- Mô phỏng quá trình thi công ép cọc, sự thay đổi trạng thái ứng suất - biến dạng của đất xung quanh và dưới mũi cọc theo thời gian bằng phương pháp số.. Việc phân tích ứng xử của đất nề
Trang 1-
LƯU VĂN THÂN
ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN TRONG QUÁ TRÌNH
Trang 2Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: Tiến sĩ Đinh Hoàng Nam
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: Tiến sĩ Bùi Trường Sơn Cán bộ chấm nhận xét 1:………
Cán bộ chấm nhận xét 2: ………
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày …… tháng …… năm…
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm có: 1
Trang 3NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên : Lưu Văn Thân MSHV : 11094346 Ngày, tháng, năm sinh : 05/10/1976 Nơi sinh : Bình Định Chuyên nghành : Địa kỹ thuật xây dựng MS : 60 58 60
I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG XỬ CỦA ĐẤT NỀN TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ÉP CỌC
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
- Phân tích tổng hợp về tác động của việc thi công ép cọc lên đất nền xung quanh và dưới mũi cọc thông qua các nghiên cứu đã có
- Tìm hiểu cơ chế nén chặt của đất trong quá trình thi công ép cọc - Mô phỏng quá trình thi công ép cọc, sự thay đổi trạng thái ứng suất - biến dạng của đất xung quanh và dưới mũi cọc theo thời gian bằng phương pháp số
- Phân tích khả năng chịu tải của cọc sau khi thi công và trong thời gian sử dụng công trình
II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02/07/2012 III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2012 IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến sĩ Đinh Hoàng Nam
Tiến sĩ Bùi Trường Sơn
Trang 4Luận văn tốt nghiệp được hoàn thành không những từ nổ lực bản thân học viên mà còn nhờ sự hướng dẫn nhiệt tình của quý thầy cô, đồng nghiệp và bạn bè thân hữu
Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thầy Đinh Hoàng Nam và thầy Bùi Trường Sơn, người đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình trong thời gian thực hiện Luận
văn, giúp cho học viên có được những kiến thức hữu ích, làm nền tảng cho việc học tập và công tác sau này
Xin chân thành cám ơn quý thầy cô bộ môn ngành Địa kỹ thuật xây dựng đã nhiệt tình giảng dạy trong thời gian qua
Xin chân thành cám ơn quý thầy cô trong bộ môn Địa cơ Nền móng đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất trong thời gian học viên thực hiện Luận văn Cuối cùng, xin cám ơn gia đình và các bạn bè thân hữu đã động viên, giúp đỡ học viên trong thời gian học tập và thực hiện Luận văn
Học viên
Lưu Văn Thân
Trang 5Móng cọc là giải pháp thường được lựa chọn nhất cho các công trình xây dựng có tải trọng vừa và lớn, nhất là những khu vực có địa chất phức tạp Vì vậy biết rõ các ứng xử của đất nền xung quanh, dưới mũi cọc trong và sau khi thi công là điều cần thiết Việc phân tích ứng xử của đất nền xung quanh và dưới mũi cọc trong và sau khi thi công nhằm mục đích khảo sát về sự phân bố ứng suất, biến dạng, áp lực nước lỗ rỗng trong và sau quá trình thi công, từ đó có thể góp phần vào việc phân tích, tính toán khả năng chịu tải phù hợp hơn
Trong phạm vi của luận văn này, tác giả chỉ tập trung phân tích chuyển vị, ứng suất, áp lực nước lỗ rỗng, sức chịu tải của đất nền xung quanh và dưới mũi cọc khi thi công và sau khi cho cọc nghỉ Kết quả nghiên cứu, phân tích cho thấy việc xét quá trình thi công ép cọc cho phép thu nhận giá trị khả năng chịu tải của cọc cao hơn
Trang 6and large load, specially in an area of complex geology It is necessary to know behaviour of soil around pile tip durring installation and after construction
To analyse behaviour of soil around pile tip is propose to survey about deformation, stress distributes, excess pore pressure of installation of pile and after construction From there, to have a part is analyse, calculate on the bearing capacity of pile according to soil foundation is correspond
In the scope of this essay, the writer only focused on the analysis of deformation, stress, excess pore pressure, the bearing capacity of installation of pile, after construction and rest pile The results of investigation and analyses show that mention of process of pile installation allows us get the higher value bearing capacity
Trang 7Tôi xin cam đoan: Luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu khảo sát tình hình thực tiễn và dưới sự hướng dẫn khoa học của Tiến sĩ Đinh Hoàng Nam và Tiến sĩ Bùi Trường Sơn
Các số liệu, mô hình toán và những kết quả trong luận văn là trung thực, các kết quả chưa từng được công bố dưới bất cứ hình thức nào trước khi trình, bảo vệ và công nhận bởi “ Hội Đồng đánh giá luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ ”
Một lần nữa, tôi xin khẳng định về sự trung thực của lời cam kết trên
Trang 8MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC HẠ CỌC VÀ THỜI GIAN CỌC NGHỈ LÊN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI 3
1.1 ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC HẠ CỌC VÀO LỚP ĐẤT DÍNH 3
1.2 ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC HẠ CỌC VÀO LỚP ĐẤT RỜI 11
1.3 ẢNH HƯỞNG THỜI GIAN ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG 13
1.4 NHẬN XÉT VÀ NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN 16
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 17
2.1 SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC 17
2.1.1 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu 17
2.1.1 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền 18
2.1.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền 18
2.1.2.2 Xác định sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền 23
2.1.2.3 Xác định sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền 25
2.1.2.4 Xác định sức chịu tải theo thí nghiệm cọc tại hiện trường 25
2.2 TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN XUNG QUANH CỌC TRONG VÀ SAU KHI THI CÔNG 33
2.2.1 Đặc điểm trạng thái ứng suất - biến dạng của đất do thi công cọc 33
2.2.2 Trạng thái ứng suất - biến dạng ban đầu xung quanh cọc 34
Trang 93.3 CÁC KẾT QUẢ CỦA BÀI TOÁN 48
Trang 10MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài:
Móng cọc là loại móng phổ biến nhất được sử dụng trong xây dựng các công trình có tải trọng vừa và lớn Ở Việt Nam, việc sử dụng biện pháp móng cọc cho các công trình có tải trọng từ vừa trở lên rất phổ biến, đặc biệt với những khu vực có cấu tạo địa chất phức tạp như khu vực Thành phố Hồ Chí Minh và khu vực lân cận
Với tốc độ xây dựng các công trình khá nhanh như hiện nay, việc đánh giá khả năng chịu tải của cọc sau khi thi công là việc làm cần thiết trong công tác kiểm tra và đánh giá nền móng Đất yếu khu vực có hệ số thấm bé, khả năng chịu tải kém nên thời gian khôi phục khả năng chịu tải sau khi thi công cọc có thể kéo dài Ngoài ra, vùng ảnh hưởng của khối đất xung quanh cọc trong quá trình thi công và sử dụng công trình có thể có những đặc điểm khác biệt cần phải nghiên cứu
Đề tài luận văn “Ứng xử của đất nền trong quá trình thi công ép cọc ” được đặt ra nhằm khảo sát trạng thái ứng suất - biến dạng của vùng đất chịu ảnh hưởng xung quanh cọc trong điều kiện cấu tạo địa chất đặc thù của khu vực Kết quả nghiên cứu có thể có ích trong việc tính toán thi công và đánh giá khả năng chịu tải của móng cọc cho các loại công trình xây dựng
Mục đích của đề tài là nghiên cứu quá trình thay đổi trạng thái ứng suất - biến
dạng của đất xung quanh và dưới mũi cọc sau khi thi công và cho cọc nghỉ Rõ ràng, sau khi thi công ép cọc, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư của đất trong vùng ảnh hưởng tiêu tán theo thời gian, sức chịu tải của cọc tăng lên Ngoài ra, phạm vi vùng nén chặt xung quanh và mức độ nén chặt của đất phụ thuộc vào đặc trưng cơ lý của đất Điều này sẽ có tác động lên khả năng chịu tải của cọc trong quá trình chịu tải khi sử dụng công trình
Phương pháp nghiên cứu được lựa chọn ở đây bao gồm:
- Tổng hợp phân tích cơ sở lý thuyết về khả năng nén chặt của đất xung quanh cọc trong quá trình thi công; sự thay đổi trạng thái ứng suất - biến dạng của đất xung quanh cọc sau khi thi công
Trang 11- Sử dụng công cụ tính toán (phần mềm Plaxis) để mô phỏng quá trình thi công ép cọc, cũng như sự thay đổi trạng thái ứng suất - biến dạng của đất xung quanh cọc ở các thời điểm khác nhau
- Tính toán và mô phỏng đánh giá khả năng chịu tải của cọc sau khi thi công
Trang 12
CHƯƠNG 1 CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỀ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC HẠ CỌC VÀ THỜI GIAN CỌC NGHỈ LÊN
KHẢ NĂNG CHỊU TẢI
Khi xây dựng công trình trên nền đất có địa chất phức tạp, giải pháp móng thường dùng là móng cọc Cọc thường được hạ bằng phương pháp ép, việc hạ cọc như trên gây xáo trộn và thay đổi trạng thái ứng suất - biến dạng của đất xung quanh và dưới mũi cọc được thể hiện như thí nghiệm ở hình 1.1
Hình 1.1 Mô hình cọc và nền
Ảnh hưởng của việc ép cọc chính là làm xáo trộn đất xung quanh cọc Khi cọc được ép vào lớp đất nền bên dưới trong đất sét hoặc cát thì sẽ xảy ra những ứng xử khác nhau do sự khác biệt về đặc trưng cơ lý, đặc biệt là hệ số thấm
1.1 Ảnh hưởng của việc hạ cọc vào lớp đất dính
Đặc điểm khác nhau quan trọng giữa hoạt động của cọc dưới tác dụng của tải trọng động và tải trọng tĩnh rõ rệt là yếu tố thời gian, do đó sự khác biệt lớn nhất trong ứng xử ứng suất - biến dạng của đất xung quanh cọc là trong điều kiện hoạt động động và hoạt động tĩnh của cọc Các ảnh hưởng này có thể mô tả kiểu cơ học như sau [3, 12]:
Xét cọc ép vào tầng trầm tích sâu là lớp đất sét bão hoà nước không thấm được, khi cọc ép xuống thì thể tích khối đất bị dịch chuyển bằng với thể tích của cọc
Trang 13mà thể tích này cũng khá lớn Do đó hoạt động ép cọc có thể gây ra những thay đổi về biến dạng trong đất sét (xem hình 1.2)
Hình 1.2 Chuyển vị và nén ép của đất xung quanh do ép cọc
Đất có thể bị đẩy từ vị trí ban đầu BCDE sang ngang tới vị trí B’C’D’E’(hình 1.2) hoặc từ FGHJ tới F’G’H’J’ Trong khi ép cọc, đất sét bị mất một phần độ bền do đất bị xáo trộn nhưng lại xuất hiện một lượng tương đối nhỏ ma sát bên
Cọc được ép vào trong đất sét bão hoà nước không thấm được nên mặt đất có thể bị trồi lên do khối lượng đất bị dịch chuyển và nén ép một phần thể tích
Hình 1.3 Độ bền cắt trong đất sét bão hòa nước trước và sau khi ép cọc
d
b m
BD
C
l
e ’h’
F’ G’
F GJ
HJ’
ED
B C
B’ C’ D’
E’
Cọc
Trang 14Trên hình 1.3, cọc có bán kính oa được ép sâu vào trong tầng đất sét, sự thay đổi của độ bền cắt dọc theo chiều dài cọc và khoảng cách theo phương ngang đến cọc được cho trên hình obcd, trong đó o là gốc toạ độ [3]
Đường A biểu diễn độ bền cắt trước khi ép cọc và cũng là biểu diễn độ bền của đất sét khi đất còn nguyên dạng (độ bền ngắn hạn) Độ bền tại điểm b nào đó cách o một khoảng là đường bc
Ngay sau khi ép cọc, bộ bền cắt biểu thị bằng đường B Trước khi ép cọc đất ở điểm a, thì sau khi ép đã dịch chuyển đến điểm o, còn điểm gốc o đã dịch chuyển đến điểm f Bây giờ ma sát bên là oe, đó cũng là độ bền cắt bị giảm đi và cũng chỉ ra một phần nhỏ của độ bền ban đầu od
Đất ở điểm o đã dịch chuyển và do đó phần lớn áp lực giữa các hạt bị biến mất Tổng cộng áp lực chất tải trước bao gồm áp lực giữa các hạt cộng với áp lực nước lỗ rỗng là không thay đổi Do đó, phần mất đi của áp lực giữa các hạt đã được chuyển thành áp lực nước lỗ rỗng dưới dạng áp lực thuỷ tĩnh thặng dư Như vậy có áp lực thuỷ tĩnh dư lớn trong đất cạnh cọc ngay sau khi ép cọc Vì chỉ có lớp đất cách cọc rất gần mới bị xáo trộn nên áp lực lỗ rỗng tăng lên rất ít Hơn nữa, áp lực ngang bên cạnh cọc tăng do chuyển vị hướng ra ngoài của đất khi ép cọc Áp lực dư này tạo ra lập tức gây ra thấm và bắt đầu quá trình cố kết Vì dòng chảy thường xuyên xảy ra từ điểm có áp lực cao tới điểm có áp lực thấp, do đó hướng của dòng chảy là từ cọc và theo phương bán kính cọc Tuy nhiên cũng có thể có hướng dòng chảy hướng lên trên Trong thời gian cố kết, các hạt đất chuyển dịch theo phương đường kính và hướng vào phía cọc vì nước chảy hướng ra Như vậy đất trong phạm vi gần mặt cọc có hệ số rỗng giảm, còn đất ở xa lại bị giãn nở ra một ít Do đó, sau khi ép cọc, đất tạo nên ma sát bên với tốc độ khá nhanh Điều này thể hiện rõ ràng trong việc thí nghiệm nén lại (Taylor, 1948) Trên hình 1.3, oh biểu hiện ma sát bên khi nén lại, còn đường C biểu thị độ bền phụ thuộc khoảng cách tính từ cọc Nếu như đường C biểu diễn độ bền xảy ra sau một ngày hay sau khi ép cọc, thì đường D có thể là độ bền một vài tuần sau khi ép cọc Vì đất ở xa cọc hơi bị nở ra trong khi cố kết nên đường độ bền B và D có thể là dưới đường B một khoảng nhỏ trong vùng này Nếu cọc nhẵn thì sức kháng ma sát trên bề mặt có thể nhỏ hơn so với độ
Trang 15bền cắt trong đất sét cách mặt cọc không xa Trong trường hợp này, ma sát bên được biểu diễn bằng các điểm h’ và j’ thay cho điểm h và điểm j
Nếu thí nghiệm thử tải tiến hành trên cọc này sau khi ép được một vài tuần thì ma sát bên được biểu diễn giản lược bằng oj Còn nếu sau khi ép một vài tuần, cọc được kéo lên thì một khối lượng đất khá lớn có thể bám vào cọc và lên cùng với cọc Điều này giải thích độ bền tương đối: với điều kiện không đồng nhất, thì mặt phá hoại sẽ không đi qua od có chu vi nhỏ nhất, cũng không đi qua mặt có độ bền nhỏ nhất, mà lại xảy ra cạnh bán kính có tích của độ bền và chu vi là nhỏ nhất, có thể là ở điểm k (Taylor 1948)
Trong quá trình ép cọc, lực chống đầu cọc nói chung là lớn, vì nó bằng với lực yêu cầu để tạo ra tất cả các xáo trộn đã mô tả ở trên Ngay cả đất có độ bền nguyên dạng cao cũng bị đẩy ra theo cách này Đất loại này không thể nén được vì đất bão hoà nước không có khả năng chịu nén khi gia tải nhanh (như khi ép cọc) Không còn chỗ nào thuận lợi để cho đất loại này dồn đến cả Do đó cột đất phải chuyển động lên phía trên mặt để cọc có thể xuyên xuống lớp đất dưới mũi cọc Thực tế là tất cả sức kháng trong nhiều loại đất sét đều là sức chống đầu cọc khi ép cọc DeMello (1969) đã giả thiết rằng ngay sau khi ép cọc, lượng đất bị xáo trộn đã giảm từ 100% tại mặt tiếp giáp với cọc - đất tới O ở khoảng cách cỡ 1,5 đến 2 lần đường kính cọc tính từ thân cọc Orrje và Broms (1967) đã chứng minh rằng, với cọc bê tông cốt thép hạ trong đất sét nhạy, chỉ sau 10 tháng thì độ bền không thoát nước hoàn toàn có thể trở lại giá trị ban đầu [3]
Hơn nữa sự tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng quá mức, mức tăng độ bền của đất sau khi ép cọc cũng xảy ra là do hóa lỏng tạm thời trong đất Soderberg (1962) cũng chỉ ra rằng việc tăng khả năng chịu tải cực hạn của đất (và do đó tăng độ bền cắt của đất) cũng tương tự với tốc độ tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư và chúng phụ thuộc vào thời gian (hình 1.4)
Trang 16Hình 1.4 Độ tăng khả năng chịu tải theo thời gian (theo Soderberg, 1962)
Áp lực nước lỗ rỗng phát triển trong quá trình ép cọc: các số đo áp lực nước lỗ rỗng thặng dư phát triển trong đất do ép cọc cho thấy rằng áp lực này ở sát thân cọc có thể bằng và thậm chí còn lớn hơn áp lực hiệu quả (Lambe và Horn 1965, Orrje và Broms 1967, Poulos và Devis 1979, D’Appolonia và Lambe 1971)
Trong vùng lân cận của cọc, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư phát sinh rất cao, trong một số trường hợp có thể xấp xỉ 1,5 đến 2 lần ứng suất thẳng đứng hiệu quả tại đó và thậm chí có thể gấp 3 đến 4 lần ứng suất hiệu quả thẳng đứng ở gần mũi cọc Tuy nhiên nó sẽ giảm nhanh theo khoảng cách kể từ cọc và nói chung sự tiêu tán cũng rất nhanh Trên hình 1.5, áp lực nước lỗ rỗng Δu được biểu diễn qua
vo, với σ’
vo là ứng suất thẳng đứng hiệu quả trước khi ép cọc đơn, còn khoảng cách hướng tâm S tính từ cọc được biểu diễn qua S/ro, trong đó ro là bán kính của cọc Ta thấy các điểm trên hình này không tập trung là do có nhiều loại đất khác nhau và các loại đất có độ nhạy lớn nên áp lực nước lỗ rỗng biến đổi lớn (Poulos và Davis, 1979)
Thời gian (h) 0
10 20 30 40
60 70 80 90
0.5 100
Yang 220
Trang 17S/ro
Hình 1.5 Tóm tắt một số kết quả đo áp lực lỗ rỗng (theo Poulos và Davis 1979)
Những điểm ở xa có khoảng cách S/ro bằng 4 đối với đất sét thường là bằng 8 đối với đất sét nhạy thì áp lực nước lỗ rỗng giảm nhanh theo khoảng cách Trên hình 1.5, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư thực tế có thể bỏ qua khi ở ngoài khoảng cách S/ro=30
Sự tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng: Tốc độ phân tán của áp lực nước lỗ rỗng xung quanh cọc đã được đề nghị bởi Soderberg (1962), với giả thiết sự phân tán áp lực nước lỗ rỗng chỉ xuất hiện xung quanh cọc, sự phân tán này chủ yếu theo phương ngang, có thể xuất hiện ở gần đầu cọc và mũi cọc không đáng kể
Phương trình liên quan đến quá trình cố kết:
⎦⎤⎢
⎣⎡
⎟⎠⎞⎜
⎝⎛
∂∂⎟⎠⎞⎜⎝⎛+∂∂=
∂∂
rur
ruC
tu
h
1
22
0 0 0.5 1 1.5
Trang 18hưởng không lớn trong cách giải Nguyên nhân đo được tốc độ biến đổi độ bền và sự khôi phục độ dính sau khi ép cọc là do tốc độ cố kết trong vùng giới hạn lân cận của cọc Sự phân tán này và mức độ cố kết trong khoảng R cho thấy ở hình 1.6, vùng phá hoại có kích thước R/ro = 3 đến 5
Theo kết quả so sánh của Radugin (1969) giữa lý thuyết và thực nghiệm cho thấy:
R/ro=5; Ch = 0,04 in2/min (đất loại sét)
1.0
2
ovv
rtC
vùng giới hạn dẻo
R a
Trang 19Từ các điểm thực tế trên hình 1.6, cho thấy việc ước lượng thời gian nên thực hiện sau khi ép cọc và trước khi thử tải mang lại Nếu ước lượng chắc chắn sức chịu tải cực hạn không thoát nước và ứng xử tải trọng - chuyển vị thì sẽ thu được áp lực nước lỗ rỗng
Wroth và các cộng sự (1979) đã phân tích sự thay đổi ứng suất, áp lực nước lỗ rỗng và sau đó đến quá trình cố kết xung quanh cọc Quá trình hạ cọc được mô phỏng như việc tạo ra lỗ hình trụ tròn bởi sự dịch chuyển của bán kính đất Sự thay đổi giá trị ứng suất và áp lực nước lỗ rỗng thu được bằng phương pháp phần tử hữu hạn phân tích trên cơ sở mô hình hoá cứng Ứng suất tổng và ứng suất hữu hiệu gần kề cọc sau khi hạ cọc có liên hệ trực tiếp tới nguồn gốc độ bền không thoát nước của đất và không phụ thuộc vào hệ số quá cố kết
Biểu đồ lý thuyết Ch = 0,04 in2/min ro = 6 in
Trang 201.2 Ảnh hưởng của việc hạ cọc vào lớp đất rời
Khi cọc được hạ vào trong đất cát và đất rời, đất thường bị nén chặt bởi chuyển vị và chấn động trong quá trình hạ cọc, kết quả là đất bị phá vỡ và sau một khoảng thời gian đất sẽ phục hồi lại cấu trúc Do đó, trong cát chặt, tải trọng ép cọc tăng lên giống như việc tăng mật độ gây nên bởi việc hạ cọc Nhiều kết quả nghiên cứu chi tiết và phân tích đánh giá phạm vi chịu nén của đất cát và sự tăng mật độ xung quanh cọc được thực hiện bởi Meyerhof (1959) và Robinsky và Morrison (1964) [2, 3, 11, 12]
Robinsky và Morrison đưa ra hàng loạt mô hình kiểm tra cọc trong đất cát, với chuyển vị và nén ép xung quanh cọc được ghi chụp lại Lúc đầu đất cát chặt với Dr =17%, đất sẽ di chuyển trong phạm vi từ 3 đến 4 lần đường kính theo phương ngang, từ 2,5 đến 3,5 lần đường kính bên dưới mũi cọc Đất cát có độ chặt trung bình Dr ≈35% thì đất sẽ dịch chuyển trong phạm vi từ 4,5 đến 5,5 lần đường kính theo phương ngang và 3 đến 4,5 lần đường kính dưới mũi cọc
Thực nghiệm của Robinsky và Morrison không những chỉ ra quá trình chuyển vị của đất cát mà còn cho thấy sự nén ép của đất cát dưới mũi cọc và cạnh cọc Mô hình chuyển vị của đất xung quanh cọc theo các vân sóng như hình vẽ
4020020 40
123
4
56
7 8
Hình 1.9 Biến dạng xung quanh cọc khi cọc hạ vào lớp cát Hình 1.8 Chuyển vị xung quanh cọc
khi cọc hạ vào trong lớp cát
1 2
6 9
8
4 5
7
3
Trang 21Trong khi mô hình biến dạng được suy ra từ chuyển vị như hình 1.8 (Vesic, 1967) Với sự giảm mật độ dưới mũi cọc rõ ràng làm ảnh hưởng ứng suất kéo, giá trị biến dạng nén ở giữa phía dưới mũi cọc là lớn nhất Những nhận xét trên áp dụng cho cọc không có mũi vát nhọn, nhưng Robinsky và Morrison tìm thấy rằng quá trình đó cũng xuất hiện với cọc dạng cọc có mũi nhọn
Trên cơ sở của sự tương quan thực nghiệm giữa mật độ và sức chống lại sự thâm nhập cũng như góc ma sát, Meyerhof (1959) đã đề nghị phương pháp đánh giá phạm vi của những khu vực tăng mật độ, tăng giá trị góc ma sát xung quanh cọc khi hạ vào lớp đất cát Kết quả tiêu biểu so sánh với sự quan sát được thể hiện như trong hình 1.10
Phương pháp đơn giản đánh giá những ảnh hưởng của việc hạ cọc trong vùng nén chặt trong đất cát lân cận ở mũi cọc được đề nghị bởi Kishida (1967) Trên cơ sở của kết quả thử nghiệm ở nhiều mô hình, Kishida cho rằng đường kính của vùng ép lại xung quanh cọc là 7d Bên trong vùng này ông ta thêm vào giả thiết rằng góc
84
21
2
1
84
39 37 35 32
Trang 22ma sát φ,thay đổi tuyến tính với khoảng cách từ giá trị ban đầu là ,
1
φ , ở bán kính 3,5d tới giá trị lớn nhất là ,
,1,2
o
+=φ
1.3 Ảnh hưởng thời gian đến sức chịu tải của cọc trong quá trình thi công
Khả năng chịu tải theo đất nền của cọc thông thường ước lượng theo công thức tĩnh của cọc và sau đó xác định lại bằng phương pháp thử tải cọc Thường thì cọc thử tải trong thời gian ngắn sau khi hạ cọc Sức chịu tải của cọc thu được từ thử tải cọc đã được nghiên cứu trong thời gian dài Quá trình hạ cọc làm cho đất nền xung quanh thân cọc và dưới mũi cọc bị xáo trộn lớn, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tích tụ do quá trình hạ cọc và phụ thuộc vào đặc tính của đất nền Sự tồn tại và phân tán áp lực nước lỗ rỗng rất đa dạng, sức chịu tải của cọc có thể xác định không chính xác nếu như áp lực nước lỗ rỗng chưa tiêu tán hoàn toàn Sức chịu tải của cọc tăng khi độ bền của của đất xung quanh cọc tăng do quá trình cố kết Điều này cho thấy đất có hệ số thấm bé như bùn, sét thì thời gian tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng lớn, ngược lại đất hạt thô có hệ số thấm lớn sự tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thông thường
Trang 23chỉ vài giờ Theo kết quả thực nghiệm của C.S.Chen và các cộng sự (1996) cho thấy mối quan hệ giữa thời gian và sức chịu tải của cọc như bảng 1.1[9]
Bảng 1.1 Kết quả thử tải của cọc
Số cọc Kích thước (mm) Chiều dài cọc (m) Ngày hạ cọc Ngày thử tải cực hạn (KN) Sức chịu tải
Trang 24Phương pháp Vijayvergiya đề cập đến khả năng kiểm tra ảnh hưởng của thời gian và cường độ kháng cắt không thoát nước trong hệ số phục hồi kết quả được minh hoạ ở hình 1.12 [12]
Cường độ kháng cắt không thoát nước kN/m2
Hình 1.12 Quan hệ giữa hệ số phục hồi và cường độ kháng cắt không thoát nước
Trong hình 1.12 biểu đồ của mỗi cọc đơn thể hiện phù hợp nhân tố khôi phục lực dính của mỗi lớp đất xung quanh cọc Kết quả hiện tại của mỗi khoảng thời gian trong hình 1.12 thích hợp với biểu đồ và được miêu tả trong hình 1.13
Hình 1.13 Hệ số phục hồi như là hàm số của cường độ kháng cắt không thoát nước
và thời gian (sau Jensen, 2004)
Trang 25Biểu đồ của mỗi khoảng thời gian khác nhau thì giống nhau về hình dạng Vì vậy hình 1.12 và hình 1.13 chỉ ra rằng hệ số phục hồi tăng khi lực dính không thoát nước giảm Hệ số phục hồi tăng theo thời gian nếu cọc không tiếp xúc trong 4 tuần và nhiều hơn, hệ số phục hồi sẽ vượt quá 0,4 Cu và thấp hơn 714 kPa Trong trường hợp hệ số phục hồi bằng 0,4Cu là đề nghị của DS 415 (1998) là quá thấp
1.4 Nhận xét và nhiệm vụ của luận văn
Trên cơ sở tổng quan có phân tích kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của việc hạ cọc và thời gian nghỉ lên sức chịu tải của cọc, có thể thấy rằng việc thi công cọc gây rung động và chuyển vị đất trong phạm vi ảnh hưởng của nó, đồng thời xuất hiện áp lực nước lỗ rỗng thặng dư trong đất xung quanh cọc Cùng với quá trình tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng theo thời gian, sức chịu tải của cọc tăng lên Với điều kiện địa chất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh và các vùng lân cận, mục đích và nhiệm vụ của Luận văn bao gồm:
- Phân tích tổng hợp về tác động của việc thi công cọc lên đất nền xung quanh và dưới mũi cọc thông qua các nghiên cứu đã có
- Tìm hiểu cơ chế nén chặt của đất trong quá trình thi công cọc - Mô phỏng quá trình thi công cọc, sự thay đổi trạng thái ứng suất - biến dạng của đất xung quanh và dưới mũi cọc theo thời gian bằng phương pháp số
- Phân tích khả năng chịu tải của cọc sau khi thi công và trong thời gian sử dụng công trình
Trang 26CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN
SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 2.1 Sức chịu tải dọc trục của cọc
2.1.1 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu
Cọc làm việc như một thanh chịu nén đúng tâm, lệch tâm hoặc chịu kéo (khi cọc bị nhổ) và sức chịu tải của cọc theo vật liệu có thể được tính theo công thức sau [1]:
vlp
Ở đây: Qvl - sức chịu tải của cọc theo vật liệu Ap - diện tích tiết diện ngang của cọc Rvl - cường độ chịu nén tính toán của vật liệu làm cọc ϕ - hệ số ảnh hưởng bởi độ mảnh của cọc
Cọc làm việc trong nền đất chịu tác động của áp lực nén của đất xung quanh, nên thông thường ta không xét đến ảnh hưởng của uốn dọc Ngoại trừ các trường hợp đặc biệt như cọc quá mảnh hoặc do tác động của sự rung động gây ra sự triệt tiêu áp lực xung quanh hay cọc đi qua lớp đất bùn loãng Ảnh hưởng của độ mảnh phải được xét đến trong sức chịu tải của cọc theo vật liệu
Với cọc bê tông cốt thép, sức chịu tải cực hạn của cọc theo vật liệu xác định theo công thức thanh chịu nén có xét đến uốn dọc Sự uốn dọc được xét như tính cột trong tính toán bê tông
)A.RA.R(
Ở đây: Rat - sức chịu kéo hay nén cho phép của thép Rn - sức chịu nén cho phép của bê tông ϕ - hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc phụ thuộc độ mảnh và theo thực nghiệm lấy theo [1]
Ngoài ra, sức chịu tải của cọc theo vật liệu còn xác định theo kinh nghiệm xây dựng ở một số quốc gia:
Ở đây: k = 0.7 - hệ số đồng nhất
Trang 27m = 1 - hệ số điều kiện làm việc Rgh - sức chịu tải giới hạn của vật liệu làm cọc Với cọc bê tơng cốt thép thì dùng cơng thức:
Khi cọc làm việc chịu nhổ thì sức chịu kéo căng của cọc bê tơng cốt thép theo vật liệu:
2.1.2 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền
Sức chịu tải cực hạn của cọc Qu bao gồm sức kháng bên Qs và sức kháng mũi Qp
hoặc Qu = Asfs + Apqp Ở đây: As - diện tích xung quanh cọc tiếp xúc với đất
Ap - diện tích tiết diện ngang mũi cọc fs - ma sát hơng đơn vị
qp - sức kháng mũi đơn vị Sức chịu tải cho phép của cọc
ppssa
FSQFS
QQ=+ hoặc
FSQ
2.1.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền a - Sức kháng mũi của cọc Qp
Trang 28Phương pháp Terzaghi
Phương pháp cổ điển nhất ước lượng sức chịu mũi do Terzaghi và Peck đề nghị sử dụng các công thức bán thực nghiệm, được phát triển trên cơ sở các công thức sức chịu tải của móng nông, với sơ đồ trượt của đất dưới mũi cọc tương tự như sơ đồ trượt của đất dưới móng nông
)6
,03
,1(2
γγγ
Qp= pc+ fq+ p cho cọc tròn bán kính Rp (2.8)
)4
,03
,1(2
γ
γ
cNB
Qp = pc+ fq + p cho cọc vuông cạnh Bp (2.9) Terzaghi đề nghị sử dụng ngay các hệ số sức chịu tải Nc, Nq, Nγ, được thiết lập cho móng nông tiết diện tròn hoặc vuông có dạng:
⎥⎥⎥⎥
⎦⎤
⎢⎢⎢⎢
⎣⎡
−⎟⎠⎞⎜
⎝⎛ +
24cos2cot
2)2/4/3(2
ϕπϕ π ϕ tgϕ
c
eg
⎟⎠⎞⎜
⎝
24cos2
eN
2tg2/4/3
⎠⎞⎜⎜
⎝⎛
−ϕ=
cosK21
Đối với sức chịu tải đơn vị diện tích của phần đất nằm dưới đáy các móng sâu và móng cọc, công thức có xét đến hình dạng và chiều sâu chôn móng thường được diễn tả dưới dạng:
'''
qcp
Sức chịu tải cực hạn đất nền ở mũi cọc có thể viết dưới dạng:
)( '''
qcppp
Phương pháp Meyerhof xác định các hệ số '
cN , '
qN , sức chịu tải ở mũi cọc trong đất nền, đặc biệt là cát, gia tăng theo chiều sâu cọc chôn trong lớp cát chịu tải và đạt cực hạn khi tỉ số
crbb
DLDL
⎟⎠⎞⎜⎝⎛
Trang 29ĐẤT YẾU
bD
Lb
Hình 2.1 Sơ đồ chọn chiều dài cọc ngàm vào đất L
Ở đây: Lb - chiều sâu cọc cắm trong đất tốt và D là cạnh cọc ở độ sâu mũi cọc Trong cách tính sức chịu tải đất nền dưới mũi cọc theo Meyerhof, các thơng số chống cắt c và ω tương ứng với trạng thái ứng suất hữu hiệu và qp xác định theo cơng thức:
'q''cp cN q Nq = + với '
cN , '
qN được xác định theo bảng tra [1]
Phương Pháp Vesic
Vesic đề nghị một phương pháp xác định sức chịu tải của đất nền ở mũi cọc
⎟⎟⎠⎞⎜⎜
⎝⎛
⎥⎦⎤⎢⎣
⎡ ++=
cppp
3K21cNAqAQ (2.12)
= 1 sinK0 - hệ số áp lực đất ở trạng thái nghỉ Như vậy
0*q*
K21
N3N
+=
σ
Mặt khác ta cĩ quan hệ: N =(N* −1)cotgϕ
q*c
Theo Vesic Nq =f( )Irr
Trong đĩ
Δ+=
rrrr
I1
II - chỉ số độ cứng suy giảm Với chỉ số độ cứng = ( +ν)( + ϕ) (= c+q'tgϕ)
Gtg
'qc12
E
Δ - biến dạng thể tích trung bình trong vùng biến dạng dẻo bên dưới mũi cọc Như vậy, đối với những điều kiện khơng cĩ sự thay đổi thể tích, ta cĩ:
Trang 300=Δ và Ir = IrrVesic giải và thiết lập bảng giá trị *
cN ,N*σ phụ thuộc vào Irr và gĩc ma sát ϕ
Với ϕ=0, tương ứng với điều kiện khơng thốt nước
21Iln34
Giá trị Ir cĩ thể ước lượng từ kết quả thí nghiệm nén 3 trục hoặc nén cố kết tương ứng với những giá trị ứng suất nén khác nhau, hoặc tham khảo các giá trị tổng kết thực nghiệm
a'
vsaa'
ha
Ở đây: ca - lực bám dính giữa cọc và đất ωa - gĩc ma sát giữa cọc và đất '
hσ - ứng suất pháp tuyến hữu hiệu tại mặt bên của cọc, tính theo cơng thức
s'vs'h = ×σ = ×γσ
Trong đĩ: Ks - hệ số áp lực ngang Ngồi ra cĩ thể kể đến các phương pháp sau:
Phương pháp α:
Tomlinson đề nghị thêm vào thành phần lực dính một hệ số α, trong cơng thức xác định lực ma sát xung quanh giữa cọc và đất
Trang 31ha
Hệ số hiệu chỉnh α được xác định theo bảng [1]
Phương pháp β Phương pháp này được Burland gợi ra từ năm 1973 trên các giả thuyết sau: - Lực dính của đất giảm đến 0, trong quá trình đóng cọc, do đất bị phá vỡ kết cấu
- Ứng suất hữu hiệu của đất tác động lên mặt đứng của cọc sau khi áp lực nước lỗ rỗng thặng dư phân tán hết ít nhất phải bằng ứng suất này ở trạng thái tĩnh, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư xuất hiện do thể tích cọc lấn chiếm và đất xung quanh bị nén, nhưng hệ số thấm của đất bé nên cần phải có thời gian để nước thoát đi
- Ứng suất chống cắt của đất xung quanh cọc trong quá trình chịu tải chỉ liên quan đến vùng đất mỏng xung quanh cọc, vùng này tùy thuộc dạng cọc và tính thoát nước của đất giữa hai thời điểm đóng và chất tải lên cọc
Công thức xác định lực ma sát đất và cọc có dạng
avs
f =×σ' ϕ ; đặt β=Ks×tgϕa; ta được '
vs
vσ là ứng suất do trọng lượng bản thân nên khi có ứng suất phụ thêm do tải ngoài đặt trên mặt đất ta có thể hiệu chỉnh f(')
s'v
)2
uv
Ở đây: λ - biến đổi theo chiều sâu đóng cọc, được suy ra từ biểu đồ sau:
Trang 32
λ
Hình 2.2 Biểu đồ xác định giá trị hệ số λ
Phương pháp Coyle – Castillo
Năm 1981, Coyle - Castillo đưa ra một cách xác định sức chịu tải của cọc trong nền cát, sau hàng loạt phân tích các kết quả thí nghiệm nén tĩnh và ép cọc thử tại hiện trường
fs - là lực ma sát đơn vị giữa đất và cọc được tác giả thiết lập quan hệ thực nghiệm với góc ma sát ϕ và tỷ số z / B, với chiều sâu z tính đến giữa lớp cát và B là bề rộng của cọc Lưu ý rằng, phương pháp của Coyle - Castillo không xét đến loại vật liệu làm cọc, ảnh hưởng việc hạ cọc và điều kiện ứng suất ban đầu
Phương pháp tổng quát Kulhawy
Một phương pháp khác nhằm xác định lực ma sát fs đất cát với mặt bên của cọc được Kulhawy đưa ra có dạng sau:
'0
2.1.2.2 Xác định sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền
Theo TCXDVN 205 - 1998 thì sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền được tính với công thức sau:
Trang 33Qu = Qs + Qp = Asfs + Apqp (2.21) Qu = ni
isilf
=1
+ Apqp Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc qp:
γ
γ+σ+
vpc
Lực ma sát bên tác dụng lên cọc fs:
avsaaha
Sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất dính
Do góc ma sát của đất bằng không nên sức chịu tải sẽ có dạng
ucpus
Chú ý: trị số αcucó giá trị giới hạn là 100 kPa
Sức chịu tải cực hạn trong đất rời
Với lực dính c = 0 nên sức chịu tải của cọc có dạng
'vpqpa'vssps
Trang 342.1.2.3 Xác định sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu trạng thái của đất nền
Nhằm mục đích tính toán sơ bộ sức chịu tải cọc theo các kết quả thống kê các chỉ tiêu đặc trưng vật lí của đất nền cho các dự án tiền khả thi, có thể sử dụng phương pháp rất đơn giản, ít chính xác và không cần nhiều thí nghiệm cơ học phức tạp, đó là phương pháp thống kê, còn có tên là phương pháp tính sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu vật lí của đất nền
a - Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc chống
Khi nền đất có E0 > 50 Mpa = 500 kG/cm2 được xác định theo công thức sau:
××
i
isifp
pR
Ở đây: mR, mf - các hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên của cọc
fs, qp - lực ma sát đơn vị giữa đất và mặt xung quanh cọc; sức chịu tải đơn vị
diện tích của đất ở mũi cọc xác định theo [5]
isiftc mu m f l
Ở đây: m - hệ số điều kiện làm việc chịu nhổ [5]
2.1.2.4 Xác định sức chịu tải theo thí nghiệm cọc tại hiện trường a - Sức chịu tải của cọc theo công thức đóng cọc
Trang 35Trong quá trình đóng cọc, nếu ta quan sát năng lượng cho bởi một nhát búa E = WH, với W là trọng lượng phần va đập của búa và H là chiều cao rơi, theo nguyên lý cân bằng năng lượng E sẽ bằng với sức chịu tải cực hạn của cọc nhân với độ xuyên của cọc vào đất, e, do chính nhát búa ấy Độ xuyên e được định nghĩa như là độ chối của cọc Tuy nhiên, không phải tất cả năng lượng do nhát búa đóng dành cho cọc xuyên vào đất mà còn mất mát do độ nảy của búa, đàn hồi của đất quanh cọc, phát nhiệt,… Wellington đã đưa ra công thức xác định sức chịu tải của cọc rất sớm, ngày nay vẫn còn được sử dụng ở các nước Bắc Mỹ dưới tên Engneering News, có dạng:
ce
kEc
eWHQ
ff
Ở đây: W- trọng lượng phần rơi của búa
H - chiều cao rơi của búa ef - độ chối của búa, độ xuyên của cọc vào đất do một nhát búa sau khi để cọc nghỉ nhằm tránh hiện tượng chối giả
c - hằng số xét đến năng lượng thất thoát E - năng lượng búa
k - hệ số năng lượng búa Công thức trên được tính với hệ số an toàn FS = 6
Ngày nay có rất nhiều công thức động tính sức chịu tải của cọc như Danish, Janbu, Gersevanov [5]
b - Sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên Từ kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh CPT, sức chịu tải đơn vị diện tích của đất
nền dưới mũi cọc qp và sức chịu mũi cọc theo đất nền Qp được tính theo các công thức sau:
Ở đây: kc - hệ số sức chịu tải qc- sức kháng xuyên trung bình, lấy trong khoảng 3d phía trên và 3d phía dưới mũi cọc
Trang 36
icisi
qf
α
Ở đây: α là hệ số iHệ số an toàn áp dụng khi tính toán sức chịu tải của cọc theo xuyên tĩnh lấy bằng 2.0 - 3.0
Từ kết quả thí nghiệm xuyên động SPT, theo công thức của Meyerhof (1956):
Theo công thức của Nhật Bản:
Qa = [αNaAp +(0.2NsLs +CLc)πd]
31
(2.34) Ở đây:
Na - chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc Ns - chỉ số SPT của lớp cát bên thân cọc Ls - chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát Lc - chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét α - hệ số, phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc
c - Sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm nén ép ngang của Ménard
Trang 37- Sức chịu tải đơn vị diện tích của đất nền dưới mũi cọc qp và sức chịu mũi cọc theo đất nền Qp được tính theo các công thức sau:
pp
lep
Ở đây: kp - hệ số sức chịu tải
*lep - áp lực nén ngang tương đương [1] - Lực ma sát đơn vị fs và tính được thành phần chịu tải do ma sát xung quanh cọc Qs theo công thức:
∑
=
isis
f(MPa)
0.020.000.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.300.280.260.24
d - Sức chịu tải của cọc theo kết quả nén tĩnh
Thí nghiệm nén tĩnh cọc, dọc trục hoặc thẳng góc với trục là phương pháp đáng tin cậy nhất trong việc xác định sức chịu tải dọc trục của cọc hoặc sức chịu tải ngang của cọc Thí nghiệm này cho phép kiểm nghiệm lại các phương pháp tính toán sức chịu tải khác cho cọc và để chọn giá trị chịu tải chính xác của cọc
Phương pháp thí nghiệm là tăng tải từng cấp lên cọc thử và đo độ lún ổn định tương ứng, cho tới lúc đạt giá trị cực hạn của tải tác động Từ đường quan hệ tải - độ lún có thể suy ra sức chịu tải cực hạn Qu, sức chịu tải từ biến Qc và sức chịu tải Qa của cọc
Thí nghiệm thử cọc gồm:
Trang 38- Các bộ phận tạo điểm tựa như đối trọng hoặc neo vào các cọc xung quanh cọc thử
- Bộ phận tạo lực nén như kích và các tấm cứng làm điểm tựa - Các thiết bị đo lực tác động và chuyển vị Ngoài ra cũng có thể lắp đặt (dán chặt) các đầu dò vào mặt bên xung quanh dọc thân cọc thử để biết tình trạng ứng suất - biến dạng quanh cọc
Hình 2.4 Sơ đồ chi tiết đo tải tĩnh cọc (A: đối trọng; B: chuyển vị kế đo lún;
C: bệ chuẩn; D: cọc thử; E: kích; F: bản cứng; G: gối đỡ)
Để tránh ảnh hưởng lên kết quả sức chịu tải của cọc bởi hiện tượng xúc biến cho đất thoát nước kém và hiện tượng chùng ứng suất do đất thoát nước nhanh Thời gian cho cọc nghỉ cần thiết, để kết cấu đất xung quanh cọc và dưới mũi cọc ổn định, từ 7 ngày đến 60 ngày tùy loại đất nền
Lộ trình gia tải thí nghiệm nén tĩnh cọc:
Để thuận lợi cho việc thí nghiệm, trước tiên phải chọn sức chịu cực hạn Qu
đúng nhất trong các phương pháp tính, so với sức chịu tải cực hạn thực tế Thông thường là sức chịu tải theo kết quả khảo sát hiện trường như CPT hay nén ép ngang của Ménard
Quy trình gia tải cọc: - Chu kỳ 1, gia tải làm 5 cấp để tải đạt đến 0,5 Qmax,e, mỗi cấp tải trong thời gian 1 giờ Sau đó dỡ tải một cấp trong 5 phút
Với 1,3 Qu = Qmax,e ≤ Qu,vl Ở đây: Qu - sức chịu tải cực hạn lúc cọc trượt