

Cọc khoan nhồi và Barrette

Cọc đóng

Cọc khoan nhồi và Barrette

1.2 Khả năng chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường

1.2.1 Khả năng chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn [1] 1.2.1.1 Khả năng chịu tải cọc theo công thức đề nghị của Meyerhof

Đối với trường hợp nền đất rời Meyerhof kiến nghị công thức xác định cường

độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb và cường độ sức kháng của đất ở trên thân cọc fi trực tiếp từ kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn như sau:

k1 - Hệ số, lấy k1 = 400 đối với cọc đóng và k1 = 120 đối với cọc khoan nhồi;

NP - Chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc;

k2 - Hệ số lấy bằng 2,0 cho cọc đóng và 1,0 cho cọc khoan nhồi;

u - Chu vi tiết diện ngang cọc;

h - Chiều sâu hạ cọc;

Ns,i - Chỉ số SPT trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc

Chú ý: Trường hợp mũi cọc được hạ vào lớp đất rời còn trên phạm vi chiều dài cọc có cả đất rời và đất dính thì fi trong lớp đất rời tính theo công thức (1.14), còn fitrong lớp đất dính tính theo phương pháp  theo công thức (1.11), hoặc theo công thức (1.17)

1.2.1.2 Khả năng chịu tải cực hạn của cọc theo tài liệu của Viện kiến trúc Nhật Bản (1988) [1]

trong đó:

qb - Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc xác định như sau:

Khi mũi cọc nằm trong đất rời qb = 300 Np cho cọc đóng (ép) và qb = 150 Np cho cọc khoan nhồi

Khi mũi cọc nằm trong đất dính qb = 9 cu cho cọc đóng và qb = 6 cu cho cọc khoan nhồi

Đối với cọc đóng, cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”:

s,i s,i

fL - Hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng, xác định theo biểu đồ trên Hình 1.2b;

Biểu đồ xác định các hệ số fL và p trên Hình 1.2 là do Semple và Rigden xác lập (1984)

Đối với cọc khoan nhồi, cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i” tính theo công thức (1.16), còn cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i” tính theo công thức (1.17) với fL = 1;

NP - Chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc;

cu - Cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính, khi không có số liệu sức kháng cắt không thoát nước cu xác định trên các thiết bị thí nghiệm cắt đất trực tiếp hay thí nghiệm nén ba trục có thể xác định từ thí nghiệm nén một trục nở ngang

tự do (cu = qu/2), hoặc từ chỉ số SPT trong đất dính: cu,i = 6,25 Nc,i tính bằng kPa Trong đó:

Nc,i - Chỉ số SPT trong đất dính;

Ns,i - Chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời “i”;

ls,i - Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”;

lc,i - Chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”;

u - Chu vi tiết diện ngang cọc;

d - Đường kính tiết diện cọc tròn, hoặc cạnh tiết diện cọc vuông

biện pháp tin cậy làm sạch mũi cọc và bơm vữa xi măng gia cường đất dưới mũi cọc thì có thể lấy giá trị qb như trường hợp cọc đóng

Hình 1.2 Biểu đồ xác định hệ số p và f L

Để áp dụng số búa thu được từ thí nghiệm SPT (số búa của 30 cm sau cùng kí hiệu

là N) vào tính toán sức chịu tải cọc, số búa N cần được hiệu chỉnh kỹ thuật dựa trên

cơ sở trị số búa N với 60% hiệu quả năng lượng Giá trị số búa N với 60% hiệu quả năng lượng kí hiệu N60 Khi các tác nhân ảnh hưởng lên sự ghi nhận giá trị số búa N

ở hiện trường, giá trị hiệu chỉnh được đề nghị tính bằng biểu thức sau:

Bảng 1.9 Các hệ số hiệu chỉnh cho thí nghiệm SPT (Skempton, 1986)

Tỷ số năng lượng Búa an toàn

Búa an toàn (bao) Búa tự động

0,7 – 1,2 0,8 – 1,5 Đường kính hố

Không theo tiêu chuẩn

1,2 – 1,3

4 – 6 m

6 – 10 m

10 – lớn hơn 30 m

0,85 0,95 1,0

1.2.2 Khả năng tải cọc theo thí nghiệm nén ngang trong hố khoan PMT

1.2.2.1 Khả năng chịu tải của cọc từ kết quả thí nghiệm nén ngang trong hố khoan theo phương pháp LCPC - SETRA (1985) [2],[3],[4]

Công thức tính áp lực giới hạn mũi cọc

trong đó:

k - Hệ số khả năng chịu tải;

pLe - Áp lực giới hạn tương đương (từ thí nghiệm);

pOH - Tổng áp lực ngang tĩnh (ứng suất của điểm bắt đầu đoạn tuyến tính của đường cong P - V);

qOV - Tổng áp lực đứng của đất tại độ sâu mũi cọc (tính toán)

Tính toán áp lực giới hạn tương đương pLe

Áp lực giới hạn tương đương đại diện cho các giá trị áp lực giới hạn trung bình của lớp đất chịu lực đồng nhất gần mũi cọc Một lớp đất đồng nhất được định nghĩa

là một lớp mà ở đó áp lực giới hạn lớn nhất không lớn hơn 1,5 lần áp lực giới hạn nhỏ nhất Trong trường hợp đó:

B =

Trong đó: A, P - Diện tích và chu vi của mặt cắt ngang cọc tương ứng

Hình 1.3 Sơ đồ xác định áp lực giới hạn tương đương dưới mũi cọc

độ sâu chôn cọc vào lớp đất là D nhỏ hơn giá trị a thì pLe được tính như sau:

Diện tích và chu vi của mặt cắt ngang cọc được tính theo Hình 1.4

Hình 1.4 Cách tính diện tích và chu vi một số loại cọc

Xác định hệ số k trong thí nghiệm nén ngang trong hố khoan

Hệ số k được xác định từ Bảng 1.10 Giá trị k này cho cọc tròn hoặc vuông như khác với một tường chắn được sử dụng như một thành phần móng Do đó giá trị k của “Móng băng” thuộc loại móng sâu được lấy ở Bảng 1.11 chia cho 1,2 các hình dạng trung gian thì sẽ được nội suy

Bảng 1.10 Giá trị k cho cọc theo tóm tắt LCPC - SETRA (1985)

Đất

Thi công cọc không có dịch chuyển của đất (Cọc khoan nhồi)

Thi công cọc có dịch chuyển

đất (Cọc đóng hoặc ép)

(1) Chọn 3,2 cho đất cát, sỏi chặt (p L > 3 Mpa) và 4,2 cho cát và sỏi rời (p L < 1 Mpa) Nội suy các giá trị giữa

(2) Dữ liệu hạn chế Xem đá cũng như đất, cách ứng xử như đất

Giá trị k của Bảng 1.10 cho độ chôn cọc đủ sâu trong lớp đất chịu lực Độ sâu chôn tương đương được xác định như sau:

Li e

Δz - Bề dày các phân tố đất tương ứng với giá trị pLi;

pLi - Áp lực giới hạn của các lớp đất trong cùng độ sâu chôn D gần mũi cọc

Vùng đất bao bọc xung quanh cọc được xem bảo đảm khi De ≥ 5B Ngược lại, giá trị k phải được giảm đến giá trị k (De/B) như sau:

trong đó: Ap là diện tích của mũi cọc;

Giá trị Qp này của cọc có mũi hở giới hạn bằng một nửa so với giá trị Qp của cọc có mũi kín

Đá phong hóa hoặc

Đất Cọc Sét /

bùn Cát Sỏi sạn Đá

phấn

Macnơ/ Đá vôi chứa macnơ

Đá phong hóa hoặc

(1) Không có lớp vỏ chống (tiếp xúc trực tiếp);

(2) Khoan lỗ và tạo rãnh trước khi đổ bê tông;

(4) Hố khoan khô với hố khoan không ngoằn ngoèo;

(5) Sét cứng (p L ≥ 1,5 Mpa);

(6) Cọc dài (L > 30 m);

(7) Nếu đóng cọc được;

(8) Phun áp cao với lưu lượng nhỏ và lặp lại;

(9) Phun áp cao với lưu lượng nhỏ, lặp lại và xử lý các vết nứt Đặc biệt cho các cọc nhỏ khi thử tải;

(10) Cọc đóng đầu kín, lần hạ cọc cuối cùng bê tông được bơm đầy lớp vỏ, bê tông để lại ở mũi cọc còn ván khuôn được thu hồi;

(11) Cọc ống bằng thép hoặc cọc thép hình H với bề dày lớn (50 mm); như cọc đóng, vữa xi măng được bơm vào bên trong hình vành khuyên

* Có thể giữ nhưng ma sát hông không thể được tăng lên mà không có một sự kiểm chứng bằng cách thử tải

Bảng 1.11 được sử dụng để chọn loại đường cong ở biểu đồ Hình 1.5 Trong biểu

đồ Hình 1.5, từ các giá trị pLe ở độ sâu z tra được lực giới hạn ma sát đơn vị fL ở ứng với pLe

Hình 1.5 Biểu đồ xác định ma sát hông f L của cọc theo p L

Sức kháng hông giới hạn Qs được xác định bằng công thức sau:

s L(z) 0

Bảng 1.12 đưa ra mô tả về các cọc được phân tích, cũng như nhóm cọc và phân loại cần thiết để thiết lập các bảng và biểu đồ của phương pháp