Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu đánh giá sức chịu tải cọc khoan nhồi chung cư bến Vân Đồn

Nên việc nghiên cứu góc ma sát giữa cọckhoan nhồi va các loại đất cũng như việc mô phỏng cọc để tìm hiểu rõ ứng xử củađất xung quanh cọc và dưới mũi cọc để có thé tiên đoán trước sức chị

NGUYEN THANH HUYEN

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIA SUC CHIU TAI CỌC KHOAN

NHOI CHUNG CƯ BEN VAN DON

LUAN VAN THAC SI

TP HO CHI MINH, tháng 12 năm 2016

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS MAI DI TÁM

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS LE TRỌNG NGHĨA

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tai Trường Đại học Bách Khoa, DHQG Tp.HCMngày 05, tháng 01 năm 2017.

Thành phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1.GS TSKH NGUYEN VAN THƠ2 PGS TS MAI DI TAM

3 TS LE TRONG NGHĨA4 TS PHAM VĂN HUNG5.PGS TS CHU CONG MINH

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên

ngành sau khi luận văn được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÓNG TRƯỞNG KHOA

GS TSKH NGUYEN VAN THO _PGS.TS.NGUYÊN MINH TÂM

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ và tên học viên :Nguyễn Thanh Huyễn MSHV : 13091287Ngày, thang, năm sinh: 31/10/1986 Nơi sinh : Kiên Luong — Kiên GiangChuyên ngành : KTXD Công Trình Ngầm Mã số : 60.58.02.041

I TÊN ĐÈ TÀI:

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIA SỨC CHIU TAI COC KHOAN NHỎI

CHUNG CƯ BEN VAN DON

II NHIEM VU VA NOI DUNG:1 Nhiệm vụ:

Nghiên cứu đánh giá sức chịu tải coc khoan nhôi chung cư Bến Vân Đồn

2 Nội dung :Mé đầu

Chương 1: Tổng quan về sức chịu tải của cọc khoan nhồi ở Việt Nam và trên Thế Giới.Chương 2: Cơ sở lý thuyết xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi.

Chương 3: Xác định góc ma sát giữa cọc khoan nhồi và dat.Chương 4: Phân tích sức chịu tải cọc khoan nhôi chung cư Bên Vân Đôn.

Luận văn Thạc Sĩ hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân tác giả và sự hướngdan và truyền đạt kiến thức của Quý Thay, Cô; những động viên khích lệ từ giađình, bạn bè trong suốt quá trình học tập và rèn luyện.

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thay PGS.TS Nguyễn MinhTâm đã tan tình hướng dân tác gia trong suot quả trình học tap và thực hiện luận

van.

Xin chân thành bày tỏ lòng biết on sâu sắc đến toàn thé Quý Thay, Cô Bộ mônĐịa Cơ Nên Móng đã tham gia giảng dạy truyền đạt kiến thức, tao mọi diéu kiện totnhát trong suot qua trình học tap va thực hiện luận van

Niém động viên tinh than lớn nhất của tác giả chính là Bo Mẹ, Anh, Chị, những

là sức mạnh tinh than dé tôi vững tin thực hiện được mục tiêu của mình Luận VanThạc Sĩ này là món quà cao quý nhất tôi muốn dành tặng cho gia đình

Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến những người bạn luôn sẵn sàng giúp đỡ trongsuốt qua trình học tap và thực hiện luận văn

Với những hiểu biết của bản thân chắc chắn không tránh khỏi những sai sót khithực hiện luận văn, kính mong Quý Thay, Cô, bạn bè góp ý chân thành dé tôi ngày

càng hoàn thiện sự hiệu biét của mình.

CU BEN VAN DON

Hiện nay, có rat nhiêu công thức tính ước tính sức chiu tải cọc khoan nhôi.

để làm tiêu chuẩn thiết kế sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc khoan nhồi quyết định

do sức kháng dọc thân cọc và sức chiu tải ở mũi cọc, trong đó sức kháng dọc than

CỌC quyết định chính sức chịu tai cọc Nên việc nghiên cứu góc ma sát giữa cọckhoan nhồi va các loại đất cũng như việc mô phỏng cọc để tìm hiểu rõ ứng xử củađất xung quanh cọc và dưới mũi cọc để có thé tiên đoán trước sức chịu tải tĩnh của

coc.

DON APARTMENT

There are many calculation methods to estimate the capacity of the cast — In —situ concrete pile Each method produces different results Therefore, standard testmethod in situ for piles under axial compressive load is chosen to decide thecapacity of the cast — in — situ concrete pile The capacity of the cast — in — situconcrete pile includes the skin friction resistance of pile and the toe resistance ofpile The skin friction resistance of pile is the main factor decided the capacity of

pile and soil Simulation by Plaxis2D is carried out to find out the behavior of soilaround the pile and the toe of pile to predict the capacity of the cast — in — situconcrete pile.

00/09/27 21 719597000 33Ầ)A}Ã' ÔÒ 10I Tính cấp thiết của dé tài: -«< Set Sk+EEEEEEEEESESEEEEErrkrererrreeo 10

/A La 11 18 anne Ả LU 11TTT, Phương pháp HGghiÊH CỨH: cc c1 1v veerrrre 11TV Nội dung nghiÊH CỨH- KTS Il

V Tính thực tiễn và tinh khoa hoc của Gé tiitcccccccccsccecscsssscsesscsesscsscsesscseseees 12VI Dự kiến, kết luận và kién 74/700 12CHUONG 1: TONG QUAN VE SUC CHIU TAI COC KHOAN NHOIO VIETNAM VA TREN THE GIO cscsscssessssessessessesesscssesessessesesseauesesseauesesscseeseaueseeseees 131.1 TOng quất VỀ CỌC: - ¿- + ¿+22 SE E93 1239112121511 23 2111212111211 13

1.2 Dinh nghia 0 2n sa 131.3 Phân [OạI COC! - + ccc9000100000121111010 001 11111000 11111111 1n va 14

1.4 Tổng quan về sức chịu tải cọc khoan nhôi trên thế giới: 161.5 Tong quan về sức chịu tai cọc khoan nhéi ở Việt Nam: 17CHUONG 2: CƠ SỞ LY THUYET XÁC ĐỊNH SUC CHIU TAI COC KHOANNHOI 19

2.1 Tổng quan về tính toán sức chịu tải coc khoan nhồi: ‹- 192.2 Các phương pháp xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi theo lý thuyét:222.3 Các phương pháp xác định sức chịu tải cọc khoan nhôi theo thí nghiệm

4.1 Giới thiệu CHUNG? «c0 9.0 0 re 74

4.2 Điều kiện địa chất 69001310900) ÌŒƯỒdẦVỒ 764.3 Sức chịu tải cọc theo lý thuyẾT: + ¿5 +22 2 2E2E£EsEErxrkrrereee 784.4 Sức chịu tải cọc theo kết quả xuyên tiêu CHUAN? - 914.5 Sức chịu tải cọc theo kết quả thử tải tĩnh: << ĂĂsssss+sssssek2 98

TÀI LIEU THAM KH ẢO 6s E5 3939198 E9 3112 E311 1E neo 132

Hình 1 - 2 COC 6ổ c3 S111 1111111112121 111 11111 go 15Hình 1 - 3 Coc BTCT tiết diện vuông AUC SGI 5-5525 SeSecttESErrtrteree, l5Hình 1 - 4 Coc BTCT ly tâm tic SGI - << E1 EEE SE tr nưệi l6

Hình 2- 1 Khả năng CHỊ ÏỰC CUA COC Ăn và 22

Hình 2- 2 Biếu đồ xác định hệ SỐ Cl ceccececcccccesssscsescsecsesescsseseseseescsceescsceesescseeecaeeeees 41Hình 2- 3 Biếu đô xác định hệ 86 đ,, «St 44

Hình 2- 4 Biéu đồ xác định hệ số ƒ, -Ă-ocSẶScSccceSeerrkerrkerrrrrrerees 45Hình 2- 5 Sơ đô bố trí hệ kích thuy lực và hệ do đạc trong thí nghiệm nén tinh 47Hình 2- 6 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng làm phan lực

II 48

Hình 2- 7 Gia tải bằng kích thúy lực, dùng cọc neo làm phản lực 49Hình 2- 8 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc

neo làm PPA LUC cv hờ 49

Hình 2- 9 Biéu đồ quan hệ giữa chuyển vị và tải trONG c-ccccccccscesesescee 53Hình 2- 10 Biéu đồ quan hệ giữa chuyển vị và thời gia -c-cccccscscse 53Hình 2- 11 Biéu đồ quan hệ giữa tai trọng — thời gian — chuyển Vi -. 53Hình 2- 12 Biéu đô xác định sức chịu tai GIỚI AN ĂẶ Gv rsee 54Hình 2- 13 Sự làm việc đàn hôi và dẻo tuyệt đối - + 25c 55sce+cscsccecesesree 59

Hình 2- 14 Đường bao phá hoại trong mô hình Mohr — Coulomb - 59

Hình 2- 15 Mặt bao phá hoại Mohr — Coulomb trong không gian ứng sudt 60

bến tàu hay đập AGL +: - +55 Set SE E33 E151515 11111111 1111111111111111111Ẹ111111 11 ke 62Hình 3- 2 Biéu đồ quan chong cắt của đất dinh và đất rời -c-c+cscscsescse 64Hình 3- 3 Máy CẮT trực tẾD 5-5 Set E1 11151211 1111111111 111111110 1 kg 65

Hình 3- 4 DAO VÒN 0.00 nọ và 65

Hình 3- 5 Mẫu đất dínhh 65c +rérthtrhtrrhtryHtHrtrrree 660/1/.98./17 18 880Nnn886 66h 4d.A 66Hình 3- 7 Mẫu bê tông đúc sẵn (đường kính 6.3cm, chiều cao ICM) - 66Hình 3- 8 Biéu đồ quan hệ giữa lực cắt và áp lực trong thí nghiệm cắt trực tiép 68Hình 3- 9 Kết quả tỷ số góc ma sát giữa đất — cọc khoan nhoi và đất — dat của sét

Hình 3- 12 Kết quả ty số góc ma sát giữa đất — coc khoan nhôi và đất — đất của cát

PAL NIN ẨlÔ G2003 190110 1v HH KH HH HH 0 c0 00 E834 72

Hình 3- 13 Mẫu bị phá hoại cho đất đínhh - - - + +c+E+EeEeEeEEErkrkrkrkrkeeresree 72Hình 3- 14 Mẫu bị phá hoại cho AGt rời . - + +c+cskskeEEEEEEEEkEEEkEkEkrkekerrrereree 73

Hình 4 - 1 Ban do vị trí công trình chung cư Bến Vân DON - - s5: 74Hình 4 - 2 Phối cảnh 3D cua công trình chung cư Ben Vân Đôn 75Hình 4 - 3 Mặt bằng COC Re = 99

Hình 4 - 4 Hình anh thi công coc PTOI và dan coc neo ngoài công truong 101

Hình 4 - 5 Hình ảnh dàn đối trọng ngoài CONG WUONG vesceccecccscsssssesecssssesssseseseseee 101Hình 4 - 6 Biểu đô quan hệ tải trọng — độ lún của COC PTOI -s: 105

Hình 4 - 9 Biểu đô quan hệ tải trọng — độ lún — thời gian của coc PT0I 106Hình 4 - 10 Dinh nghĩa về Eo và Eso sescscscssesesesvssscsssssssssssssssssvssssssesesssssvecsvsvsvsveeans 108Hình 4 - 11 Hộp thoại Project trong khai báo chung bài toán doi xứng trục 115Hình 4 - 12 Hộp thoại Dimensions trong khai bdo chung bài toán doi xứng trục 115Hình 4 - 13 Mô phỏng bài toán ban AGU - 5-5 + +c+EsE‡EeEeEEEEEkrErkrkrkrkrkeerree 116Hình 4 - 14 Hộp thoại General trong khai báo lớp GGt -cc+css+c+cscse 117Hình 4 - 15 Hộp thoại Parameters trong khai báo lớp điất -c-c-cs: 117Hình 4 - 16 Hộp thoại Intrefaces trong khai báo lớp GGt -c-c<c+cscs: 118

Hình 4 - 17 Hộp thoại General trong Khai báo DE fÔHg se 118

Hình 4 - 18 Hộp thoạt Parameter trong khai báo Dé fÔng << <ssss 119

Hình 4 - 19 Hộp thoại Distributed load trong khai báo tải trọng đầu cọc 119Hình 4 - 20 Hộp thoại Mesh generation setup trong khai báo chia lưới phan tử 119Hình 4 - 21 Hộp thoại Water pressure generation trong khai bdo điêu kiện nướcngâm DAN AGU - + + Set SE SE E1 E1515 5115 5111111111111111111.111111101 11111111 Tck ri 120Hình 4 - 22 Hộp thoại K0-procedure trong khai báo điều kiện áp lực đất ban dau

¬— 120

Hình 4 - 23 Hộp thoại General trong khai báo PHASE Ï se 121

Hình 4 - 24 Hộp thoại Parameters trong khai báo Phase 1 «<2 121

Hình 4 - 25 Phan cọc đã được thay thé bằng bê tông va Interface được kích hoạt

¬— 122

Hình 4 - 26 Hộp thoại General trong khai báo PHASE 2 se 122

Hình 4 - 27 Hộp thoại Parameters trong khai báo Phase 2 +2 123

Hình 4 - 28 Tải trọng phân bố đã được kích hoạt -2-2©55s+s+s+s+s+e+esesese 123

Hình 4 - 29 Hộp thoại General trong khai báo PHASE ở Sssseess 124

Hình 4 - 32 Điểm xem chuyển vị và NOL lực được kích hoạt - 125Hình 4 - 33 Dường quan hệ chuyển vị Uy và Sum-MloadA cc<cscs: 126Hình 4 - 34 Biểu đô ma sát xung quanh cọc trong Phase 3 -ccscs: 126Hình 4 - 35 Biểu đô ứng suất tong mũi cọc trong Phase 3 -c-cscscs: 127Hình 4 - 36 Biểu do ứng suất tong mũi cọc trong Initial Phase - 127Hình 4 - 37 Biểu d6 so sánh sức chịu tai cho phép của cọc theo TCXD 205:1998 và

020/16/52) 1 Ầ 128

Hình 4 - 38 Biểu đồ so sánh sức chịu tải cho phép của cọc bằng các phương pháp

[71/1/1121 RE a 129

Hình 4 - 39 Biểu đô thé hiện thành phần suc chiu tai cực han cua coc bang các

phương Phap KhC HÌNŒI c0 0100103030391 1 11 10111 kg và 129

Bang 2- 2 Hệ số diéu kiện làm việc của đất m ÔÔ 25

Bảng 2- 3 Hệ số ma sát bên của đất ƒ, 55+ ccccccererertrrrrrerrervee 25

;1-.2.8:/5-.1.7.7.0w/; 0n 26Bảng 2- 5 Trị số TP ẻ.ẻ.ẻ.ẻốẻốẻẻẻốốốốốốốốốốốẽốốốố 27Bảng 2- 6 Hệ số N N,.N, theEO TOvrZagh ccccccccccccccceeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeees 29

Bang 2- 7 Hé số điều kiện lam việc của coc trong dat TT n 33

Bang 2- 8 Cường độ suc kháng trên thân cọc đóng hoặc Ep ƒ, 34

Bảng 2- 9 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc đóng hoặc ép Ấp seeeceeeeeereees 35

Bang 2- 10 COC NE SO Ot, sty sy VL /7aổộẦốaaaaa Ả 38

Bang 2- 11 Cường độ sức kháng q, cua dat dính dưới mũi COC nhôi - 39

Bảng 2- 12 Giá tri các hệ số k, Z, và N',cho cọc trong đất Cắt cccccccccereea 4I

Bảng 2- 13 Thời gian theo dõi độ lún và đọc số VOU 2-25555cc+s+e+e+e+esescse 52Bảng 2- 14 Xác định chuyên vị giới Wan Qui UOC - «c5 Set SErrkrkrkrkrerree 55Bang 2- 15 Quá trình phát triển bộ phan mém Plaxis của Plaxis BV Hà Lan

Bang 3 - 5 Kết quả tỷ số góc ma sát giữa dat — cọc khoan nhôi và đất — đất của các/1.8;TPEEEEEEEE 73

Bang 4 - 1 Bang thông tin cọc khoan nhồi PT 01(D1200) c5c+cscs: 75Bảng 4 - 2 Bảng tong hợp địa ChấTK 5c cc Set E111 1111111111 cte 77

Bang 4 - 3 Bang tính toán sức kháng bên cua cọc theo chỉ tiêu cơ ly (TCXD

Bang 4 - 7 Bang so sánh suc chịu tai cho phép cua cọc theo vật HỆu 90

Bang 4 - 8 Bang so sánh sức chịu tải cho phép của coc theo đất nên - 90Bảng 4 - 9 Bảng tính toán sức kháng bên của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn

Bang 4 - 12 Chi tiết cọc thí ng hiỆHH 5+ 5S SE SE E1 11111111111 te 98

Bang 4 - 13 Quy trình gia tai va giảm tai của cọc PTOI (2640T) 102

Bảng 4 - 14 Tổng hợp kết quả thí nghiệm cọc PTOT -.-555scc+ecececereseseee 104Bang 4 - 15 Bang tra hệ số mô dun theo tên đất của GS DAS 108Bang 4 - 16 Bảng tra hệ số poisson của GS DAS -cS55cScccSeSeccerresesree 110

Bang 4 - 19 Bang đặc trunng vat LIỆU ceccccccccccccccccccsssssssscccceceeceeeseseessssnneeeeeeeeeeeseeeees 113

Bang 4 - 20 Kết quả ty số góc ma sát giữa đất — cọc khoan nhôi và đất — dat củaCOC loại AGL coecccccccccecsescscesessesesscscseusesesesecscsescsescsescsescsescseescsescseescseescseessuseseescaees 130

MỞ DAUI Tính cấp thiết của đề tài:

Cùng hòa nhịp chính sách mở cửa hợp tác với các nước trong khu vực và trên

toàn thế giới, nước Việt Nam ta đã và đang làm cho các ngành kinh tế - kỹ thuật nóichung và ngành xây dựng nói riêng có những thay đổi, phát triển không ngừng cảvề chất và lượng Ở nhiều nơi trên đất nước, đặc biệt là ở các thành phố lớn như HàNội, Hồ Chí Minh , số lượng nhà cao tầng ngày một tăng cao Các công trình nhàcao tầng được xây dựng không chỉ vì mục đích làm đẹp cho phố phường hay làmhài hoà cho kiến trúc tổng thể của thành phố mà còn đảm bảo cho mục đích tậndụng đất đai trong thành phố vốn ngày càng chật hẹp do quá trình đô thị hóa ngày

một gia tăng.

Việc xây dựng những công trình quy mô lớn như nhà cao tầng, sân bay, bếncảng, cầu cống , móng cọc khoan nhôi luôn là giải pháp thiết kế được ưu tiên lựachọn do có nhiều ưu điểm: sức chịu tải lớn, không gây chan động mạnh, tiếng ồn

lớn, ít gây ảnh hưởng công trình lân cận

Trong quá trình thiết kế móng cọc khoan nhéi, bài toán sức chịu tải doc trụccủa cọc là quan trọng nhất Hiện nay để dự báo sức chịu tải của cọc nói chung vàcọc khoan nhôi nói riêng, có thể sử dụng nhiều công thức khác nhau tương ứng vớiviệc áp dụng các tiêu chuẩn khác nhau như tiêu chuẩn thiết kế móng cọc của ViệtNam (205:1998 hay 10304:2014), tiêu chuẩn thiết kế Austroad -1992 của Úc, tiêuchuẩn AASHTO-LRFD-1998 của Mỹ và tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN-272-01 Việc áp dụng các công thức khác nhau để dự báo sức chịu tải của cọc nhi trongthiết kế cho các kết quả tương đối khác nhau, nhiều khi có sai lệch khá lớn, nên việcsử dụng các phương pháp dự báo sức chịu tải cọc khoan nhỏi sao cho hợp lý và sátvới sự làm việc thực tế của cọc và các dạng địa chất khác nhau là rất cần thiết

Trong thực tế tính toán thiết kế móng cọc đặc biệt sử dụng cọc khoan nhôi, cáccông thức thường đưa ra hệ số an toàn rất lớn (thường >2), nếu chúng ta có nhữngso sánh chính xác kết quả dự báo sức chịu tải cọc khoan nhôi với kết quả thí nghiệmhiện trường chúng ta có thé sử dụng hệ số an toàn thấp hơn, tăng hiệu quả kinh té

của các dự án dau tư xây dựng khi sử dung cọc khoan nhồi, tránh gây lãng phí tàinguyên trong điều kiện môi trường xây dựng hiện đại.

Một nghiên cứu mang tính tổng hợp, đối chiếu giữa các phương pháp tính lýthuyết và so sánh với kết quả thí nghiệm hiện trường sức chịu tải của cọc khoannhôi trong các điều kiện địa chất khác nhau là một van dé cần thiết cho ngành xây

dựng nói chung.II Mục tiêu nghiên cứu:

- _ Nghiên cứu các phương pháp dự báo sức chịu tải cho cọc nhồi theo các tiêuchuân khác nhau mà hiện nay đang được sử dụng ở Việt Nam

- Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan nhỏi băng phương pháp phan tửhữu hạn (cụ thể dùng phan mém Plaxis 2D)

- Nghién cứu về góc ma sát giữa coc khoan nhỏi và đất cũng như anh hưởngcủa hệ số góc ma sát giữa cọc khoan nhỏi va đất tới kết quả tính toán sức chịu tảicọc khoan nhi

- Thu thập các số liệu địa chất điển hình, các kết quả thí nghiệm hiện trường

(thí nghiệm SPT và thí nghiệm thử tĩnh tải) làm cơ sở đánh giá tính phù hợp của các

phương pháp tính toán thiết kế với kết quả thí nghiệm sức chịu tải của cọc khoannhỏi của Chung cư Bến Vân Đồn

HI Phương pháp nghiên cứu:

- Phuong pháp thống kê, tong hợp lý thuyết.- Phuong pháp phan tử hữu han

- Phuong pháp thực nghiệm.IV Nội dung nghiên cứu:

Nội dung nghiên cứu của dé tài bao gồm:- Chương 1: Tổng quan về sức chịu tải cọc khoan nhéi trên Thế Giới và Việt

Nam.

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán sức chịu tải cọc khoan nhỗi.- Chương 3: Xác định góc ma sát giữa cọc khoan nhdi và dat.- Chương 4: Phân tích sức chịu tải cọc khoan nhỏi chung cư Bến Vân Đồn

V Tính thực tiễn và tính khoa học của đề tài:Đề tài nghiên cứu các phương pháp tính toán lý thuyết sức chịu tải cọc khoannhồi, so sánh với kết quả thí nghiệm hiện trường của một công trình thực tế Từ đórút ra được cách tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi mang lại giá trỊ tính toán sátvới thực tế nhất, tránh lãng phí cũng như những sự cố khi thi công cọc khoan nhồinhư là sức chịu tải cọc khoan nhồi không đạt được giá tri thiết kế.

VI.Dự kiến, kết luận và kiến nghị:- _ Nghiên cứu tông quan về lý thuyết tính toán sức chịu tải cọc khoan nhôi chomột công trình cụ thé và so sánh kết quả thí nghiệm hiện trường

- _ Nghiên cứu góc ma sát giữa cọc khoan nhỏi và đất cũng như ảnh hưởng củahệ số góc ma sát giữa cọc khoan nhỏi va đất tới kết quả tính toán sức chịu tải cọckhoan nhdi

- Hạn chế và hướng phát triển của dé tài là nghiên cứu nhiều công trình thực tếđể đưa ra cách tính toán sức chịu tải cọc khoan nhéi cho từng khu vực địa chất cụthé

CHUONG 1: TONG QUAN VE SUC CHIU TAI COC KHOAN NHỎI Ở

VIET NAM VA TREN THE GIOI1.1 Tong quat vé coe:

Từ rat xa xưa, con người đã biết sử dụng cọc gỗ đóng xuống sâu để gánh đỡcông trình có tai trọng lớn hoặc các lớp đất bên trên mặt không đủ khả năng chịu tảitrực tiếp Thời tiền sử, cọc đã được sử dụng để gánh đỡ các nhà trong vùng hồLucerne và những công trình tương tự cũng tôn tại trong vùng Tân-Guine Mặtkhác, người ta cũng ghi nhận được khi tháp Campanile sụp đồ năm 1902, những cọcgỗ gánh đỡ nó năm dưới mực nước ngầm được tìm thay vẫn còn trạng thái tốt vàđược sử dụng lại cho công trình tái tạo trên nên cũ Thời xa xưa ây, con người đãđóng cọc băng những chày v6 lớn, những chày v6 kéo tay, những bánh xe nước

đóng cọc,

Các máy búa hơi nước dùng để đóng cọc được phát minh bởi Nasmyth năm1845 Cho đến nay, đã có rất nhiều phương tiện hạ cọc như búa rơi, búa hơi đơnđộng búa hơi song động, búa diesel kiểu cột và kiểu ống, búa thủy lực, búa runghoặc các biện pháp hạ cọc bằng XÓI nước

Quá trình phát triển các loại cọc cũng chính là sự phát triển các phương pháphạ cọc, ngay những năm gan kẻ trước chiến tranh thế giới lần hai, 1936, kỹ sưFranki, người Ý, đã phát minh ra phương pháp cấu tạo cọc nhỏi bê tông vào nhữnglỗ trống trong nên đất Cho đến ngày nay, rất nhiều phương pháp tao cọc nhỏi bêtông tại chỗ, tiết diện tròn, chữ nhật, chữ I, chữ H, băng các lưỡi khoan hay là gaudao, có ống vách, hoặc giữ 6n định thành vách bang dung dịch huyền phù Đếncuối thế kỷ XX, kỷ lục về chiều sâu cọc nhỏi là 125m dưới tòa tháp đôi ở thủ đô

Kuala Lumpur, Malaysia.1.2 Dinh nghia coc:

Coc thuộc loại móng sâu là loại móng có sức chịu tải theo đất nền bao gồmthành phan ma sát xung quanh móng với đất và có chiêu sâu chôn móng khá lớn sovới bề rộng móng

Móng cọc bao gồm ba bộ phận: cọc, dai cọc và đất bao quanh cọc Cọc là bộphận chính có tác dụng truyền tải trọng công trình lên đất ở mũi cọc và lớp đất xung

quanh Đài cọc có tác dụng là tạo liên kết giữa các cọc thành một khối liên kết vàphân bó tải trọng công trình lên các cọc Dat bao quanh được lèn chặt tiếp thu tảitrọng công trình và phân bố đều hơn lên mũi cọc.

Ưu điểm: giảm khối lượng làm đất, tận dụng đất nền cũ, giảm vật liệu xâydựng làm móng, cơ giới hóa trong việc thi công, trong một số công trình phức tạpthì cần phải dùng móng cọc cho tải trọng rất lớn, hoặc trên nên đất yếu thì giảm độ

lún.1.3 Phân loại cọc:1.3.1 Theo sự làm việc:

- Coc chống: truyền tải trọng lên lớp đất đá có cường độ lớn, lực ma sát xungquanh thực tế không xuất hiện Khả năng chịu tải của cọc chỉ phụ thuộc vàokhả năng chịu tải của đất đầu mũi cọc

- Coc treo: đất bao quanh coc la dat chiu nén (dat yéu) và tải trọng được truyềnlên nền nhờ lực ma sát ở xung quanh cọc và cường độ của đất đầu mũi cọc

1.3.2 Theo vật hiệu:

- Coc gỗ: thường được sử dung là thông, tram, tre dưới dang cọc don, đôikhi dạng tổ hợp các thanh đơn thành bó cọc hoặc phối hợp với các loại cọckhác như gỗ — bê tông, thép — gỗ Cọc gỗ phải được thường xuyên nằm dướimực nước ngầm nhằm giữ cho phan thé gỗ không bị tan công bởi mốc, mục,

môi, mọt

hoặc rỗng ruột và hạ băng búa đóng, hoặc ép băng các kích thủy lực, hay hạbằng xói nước, đôi khi kết hợp khoan mỗi và đóng Mặt khác, ta cũng còncác loại cọc đúc bê tông ngay trong các hố khoan (hoặc đào) tại chỗ, thườngđược gọi chung là cọc nhôi, loại này cũng có nhiều phương pháp thực hiện:khoan hoặc đào đơn giản trong sét có độ dẻo từ trung bình đến cao, hoặcphải giữ 6n định thành vách bang ống chống hay sử dụng dung dịch huyềnphù bentonite khi gặp đất rời

1.4 Tông quan về sức chịu tai cọc khoan nhoi trên thê giới:

Trong những ngày dau của nên văn minh, từ truyền thông, quôc phòng, chiênlược diém của các lang và thi trân đêu nam gan các con sông và hô Vi vậy việctăng cường sức chịu nên dat với một sô hình thức đóng cọc rat quan trọng Coc gỗ

đã bị day vào mặt đất bang tay hoặc 16 đã đào và đầy với cát và đá Nam 1740

Christoffoer Polhem phát minh ra thiết bị đóng cọc mà tương đồng dé ngày đống cơchế lái xe Cọc thép đã được sử dụng từ năm 1800 và cọc bê tông kế từ khoảng năm

1900.

Cuộc cách mang công nghiệp đã mang về những thay đối quan trọng trongviệc khoan hạ cọc thông qua việc phát minh ra máy hơi nước và điều khiến diesel.Gan đây hơn, nhu cau ngày càng tăng về nhà ở và xây dựng đã buộc chính quyền vàcác cơ quan phát triển để khai thác vùng đất với đặc điểm đất nghèo Điều này đãdẫn đến sự phát triển và cải thiện cọc và hệ thống khoan hạ cọc

Móng coc đã được sử dụng như là mang tải và hệ thống chuyến tải trongnhiều năm Trên thế gidi, CÓ rất nhiều công trình nghiên cứu các phương pháp xácđịnh sức chịu tải cọc khoan nhồi Có thé kế đến một số nghiên cứu như:

- M.BUSTAMANTE , L GIANESELLI — Pile bearing capacity prediction bymeans of static penetrometer CPT (Proceeding of the second Europeen Symposiumon Penetration Testing — Amsterdam, 1982)

- PJ Hannigan, G.G Goble, G Thendean, G.E Likins, F Rausche — Designand construction of Driven Pile Foundations ( FHWA — USA, 1998)

- Ir Tan Yean Chin, Chow chee Meng - Design and construction of Bored PileFoundations (Ipoh , 2003)

Đi đôi với những nghiên cứu về sức chịu tải cọc là các tiêu chuẩn thiết kếsức chịu tai cọc của các nước khác nhau: tiéu chuẩn thiết kế Austroad -1992 của Úc,tiêu chuẩn AASHTO-LRFD-1998 của Mỹ

1.5 Tong quan về sức chịu tai cọc khoan nhồi ở Việt Nam:Sau chiến tranh, nhiều đô thị bị tàn phá và phải xây dựng lại hoàn toàn Nhiềucông trình lớn đã, đang và sẽ được xây dựng Địa tầng ở các thành phố lớn ở đồngbằng sông Hồng và đồng băng sông Cửu Long rất phức tạp, phía trên là lớp đất yếucó chiều dày lớn, vì vậy móng cọc ngày cảng được sử dụng rộng rãi

Công nghệ và và thiết bị thi công móng cọc thời gian qua cũng đã được pháttriển Các thiết bị thi công cọc nhéi, cọc barrette đã được nhập về Máy ép cọc cólực ép lớn cũng đã có mặt ở Việt Nam Vật liệu chế tao cọc thời gian qua cũng đãđáp ứng cơ bản yêu cau kỹ thuật Va quan trong hơn cả là kinh nghiệm về công tác

tư van, thi công của người Việt Nam đã được nâng cao, chất lượng thi công đã đượccải thiện đáng kê.

Ở Việt Nam, van đề sức chịu tải cọc khoan nhồi cũng là một đề tài rất được

quan tâm Một vài tác giả và nhóm tác giả đã nghiên cứu sức chịu tải cọc khoan

nhỏi như:- PGS.TS Nguyễn Văn Ngọc, Khoa Công trình Thủy, trường Dai hoc HàngHải và ThS Nguyễn Quang Tuấn, trường Dai học Hai Phòng — Một số van đề vềxác định sức chịu tải của cọc trên nền đất yếu (Tạp chí Khoa học Hàng Hải số 17-

4/2009)

- D6 Hữu Dao, Truong Dai hoc Bach Khoa, Dai hoc Da Nang — Nghiên cứuthực nghiệm xác định sức chịu tải của cọc bằng thí nghiệm nén tĩnh và so sánh vớicác quy trình hiện hành ở Việt Nam (Tap chí Khoa Học và Công nghệ - số

6(11).2010)

CHUONG 2: CƠ SỞ LY THUYET XÁC ĐỊNH SUC CHIU TAI COC

KHOAN NHOI2.1 Tổng quan về tính toán sức chịu tai coc khoan nhi:

Cho đến nay, mặc dù người ta đã biết sử dụng cọc dé gánh đỡ công trình từrất lâu, nhiều tác giả đã đưa ra một số phương pháp tính toán sức chịu tải của cọckhoan nhồi đơn, kết quả tính toán có thé tin cậy được nhưng nhìn chung các phươngpháp tính toán đều dựa vào một trong hai xu hướng là: tính toán sức chịu tải cọcđơn dựa theo chỉ tiêu của đất nền và tính toán sức chịu tải của cọc đơn dựa vào kếtquả khảo sát băng thiết bị thí nghiệm ở hiện trường

Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nên:

Trong tính toán thực tế người ta phân chia sức chịu tải theo đất nén thành haithành phan: thành phan chịu mũi và thành phan ma sát xung quanh cọc

Gọi Q, là sức chịu tải cực han của cọc gôm tong sức chong cắt giữa đất vàvật liệu làm cọc ở mặt bên cọc @_ cùng với sức gánh đỡ của đất dưới mũi cọc Q,

được tinh theo H.G.POULOS và E.H.DAVIS — “Pile Foundation Analysis andDesign” nhu sau:

P* Thành phần ma sát xung quanh cọc Q.:

Kha năng chịu tai do ma sat hông dam nhiệm được thé hiện bởi lực cắt củalớp đất tiếp xúc cọc và đất trên diện tích bề mặt của thân cọc được mô tả theo

Coulomb như sau:

7, =Ơ,190,+C`, (2 - 3)

Trong đó:

7„: là lực cat của lớp tiêp xúc cọc — dat

o,: là áp lực ngang ở ngay mat tiếp xúc này

ø, : là góc ma sát trong của lớp đất tiếp xúc cọc — đất sau khi thi công xong

c'.: là lực dính cua lop đất này sau khi thi công xongơ,: là áp lực ngang, thường được chuyền qua áp lực đứng theo quan hệ:

L: Chiều dài của thân cọc

7„: là sức chịu ma sát hông don vi

* Thành phần chịu mii Q,:

La khả năng chiu tai tính toán do sức khang mũi dam nhiệm Được xác định

theo thuyết khả năng chịu tải như sau:

Q,=A,(c!,.N.+0,,.N,+0,5.7.d.N,) (2 - 6)

Trong đó:

A, : là diện tích mặt cắt ngang của chân cọc

c',: là lực dính của dat sau khi thi công ở chân cọc

o,,: áp lực đứng của dat ở chân cọc

+: trọng lượng đơn vị của đất

d: đường kính của cọc

N N,.N : là các hệ sô kha năng chịu tải Chúng là các hàm của các góc nộima sát của dat sau khi thi công xong, khả năng chịu nén tương đôi của dat và hìnhdáng cọc.

W: là trọng lượng của cọc

Từ phương trình (2 — 1), (2— 5) và (2 — 6) ta có phương trình tong quát dé xác định

khả năng chịu tải tính toán của cọc đơn như sau:

L

Q, = |c(K,.Ø,1gø, +c',)+A,(c'!, N.+0,,.N,+9,5.yd.N_)-—W (2-7)

0

Phương trình (2 — 7) là phương trình mô tả chung cho sức chịu tải tới hạn của

cọc đơn Nếu như khả năng chịu tải tính toán trong điều kiện không thoát nước haytrong giai đoạn ngăn, thi các thông số c'.,c',.9',.v là những giá tri gần đúng trongđiều kiện không thoát nước, còn ơ,,ơ„ nên lay bang tong áp lực đứng Nếu nhưkha năng chịu tải tính toán trong giai đoạn dài được yêu câu dé xác định mức độ 6nđịnh của cọc thì những thông số trên của đất nên lẫy trong điều kiện thoát nước có

O,,0,, lay bang áp lực đứng có hiệu

Trong hầu hết các trường hợp tính toán c', „ø' là những giá tri được lay saukhi thi công xong lay băng đúng giá tri ban đầu của nó và thêm các hệ số an toàncho từng thành phần Q, Q, tương ứng

Khi tính toán kha năng chịu tải cua cọc khoan nhôi đơn theo các chỉ tiêu cơly của đất nên thì các công thức đều được xuất phát từ phương trình tong quát (2 —7) và được thiết lập trên hai loại đất tiêu biểu là đất sét (đất dính) và đất cát (đất rời)

đất.

D.| yếu

: sdất=chịu-lựclonHình 2- 1 Kha năng chịu luc cua cọc

2.2 Các phương pháp xác định sức chịu tai cọc khoan nhôi theo lý thuyết:2.2.1 Theo tiêu chuẩn TCXD 205:1998:

2.2.1.1 Sức chịu tải của cọc theo độ bên của vat liêu:

Đối với thép lớn hơn ø28mm, R,, = ƒ, /1.5nhưng không lớn hơn 200000 kN / m’ ;ƒ.: Giới hạn chảy của cốt thép, KN /m?

Bảng 2- 1 Giới hạn chảy cua các loại thép

Loại thépCI, AlCH, AllCHI, AMI

2.2.1.2 Sức chịu tải của coc theo chỉ tiêu đất nên:

a Sức Chịu tai cua cọc theo Chỉ tiêu cơ ly cua dat nên:Sức chịu tai của cọc don, theo dat nên, được tinh:

Trong đó:

Q, =Qek

tc

O,: Sức chịu tải cho phép tính toán theo dat nền của coc, KNQ,.: Sức chịu tải tiêu chuẩn tinh theo đất nền của cọc đơn, KN

k„ : Hệ sô an toàn, được lay như sau:

1.2 — Nêu sức chịu tải xác định băng nén tĩnh cọc tại hiện trường:

(2 - 9)

1.25 — Nếu sức chịu tải xác định theo kết quả thử động cọc có kế đến biếndạng đàn hồi của đất hoặc theo kết quả thử đất tại hiện trường bằng cọc mẫu;1.4 — Nếu sức chịu tải xác định băng tính toán, kế cả theo kết quả thử động

cọc mà không kê đên biên dạng đàn hôi của đât;

1.4 (1.25) - Đối với móng mồ cầu dai thấp, cọc ma sát, cọc chồng, còn khi ởcọc đài cao — khi cọc chống chỉ chịu tải trọng thăng đứng, không phụ thuộc

so lượng cọc trong móng;Đôi với dai cao hoặc đài thap mà đáy của nó năm trên dat có tính nén lớn vađôi với cọc ma sát chịu tải trọng nén, cũng như đôi với bat kỳ loại đài nào macoc treo, cọc chéng chịu tai trọng nhô, tùy thuộc sô lượng cọc trong móng, triso &„ lây như sau:

Móng có trên 21 cọc: k„ =1.4(1.25)

Móng có từ 11 đến 20 cọc: K„ =1.550 4)Móng có từ 6 đến 10 coc: k,, =1.65q.5)Móng có từ 1 đến 5 cọc: k,, =1.75(1.6)Số trong ngoặc don là tri số của k,„ khi sứcchịu tải của cọc được xác định từ kết quả nén

tinh ở hiện trường.

Đối với móng chỉ có 1 coc đóng, mang tải trên 60 tấn (600kN) hoặc 1 cọcnhôi, mang tải trên 250 tan (2500kN) thi:

k„=14- Nếu sức chịu tải xác định theo thử tĩnh cọc;k„=1.6 - Nếu sức chịu tải xác định theo phương pháp khác;k„ =1 - Đối với móng bè cọc của công trình có độ cứng lớn, độ lún giới hạnlớn hon 30cm (với số cọc lớn hơn 100), nếu sức chịu tải của cọc xác định

4„: Cường độ chịu tai của đất dưới mũi cọc, KN / m?

A,: Diện tích mũi, m*

m,: Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên của cọc, phụ thuộc vào phươngpháp tạo 16 khoan, tra bảng

f,: Ma sát bên cua lớp đất ¡ ở mặt bên của thân cọc, tra bảng

Bang 2- 2 Hệ sô điệu kiện làm việc cua dat m,

Loại cọc và phương pháp thi công cọc

Hệ số điêu kiện làmviệc cua dat my

A ACat Sét

cat sét

1 Coc chê tạo băng biện pháp đóng ông thép có bịt kín

oy và ca 0.8 108 10.8 10.7mũi rôi rút dân ông thép khi đô bêtông

2 Coc nhéi rung ép 09 1032 102 109293 Coc khoan nhôi trong đó kế cả mở rộng đáy, đô bê

tông:a) khi không có nước trong lỗ khoan (phương pháp khô) | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.6hoặc khi dùng ông chống 06 106 106 | 0.6

b) Dưới nước hoặc dung dịch sét 0.8 106 108 | 0.7

c) Hỗn hop bêtông cứng đồ vào cọc có đầm (phương

7 Cọc khoan phun chế tạo có ông chông hoặc bơm hỗn

0.9 108 10.8 10.8hợp bê tông với áp lực 2-4 atm

Bang 2- 3 Hệ số ma sát bên của đất ƒ,

1.0 3.5 23 11.5 |1.2)05)04)] 04 | 0.3 | 0.2

2.0 4.2 3.0 12.1 |1⁄711.2410.710.51041043.0 48 345 12.5 |2.0} 1.1 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.54.0 5.3 3.8 | 2.7 |2.2|16|09 | 0.8 | 0.7 | 0.5

5.0 5.6 40 12.9 |24) 1.7} 1.0} 08) 0.7 | 0.6

6.0 5.8 42 13.1 )25)18] 1.0} 08 | 0.7 | 0.68.0 6.2 44 13.3 |26)19}] 1.0} 08) 0.7 | 0.610.0 6.5 46 |34 |2.7)19)] 1.0} 0.8 | 0.7 | 0.6

15.0 7.2 5.1 13.6 |2.8|12.011.110.510/710.620.0 7.9 36 14.1 |3.012.011210.510/710.625.0 8.6 6.1 | 44 | 3.2) 2.0) 1.2 | 0.8 | 0.7 | 0.6

30.0 9.3 66 14/7 |34) 2.1) 1.2} 0.9 | 0.8 | 0.7

35.0 10.0 70 15.0 |3.6) 2.2) 1.3 |09 | 0.8 | 0.7

Cuong độ chịu tải của dat dp, dưới mũi cọc nhôi cọc trụ cho phép lây như sau:Đối với đất hòn lớn có chất độn là cát và đối với đất cát trong trường hop cọc nhdicó và không có mở rộng đáy, cọc ông hạ lay hết nhân đất và cọc trụ tính theo công

y,: Trị tính toán trung bình (theo các lớp) của trọng lượng thể tích đất, năm phíatrên mũi cọc (khi đất no nước có kế đến sự đây nỗi trong nước)

L: Chiều dài cọcd,: Đường kính của cọc nhôi

Bảng 2- 4 Hệ số a, 8, Ay’, By’

Hệ số Các hệ số A¿,B/.,z,/khi các trị tính toán của góc ma sát trong

của đất @, độ

23 25 27 29 3l 33 35 37 39

A,” 9.5 126 | 173 |244 |346 |486 | 71.3 | 108 | 163By 186 | 248 |328 |455 | 64 87.6 | 127 | 185 | 260

4 0.78 |0.79 {08 |082 | 0.84 |0.85 | 085 | 0.86 | 0.87

5 0.75 | 0.76 | 0.77 |0.79 |0.81 | 0.82 | 0.83 | 0.84 | 0.8575 10.68 | 0.7 0.7 0.74 | 0.76 |0.78 | 08 0.82 | 0.8410 0.62 | 0.65 | 0.67 | 0.7 0.73 |0.75 | 0.77 | 0.79 | 0.81

a khi | 12.5 | 058 | 0.64 | 0.63 |0.67 |0.7 | 0.73 | 0.75 | 0.7 0.8L/d = | 15 055 | 058 | 0.61 |0.65 | 0.68 |0.71 | 0.73 | 0.76 | 0.79

10 135 120 105 95 80 70 60

12 155 140 125 110 95 80 70

15 180 165 150 130 100 100 80

18 210 190 170 150 130 115 9520 230 240 190 165 145 125 10530 330 300 260 230 200 - -

40 450 400 350 300 250

-b Sức chiu tải cua cọc theo chỉ tiêu cường độ của đât nên:

Sức chiu tai cho phép của cọc tính theo công thức:

0,9,

FS, FS,$

Q,= ,kN (2 - 12)

Trong đó:Q.: Sức chịu tai cực hạn do ma sát, kN

Q,: Sức chịu tải cực hạn do khang mũi, kN

FS,: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên FS, = 1.5+2FS: Hệ số an toàn cho sức kháng mũi, FS, = 2+3

> Suc chịu tải cực hạn do ma sat Q.

Lực ma sát đơn vi f; được tính như sau:

Ø Ứng suất hữu hiệu theo phương vuông góc với mặt bên cọc

0 1.000 | 5.700 0 26 14.210 | 27.085 11.7| 1.105 | 5.997 0.1 27 15.896 | 29.236 13.72 1.220 | 6.300 0.2 28 17.808 | 31.612 15.73 1347 | 6.624 0.3 29 19.981 | 34.242 17.7A 1.487 | 6.968 0.4 30 | 22456 | 37.162 19.75 1642 | 7.337 0.5 3] 25.282 | 40411 | 24.246 1812 | 7.730 0.64 32 | 28517 | 44036 | 28.78

7 2.001 8.151 0.78 33 32.230 48.090 33.328 2.209 8.602 0.92 34 36.504 52.637 37.869 2.439 9.086 1.06 35 41.440 57.754 42410 2.694 9.605 1.2 36 47.156 63.528 54II 2.975 10.163 1.46 37 53.799 70.067 65.612 3.288 10.763 1.72 38 61.546 77495 77.213 3.634 11.410 1.98 39 70.614 85 966 88.814 4.019 12.108 2.24 40 81.271 95.663 100.415 4.446 12.861 2.5 41 93.846 | 106.807 | 139.8216 4.922 13.676 3 42 108.750 | 119.669 | 179.2417 5.451 14.559 3.5 43 126.498 | 134.580 | 218.6618 6.042 15.517 4 44 147.736 | 151.950 | 258.0819 6.701 16.558 4.5 45 173.285 | 172.285 297.520 7439 17.690 5 46 204.191 | 196.219 | 458.3721 8.264 18.925 5.94 47 241.800 | 224.549 | 619.2322 9.190 20.272 6.88 48 287.855 | 258.285 | 780.123 10.231 | 21.746 7.82 49 344.636 | 298.718 | 966.6524 11.401 | 23.361 8.76 50 415.146 | 347.509 | 1153.225 12.720 | 25.135 9.7

2.2.2 Theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014:2.2.2.1 Strc chịu tải của coc theo độ bên cua vật liệu:

đen — R, A, + R,, A, (2 - 19)

Trong đó:

R,: Cường độ tính toán của bê tông cọc nhỗi, phải nhân với hệ sô điêu kiện làm

việc y,, =0.85; kế đến việc đồ bê tông trong khoảng không gian chật hep của hồ và

ông vách và nhân với hệ sô y,, kê đên phương pháp thi công cọc như sau:

Trong nên đất dính, nếu có thé khoan và đồ bê tông khô, không phải gia cố thànhkhi mực nước ngâm trong giai đoạn thi công thấp hơn mũi cọc thì y,, =1.0

Trong các loại đất, việc khoan và đỗ bê tông trong điều kiện khô, có dung tới ốngvách chuyên dụng hoặc guông xoắn rỗng ruột, z„ =0.9

Trong các nên, việc khoan và đô bê tông vào lòng hô khoan dưới nước có dung ông

vách giữ thành, z„ =0.8

Trong các nên, việc khoan và đồ bê tông vào lòng hỗ khoan dưới dung dịch khoan

hoặc dưới nước chịu áp lực dư, z„ =0.7

A, : Diện tích tiết diện bê tông cọc, m?A : Diện tích tiết diện cốt thép dọc trục, m’R,,: Cường độ tính toán của cốt thép

2.2.2.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu đất nên:

Coc năm trong móng hoặc cọc đơn chịu tải trọng dọc trục chịu nén đêu phải tinhtheo sức chịu tải của dat nên với điều kiện:

Cc,

Nog <2 RyRy = (2 - 20)

Yn Vx

Trong do:N , là tri tính toán tai trọng nén lên cọc (lực dọc phat sinh do tải trong tính toán tác

dụng vào móng tính với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất)

R _„ là tị tính toán sức chịu tải trọng nén cua cọc, được xác định từ các tri riêng sức

chịu tai trọng nén cực hạn R,,

Trị riêng sức chịu tải cực hạn của cọc R „ có thể xác định theo phương pháp dựavào các chỉ tiêu cơ lý đất, theo các phương pháp tính toán dùng kết quả thí nghiệmhiện trường Trong trường hợp những điều kiện nên giống nhau, nếu số trị riêng củasức chịu tải cực hạn ít hơn 6, trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén phải lay giá trị nhỏnhất trong các trị riêng: Ro = Ro umin -

y, là hệ số điều kiện làm việc, kế đến yếu tô tăng mức đồng nhất của nên đất khi sửdụng móng coc, lay băng 1 đối với cọc đơn và lay bang 1.15 trong móng nhiễu cọc;y, là hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lay băng 1.2; 1.15 và 1.1 tươngứng với tam quan trọng của công trình cấp I, II va III;

y, là hệ số tin cậy theo đất lay như sau:

Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài thấp có đáy đàinằm trên lớp đất tốt, cọc chống chịu nén không kế đài thấp hay đài cao lẫy

y, =1.4(1.2) Riêng trường hop móng một cọc chiu nén dưới cột, nếu là cọc đónghoặc ép chịu tải trọng 600KN, hoặc cọc khoan nhỏi chịu tải trên 2500KN thi lay

y, =1.6(14):

Trường hợp coc treo chịu tải trọng nén trong móng coc đài cao, hoặc đài thấpcó đáy đài nam trên lớp đất biễn dạng lớn, cũng như cọc treo hay cọc chong chiu taitrọng kéo trong bat cứ trường hop móng coc đài cao hay dai thấp, trị số y, lay phụ

thuộc vào sô lượng cọc trong móng như sau:

Móng có ít nhất 21 cọc y, =1.40(1.25)Móng có 11 đến 20 cọc y, =1.55%1.4)Móng có 06 đến 10 cọc y, =1.65(1.5)Mong co 01 dén 05 coc y, =1.75(1.6)Trường hợp bai cọc có trên 100 cọc, năm dưới công trình có độ cứng lớn, độlún giới hạn không nhỏ hơn 30cm thì lấy y,=1, nếu sức chịu tai của coc xác địnhbằng thí nghiệm thử tải tĩnh

Giá trị y, trong ( ) dùng cho trường hợp sức chịu tải của cọc xác định bang thí

nghiệm thử tải tinh tại hiện trường; giá tri ngoài ( ) dùng cho trường hợp sức chịu

tải của cọc xác định bằng phương pháp khác.a Strc chịu tải của cọc theo chỉ tiêu co lý của đất nên:Sức chịu tải trọng nén ® „, tính bằng kN, của cọc đóng hoặc ép nhôi và cọc khoannhồi mở rộng hoặc không mở rộng mũi và cọc ông moi đất và nhồi bê tông vào bên

trong, được xác định theo công thức:

Trong do:

y.: Là hệ số điều kiện làm việc của cọc, khi cọc tựa trên nền đất dính với độ bãohòa S, <0.9và trên đất hoàng thô lay y, =08; với các trường hợp khác y, =1

rz„„: Là hệ sô điêu kiện làm việc của dat dưới mũi coc, y,, =0.9 trong trường hợp

dung phương pháp đồ bê tông dưới nước: 7„„=l đối với các trường hợp khác

A,: Diện tích tiết diện ngang mũi cọcu: Chu vi tiết diện ngang thân cọc

rz„: Hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạolỗ và điều kiện đồ bê tông, tra bảng

Bang 2- 7 Hệ sô điêu kiện làm việc cua cọc trong dat yy

Hệ số điêu kiện làm

viec 7„„ trong dat

Coc và phương pháp thi công coc

Cát | SétCát Sét

pha | pha

1 Coc đóng hoặc ép nhôi, hạ ông vách có tâm dé,

08 41068 10.8 10.7hoặc nút bê tông

khoan guông xoăn rong lòng

CHÚ THÍCH: Đối với cọc khoan nhồi đường kính lon và barrette sức chịu tai

cọc phụ thuộc nhiêu về loại đất, chát lượng thi công Hệ số điều kiện làm việcVz CÓ thé phù hợp cho mọi trường hợp Khi có du cơ sở kinh nghiệm thực tế cóthể tăng hệ số này lên 0.6 đến 1.0 Giá trị sức chịu tải của cọc phải được kiểmchứng bằng thí nghiệm thử tải tĩnh cọc tại hiện trường.

ccx391

ƒ.: Cường độ sức kháng trung bình của lớp dat thứ “i” trên thân cọc, tra bang

Bang 2- 8 Cường độ sức kháng trên thân cọc đóng hoặc ép ƒ,

Cường độ sức kháng trên thân cọc đặc và cọc Ống cólõi đất hạ bằng phương pháp đóng hoặc ép f,

` kPaChiêu sâu trung Cát chặt vừa

bình cúa lớp đât Hattova | Hạt CA

” vira nhỏ | bui | | | | ff

Dat dính ứng với ti số sệt 7,

<02 0.3 04 |0.5 | 0.6 | 0.7] 0.8 | 0.9 | 1.0| 35 23 I5 |1215 |4 141312

2 42 30 21 {1711212715 14143 48 35 25 12011418 | 7 | 64] 54 53 38 27 |22/16) 9} 8 | 74) 5

5 56 40 29 124411711018 | 7 | 66 58 42 31 | 25);18|10| 8 | 7 | 6

8 62 44 343 | 26;19|10| 8 | 7 | 6

10 65 46 344 | 27);19|10| 8 | 7 | 615 72 51 38 | 28);20] 11); 8 | 7 | 6

20 79 56 41 13012011218 | 7 | 625 86 61 44 |32;20;12); 8 | 7 | 6

30 93 66 47 |134|121|11219 |8 | 6>35 100 70 50 1361221131918

CHÚ THÍCH: