Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu sức chịu tải cọc khoan nhồi trên cơ sở thí nghiệm nén tĩnh theo tiêu chuẩn cơ sở 01: 2011

Dựatrên kết quả từ thí nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép đọc trục và các biểu déquan hệ tải trọng - chuyển vị - thời gian của đầu cọc dé phân tích, tính toán và so sánhkết quả gi

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH ` Ec , | C}

TRUONG DAI HOC BACH KHOA “Sy

NGUYEN VIET TUAN

NGHIÊN CUU SUC CHIU TAI COC KHOAN NHỎITREN CO SO THI NGHIEM NEN TINH THEO TIEU

CHUAN CO SO 01:2011/SL VA TIEU CHUAN

EUROCODE 7

CHUYEN NGANH: BIA KY THUẬT XÂY DUNGMA SO CHUYEN NGÀNH: 60.58.60

LUẬN VĂN THAC SĨ

CÁN BỘ HƯỚNG DÂN KHOA HỌC:

TS TRÂN TUẦN ANH

®

fy đ TP HO CHÍ MINH— 2014

ma

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS TRAN TUẦN ANH

Xác nhận của Chu tịch hội đồng đánh giá Luận Văn và Truong Khoa Quản ly

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

CHỦ TỊCH HOI DONG TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ ky) (Họ tên và chữ ký)

TS NGUYÊN MINH TÂM

ĐẠI HOC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH CONG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Tp.HCM, ngày tháng nam 2014.

NHIEM VU LUAN VAN THAC Si

Ho tên học viên: NGUYEN VIET TUẦN Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 16/8/1987 Nơi sinh: Bà Rịa Vũng Tàu

Dia chỉ mail: Viettuan_geotech@yahoo.com Điện thoại: 0989040850

Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG K2012 MSHV: 12090401

I- TÊN ĐÈ TÀI:

NGHIÊN CUU SUC CHIU TAI COC KHOAN NHOI TREN CƠ SỞ THÍ NGHIEM

NEN TĨNH THEO TIEU CHUAN CƠ SỞ 01:2011/SL VA TIEU CHUAN

-Xác định khả năng chịm lực giới hạn của cọc và các đặc trưng khác từ số liệu thínghiệm nén tinh cọc theo TCCS 01:2011/SL và Tiêu chuẩn Eurocode 7-

Geotechnical Design.

- Dựa trên số liệu (P.S,t) thu thập từ Thi nghiệm nén tĩnh hiện trường, phân tích,tính toan, đánh giá và so sánh kết quả giá trị {Pen Sen, Pu [s]} giữa TCCS

01:2011/SL và Tiêu chuán Eurocode 7-Geotechnical Design.

-Pua ra các phân tích, nhận xét và kiến nghị cân thiết

2.NÔI DUNG CHÍNH:PHAN I: MỞ ĐẦUPHẢN II: NỘI DUNG-Chương 1: Tổng quan về Thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tinh ép dọc trục.-Chương 2: Cơ sở ly thuyết và nội dung của TCCS 01:2011/SL: Xác định khả năng

chịu lực giới hạn của cọc và các đặc trưng khác từ số liệu thí nghiệm nén tĩnhcoc.

-Chương 3: Co sở by thuyết va nội dung của Tiêu chuẩn Eurocode 7-GeotechnicalDesign trong việc phân tích và xác định sức chịu tai của Cọc khoan nhồi từ Cơsở thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

-Chương 4: Xử lý số liệu từ kết quả thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh épdoc trục, phân tích, tinh todn và so sánh kết quả giữa hai phương pháp tinhtoán theo TCCS 01:2011/SL và Tiêu chuẩn Eurocode 7-Geotechnical Design,mô phỏng phân tích bài toán bằng phân mém Plaxis 8.5

-Chương 5: Kết luận và kiến nghị

- tài liệu tham khảo.-Phụ lục.

HI- NGÀY GIAO NHIEM VU: 20/01/2014IV- NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 20/6/2014V- CAN BO HUONG DAN: TS TRAN TUAN ANH

TP.HCM, Ngày tháng năm 2014.

CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA

(Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký)

TS TRAN TUẦN ANH PGS.TS VÕ PHÁN TS NGUYÊN MINH TÂM

LOI CAM ON

Trước hết, tac giả xin chân thành cám on Ban giám hiệu nhà trường, trường Đại hocBách Khoa, đặc biệt là quí thay cô trong Bộ môn Địa cơ - Nền mong, đã nhiệt tìnhhướng dẫn trong suốt quá trình học tập, quan tâm giúp đỡ và đã tạo mọi điều kiện tốtnhất trong thời gian tôi học tập tại trường

Luận văn Thạc sĩ là sản phẩm tổng hợp của chương trình đào tạo hệ cao học củatrường Bách khoa Qua luận văn thạc sĩ, các thay cô có thé đánh giá lại một cách tongquát nhất về trình độ kỹ thuật chuyên môn của học viên, còn học viên cũng qua đócũng nhìn lại về bản thân trong quá trình học tập nghiên cứu tại trường Bách Khoa.Luận văn Thạc sĩ hoàn thành đảm bảo nội dung và đúng thời hạn qui định là nhờ phầnlớn sự giúp đỡ tận tinh và tâm huyết của GS.TS NGUYEN VĂN DAT và TS TRANTUẦN ANH

Xin được gửi lời tri ân chân thành nhất đến GS.TS NGUYEN VAN DAT cùng TS.TRẢN TUẦN ANH đã tận tình giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn

này./.

Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến các bạn trong lớp Dia kỹ thuật xây dựngkhóa 2012 đã hỗ trợ mình rất nhiều trong quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn!

TP.HCM, ngày 20 thang 6 năm 2014.

HỌC VIÊN

(Họ tên và chữ ký)

NGUYEN VIET TUẦN

TÓM TAT LUẬN VĂN THẠC SĨNGHIÊN CỨU SUC CHIU TAI COC KHOAN NHOI TREN CƠ SỞ THÍ

NGHIEM NEN TĨNH THEO TIỂU CHUAN CƠ SỞ 01:2011/SL VÀ TIỂU

CHUAN EUROCODE 7.TOM TAT: Đề tai luận văn tập trung nghiên cứu Sức chịu tải của coc khoannhéi dựa trên Cơ sở phương pháp thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép doctrục theo TCCS 01:2011/SL và Tiêu chuẩn Eurocode 7 - Geotechnical Design Dựatrên kết quả từ thí nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép đọc trục và các biểu déquan hệ tải trọng - chuyển vị - thời gian của đầu cọc dé phân tích, tính toán và so sánhkết quả giữa hai phương pháp tính toán theo trên kết hợp mô phỏng phân tích sức chịutải cọc khoan nhỏi băng phan mém Plaxis 8.5 /

RESEARCH THE BEARING CAPACITY OF BORED CAST-IN-PLACECONCRETE PILES BASED ON STATIC AXIAL COMPRESSIVE LOAD

FOLLOW FACILITY CODE 01:2011/SL AND EUROCODE 7.ABSTRACT: Master thesis is only focused for researching Bearing capacity ofbored cast-in-place concrete piles based on Static Axial Compressive Load followFacility Code 01:2011/SL and Eurocode 7 - Geotechnical Design Based on the resultsof the Field Test Methods of Static Axial Compressive Load and the charts of therelationship of load-displacement - time of pilehead to analyze, calculate and comparethe results between the two methods of calculation above and combined withsimulation analysis process of bearing capacity of bored cast-in-place concrete piles inPlaxis 8.5 software./.

LỜI CAM ĐOAN CỦA TÁC GIÁ LUẬN VĂN

Tôi xin cam đoan: Ban Luận van tot nghiệp nay là công trình nghiên cứu thựcsự của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu ly thuyét, kiên thức, sô liệu

đo đạc thực tiễn và đưới sự hướng dẫn của:

TS Trần Tuấn AnhCác số liệu, mô hình tính toán và những kết quả trong Luận văn là hoan toàntrung thực Nội dung của bản Luận văn này hoàn toan tuân theo nội dung của dé cươngLuận văn đã được Hội đồng đánh giá đề cương Luận văn Cao học ngành Dia Kỹ Thuật

Xây Dựng, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng thông qua.Một lan nữa, tôi xin khang định vê sự trung thực của lời cam đoan trên

TOM TAT LUẬN VĂN THAC SĨ - 2 5-5 s2 <EsSEs£E£ EE£ SEE£E 2E 3 3 3 3 55 55.22 5LOI CAM DOAN CUA TÁC GIÁ LUẬN VĂN «5< se sEsv 3v SE ExExEsesesesrsee 6i00, 000)1077 7 17.08100190801012 5CHUONG 1: TONG QUAN VE THÍ NGHIỆM HIỆN TRUONG BANG TAI TRỌNG

(0N) :89)9 09.10000155 6

1.1 Khái quát chung về Thí nghiệm hiện trường bang tải trọng tĩnh ép dọc trục: 61.2 Phạm vi áp dụng của Thí nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép dọc trục: 91.3 Mục đích của Thí nghiệm hiện trường bang tải trọng tĩnh ép dọc trục: -: I11.4 Các nội dung chính của Thí nghiệm hiện trường bằng tai trọng tĩnh ép dọc trục: lãiCHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET VÀ NỘI DUNG TIỂU CHUAN CƠ SỞ 01:2011/SL

¬ 12

2.1 Khái quát về Hai chuẩn của 2 Trạng thái giới han 1 & 2 - Cường độ và 6n định

CHa Vien Si Stréleskas 1n ad 12

2.2 Nội dung Quy tình thí nghiệm va Công tác thu thập số liệu: -sssssc2 122.2.1 Tổng quát quy trÌHh ChMHg: Sàn HH HH HH HH HH gu nu rya 12

2.2.2 Quy trình thi HgÌỆM: Q.22 0Q Tnhh TT nh nh hs ha 13

2.2.3 Công tác thu thập số lÏỆH: ST E1 TH HH HH HH HH HH HH tua 142.3 Quy trình Xử lý số liệu theo TCCS 01:2011/SL: - 2 22122212 2EEEEEEEtErrrrrrrrg 152.3.1 Về đặc trưng P¿u(S) — khả năng chịu lực giới hạn của cọc xét theo chuẩn 6n

định (Limit load under stabilization standard of Limit State): 5S: 15

2.3.2 Về đặc trưng Pgi(R) — kha năng chịu lực giới han của cọc xét theo chuẩn cường

độ (Limit load under bearing capacity standard or Resistance): 0.66006066000.4 17

2.3.3 Về đặc trưng Po, — khả năng chịu lực giới hạn của coc (Selection of Limit

[.//j hs gHddiddiiiiiiiiiiầáầẳũẳũÝÝÝỶỶỶÝỶŸỶŸ 18

2.3.4 Về đặc trưng độ lún giới hạn của công trình - 182.3.5 Về các đặc trưng chính yếu khác xác định theo TCCS 01:2011/SL: 192.4 Các kết luận cơ bản: 2 211211511111 12 E1 1E HH HH HH Ha nh Hung 23CHUONG 3: CƠ SỞ LÝ THUYET VA NOI DUNG THU TAI TĨNH THEO TIỂU

CHUAN EUROCODE 7 - GEOTECHNICAL DESIGN co co 5° ne 24

3.1 Thí nghiệm thir tai tĩnh coc khoan nhôi theo Tiêu chuẩn Eurocode 7: 243.1.1 Tổng quan về thí nghiệm thử tải tĩnh theo Eurocode 7: si siesrree 243.1.2 Khả năng chịu tai của cọc theo phương pháp thiết kế Eurocode 7 : 303.2 Các phương pháp thiết kế (DA) dùng tính toán sức chịu tải cọc: ¿ 30

3.2.2 Phương pháp thiết kế 2 (DA 2): 5S 1 1 E1 E51 tt Hk HH Hung 31

3.2.3 So sánh các phương pháp thiết kế (DA) dùng tính toán sức chịu tải cọc: 31

3.3 Sức chịu tải nén của đất nền (ULS ) theo phương pháp thiết kế Eurocode 7: 33

BBL TONG QUAD 8n h6 äääa 33

3.3.2 Sức chịu tai nén cực han từ thí nghiệm thử tai tinh cọc: 35

3.4 Các kết luận cơ bản: 2 2121 1511101 1 HH HH HH tt nh Ha 37CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SO LIEU HIỆN TRUONG, PHAN TICH, TÍNH TOÁN, ĐÁNHGIA VA SO SÁNH KET QUÁ GIỮA 2 TIỂU CHUAN TCCS 01:2011/SL VÀEUROCODE 7 - GEOTECHNICAL DESIGN . Q0 n n n nm 394.1 Gidi thigu cOmg trimbs 1 ẮẰằ 39

4.1.1 Quy MO CONG CLINE 0.00.0 dd 39

4.1.2 SỐ liệu thi nghiệm hiện trường bằng tai trọng tinh ép dọc trục: 39

4.2 Phân tích, tính toán, đánh giá và nhận xét sức chịu tải cọc đơn từ các kết quả tínhtoán theo TCCS 01:2011/SL:: Q Q0 02222002221 2212211 111111111111 k TH TT n0 1111k key 394.3 Tính toán và đánh giá sức chịu tải cọc theo Tiêu chuẩn Eurocode 7: 78

4.4 Mô phỏng phân tích sức chịu tải cọc khoan nhéi bang phan mềm Plaxis 8.5: 90

4.4.1 Thống kê địa chẤT: S s ncnnn t H HH kH Hàn HH HH HH ghe di 904.4.2 Chon kich thuw6'c m6 Ninny qNnn nan <e«e 93

4.4.3 Kết quả mô phỏng bằng Plaxis 2D - AXỈSHN€T: nh HH ra 974.4.4 So sánh kết quả mô phỏng bằng Plaxis 2D — Axisymmetry và kết quả từ Thí/14/112/0N/12(N11/1,N/112,N'„, x7) NHINNẬGGư eect eee eee e eee t tates 1024.5 So sánh và nhận xét các kết quả tính toán giữa 2 Tiêu chuẩn: 103

PHU LỤC - T1 101010101011010010100101010010011010010006 108CHUONG 5: KET LUẬN & KIÊN NGHỊ, 5 5< 5 5< << 2159555 SESE9555 55956 252 110

SV KOC As ooo B ĂĂ.(.((Œx<«££ 1105.2 Kiến nghị: ST n nh ng HH HH HH HH H HH HH HH HH tr ng 110TÀI LIEU THAM KHHẢO 5-5 5° <5 5£ << €E£ 9E E323 33 3 5 5 5 3 55 5525 5.522 111LY LICH KHOA HOC cccccscscscscsssscssssssssssssssessscssscsescsssssesssessscsssssssssssssssssssssesssessseesees 113

PHANI: MỞ ĐẦU.

1 Đặt van đề, ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài:Coc khoan nhỏi cho đến hiện nay có thể nói là một trong những giải phápchủ yếu mang lại hiệu qua cả về yếu tô kỹ thuật và kinh tế trong việc giải quyết bàitoán kỹ thuật móng sâu, trong các điều kiện địa chất đất yếu hoặc địa chất phức tạp,

đặc biệt là trong vùng hang động castơ mà các phương pháp thị công cọc khác không

thể thực hiện

Và theo đó các nội dung cua công tác xác định Sức chiu tải của cọc khoannhôi cùng các đặc trưng khác liên quan của nên cọc là yêu tô quan trọng nhât màkhông chỉ Đơn vị thử tải, Tư vân thiệt kê mà cả Chủ đâu tư đêu rât quan tâm.

Việc xác định sức chịu tải của cọc khoan nhỏi dựa trên Cơ sở Phương phápthí nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép dọc trục là một trong những phươngpháp được đánh giá là có độ tin cậy tốt nhất về sức chịu tải của nền cọc bê tông cốtthép thi công (đóng, ép, khoan thả, khoan dẫn, khoan nhôi ) so với các phương pháp

khác sử dụng hiện nay.

Theo sự phát triển không ngừng của khoa học Địa cơ nền móng cũng đã có rấtnhiều phương pháp dé xác định Sức chịu tải giới han (Limit Load) của cọc khoan nhôichang hạn như một số phương pháp đã được dé cập trong TCVN 9393:2012: Coc -Phương pháp thí nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép doc trục được chuyên từ

TCXDVN 269-2002 trước đây như trong PHU LUC E -Phương pháp xác định sức

chịu tải của cọc từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh gôm 2 mục:

*E.1 Xác định sức chịu tải giới han theo chuyển vị giới hạn quy ước, trongđó huynh hướng E.1 bao gồm P„ụ = Ñš§S„n) Hay nói một cách khác đó là chuẩn biểndang, thuộc Trạng thái giới hạn thứ 2 Đề có P„ phải biết được S,, và do đặc thù thốngkê khác nhau nên mỗi nước có một số liệu Soh gia thiết khác nhau, thậm chí khác xanhau có phan mang tính áp đặt nên sau khi lắp vào dé thị (P, S) ta có kết quả P¿ khá dibiệt, không đủ cơ sở dé tin cậy va trong những giá trị Sen áp đặt đó có những mức độ

tin cậy khác nhau.

*E.2 Xác định sức chịu tải giới hạn theo phương pháp đồ thị (được chuyểndịch từ QP Hoa Ky), trong đó khuynh hướng E.2 lai được xây dựng trên nguyên tắcchuyển vị ngẫu nhiên của đầu cọc, mang tính khách quan cao Hay nói cách khác, Pohđược chon theo các điểm gãy ngẫu nhiên của các dé thị có chứa S theo những quan hệ

khác nhau có chứa P, chứa S, chứa t Cac Quan hệ thường được chọn là:

S

ti (IgP, S), (lgP IgS), (let, S), (=)

8

Được gọi chung là các quan hệ loga Đặc biệt trong các quan hệ loga đó,

quan hệ nao cũng chứa S vì vậy công tác thu thập giá trị S có ý nghĩa quan trọng nhất

trong công tác thử tải cọc Tuy nhiên, chỉ riêng giá trị S của một thí nghiệm cọc chưa

nói lên điều gì, vì vậy không nên dùng giá trị S để rút ra kết luận như rất nhiều đơn vị

thử tải đã làm.

Tuy nhiên cho đến hiện nay, công tác thử tải cọc chỉ thực hiện chủ yếu vớiphan THU THẬP SO LIEU và một vài kết luận không day đủ Sau đó, theo thường lệ,đơn vị thử tải lập Báo cáo Kết quả thí nghiệm nén tĩnh hiện trường và giao tập số liệuthô đó dé đơn vị thiết kế tự xem xét, xử lý va tự kết luận các giả thiết của minh về (D,L, P) Vì vậy, công tác thử tai đã không thực hiện được công tác trắc nghiệm tin cậy vềgiá trị Pep, đặc biệt là về chiều dai L của cọc theo 2 mục tiêu kinh tế và kỹ thuật

Do đó, một sự kết hợp chặt chẽ giữa 2 khuynh hướng này tạo cơ sở lý thuyếtvững chắc có ý nghĩa lý luận thực tiễn trong việc xác định đúng dan và tin cậy giá trịP,, của công tác thử tải nén tinh cọc là tiền dé ra đời của TCCS 01:2011/SL Đồng thờilàm sáng tỏ nhiêu chi tiết của Quy luật biến dang, Địa kỹ thuật và Khoa học thực

nghiệm.

Luận văn xin đóng góp một phan nhỏ kiến tạo trong cách nhìn một cáchchính xác hơn về quan điểm xác định sức chịu tải của cọc khoan nhỏi dựa trên Cơ sởPhương pháp thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục là một trongnhững phương pháp có được độ tin cậy cao và không ngừng phát triển phong phú

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Nghiên cứu Sức chịu tải của cọc khoan nhỏi dựa trên Cơ sở Phương pháp thinghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép dọc trục theo TCCS 01:2011/SL và Tiêuchuẩn Eurocode 7 - Geotechnical Design, phân tích, giải đoán và so sánh kết quả tínhtoán theo 2 phương pháp này > kết quả tính toán được lập ra dưới dang dãy số làmiễn giao kết quả tính toán giữa 2 phương pháp trên

Trong quá trình thiết kế các giải pháp móng cọc, van dé chat lượng cọc, tínhtoán, xác định sức chịu tải của cọc đơn được cho là quan trọng nhất bởi nó tác độngtrực tiếp tới sự làm việc 6n định của các công trình xây dựng Trong nhiều trường hopkết quả tính toán thiết kế theo lý thuyết và khả năng chịu tải của cọc ngoài thực tế sauthi công rất khác biệt khiến cho việc thi công và sử dụng công trình thỏa mãn các điềukiện 6n định an toàn và kinh tế kỹ thuật là rất khó khan

Dé giải quyết được van dé quan trọng này, ngành “dia- co- nền móng” đã vàđang cô gang tìm ra phương pháp tính toán lý thuyết cũng như thực nghiệm nhằm xácđịnh một cách chính xác sức chịu tải và chất lượng của cọc đơn Trong đó các thínghiệm thực nghiệm hiện trường được đánh giá là công cụ tốt nhất, đáng tin cậy nhấtđể giải quyết van dé trên

*Theo TCCS 01:2011/SL: cho phép xác định giá tri Pạụ hop lý, tin cậy thỏa

mãn cả hai chuẩn đó là chuẩn cường độ P„(R) và chuẩn 6n định P„(S) tương ứng với3 trường hợp xảy ra tùy mối tương quan giữa 2 giá trị Pgn(S) và P,u(R) > phát hiện ra

3 trang thai tương ứng (R — Resistance, S — Stabilisation):

1 Trường hợp 1: Pe(S) ~ Pen(R) > bình thường > P,, = Min £P„„(S); Pon(R)}.

2/ Trường hợp 2: P„(S) = P„(R) > Trường hop thuận loi > cơ hội dé điềuchỉnh giảm chiều dai cọc L(m) > Trở về trường hợp 1/ (bình thường) > ý nghĩa vềkinh tế

3⁄ Trường hợp 3: P,u(S) << P„(R) > Trường hợp dị thường ở nên cọc > pháthiện cọc siêu dài > dé xuất giải pháp xử lý thích hop > phục hỏi trở lại Trường hợp

bình thường.

Từ đó xác định giá trị S„„ qua dé thị {(P, S, t) va Py} > Xác định: {Prx, [S]}.*Theo Tiêu chuẩn Eurocode 7 - Geotechnical Design: xác định gia tri SỨC

chịu tai gidi han của coc khoan nhồi Pon từ số liệu của kết quả thí nghiệm hiện trường

băng tải trong tĩnh ép đọc trục > Giá trị [Pq] tính toán theo các phương pháp thiết kế(DA) gôm DA 1-1, DA 1-2 và DA 2

Phân tích, đánh giá và so sánh kết quả tính toán theo hai phương pháp trên>> Có các kiến nghị cân thiết

3 Phương pháp nghiên cứu:

Để thực hiện các mục tiêu nghiên cứu như trên, tac gia xin lựa chọn trình tựphương pháp nghiên cứu như sau: nghiên cứu cơ sở lý thuyết dựa trên kết quả đo đạcquan trac số liệu từ thí nghiệm hiện trường và sử dụng bang tính toán tong hop, phântích, đánh giá và so sánh kết quả giữa 2 phương pháp như được đề cập trong luận văn

Vẻ mặt pháp lý, TCCS được ra đời là thé theo Nghị Định 127/2007 củaChính Phủ có hiệu lực từ ngày 1/8/2007 quy định về luật tiêu chuẩn và quy định kỹthuật nhằm khuyến kích các cơ sở nghiên cứu khoa học để các tiêu chuẩn quy phạmgan hon với thực tiễn, bù đắp những khiếm khuyết do chuyển dich từ các TCQP củanước ngoài suốt nửa thé kỷ qua Vì vậy TCCS là sự hoàn thiện hệ thống TCQP nóichung đã có từ trước đến nay

Theo TCCS 01:2011/SL cho phép xác dinh gia trị P,, thỏa mãn cả hai chuẩnđó là chuẩn cường độ P,,(R) và chuẩn 6n định P,,(S) xuất phát từ căn cứ pháp lý củaTCVN 9393:2012 được chuyển đôi từ TCXDVN 269: 2002, dựa trên Phụ lục E đượcchuyển dich từ QP Hoa Kỳ Cơ sở khoa học có giá trị cao là sự kết nối nguyên lý tínhtoán thuộc Trang thai giới han 1 & 2 của kết câu công trình do GS — Viện sĩ Stréleski

dé xướng với nguồn gốc của hai nhóm trạng thái giới hạn trong tính toán kết cau công

trinh.

Đây chính là trình tự THU THẬP SO LIEU (P, S) theo hướng dẫn của TCXD

189:1996 và TCXD 190:1996 chuyên dịch từ tiêu chuân của Pháp, đông thê cũng thé

hiện TRÌNH TỰ THĂM DÒ như TCVN 9393:2012 điểm 7.7a nhằm phát hiện = nào

chạm chuẩn = ~ 0,50 mm/h, dau hiệu của trang thai gidi han sé dat dugc.

Sử dung các Bang tính va Đồ thi Excel thé hiện quan hệ tương quan của 3thông số chính yếu (P, S, t) được thu thập từ kết quả Thí nghiệm hiện trường băng tảitrọng tinh ép dọc trục một cách đáng tin cay để phân tích, lý giải và xác định sức chịu

tải (Pen) hợp lý và so sánh các kết quả tính toán từ 2 Tiêu chuẩn TCCS 01:2011/SL va

Tiêu chuẩn Eurocode 7 - Geotechnical Design > rút ra các kết luận can thiết, kết hợp

mô phỏng tính toán bằng phần mềm Plaxis 8.5 để xác định sức chịu tải và ứng xử của

cọc đơn từ đó làm cơ sở tham khảo đối chiếu với kết quả của thí nghiệm nén tĩnh hiện

Đề tai không nghiên cứu, phân tích va tính toán Sức chịu tai coc khoan nhéitrên cơ sở Thí nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép dọc trục theo các Phươngpháp khác như đã dé cập trong mục E.1 của TCVN 9393:2012 được chuyên đổi từTCXDVN 269: 2002 cùng các phương pháp của các Tiêu chuẩn khác

PHAN II: NỘI DUNG

CHUONG 1: TONG QUAN VE THÍ NGHIỆM HIEN TRƯỜNG

Dùng các khỗi bê tông đúc sẵn là đỗi trọng

Hình 1.1: Sơ đồ Thí nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh ép đọc trục

Hình 1.2: Chi tiết mat cat ngang va cat doc của Sơ đồ Hệ thống gia tải

So đồ thử tai xuất phát từ tính mô phỏng (simulation) của “ổn định và Động lực

công trình ` khi tìm giá trị P tới hạn Trang thái chịu lực cũng được chuẩn hóa bang

cách tác dụng lực tap trung tinh, tác dung đúng tâm — doc trục, nghĩa là không có

mômen và không có tác dụng động nhăm tạo ra bộ số liệu thuần khiết.Số lượng tim cọc tác dụng thường chỉ có 1, đặc biệt là 2 nên không có thí nghiệm

nhóm cọc.

Từ nguôn gôc này đã bộc lộ rât rõ:

1/ Vai trò của L, giá trị L càng lớn, Py, càng giảm (tức càng sớm mat ổn

định);

2/ Vai trò của ( = =) độ cứng don vi của cọc trong việc truyền lực.

Ngoài ra, từ sơ đồ thí nghiệm đến thực tiễn còn có sự khác nhau rất quan trọng,đó là từ liên kết khớp ở thí nghiệm chuyền thành liên kết ngàm do đài cọc tạo ra, nhờvậy đã làm tăng P„ khi u=1, biến đồi thành 0,8

Công tác thử tải tĩnh cọc có hai phần quan trọng như nhau, đó là THU THẬP SỐLIỆU và XỬ LÝ SỐ LIỆU có phân tích và kết luận về trạng thái nền cọc

Nhược điểm đã diễn ra nhiều năm trong van dé thu thập số liệu và đặc biệt làkhâu xử lý số liệu

Do đó, kết quả thử tải tĩnh cọc không thực hiện được nhiệm vụ trắc nghiệm giảthiết của thiết kế về (D,L, P) Vì vậy, hầu như công tác thi công cọc đã thực hiện theonhững giả thiết không được kiểm tra

Từ đó dẫn đến những hậu quả xâu:- Chất lượng thiết kế nên móng cọc không được đảm bảo.- Vấn dé kinh tế kỹ thuật không được xác định

-Quản lý và đào tạo công tác này còn bỏ ngỏ.

1.2 Phạm vi áp dụng của Thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục:Phương pháp thử nghiệm hiện trường băng tải trọng tĩnh dọc trục áp dụng chocọc đơn thăng đứng, cọc đơn xiên, không phụ thuộc kích thước và phương pháp thicông (đóng, ép, khoan thả, khoan dẫn, khoan nhồi ) trong các công trình xây dựng

Thí nghiệm cọc bang phương pháp tai trọng tinh ép dọc trục có thể được thực

hiện ở giai đoạn: thăm dò thiết kế và kiểm tra chất lượng công trình

Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn thăm dò thiết kế được tiễn hành trước khi thi

công cọc đại trà nhăm xác định các số liệu cần thiết kế về cường độ, biến dang va mối

quan hệ tai trọng - chuyên vị của cọc làm cơ sơ cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiếtkế, chọn thiết bị và công nghệ thi công cọc phù hop Trường hợp biết rõ điều kiện datnên và có kinh nghiệm thiết kế cọc khu vực lân cận thì không nhất thiết phải tiến hành

thí nghiệm thăm dò.

Thí nghiệm nén tinh coc ở giai đoạn kiểm tra chất lượng công trình được tiếnhành trong thời gian thi công hoặc sau khi thi công xong cọc nhăm kiểm tra sức chịutải của cọc theo thiết kế và chất lượng thi công cọc

Trong các phương pháp thử tải trọng cọc khoan nhôi hay cọc barrette hiện nay nhưThí nghiệm thử tải tĩnh băng hộp tải trọng Osterberg, thí nghiệm thử động biến dạnglớn (PDA), thí nghiệm biến dạng nhỏ kiểm tra chất lượng cọc (PIT), thí nghiệmStatnamic, kết quả thu được từ phương pháp thữ tải tĩnh được đánh giá là công cụ tốtnhất, đáng tin cậy nhất trong các phương pháp hiện nay; có thể làm cơ sở cho việckiểm chứng các phương pháp khác

Bên cạnh đó phương pháp này lai gặp khó khăn với các cọc khoan nhỏi có sứcchịu tải 10,000 tan hoặc lớn hơn vì hệ đối trọng phục vụ gia tải cũng sẽ phải cổng kénhtheo và trong điều kiện thực tế Việt Nam hiện nay chỉ có thé thi nghiệm với tải trongdưới 5,000 tan,

Ngoài ra, phương pháp truyền thống nay tuy không dùng thiết bị hiện dai nhưngchi phí cũng sẽ rat cao khi gặp điều kiện khó khăn về mặt bang và mắt nhiều thời gian

Và việc xác định tải trọng cực hạn từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc tại hiệntrường hiện nay vẫn còn tôn tại nhiều van dé:

1 Sức chu tải giới han của cọc chưa được hiểu rõ, ví dụ trong TCXD190:1996xem tải trọng tương ứng chuyển vị đâu cọc là 8cm là tải trọng giới hạn, hayđồng thời cũng xem tải trọng tương ứng chuyền vi đầu cọc băng 10% chiều rộng

cọc la tải trọng giới hạn, trong khi đó theo TCXD 9393:2012 xác định sức chịu

tải cực hạn của cọc Q, là tải trọng quy ước ứng với chuyên vị giới hạn quy ước,ma giới hạn quy ước thì rất khác nhau tuỳ theo tiêu chuẩn được áp dụng

2 Việc đánh giá sức chịu tải của cọc băng đồ thị cũng có rất nhiều phương

pháp khác nhau: Phương pháp Davisson (1972), Phương pháp De Beer và

Wallays (1972), Tiêu chuẩn 80% và 90% của Brinchhansen (1963), Phươngpháp Fuller và Hoy (1977), Các phương pháp trên tuy được sử dung pho biếnvà dé áp dụng tuy nhiên vẫn còn có những mặt hạn chế nhất định trong việc lý

giải sức chịu tai Py, của cọc một cách hợp lý.

3 Kết quả thử tải là sức chịu tải tổng cộng của cọc không phân tách thành 2

thành phan riêng biệt gồm: sức kháng ma sát mũi coc và sức kháng ma sát thànhbên cọc như trong Thí nghiệm thử tải tĩnh băng hộp tải trọng Osterberg.

1.3 Mục đích của Thí nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục:Thí nghiệm nén tĩnh cọc được dùng để xác định hoặc kiểm tra sức chịu tải củacọc giới han của cọc — Pz, từ đó xác đánh có được sức chịu tải thiết kế (Px)

Két quả thí nghiệm được phân tích, đánh gia dựa trên số liệu công trình thực té

đã được thi công ở Tp Hồ Chi Minh và Đồng bằng sông Cửu Long trong thời gian gần

đây Tài liệu này chỉ ra cách ngoại suy tông quát dựa trên kêt quả của thí nghiệm néntĩnh cho cọc.

Vi cọc chịu tải trọng làm việc lâu dài lớn và khả năng thử tải của đơn vi thínghiệm trong điêu kiện ở Việt Nam hạn chê (khoảng 3000 đên 3500 tân trở lại) nên kêtquả thí nghiệm được phân tích đê tìm ra kha nang chịu tải trọng thiệt kê va dat được hệ

số an toàn là 2 theo các phương pháp khác nhau.Hiện tại ở Việt Nam và trên thế giới đã và đang sử dụng những phương pháp

sau nhăm xác định khả năng chịu tải của cọc như sau: phương pháp SNIP, phươngpháp Davisson, phương pháp Chin, hoặc phương pháp của Canadian Trong luậnvăn này tac gia xin phép trình bày 2 phương pháp mới có độ tin cậy cao cũng đang

được sử dụng hiện nay là TCCS 01:2011/SL và Tiêu chuẩn Eurocode 7 dựa trên

nguyên lý của 2 hệ thông tiêu chuân lớn là Châu Mỹ và Châu Au.

1.4 Các nội dung chính của Thí nghiệm hiện trường bang tải trọng tĩnh ép doc

CHƯƠNG2: CƠ SỞ LÝ THUYET VA NOI DUNG TIỂU CHUAN

CƠ SỞ 01:2011/SL.

2.1.Khái quát về Hai chuẩn của 2 Trang thái giới han 1 & 2 - Cường độ và ốn

định của Viện sĩ Stréleski:

Trước năm 1955 ở Việt Nam, Liên xô và nhiều nước khác tính toán KCCT theoứng suất cho phép [ø]

Từ 1955, GS Viện sĩ Stréleski đề xuất tính toán theo hai Trạng thái giới hạn.Năm 1961 lần đầu tiên ở Việt Nam thực hiện theo phương pháp nay Sau đó ởnhiều nước phương Tây cũng trực tiếp hoặc phỏng theo hai Trạng thái giới hạn

của Liên xô.

Hai TTGH có thể được tóm tắt như sau:1/ TTGH 1: Tinh theo cường độ và 6n định Công thức tong quát là :

N<JU (R, S, m).

(R- cường độ vật liệu, S- đặc trưng hình hoc, m- hệ số điều kiện làm việc va tượng trưng cho M, N, Q do tải tính toán gây ra) Trong tính toán ta thường viếttheo dạng tổng quát, cụ thể :

N-Mạ< Mu = U (R, 5, m).

Biểu thức nay cũng hàm nghĩa rằng, phải giả thiết đặc trưng hình học S va cường

độ vật liệu R sao cho TTGH 1 được đảm bảo.

2/ TTGH 2: tính theo biến dạng (lún, võng, chuyển vi )

1 1

z=[$-s]m

Mỗi P; lưu tải từ (1-2)h cho đến ổn định qui ước với P; = (0.2-0,25) P+x Thangtải này không được thay đổi từ cấp tải Pre đến Puạ,.

Pma„ phải đủ lớn để các gia tri cần xem xét của trạng thái giới hạn đều xuất hiệnđược Tốt nhất nên lấy Prax ¥ 3 Pre như QP Anh, Mỹ hoặc Prax = (2.5-3) Pre nhưđiểm 7.7a của TCVN 9393:2012 đã qui định Pax càng lớn thi P,, càng tang, tim cọcsẽ giảm, hiệu quả về kinh tế

Ưu tiên phải t6 chức thí nghiệm THĂM DO nên Pax = (2,5—3) Pre, tốt nhất lấyPrax > 3P re để chuyén vi dau coc S dat dén trang thái giới hạn Với Pyax, > 3 Prx thì Sdễ dẫn đến S Việc lưu tải dài (24h) ở P„„„ không nhằm đến giá trị ôn định của S malà đạt đến trang thái giới hạn S„ Nếu S đột ngột đạt đến S.„ thi không cân lưu dài đến(24h) mà thực hiện giảm tải về 0 Mục tiêu đạt đến trạng thái giới hạn không phân biệt

do gia tải hay lưu tải.

Để S đạt S„ là tốt nhất Nếu không có thể xem xét = ở giờ lưu tải đầu tiên tạicấp Pmax so với chuẩn S| Prax khả di càng lớn bao nhiêu thì hiệu quả kinh tế kỹ

thuật càng cao bấy nhiêu Ngược lại, nếu cọc thí nghiệm nào cũng thực hiện với Prax =2P+ thi sẽ tao ra nhiều thiệt hại về kinh tế, trừ khi thí nghiệm KIEM TRA và vi vậy

thì khó nhận diện được P„ tin cậy.

Những dấu hiệu khi chuyển vị đâu cọc S dat trạng thái giới hạn:a) Smax > 40mm hoặc duy trì ở mức cao hơn đến S„a„~ 60-70mm

b) Sau/Smax > (60 — 70)% tức khả năng khôi phục cua biến dạng khá thập vì khi

đó, cọc bi “tụt qui ước”, năng lực của ma sát hông bị giảm nhiêu.2.2.2 Quy trình thí nghiệm:

a/ Đối với công trình có qui mô bé: 2 chu trình

Chu trình 1: P =0 > Pr > 0Chu trình 2: P =0 > Prax > 0

Nhằm thăm dò tìm với P; nào thì — lớn hơn hoặc bằng chuẩn = tức hiện

tượng mat 6n định có xuất hiện tương đối sớm hay không Điều này xem xét dé dangtrên bảng thu thập số liệu (P, S)

b/ Đối với công trình có qui mô lớn: 3 chu trình

Chu trình 1: P =0 > Pre > 0

Theo nguyên tắc của khoa học thực nghiệm, nhăm xóa bỏ dị thường trong gá lắp

và nền cọc dé ở các chu trình sau số liệu được thuần khiết, bởi vậy chỉ cần gia tải và

giảm tải, không cần lưu dài Không dùng số liệu thu thập dé xử lý

Chu trình 2: P =0 > 2Pr > 0.

Nhằm thăm dò tìm với P; nào thì “lớn hơn hoặc bằng chuẩn = tức hiện

tượng mat ồn định có xuất hiện tương đối sớm hay không Điều này xem xét dé dangtrên bảng thu thập số liệu (P S); phát hiện dị thường ở nên cọc thông qua diễn biến

của T và được thể hiện trên đỗ thị [PS] _ Từ đây sẽ có giá tri P„(S).

Tất cả các cấp tải gia tăng déu phải lưu 1h (hoặc 2h) cho đến ồn định qui ước với

= <0,1 hoặc 0,25 mm/h.

Chu trình 3: P=0 > Pyax > 0

Nhằm thu thập số liệu thuần khiết cho công tac khảo sát tìm Poy của nên cọc.Đây là nguyên tắc pho biến của khoa học thực nghiệm vật liệu xây dựng ở nhiềunước Khăng định trạng thái dị thường đã xuất hiện ở chu trình 2, nếu có Chu trình 3là căn cứ dé xác định Pạn thuần khiết

Đồng thời dé khang định trang thái mat 6n định nếu có đã xảy ra ở chu trình 2.Giữ Prax = 3P+x để S đến trang thái giới hạn Khi đó các điểm gãy mới xuất hiệnđây đủ để có căn cứ xem xét và giải đoán giá trị thật của Pon

2.2.3 Công tác thu thập số liệu:Từ cấp tải Pr > Pmax lưu 1h Riêng Pax của Chu trình 3 lưu 24h.Sau mỗi chu trình đều phải giảm tải về 0 để xem xét Sa„/S„„„ Khi giảm tải, ở mỗicấp tải chỉ cần lưu 15’ — Khi P=0 lưu 30° Ở mọi chu trình đều phải giảm tải về 0 đểminh chứng rang S„„„ của mỗi chu trình có đạt đến trạng thái giới hạn hay không Nếuở chu trình 1 và 2 xảy ra trạng thái này là điều di thường ở nên cọc Khi đó, chươngtrình thí nghiệm phải kết thúc, không cần chuyển sang chu trình 3 nữa Lúc bấy giờ,đơn vị thiết kế phải kiểm tra lại các giả thiết về coc (D, L, P) hoặc (a, L, P) và tiếnhành trac nghiệm lại các giả thiết nay bang thí nghiệm nén tĩnh cọc

Gia tri Sav/Smax CO tác dụng xem xét các gia thiết về cọc (D,L.,P) hoặc (a, L, P) có

tương thích với nhau không Độ tương thích càng cao khi S > S.,,.(Theo gợi ý cua

TCXD 189, 190:1996 về lưu ý biến dang du).Khi đó, để biết S„„„ vừa nhận được đã dat trạng thái giới hạn (S.„) hay chưa NếuSaw/Sma„ > 70% hoặc xấp xi thì có thể xem như ứng với S = S

Đề dễ dàng theo dõi công tác thu thập số liệu, đông thời không gây nhằm lẫn lúcxử lý số liệu, cần lưu ý: Ở mỗi chu trình, khi P=0 cần chỉnh 4 đồng hỗ chuyển vị S về0 Từ đó, số liệu ghi nhận mới là chuyển vị thực của dau cọc, không phải chuyển đổi

khi xử lý và công tác giám sát mới dễ dàng ở hiện trường

*Số liệu của các chu trình phải riêng biệt, không được nối tiếp nhau giữa các

chu trình làm sai lệch giá trị thực của S.

Trong moi cấp tải P;, sau khi gia tải phải lưu 60 phút (4 x 15’) để có được diễn

biến của = chênh lệch lún trong 1h lưu tải đầu tiên của moi cấp tải Ký hiệu nay

được sử dụng thống nhất trong phạm vi quốc tế cũng như ở các TCXDVN Đây là căn

cứ để lập đồ thị (P =) và xác định P,,(S), là giá tri đặc trưng, tiêu biểu của giai đoạn

1 có tam quan trọng đặc biệt đối với trạng thái ổn định và tuổi tho lâu dài của công

trình Phương pháp này phù hợp với hướng dẫn của TCVN 9393: 2012

2.3 Quy trình Xứ lý số liệu theo TCCS 01:2011/SL:2.3.1 Về đặc trưng P.i(S) — kha năng chịu lực giới han của cọc xét theo chuẩn Ổn

định (Limit load under stabilization standard of Limit State):

Ghi nhận diễn biến của = qua mỗi cấp tải P, để xác định P,,(S) Từ đây lập dé

AS Rain 7 ae ged ^

thị PS thé hién cac dac diém sau day:

a) Khi P chưa đủ lớn thi giá trị “bé xê địch tăng giảm do tính biến động của

Á x ns , AS ` 2_| AS 2

dia chat, khi P gan với P„ạ, thi —- tăng và vượt chuân = + 0,50 mm/h (chuân

thống kê của TCCS 01:2011/SL) có độ tin cậy cao Sau đó = chỉ có tang và tang vọt

(khi thang tải không đổi)

Từ điểm vượt chuẩn đó trên đồ thị [PS ta có P„(S) — khả năng chịu lực giới

hạn của nên cọc xét theo chuẩn 6n định thuộc trạng thái giới hạn 2 Đây là đặc trưng

có ý nghĩa lớn trong công tác khảo sát Xem Phụ lục 1 và 4.

Nếu trong dải từ Prx đến 2Prx, — luôn luôn bé hơn đáng ké so với chuẩn tức

NÊN CỌC có TRẠNG THÁI BÌNH THƯỜNG Hay nói cách khác, trạng thái nền cọcđược xem là bình thường chất lượng đàn hỏi của nên cọc không quá thấp khi hiệntượng mất ôn định xuất hiện MUON, tức sau 2P+ P„(S) xuất hiện rất muộn, tứcchậm mat 6n định

AS 2_| AS pax ath pen gen A, ah a2 ,Khi ¬ < chuân T >constant, đó là điêu kiện tiên quyêt đê dam bao cho

công trinh về lâu dài được ổn định trong tuổi thọ (điều kiện đảm bảo cho công trìnhlàm việc bình thường) Ngược lại, tuổi thọ công trình sẽ bi suy giảm

seed AS 2 | AS Roo 2: Kank

Song, phai kién tao cho ¬ < chuân T= đê ở giai đoạn 2 đạt được chê độ ôn

định dé từ đó tạo ra tiền dé cho tuổi tho lâu dài của công trình

Đặc trưng kiểm tra của giai đoạn ôn định này là _ < chuẩn 2|? const >

trang thai 6n dinh

b) Với những vi tri nào trong dai có ¬ > chuân > thì với cap tai đó xảy ra

trang thái mat ổn định Hay nói cách khác, đó là TRANG THÁI DỊ THƯỜNG, cầnphải xem xét, điều chỉnh các đặc trưng giả thiết vé cọc Por(S) xuất hiện khá sớm.Trường hợp này được xem là hiện tượng mat ôn định xuất hiện sớm

Đặc trưng P¿n(S) có nội dung đặc biệt quan trọng như đã ghi ở Phụ lục 1, 3 và 4

có liên quan đến Pon, chiều dai hop lý của coc, có hay không thuộc hiện tượng “dài”

của cọc Mặc dù từ lâu nhiều nước trong đó có Việt Nam đã sử dụng khái niệm =.

song chưa trọn vẹn nên đã chưa vận dụng vào những mục đích quan trong, hữu ich.

Chuẩn 6n định 1: = = 0,50 mm/h (theo TCCS 01:2011/SL).

Chuẩn 6n định 2: A ~ (0,18 — 0,24) mm/Tấn (theo TCCS 01:2011/SL).

va DỊP 0.254 mm/T (theo BS-8004),

Trong đó: = — Chênh lệch lún giữa 2 cấp gia tải liên tục của thí nghiệm nén

tĩnh hiện trường trong 1h lưu tải đầu tiên của mỗi cấp tải tương ứng

= — Suất lún trên 1 tấn.

2.3.2 Về đặc trưng P.i(R) — kha nang chịu lực giới han cua cọc xét theo chuẩn

cường độ (Limit load under bearing capacity standard or Resistance):- AS 4 AC akg ¬ 2_| AS ¬ kp kw

Khi ¬ tiên gân dén và vượt qua giá tri của chuân T= thì giai đoạn 2 tat yêu sé

xuất hiện Đây là nhận xét quan trọng của TCCS 01:2011/SL Còn giai đoạn 2 là đặc

trưng của trạng thái cường độ của nên cọc được giải mã nhờ cách thiết lập các quan hệ

loga như TCVN 9393:2012 E.2 đã được chuyền dịch từ QP Hoa Kỳ.Đặc trưng nay được xác định bởi các đồ thị loga tiêu biểu như đề cập của TCCS01:2011/SL trên nền tảng của TCVN 9393:2012

(PS), (lgP S), (lgP, IgS), (let, S), [ mi

8

Trong TCVN 9393:2012 phụ lục E.2 như đã ghi, trong các quan hệ trên, đô thịnào cũng chứa S Vì vậy công tác thu thập S có tầm quan trọng đáng được lưu ý, songchưa đủ nếu không xử lý tiếp

Nếu P¿n(S) là đặc trưng tiêu biểu về 6n định của giai đoạn | của của trạng tháigiới hạn thứ 2, thì P,,(R) là đặc trưng tiêu biểu về cường độ, biểu thị tại giai đoạn 2

của trạng thái giới hạn thứ 1.

Nguyên tac xác định P„(R) là xét theo nguyên tac chuyển vị ngẫu nhiên của đầucọc nên mang tính khách quan cao Các đồ thị này sẽ cho các điểm gãy ngẫu nhiên củachuyên vi đầu cọc S có chứa trong tat cả các quan hệ đó Mỗi điểm gãy nguy hiểm là 1“một yếu tố” cần xem xét của P„(R) cần tìm

Cơ sở của trạng thái giới hạn thứ 1 là ở giai đoạn này xuất hiện ngăn ngủi và có

Đây cũng chính là nguyên tac xét theo điểm gãy ngẫu nhiên của các đồ thị loga

vừa nói ở trên Vi vậy Pgu(R) có giá tri tin cậy rat cao.

2.3.3 VỀ đặc trưng P., — kha nang chịu lực giới han của coc (Selection of Limit

Load):

Chọn P,, — Selection of Limit load - thỏa mãn cả hai chuẩn ổn định va cường độ,đồng thời tạo khả năng điều chỉnh chiều dai cọc L(m) Trên cơ sở trạng thái giới hạn 1

Cần xem kỹ phụ lục 1 của TCCS 01:2011/SL

Có ba trường hợp xảy ra, tùy giá tri tương quan giữa P¿i(Š) và Pen(R):

Trường hop 1: Khi Py(S) và Pa(R) xâp xỉ nhau Đây là kết quả thường gặp,bình thường, không can điều chỉnh L(m) Thường xử lý bang cách lấy P;ụ băng trungbình cộng của hai gia trị trên Pa được chon hợp lý hơn, thỏa man nhiều hơn với hai

chuân.

Trường hop 2: Khi P¿(S) = P„(R) Đây là cơ hội để điều chỉnh giảm chiêu daicọc L(m), tạo điều kiện giảm kinh phí bởi vì sau điều chỉnh, quan hệ sẽ trở lại trườnghợp 1 ở mục nay

Trưởng hợp 3: Khi Pu(Š) << Pu(R) Đây là trường hợp cọc dai Khi đó, trang

thái mat ôn định xuất hiện sớm, thuộc trường hợp dị thường.Nếu không xử lý, buộc phải lây Pon = Pon(S) sẽ gây tốn kém rat lớn vì làm tăng sốlượng tim cọc nếu không gia cường nên cọc Khuyến cáo nên thí nghiệm khi đang thiếtkế móng cọc như vẫn làm với những công trình có qui mô lớn

Nếu muốn nâng P.n(S) phải dùng các giải pháp kỹ thuật như bom xi mang vàonên cọc, thay đối sơ đồ kết cấu cọc bằng cách tăng kích thước đài cọc hoặc thối rửađáy cọc nhôi v.v hoặc cũng có thé điều chỉnh lại các đặc trưng của cọc giả thiết (D,L, P), song sẽ rat tốn kém

2.3.4 Về đặc trưng độ lún giới hạn của công trình - Sen?Đối với cọc riêng lẻ khi thử tai, ESen có thứ nguyên là mm Với công trình nhưnha cao tang, hệ số € = 0,1 không còn nữa nên [Son] = cm (TCXD 205: 1998)

Giá trị S„u được suy từ đồ thi (P, S, t) sau khi đã có Pạn

Cần xem xét tính thống nhất của Sạn Suy tt đồ thị (P, S, t) của các cọc Nếu chưathật tin cậy về giá trị thực nghiệm nay thi hay tìm độ lún cho phép [S] ứng với Prx trêndé thị (P, S, t) Thông thường [S] có tính hợp ly hơn.

Về hệ số an toàn của Px, TCXD 01:2011/SL khuyến cáo khi chọn hệ số an toàn

của Prx, cần tham khảo TCXD 205:1998 và Fs ở TCXDVN 269:2002 Song, nhờ ưuđiểm của Phụ lục E của TCVN 9393:2012 đã làm tăng độ tin cậy của Fs băng cách yêu

cầu hệ số an toàn được chọn phải năm trong hành lang an toàn từ “Pr đến Pon có chứa

AS và > đều bé hơn chuẩn”.

Trong mọi trường hợp đều can tao Py, lớn hon tat cả các giá trị về P

Các gia tri (P, S) nay ứng với cọc riêng lẻ Khi dự báo lún giới hạn cho công

trình, hệ số é = 0,1 không còn nữa, nên S,, có đơn vi là cm Từ P,, xác định được,thông qua đồ thị (P, S, t), ta có Son

Dựa vào Phu lục 1, xem xét nếu can thì điều chỉnh CHIEU DAI L(m) cọc

Giá tri: {Fs = ¬ >2} này phải năm trong HANH LANG AN TOAN có bê rộng

(Dấu hiệu của cọc siêu dài là = > chuẩn S)

Thông thường, khi cọc nhdéi tiết diện tròn có chiều dai qua lớn, có thé chuyểnsang coc barrette dé không bị mat ôn định sớm nhờ i được tăng lên

Khi P¿u(SŠ) << P¿(R) thuộc cọc DÀI, chọn là nguyên tắc, song nếu không giacường nên cọc thì số lượng cọc tăng rất nhiều Khuyến cáo nên thí nghiệm khi đangthiết kế móng cọc như vẫn làm với những công trình có qui mô lớn

Trong trường hợp này, nếu cần can thiệp thì ding GIẢI PHÁP KỸ THUẬT đểnâng cao Pgn(S) để tránh những tác hại nhiều mặt gây ra

GIẢI PHAP KỸ THUAT tham khảo công thức tổng quát về Pz„„x mở rộng Theosách Ôn định và Động lực học Công trình của NGUYEN XUAN NGOC & NGUYENTÀI TRUNG nham thay đổi sơ đồ làm việc của coc va gia Cường nên cọc từ hai đầukhớp như sơ đồ thí nghiệm, đến một đầu ngàm (đài cọc) và một đầu khớp, đến sơ đồ

có gia cô nên cọc, đên sơ đô hai đầu ngàm như công nghệ thôi rửa đáy cọc nhôi như^ ^ xả `" ye a A 2 ^ ự/ 1 ~ `-4 ^ Lácông nghệ cua Dai Loan Với các sơ đô mở rộng, gia tri — sé tang cao trong công thứcPrue tông quát Ngoài ra, dai coc còn có ý nghĩa quan trọng đôi với sự cô tiêm ân trúngụ tại vùng chân công trình NCT khi xảy ra dao động cưỡng bức do gió bão tác động.

Một vài đặc điểm về cọc DÀI:

Nêu chỉ can cứ chiêu dai cọc thì chưa du dé kết luận coc có thuộc loại siêu dai

^ x 2 2 x A °

hay không, dù l“ ở mâu sô của Pguyey.

Đã có những minh chứng cụ thể như Cao ốc Pacific, X1 ở Can Thơ, ở Công trìnhngầm CV Lê Văn Tám, Tp HCM v.v Có hai yếu tố tác động đến tính chất cọc dài, đó

là độ cứng đơn vi i= = cua than coc khi co gia tri thap va “chat lượng dan hồi” của

nên cọc cũng thap.

Biểu hiện xấu của cọc dai là = đạt đến chuẩn = ~0,50mm/h rat sớm, tức

khả năng chịu lực giới han theo CHUAN ON ĐỊNH P,,(S) rất thấp so với P,,(R) theoCHUAN CƯỜNG ĐỘ Khi đó, nếu buộc lòng phải chấp nhận P„, = P„(S) sẽ rất tốn

kém vì tăng sô lượng cọc.

Trong trường hợp này cân sử dụng các giải pháp kỹ thuật thích hợp đã đề cập ởtrên để nâng P„(S) nham hạn chế mức độ dao động của coc dai gây ra Ở đây, chủyếu là dao động ban thân tùy thuộc vào độ cứng don vi 1 của thân cọc Mức dao độngcàng lớn thì “chất lượng đàn hỏi của nên cọc” cảng suy giảm, cảng gia tăng ảnh hưởngxâu của cọc siêu dai Đó là sự tác động liên hoàn qua lại, khó xác định cụ thé

Một biểu hiện xấu khác của coc dai là không khai thác hop lý kha năng chịu lực

của nên cọc do phan lớn hoặc tat cả chi do ma sát hông tao nên, con ở mỗi lực rat béhoặc băng 0 Vì vậy, khi cọc có xu hướng DÀI, việc đo MA SÁT HONG có ý nghĩa

kinh tế — kỹ thuật quan trọng trong công tác khảo sát.Ngoài ra, thành phân lực do ma sát hông tạo ra thường bị dao động vì sự biếnđộng của nước ngầm về vận tốc và hướng dòng chảy va còn chưa tính đến ảnh hưởngphức tạp của ma sát âm đến sức chịu tải của cọc

Trong trường hợp như vậy, cần giảm chiều dài cọc để tại mũi cọc xuất hiện đượcPmạ¡ CO gia tri dang kể, sao cho =P = Py, +Ping; đạt yêu cầu của thiết kế

Đó cũng là quan điểm đúng dan trong việc khai thác vai trò của cọc Đây cũng làcách ứng xử khi phải cân nhac đến chiều dài cọc

VAI TRO QUAN TRONG CUA Prax.Theo nguyén tac của Khoa học thực nghiệm, giá tri thật của P,, phải ứng vớichuyển vị S đạt đến TTGH được ký hiệu là S„ Để có S., Pax phải đạt P , tức gây phá

hoại qui ước ở nên cọc Chỉ cần sau đó một vài ngày, chất lượng đàn hồi của nền coc

sẽ được khôi phục (theo nguyên ly Reversible) va trở lại trạng thai làm việc bìnhthường Vi vậy, không nên e ngại trong việc chon P„ạx đủ lớn Theo TCVN 9393:

2012, tại điểm 7.7a Pinax = (2,5 — 3) Prx theo QP Úc, Mỹ Pmạ„ > 3 Pre hay noi đúng

hơn, Pmax phải đủ lớn dé các trang thái giới han đêu xuât hiện được Chi cân tạo điêu

kiện để ở coc thí nghiệm có Py, > P„ Đây là sự quan tâm có ý nghĩa lớn của các CDTkhi giao trách nhiệm cho các nhà sản xuất cọc.

Giá trị tải thí nghiệm P„a„ đóng vai trò quan trọng, quyết định chat lượng của Pohvà tat cả các đặc trưng kế tiếp Để có độ tin cay cao, Pmạx”= Px Nếu khai thác cọc với

Pmax = P„ sẽ lợi hơn khi Pmạ„ = 2Pry khoảng từ 15 — 20% chi phí móng cọc.

Ngoài ra không nên thí nghiệm cọc ngoài móng sẽ gây ra lãng phí vi rat khó xảyra phá hoại cọc cần có tính toán cân nhắc hợp lý (với điều kiện để ở cọc thí nghiệm cóPvu > Pmax) mà chỉ là “phá hoại qui ước” nên cọc mà thôi Sau vài ngày, nên cọc được

khôi phục và cọc sẽ vẫn được sử dụng như bình thường

Nếu chọn P„ quá bé so với thực sẽ làm tăng đáng ké chi phí mong cọc Ngượclại, nếu chọn Pen quá lớn, tuổi thọ công trình sẽ âm thầm rút ngăn và mô hình từ biến

phá hoại sẽ xảy ra, tức TTGH 1 sẽ không được đảm bao Vì vậy chọn P¿; phù hợp tùy

thuộc vào kiến thức chuyên sâu của người làm công tác xử lý kết quả thí nghiệm.Nếu xử lý khi P„(S) << P„(R) bang những giải pháp kỹ thuật, lợi ích về kinh tếcủa móng cọc sẽ giảm từ 20 — 50% khi áp dụng các sơ dé Ex, mở rộng so với trướcđó Kết nối với công thức Pgui mở rộng để tạo ra các sơ đồ làm việc của cọc từ đó tạora những giải pháp kỹ thuật để khắc phục tình trạng cọc dài nhằm tăng Por(S)

Sẽ rất quý bao nếu có số liệu quan trac chi tiết về ma sát hông để người thiết kếcó thé chọn được chiêu dai hợp lý của cọc và dé tránh không cho xuất hiện cọc siêudai trong quá trình thiết kế dé tao ra trạng thái khai thác hợp lý đối với cọc, tức tinhtoán để tạo sự cân đối giữa ma sát hông và khả năng chịu tải ở mũi cọc

Pe chọn theo giá trị cân đối giữa hai đặc trưng 6n định và cường độ ở trên, phát

hiện các đặc thù của nên cọc đê xử lý mà trước nay chưa nhận rõ.Từ Pg tính ra Prg và Sop suy ra [S].

Fs hệ số an toàn phải nam trong hành lang an toàn cua Pr

2.4 Các kết luận cơ bản:TCCS 01:2011/SL có cơ sở pháp ly thể theo ND 127/2007 ngày 01/8/2007 củaChính phủ qui định chi tiết một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Qui định kỹ thuật.Nghị định đã khuyến khích các cơ sở thực hiện tốt công tác nghiên cứu khoa học dé áp

dụng trong điều kiện thực tiễn

TCCS 01:2011/SL nghiên cứu dựa trên TCVN 9399:2012 E.E2 và 2 trạng thái

giới hạn của kết cau công trình từ lâu đã có trong các qui phạm của Việt Nam và nhiều

nước khác.

TCCS 01:2011/SL nhằm thăm dò năng lực của cọc ung với cọc gia thiết Đôngthời có thể kiểm tra sự suy giảm của nên cọc do chất lượng đàn hôi thay đồi sau khi thi

công đại trà với quy mô lớn.

Cần có các phân tích và trắc nghiệm nhiều hơn trong từng điều kiện cụ thể để có

được gia tri của 2 chuẩn trên có mức độ tương thích nhất trong điều kiện địa chất đặc

thù riêng biến đổi rất đa dang vì các giá trị dé nghị trong tiêu chuẩn TCCS 01:2011/SLchỉ được thống kê dựa trên nhiều bộ số liệu cọc để xác định giá trị trung bình làmchuẩn đó là:

Chuẩn ổn định 1: “| = 0,50 mm/h (theo TCCS 01:2011/SL).Chuan 6n dinh 2: H ~ (0,18 — 0,24) mm/Tấn (theo TCCS 01:2011/SL).

Và =) 0.254 mm/T (theo BS-8004),

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ NỘI DUNG THỨ TÁI

TĨNH THEO TIỂU CHUAN EUROCODE 7 - GEOTECHNICAL

a Ung xử của cọc dưới tai trọng nén đúng tâm dọc trục:

Đối với các mục đích thiết kế thực tiễn các kỹ sư phải có các tính toán về khả năngchịu tải khi áp tải trong khoảng thời gian tương đối ngăn sau khi lắp đặt Độ tin cậycủa các tính toán này được đánh giá bởi thí nghiệm nén tĩnh mà đo đạc tiến hành trongthời gian tương đối ngăn sau khi lắp đặt Tuy nhiên những ảnh hưởng của yếu tố thời

gian vào sức chịu tải của cọc phải được đánh giá một cách chính xác và những nội

dung này được thảo luận trong Phân 4.2.4 và 4.3.8 của Michael Tomlinson and John

Woodward Pile Design and Construction Practice 5° Edition

Khi một coc được tac dụng một tai trong nén tinh, dung tâm va doc trục gia tang danvới tốc độ tăng tải nhanh hay trung bình, kết quả của đường cong quan hệ Tải trong vàchuyển vị như được chi ra trong hình 3.1 Ban đầu, tương tác giữa cọc và đất ứng xửđàn hồi với quan hệ giữa hai yếu tố này là tuyến tính kéo dài đến những điểm xungquanh điểm A trên đường cong và nếu tải trọng tác dụng được dỡ tải ở bất cứ giai đoạnnào trước cho đến khi đạt đến điểm A này thì đầu cọc sẽ chuyển vị đàn hồi trở lại vị tríban dau Khi tải trọng được tăng vượt qua điểm A có sự tương tác giữa coc và đất tiễntới giới hạn và mặt trượt chỉ xảy ra khi đạt đến điểm B, khi đó ma sát bên thân cọc sẽđược huy động đến gia tri cực đại Nếu tải tác dụng được đỡ tải tại giai đoạn này đầucoc sé chuyén vi đàn hồi trở về điểm C, khoảng cach OC là đại lượng đại diện biếndạng dư Doan di chuyển của cọc dé yêu cầu huy động ma sát thành bên cọc đến giá trịcực đại thì khá nhỏ và chỉ đạt khoảng 0,3% đến 1% đường kính cọc Đối với sứckháng ma sát ở mũi cọc thì yêu cầu cọc phải di chuyển xuống phía dưới một khoảngcách khá lớn dé có thé huy động một cach đầy đủ, và mức độ chuyền vị này phụ thuộcvào đường kính cọc Khoảng chuyển vị này có thé từ 10% đến 20% đường kính cọc.Khi đạt đến giai đoạn huy động day đủ sức kháng ma sát mũi cọc (điểm D trên hình

3.1) coc sẽ lún xuông mà không cân đặt thêm bat cứ bước gia tải nào nữa hoặc chỉ với

một bước tải gia tăng không đáng kể lên cọc cũng gây ra độ lún cọc với một giá trịđáng kể.

Nếu các đồng hồ đo biến dang được lắp đặt tại các điểm khác nhau đọc theo thân cọcmà theo đó các tải trọng nén tác dụng lên đầu cọc có thể bị giam tại mỗi cao độ tươngứng, đồ thị minh họa như trong hình 3.1 Do vậy khi đặt cấp tải mà chuyền vi đạt đếnđiểm A thì hầu như toàn bộ tải trọng đó được chịu bởi sức kháng ma sát thành bên cọcvà có rat it hay không có sự truyền tải nào đến mũi cọc (Hình 3.2) Khi tải tác dung lênđầu cọc làm cho chuyển vị đạt đến điểm B thì thành bên cọc mang gia tri sức khángma sat cực dai và mũi coc cũng chịu một mức độ tải trọng tac dụng nhất định Tạiđiểm D thì không có thêm sự gia tăng ma sát thành nữa bên dưới tải tác dụng, và sức

kháng mũi cọc sẽ đạt đên gia tri cực hạn.

Hình 3.1: Duong cong quan hệ (tai trọng — độ lún) đối với tải trọng thí nghiệm nén

tinh cho cọc đên phá hoại.

b/ Xác định tải cho phép trên cọc sử dụng phương pháp ứng suất cho phép:Quá trình áp tải lên đầu cọc cho đến khi đạt đến điểm D trên biểu đồ quan hệ tảitrong/chuyén vị như hình 3.1 thé hiện sức kháng cực hạn, hoặc trạng thai giới hạn cựchạn của cọc và được định nghĩa là trạng thái mà tại đó xuất hiện pha hoại cat tong quatcủa dat hay đá bên dưới mũi coc Tuy nhiên, giai đoạn nay mang tinh học thuật đối với

các kỹ sư thiết kế Một nên cọc khi đã bị phá hoại về chức năng kỹ thuật của nó khi độlún tương đối của các cọc đơn kế cận hay nhóm cọc gây ra biến dạng không thể chịuđược của khung kết cấu, hay phá hủy đến kết câu bên ngoài và bên trong Giai đoạnnày có thé được thé hiện qua vài điểm gần điểm E trên đường cong quan hệ (taitrong/chuyén vị) (Hình 3.1) Do đó phá hoại câu trúc sẽ xảy ra tại một tải trọng tác

dụng thấp hon giá tri sức kháng cực hạn của cọc Có rât nhiều tiêu chuẩn khác nhau

trong việc đánh giá và xác định tải trọng phá hoại của cọc từ các kết quả của thínghiệm nén tĩnh hiện trường như đã được dé cập trong TCVN 9393:2012

tải trọng tác dụng đầu cọc

Oy + ‡ :

O

tai trọng mũi cọc chịu

Hình 3.2: Tải trọng truyền từ đầu cọc đến thân cọc tại các điểm A, B và D trên

đường cong quan hệ (tải trọng/độ lún) trong Hình 3.1.

Phương pháp ứng suất cho phép được dé nghị trong tiêu chuẩn Anh BS 8004 Tảitrọng tĩnh thật sự của một cau trúc và sự kết nối các tải tác động bất lợi nhất được giảđịnh đều truyền hết cho nền đất nền móng được giả định là an toàn nếu ứng suất chophép trên đất hay đá đều không vượt quá mức cho phép, có tính đến khả năng biến đổicác tính chất độ cứng và độ bên của nên đất và ảnh hưởng của sự biến động mực nướcngâm Trong trường hợp nên cọc, trong việc không chắc chan về độ tin cậy của cácphương pháp tính toán cũng được xem xét đến Điều này một cách tổng quan đượcthừa nhận răng các phương pháp hiện tại đó không thé dự đoán được tải trọng phá hoại

đến một mức độ chính xác lớn hơn cộng hoặc trừ 60% giá trị được xác định từ các thínghiệm gia tải day đủ được tiễn hành đến phá hoại Do đó, các hệ số an toàn được sửdụng dé đạt được 1a tri tải trọng cho phép trên một coc đơn từ tải cực hạn tính toán là

tương đôi cao.

Trong Tiêu chuẩn BS 8004, một hệ số an toàn giữa 2 và 3 được kiến nghị mộtcách tổng quan Kinh nghiệm từ một số lượng lớn các thí nghiệm thử tải trên cọc cóđường kính lên đến 600 mm đến phá hoại, thí nghiệm bao gồm cả trong cát và sét, đãchỉ ra rằng nếu hệ số an toàn lây giá tri 2,5 đối với sức kháng cực hạn thì độ lún củađâu cọc tại tải cho phép gần như không vượt quá 10 mm Trong quá trình thí nghiệmcọc chịu nén thì rất khó dé đạt đến trạng thái này, hoặc rât khó xác định từ biểu đồ nén- lún; trong các trường hop này, Eurocode 7 dé nghị sử dụng độ lún đầu cọc bằng 10%đường kính cọc làm tiêu chuẩn phá hoại Lời dé nghị nay rất quan trọng, vì mô hìnhtính toán sức chịu tải đất nên dựa trên tai phá hoại đo được từ thí nghiệm thử tải tĩnh,

mà tải phá hoại được xác định dựa vào tiêu chuẩn phá hoại Cho các cọc có đường

kính lên đến 1000 mm, tải pha hoại hay tải cực han được xác định từ các thí nghiệm

thử tải tĩnh thường được giả định là tai trọng gây ra tương ứng với độ lún S,,=50 mm(Phụ lục H— Eurocode 7).

Khi sử dụng phương pháp ứng suất cho phép cho các cọc làm việc theo nhóm giảthiết được chấp nhận là câu trúc có thể chịu được biến dạng quá mức gây ra bởi độ lúncủa nhóm cọc một thời gian dài trước khi một cọc đơn trong nhóm bị phá hoại về khả

năng chịu tải Do đó một phương pháp tính toán riêng biệt được thực hiện cho độ lún

nhóm cọc được dựa trên các đánh giá thực tế của tải trọng tĩnh và các tô hợp bat lợicủa tải trọng tác động, sử dụng các giá trị hệ số không thứ nguyên của khả năng chịu

nén của nên đât trong vùng ảnh hưởng tải tác động lên nhóm cọc.

Đối với các cọc mà mũi được đặt trên đá sốc khái niệm về hệ số an toàn cho tảiphá hoại không áp dụng, khi mà điều này gần như là bản thân cọc sẽ bị phá hoại nhưmột đơn vị kết câu trước khi pha hoại cắt của đá sốc bên dưới mũi cọc xảy ra Tảitrọng cho phép được kiểm soát bởi ứng suất làm việc an toàn trong điều kiện cọc chịunén và độ uốn của thân coc (hay các quy định được dé cập trong Eurocode đối với độ

bên đặc trưng của cọc chia tách bởi các hệ sô vật liệu tương thích) và độ lún của cọc

do biên dạng đàn hôi và xét đên yêu tô từ biên trong đá gôc bên dưới mũi cọc, cùngvới độ nén đàn hôi của thân cọc.

Một sô dạng đặc trưng của biêu đô quan hệ (tải trọng - độ lún) của cọc:

Hình 3.5: Dạng điển hình của quan hệ P-S của cọc bi day trôi, bi nứt, hoặc mối nối

không tiếp xúc tốt.Đô thị (P, S)

pháp cua bai bao thí nghiệm địa kỹ thuật ‘ASTM Geotechnical Testing Journal’

(Smoltezyk, 1985) Uy Ban Kỹ Thuật Châu Au về cọc (ETC3) của Hiệp Hội Co Datva Dia Kỹ Thuật Quốc Tế (ISSMGE) đã dé nghị một phương pháp về cách thức thicông và qui trình thí nghiệm thử tải tinh dọc trục cọc bao gdm việc xác định sức chiutải cọc và triết lý thiết kế theo Eurocode 7 (De Cock et al., 2003) Tài liệu này là tailiệu cơ bản của tiêu chuẩn Eurocode được soạn thảo bởi CEN/TC 341

Kết luận được rút ra thông qua việc đo biến dang, từ biến và độ chối của cọctrong suốt quá trình thí nghiệm thử tải cọc Những yếu tố này rất hữu ích, đặc biệt dékiểm tra những yêu câu theo trạng thái giới hạn sử dụng SLS Tính toán theo trạng thái

giới hạn cực hạn ULS dựa trên tải pha hoại cực hạn dọc trục đo được Eurocode 7 cho

rằng người thiết kế chỉ có thể rút ra kết luận tải phá hoại cực hạn dựa trên thí nghiệmcọc thử thăm do Tuy nhiên, không nhất thiết phải thử cọc thăm dò đến phá hoại: thôngthường dựa vào biểu đô tải trong - chuyển vi để ngoại suy tải phá hoại cực hạn.Eurocode 7 kiến nghị cọc kiểm tra phải được chất tải ít nhất là băng với tải thiết kế.Tải thiết kế sẽ tương ứng với tình huống thiết kế lâu dai

Đối với cọc thứ thăm dò, Eurocode 7 yêu cầu phải khảo sát dat nền cần thận dénam bắt rõ bản chat của dat nền xung quanh cọc và bên dưới mũi cọc, phải khảo sát tatcả các lớp đất có ảnh hưởng đáng kể đến ứng xử của cọc; phương pháp thi công cọc

thử cũng phải tương tự với phương pháp thi công cọc thực sau này.

Số lượng cọc thử thăm dò phụ thuộc vào:e Điều kiện đất nên;

e_ Loại kết câu công trình;e Những tài liệu có san về loại cọc trong các điều kiện đất nền tương tự;© Tổng số cọc và loại cọc khi thiết kế móng cọc

3.1.2 Khả năng chịu tải của cọc theo phương pháp thiết kế Eurocode 7:

Cụm từ “Sức chịu tải nén của dat nên” là khả nang chịu tải nén của cọc Từ “sứcchịu tải nén” là phản lực lớn nhât của đât nên (sức chịu tải nén của thân cọc lớn nhâtđôi với cọc chịu nén và sức chiu tải nén mỗi cọc lớn nhât), trái ngược với lực tác dụng

lên dat nên là “tác động” (thông qua cọc)

Cac trạng thai giới hạn được sử dụng trong thiệt kê móng cọc, bao gôm các trangthai giới hạn cực hạn ULS: sức chịu tải cọc đơn, sức chiu tai của cả móng cọc, phahoại hoặc sụp đô của kêt câu móng do chuyên vị lớn của móng cọc; trạng thái giới hạn

sử dụng SLS bao gồm: chuyền vị của móng vượt quá giới hạn cho phép

Kha năng chịu tải của coc đơn và cua cả móng cọc theo trạng thái giới hạn cực

hạn ULS giống với khả năng chịu tải cọc theo phương pháp truyền thống, nhưngEurocode 7 sử dụng một vài đặc điểm cải tiễn dé tính toán độ bền đặc trưng của datnên, những đặc điểm cải tiến này bao gồm việc áp dụng hệ số riêng cho tác động va

sức chịu tai dat nên.

Đối với móng cọc, tính toán chuyển vị Ít được sử dụng phố biến, đặc biệt đối vớiULS Đối với độ lún cọc, Eurocode 7 yêu cầu cần thận trọng khi đánh giá độ lún củamóng cọc Tuy nhiên, Eurocode 7 vẫn không hướng dẫn cụ thể về phương pháp kiểmtra chuyển vị tương ứng với ULS trong kết câu móng

Tương tự như thiết kế móng nông, móng cọc cũng phải xem xét ổn định tổngthể Trong trường hợp móng coc, cần xét đến mặt phá hoại bên dưới mũi cọc va sự

giao nhau của các mặt phá hoại gitra các cọc.

3.2 Các phương pháp thiết kế (DA) dùng tính toán sức chịu tải cọc:Đưa độ tin cậy vào trong thiết kế cọc

Các hệ số áp dụng trong qui trình này đều được trình bày trong phân:Bảng tra hệ số (Phụ lục)

Qui trình tổng quát dé thiết kế móng cọc theo Eurocode 7

- Tuy theomôi Quôc Gia, dựa vào qui trình trên dé đưa ra các phương phápthiệt kê cho móng cọc khác nhau có kèm theo các hệ sô riêng tương ứng.

TỦ Tat cả các hệ số được sử dụng trong 2 phương pháp thiết kế này

đêu được

trình bày trong phần Bảng #a hệ số:3.2.1.Phurơng pháp thiết kế 1 (DA 1):

Triết ly của phương pháp thiết kế 1 (DA 1) là kiểm tra độ tin cậy với hai t6 hợphệ số riêng khác nhau: tổ hợp 1 va tô hợp 2

Trong tổ hợp 1, các hệ số riêng sẽ áp dụng cho tác động va một it cho sức chịutải, trong khi đó cường độ đất nền (nêu xem xét) thì không nhân hệ số riêng Các hệ sốriêng sử dụng là Al, MI và R1 hay Al ‘+’ MI ‘+’ RI, với ký hiệu ‘+’ là tổ hợp với.Trong đó, tat cả các hệ số riêng M1 đều bang 1 và bỏ qua dung sai kích thước hình học

(Aa= 0).

Trong tổ hợp 2, các hệ số riêng được áp dụng cho sức chịu tải và cho hoạt tải,trong khi đó tĩnh tải và cường độ đất nên (nếu sử dụng) thì không nhân hệ số Các hệsố riêng sử đụng là A2, M1 và R4 hay A2 ‘+’ MI ‘+’ R4, với ký hiệu ‘+’ là tổ hop với.Trong đó, tat cả các hệ số riêng M1 đều bang 1 và bỏ qua dung sai kích thước hình họcAa (Aa = 0) Trong trường hợp cọc chịu ma sát âm hoặc tải ngang thì thay hệ số riêngMI băng M2, tức là A2 ‘+? M2 ‘+’ R4

3.2.2.Phwong pháp thiết kế 2 (DA 2):Triết lý của phương pháp thiết kế 2 (DA 2) là kiểm tra độ tin cậy thông qua ápdụng hệ SỐ riêng cho tác động hoặc hệ qua tác động va sức chiu tai, trong khi cường độđất nên (nếu sử dụng) thì không nhân hệ số Triết lý này yêu cầu không được thay đổikhi sử dụng để thiết kế móng cọc

Phương pháp thiết kế 2 (DA 2) sử dụng các hệ số Al, MI và R2 hay tô hợp Al“+? MI ‘+’ R2, với ký hiệu ‘+’ là tổ hợp với Các hệ số riêng cho thông số đất nên làbăng 1.0 (hay, bỏ qua hệ số riêng cho cường độ đất nền) và bỏ qua dung sai kích thước

hình học Aa (Aa = 0).

3.2.3.So sánh các phương pháp thiết kế (DA) dùng tính toán sức chịu tải cọc:a/, Giỗng nhan: