Sức chịu tải của vật liệu theo vật liệu. Sức chịu tải của vật liệu theo đất nền. Sức chịu tải cho phép và sức chịu tải tính toán của cọc theo đất nền. Các công thức sức chịu tải cực hạn ở mũi cọc. Các công thức tính sức chịu tải cực hạn do ma sát thành cọc. Một số phương pháp thực nghiệm nghiên cứu sức chịu tải của cọc...
PHỤ LỤC A6 So sánh sức chịu tải cọc theo số phương pháp lý thuyết, thực nghiệm Tiêu chuẩn GS TS Nguyễn Trường Tiến & ThS Trịnh Xuân Quyết MỤC LỤC TRÍCH YẾU LUẬN VĂN CAO HỌC ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED CHƯƠNG - TỔNG QUAN .4 1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VÀ GIỚ I HẠN KHI DỰ TÍNH SCT CỦA CỌC .4 1.2 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM C ÔNG NGHỆ CỌC Ở VIỆT NAM CHƯƠNG - MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP D Ự TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 2.1 TỔNG QUÁT VỀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 2.1.1 2.1.2 2.1.3 Sức chịu tải cọc theo vật liệu Sức chịu tải cực hạn cọc theo đất .7 Sức chịu tải cho phép sức chịu tải tính toán cọc theo đất .8 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN LÝ THUYẾT CÂN BẰNG GIỚI HẠN .10 Các công thức tính sức chịu tải cực hạn mũi cọc (Qp) .10 2.1.1.1 Công thức lý thuyết tổng quát sức chịu tải mũi cọc: .11 2.1.1.2 Phương pháp Tezaghi (1942) .12 2.1.1.3 Phương pháp Mayerhof 14 2.1.1.4 Phương pháp Vesic (1975-1977) 14 2.1.1.5 Phương pháp Broms (1978) 14 2.1.2 Các công thức tính sức chịu tải cực hạn ma sát thành cọc (Qp) .15 2.1.2.1 Phương pháp - Tomlinson (1971) .16 2.1.2.2 Phương pháp - Burland (1973) 16 2.1.2.3 Phương pháp - Vijayvergiya Focht (1972) 17 2.1.2.4 Phương pháp Broms (1978) 18 2.2.1 2.2 MỘT SỐ CÔNG THỨC BÁN THỰC NGHIỆM DỰA VÀO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM SPT VÀ CPT 19 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 Canadian Foundation Engineering Manual (Mayerhof) .19 Phương pháp Schmertman 20 Phương pháp Berggren (1978) 22 Phương pháp dùng trực tiếp kết thí nghiệm xuyên tĩnh CPT 23 CHƯƠNG - MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 24 3.1 NÉN TĨNH 24 3.1.1 3.1.2 Quy trình nén tĩnh 24 Phân tích kết 24 3.1.2.1 Phương pháp luận 24 3.1.2.2 Một số vấn đề lưu ý chọn Pa cọc theo SNiP 2.02.03.85 29 3.1.2.3 Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD 196:1997 30 3.1.2.4 Một số kết luận .30 3.2 PDA - THÍ NGHIỆM BIẾN DẠNG LỚN 31 3.3 OSTERBERG (O-CELL) 31 CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 32 4.1 CÔNG TRÌNH 32 4.1.1 4.1.2 4.1.3 Số liệu địa chất 32 Tính toán sức chịu tải cọc .34 Kết luận việc so sánh SCT cho trường hợp công trình 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 A KẾT LUẬN 39 B KIẾN NGHỊ 40 CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 MỘT SỐ VẤN ĐỀ VÀ GIỚI HẠN KHI DỰ TÍNH SCT CỦA CỌ C Trong phạm vi luận văn phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục cọc chia làm nhóm sau: Nhóm phương pháp lý thuyết: dựa sở lý thuyết học đất, lý thuyết cân giới hạn phân tố, mặt trượt giả định tương tự móng nông (tính sức kháng mũi) Nhóm phương pháp bán thực nghiệm : dựa số liệu khảo sát địa chất (SPT, CPT) sau sử dụng công thức kinh nghiệm để tính toán Nhóm phương pháp thí nghiệm trường: sử dụng thí nghi ệm nén tĩnh, O-Cell, PDA … để xác định trực tiếp sức chịu tải từ kết thí nghiệm Trong toàn luận văn, sức chịu tải đề cập đến sức chịu tải thẳng đứng cọc 1.2 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ CỌC Ở VIỆT NAM Đối với móng nhà cao tầng , cọc nhồi l lựa chọn thông dụng so với cọc ép (đóng) Việt Nam Móng sử dụng cọc ép rỗng ly tâm đường kính từ 400 – 600 sử dụng phổ biến chủ yếu tập trung cho nhà trung bình thấp tầng Trên thực tế, cọc rỗng ly tâm sử dụng thành công Việt Nam từ năm 1975 Dự án sử dụng loại cọc cầu Thăng Long tuyến đường từ sân bay Nội Bài Hà nội Đường kính cọc 550mm đường kính 360mm Sức chịu tải cọc 3600kN, hạ bằ ng búa diesel 3.5-4.5 Dự án thứ phần móng nhà máy xi măng Hoàng Thạch (Tỉnh Hưng Yên Quảng Ninh) Móng cọc ép sử dụng cho vùng có hang casto Việc thi công cọc điều kiện địa chất tiến hành tốt đảm bảo y cầu Cọc hạ búa diesel 4.5 đến bề mặt đá vôi Sau sử dụng khoan dẫn, khoan vào đá lòng cọc Cọc rỗng trở thành vách ngăn hiệu Lòng cọc rỗng sau làm khí nén phun nước áp lực cao Cuối tiến hành lắp th ép đổ bê tông lòng cọc Cọc thi công theo công nghệ đạt sức chịu tải tới 4500kN với độ lún từ 12mm đến 15mm Trong giai đoạn từ 1995 đến 2003, cọc ép sử dụng rộng rãi thiết kế thi công tòa nhà Hà nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, Cần Thơ thành phố khác Các cọc sử dụng có đường kính (cạnh cọc) cọc từ 350 đến 450mm có tải trọng làm việc từ 1500 -3000-5000 kN Từ năm 2004, cọc rỗng ly tâm đường kính 350, 400, 500, 600mm sản xuất nhà máy Việt Nam Trong hai năm vừa qua, cọc rỗng ly tâm đường kính 800mm sử dụng cho móng nhà dân dụng công nghiêp Các công trình xilô xi măng nhà máy xi măng với chiều cao 60m tạo áp lực đến 750 kN/m2 (75 tấn/m 2, 7,5kg/cm2, 750 kPa) lên móng Các công trình có tải trọng lớn đòi hỏi công nghệ móng cọc hiệu với cọc có sức chịu tải lớn Ngày Việt Nam nhà thầu thi công cọc có thiết bị để ép cọc có kích thước lớn Các búa đóng cọc thủy lực -9 kíc h thủy 700 – 1000 cho phép thi công cọc ép kích thước lớn CHƯƠNG - MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP DỰ TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 2.1 TỔNG QUÁT VỀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 2.1.1 Sức chịu tải cọc theo vật liệu Ứng suất nén (tiêu chuẩn) cho phép vật liệu cọc TCVN quy định sau: a) Đối với cọc bê tông cốt thép đúc sẵn chịu nén - Khi chịu tải trọng sử dụng a = 0.33fc ; - Khi chịu lực xung kích đóng cọc a = 0.85 fc; b) Đối với cọc bê tông cốt thép đúc sẵn ứng suất trước chịu tải trọng sử dụng: a = (0.33fc - 0.27fpe); (2.1) Trong đó: fc : Cường độ bê tông fpe : ứng suất nén trước hữu hiệu thép lên bê tông sau trừ hao hụt c) Đối với cọc khoan nhồi, chịu tải trọng sử dụng: a = 0.25fc, Nhưng không lớn : - 60 kG/cm2 đổ bê tông nước dung dịch bentonite; - 65 kG/cm2 đổ bê tông khô Đối với cọc thép d) - chịu tải trọng sử dụng a = (0.33-0.5)fy ; - chịu lực xung kích đóng nhổ cọc a = 0.9 fy; Theo số tài liệu nước (Nhật Bản), độ mảnh cọc = L/d vượt giới hạn n ứng suất nén cho phép phải nhân với hệ số chiết giảm: = n/, Trong đó: L = Chiều dài cọc (không kể phần cọc nằm mặt đất); d = Chiều rộng kích thước tiết diện ngang cọc; n= Trị số độ mảnh giới hạn cọc, phụ thuộc vào loại cọc: n= 60 cọc bê tông cốt thép đúc sẵn khoan nhồi; n= 70 cọc bê tông ứng suất trước; n= 100 cọc ống thép; n= 70 cọc thép chữ H; Trong trường hợp cọc BTCT chịu nén, nằm hoàn toàn đất, biểu thức chung sức chịu tải tính toán cọc có dạng: QVL = [As* Rs + Ac* Rc] (2.2) - Hệ số chiết giảm kể đến uốn dọc cọc; đó: As – Tiết diện cốt thép dọc cọc; Ac – diện tích tiết diện ngang phần bê tông cọc; Rs – cường độ chịu nén tính toán cốt thép; Rc – cường độ chịu né n tính toán bê tông; 2.1.2 Sức chịu tải cực hạn cọc theo đất Sức chịu tải theo đất bao gồm thành phần: sức chịu tải cực hạn mũi cọc, sức chịu tải cực hạn ma sát thành cọc Công thức tổng quát sức chịu tải cực hạn Qul = Qp + Qf = qp.Ap+fs.Ap Trong đó: Qul : sức chịu tải cực hạn cọc (2.3) Qp : sức chịu tải cực hạn đất mũi cọc Qf : sức chịu tải cục hạn ma sát thành cọc qp : cường độ chịu tải cực hạn đơn vị mũi cọc fs : cường độ ma sát cực hạn trung bình quanh thành cọc Ap : Là diện tích mũi cọc diện tích xung quanh thành cọc 2.1.3 Sức chịu tải cho phép sức chịu tải tính toán cọc theo đất Hiện tính toán người ta dùng sức chịu tải cọc theo hai cách khác Đó sức chịu tải cho phép sức chịu tải thiết kế (sức chịu tải tính toán) a) Sức chịu tải cho phép Sức chịu tải cho phép cọc tỷ số sức chịu tải cực hạn tác dụ ng lên cọc chia cho hệ số an toàn tổng thể F s: Qu Fs (2.4) Q QP f FS , P FS , S (2.5) Qa Qa Trong Qu = Sức chịu tải cực hạn cọc, xác định lý thuyết thí nghiệm trường QP = Sức kháng cực hạn mũi cọc; Qf = Sức kháng cực hạn mặt bên cọc ma sát; FS = Hệ số an toàn tổng thể; FS,P = Hệ số an toàn tổng thể phần sức chống mũi cọc; FS,S = Hệ số an toàn tổng thể phần ma sát đất cọc Nguyên tắc tính toán thiết kế cọc theo định nghĩa phải tho ả mãn điều kiện: N tc Qa (2.6) Trong Ntc = Trị tiêu chuẩn tải trọng tác dụng lên cọc, xác định từ tổ hợp tải trọng bất lợi cho móng cọc Các hệ số an toàn tổng thể F S FS,S ; FS,P thường quy định khoảng từ đến 3, tuỳ theo phương pháp xác định Q ul bao hàm tất yếu tố ảnh hưởng tới làm việc an toàn cọc b) Sức chịu tải tính toán Sức chịu tải tính toán (thiết kế) tỷ số sức chịu tải cực hạn chia cho hệ số an toàn riêng, để đơn giản gọi hệ số riêng: Qu k (2.7) Q QP + S k , P k ,S (2.8) Qd Qd = Trong đó: Qu : Sức chịu tải cực hạn cọc, xác định bằn g lý thuyết thí nghiệm trường k : Hệ số an toàn riêng, có trị số 1.2 đến 1.75, quy định tuỳ theo phương pháp xác đinh sức chịu tải cọc cho trường hợp cụ thể Nguyên tắc tính toán thiết kế cọc theo định nghĩa phải th oả mãn điều kiện: N tt = G G + Q Q Qd (2.9) Trong Ntt = Trị số tính toán tải trọng tác dụng lên cọc, xác định từ tổ hợp tải trọng bất lợi cho móng cọc ; G = Tĩnh tải; Q = hoạt tải Phương pháp dùng hệ số an toàn riêng phát triển sớm nước thuộc Liên xô cũ số nước khác đ ược nước EU dùng thức 2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP DỰA TRÊN LÝ THUYẾT CÂN BẰNG GIỚI HẠN 2.2.1 Các công thức tính sức chịu tải cực hạn mũi cọc (Q p) Cơ chế làm việc cọc đến thời điểm phá hoại : Hình 2.1 từ a đến d biểu diễn giả thiết khác phá hoại (Bước 1) Hình 3.7 Phương pháp xác định tải trọng phá hoại theo De Beer (1967) g) Tải trọng cực hạn Pu theo ph ương pháp LCPC (Trung tâm TN cầu đường Pari) Trên sở kết thí nghiệm nén xây dựng toạ độ bán logarit quan hệ : S S p a log t (3.6) Trong đó: Sp : Độ lún trực tiếp thay đổi tải trọng ; t : Thời gian ; a : Hệ số phụ thuộc vào t ải trọng Q ; Xây dựng đường cong a f Q , bao gồm hai đường thẳng Giao hai đường thẳng giá trị Q f Sức chịu tải cọc xác định: U 0,6 0,8 Q f h) Tổng hợp số tiêu chuẩn xác định sức chịu tải cực hạn Pu Bảng 3.1 Tổng hợp số tiêu chuẩn xác định sức chịu tải cực hạn Pu Chuyển vị giới hạn Độ lún toàn phần tương đối = 10%D cọc Điều kiện áp dụng Tiêu chuẩn Các loại cọc Tiêu chuẩn Pháp DTU 13-2 Tiêu chuẩn Nhật JSF 1811:1993 Chuyển vị giới hạn Điều kiện áp dụng Độ lún toàn phần tuyệt đối = 25.4mm Các loại cọc Hà Lan, Tiêu chuẩnTP NewYork 2Smax Pgh ứng với ½ Sgh Smax ứng với 0,9P Brinch Hassen Thụy Điển 2,5%D Cọc khoan nhồi De Bees Cọc khoan nhồi chống Cọc có L/d > 80 100 Trung Quốc 6.4 mm ASSHTO 8.4mm Magnel 12.7 mm Boston Code Toàn phần: 0.25mm/tf California Phần tăng: 0.76mm/tf Chio Phần tăng: 1.27mm/tf Raymond Co (3% 6%)D 40mm 60mm 60mm 80mm 2PL 20 mm 3E A Độ lún vùng biến dạng chảy (độ lún dư) Tỷ lệ độ lún/tải trọng Đường cong Log(s)/Log(P) có đ ộ uốn cực đại Tiêu chuẩn Tiêu chuẩn Anh BS 8004:1986 DeBeer (1967) Chú thích: Số liệu bảng thống kê đến năm 1989 năm.(1tf = 95.8 kN/m2) 3.1.2.2 Một số vấn đề lưu ý chọn Pa cọc theo SNiP 2.02.03.85 Sức chống giới hạn Q u cọc xác định từ biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún từ kết thử tĩnh: - Là giá trị tải trọng gây độ lún tăng liên tục - Là giá trị ứng với độ lún S gh trường hợp lại: S gh (3.7) Hình 3.8 Đồ thị xác định Q u theo tiêu chuẩn (SNiP 2.02.03.85) Trong đó: Sgh: Trị số lún giới hạn trung bình cho tiêu chuẩn thiết kế móng, qui định theo nhiệm vụ thiết kế lấy theo tiêu chuẩn nhà công trình, theo SNiP Sgh = 8cm; : Hệ số chuyển từ độ lún lúc thử đến độ lún lâu dài cọc, t hông thường lấy 0,1 Khi có sở thí nghiệm quan trắc lún đầy đủ, lấy 0,2 3.1.2.3 Theo tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD 196:1997 3.1.2.4 Một số kết luận Xác định sức chịu tải dựa vào trị số lún giới hạn S gh cho kết nhanh, đơn giản tồn nhiều bất cập Đó việc độ lún cọc đến giá trị nhỏ giá trị S f xác định Q u Nếu dùng ngoại suy kéo dài biểu đồ trọng - độ lún xác định Q u rõ ràng không cho độ tin cậy cao Việc xác định sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam (SNiP 2.02.03.85) tiêu chuẩn nước chưa đem lại hiệu thí nghiệm chưa phải thí nghiệm nén tĩnh phá hoại mà thí nghiệm nén tĩnh kiểm tra 3.2 PDA - THÍ NGHIỆM BIẾN DẠNG LỚN Đo sóng trường Xử lý kết thí nghiệm 3.3 OSTERBERG (O-CELL) Khi tải trọng thí nghiệm lớn, thí dụ 3000 tấn, việc thí nghiệm gia tải đầu cọc gặp nhiều khó khăn Vì người ta nghĩ cách để giảm bớt cồng kềnh hệ đối tải việc sử dụng cọc thí nghiệm làm đối tải Hình 3.9 Sơ đồ thí nghiệm OSTERBERG CHƯƠNG - NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 4.1 CÔNG TRÌNH a) Loại công trình : Chung cư tái định cư Tam Phú b) Địa điểm: TP Hồ Chí Minh c) Tiểu chuẩn Thí nghiệm: TCXDVN 262 -2002 d) Loại cọc: cọc rỗng BTƯST 500/300 (mm) e) Chiều sâu mũi cọc thiết kế dự kiến: 35,0m f) Sức chịu tải dự kiến: 180 g) Tải trọng thí nghiệm lớn nhất: 405 (225% Ptt) h) Tiêu chuẩn ép thử cọc: TCXDVN 286-2003, Đóng ép cọc – Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu i) Tiêu chuẩn thí nghiệm cọc: TCXDVN 269-2002 Cọc, phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục 4.1.1 Số liệu địa chất Các lớp đất phân bố theo bảng sau: TT Tên lớp Lớp Lớp SPT:2 Lớp SPT: Miêu tả CÁT SAN LẤP, hạt mịn, xám vàng, xốp, γ = 13kN/m3 Chiều sâu Chiều dày 2m 2m 5m 3m 8m 3m BÙN SÉT, lẫn mùn thực vật, xen kẹp cát mịn, màu đen, xám đen, c = 12,64 kN/m2, γ = 14kN/m3, φ = 15o23’ CÁT PHA, màu xám, xám đốm nâu, dẻo, c = 15,24 kN/m2, γ = 16.2kN/m3 , φ = 23o35’ SÉT PHA, màu xám phớt hồng, loang lổ Lớp SPT: 17 nâu, cứng, c = 21,44 kN/m2, γ = 17kN/m3 16m 8m 50m 34m φ = 30o58’ Lớp SPT: 18 CÁT MỊN, màu vàng nhạt, xám, trạng thái từ cứng đến dẻo, φ = 32 o36’ , γ = 18 kN/m3, Công trình có tầng hầm, đỉnh cọc nằm lớp đất thứ , chiều sâu 4m tính từ cốt cao độ san lấp 4.1.2 Tính toán sức chịu tải cọc a Sức chịu tải tới hạn mũi cọc: Bảng 4.1 Tổng hợp kết tính sức kháng mũi cực hạn theo phương pháp TT PP tính Sức kháng mũi (kN) Mayerhof 835.2 CT Nhật Bản 626.4 Hansen 1707.9 Vesis 2816.1 Janbu 1627.5 Tezaghi 2174.4 Hình 4.1 Biểu đồ so sánh kết tính sức kháng mũi cực hạn cọc (Thứ tự trục hoành tương ứng với thứ tự bảng trên) Nhận xét: Qua bảng tổng hợp, ta thấy Nghiên u thực nghiệm nhiều tác giả cho thấy giải thiết b Tính toán sức kháng bên tới hạn cọc Bảng 4.2 Tổng hợp kết tính s ức kháng bên cực hạn theo phương pháp TT PP tính Sức kháng bên (kN) Mayerhof 1685.9 CT Nhật Bản 3136.5 PP a (Tomlinson) 3922.2 PP 2447.6 Hình 4.2 Biểu đồ so sánh kết sức kháng bên cực hạn cọc (Thứ tự trục hoành tương ứng với thứ tự bảng trên) Nhận xét: Dựa vào kết Điều có nghĩa sức kháng mũi đơn vị công thức Nhật Bản tăng đến giá trị tới hạn, tương ứng với N=50, sau không đổi 4.1.3 Kết luận việc so sánh SCT cho trường hợp công trình Sức chịu tải tính toán dự kiến theo tư vấn thiết kế: 180 Sức chịu tải tới hạn theo vật liệu cọc: 420 Sức chịu tải tới hạn tính theo phương pháp khác Bảng 4.1 Tổng hợp kết tính sức kháng bên kháng mũi cực hạn cọc PP tính Sức kháng mũi (kN) PP tính Sức kháng bên (kN) Mayerhof 835.2 Mayerhof 1685.9 CT Nhật Bản 626.4 CT Nhật Bản 3136.5 Hansen 1707.9 PP (Tomlinson) 3922.2 Vesis 2816.1 PP 2447.6 Janbu 1627.5 Tezaghi 2174.4 Kết thí nghiệm nén tĩnh: Chú thích: Chu kỳ 1: Cọc nén cấp tải theo quy trình TCXD269 – 2002, cấp tải 45tấn, cọc ổn định suốt thời gian 12h tải trọng tính toán (Ptt = 180Tấn) Cọc hạ tải theo cấp tải 90 Độ lún dư lại sau cọc phục hồi 0,6mm Chu kỳ 2: cọc nén cấp tải theo quy trình, cấp tải 45 tấn, trì 30’, độ lún ổn định quy ước tương ứng với 180 3,8mm Sau cọc nâng dần lên theo cấp tải đến tải trọng 405 trì 24h Cọc đạt độ lún tổng cộng ổn định lớn 405 8,64mm Giá trị độ lún tới hạn theo SNiP 2.02.03.85: ∆ = ζS ghtb = 0,2 × 8cm = 1,6cm =16mm Hình 4.3 Biểu đồ nén tĩnh cọc thiết kế, công trình (Cọc thí nghiệm xét cọc TN01 Đường biểu diễn kết nén tĩnh tương ứng với cọc TN01 đường đỏ ) Theo biểu đồ nén tĩnh, sử dụng phương pháp đánh giá sức chịu tải cọc ta thấy sau: Tải trọng lớn 405 thí nghiệm chưa phải tải trọng tới hạn (tương ứng với sức chịu tải tới hạn cọc), vì: - Độ lún ổn định cọc đạt 8,64mm < 16mm – độ lún cho phép theo quy định TCXD 205-1998 (SNiP 2.02.03.85), nhỏ nhiều so với độ lún tới hạn cho phép 10%d = 5cm cọc - Độ lún tổng cộng cọc chưa vượt 13 mm; độ lún dư chưa vượt mm với tải trọng thí nghiệm cấp 100% Qtt - Độ lún cọc không vượt 25 mm tải trọng thí nghiệm cấp tải lớn 200% Qtt - Độ lún cấp tải 405 tải nhỏ lần độ lún cấp tải trước ( độ lún chưa chuyển sang giai đoạn tăng đột ngột) Như vậy, vào kết nén tĩnh, lấy sức chịu tải tới hạn cọc 400 < 420 Tấn = sức ch ịu tải tới hạn vật liệu cọc Trên thực tế, sức chịu tải tới hạn cọc lớn đạt tới sức chịu tải tới hạn vật liệ u cọc nghiệm nén tĩnh chưa đạt đến phá hoại cọc Từ kết tính toán tổng hợp bảng 5.3, ta thấy, sức chịu tải tới hạn tính theo Mayerhof là: Qul1 = 835.2 + 1685,9 = 2521,1 (kN) = 252,11 (tấn) Theo CT Nhật Bản là: Qul2 = 626,4 + 3136,5 = 3762,9 (kN) = 376,29 (tấn) Như sức chịu tải tính theo Mayerhof an toàn Kết tính toán theo CT Nhật Bản cho kết hợp lý tin cậy Sức chịu tải tính toán cọc Tư vấn thiết kế tính 180 thiên an toàn Tải trọng làm việc, hay tải trọng tính toán tính theo kết nén tĩnh P tt đạt tới: Qtt = 400 330 (tấn) 1,2 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT LUẬN Hiện c ó nhiều phương pháp xác định sức chịu tải cọc Mỗi phương pháp có đặc điểm ưu việt riêng Dựa vào nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm luận văn, tác giả xét thấy việc sử dụng công thức tính toán sức chịu tải Bộ Xây dựng Nhật Bản cho kết phù hợp tin cậy Việc tính toán sức kháng bên theo phương pháp khá đơn giản, thuận tiện, cho kết chấp nhận Kết tính sức kháng mũi theo phương pháp dựa vào lý thuyết cân giới hạn Vesic, Tezaghi, Janbu, … cho kết q uả sức kháng mũi cao đáng kể so với kết tính theo số SPT Mayerhof tác giả khác Quá trình tính toán nghiên cứu luận văn cho thấy nguyên nhân công thức dựa vào lý thuyết cân giới hạn, sức kháng mũi có phụ thuộc o chiều sâu mũi cọc Theo đó, chiều sâu mũi cọc tăng sức kháng mũi tăng lý thuyết điểm dừng Trong đó, phương pháp khác dựa vào SPT cho rằng: từ độ sâu đó, gọi độ sâu tới hạn, sức kháng mũi cọc sức kháng bên đơn vị đạt đến trạng thái giới hạn q pu Đây quy luật thực tế xác nhận rộng rãi Hiện giới nước ta song song tồn hai phương pháp tính cọc: theo ứng suất (tải trọng) cho phép với việc dùng hệ số an toàn tổng thể theo trạng thái giới hạn với việc dùng hệ số an toàn riêng Quá trình nghiên cứu luận văn cho thấy việc áp dụng công tính SCT cọc theo SPT TCXD 205-1998 có hệ số an toàn lớn, chưa kinh tế Công nghệ cọc sử dụng gi ải pháp kỹ thuật khoan dẫn lòng cọc nhồi bê tông lòng cọc tạo loại cọc có sức chịu tải cao cọc vốn có ban đầu Công tác khoan dẫn lòng cọc rỗng tạo điều kiện để ép cọc sâu tới độ sâu mong muốn Công tác đổ bê tông lòng cọc làm tăng cường độ cực hạn cọc theo vật liệu đồng thời làm tăng sức kháng mũi cọc rỗng nhờ việc tăng tiết diện mũi cọc Loại cọc gọi cọc kết hợp Đâ y loại cọc tạo thành từ công nghệ sản xuất cọc chế sẵn công nghệ thi công cọc khoan nhồi Các công tác khoan dẫn lòng cọc, đổ bê tông lòng cọc, mở rộng chân cọc rỗng thuận tiện triển khai kết hợp với Việc mở rộng chân cọc làm tăng sức chịu tải mũi cọc chiều sâu so với cọc bình thường không mở rộng chân, dó làm giảm chiểu sâu thiết kế cọc, làm giảm chi phí vật liệu cọc chi phí thi công Việc lựa chọn giải pháp cọc khoan nhồi nên xem xét kỹ Nên có so sánh phương án cọc đóng, cọc ép, cọc nhồi, cọc ép kết hợp với cọc nhồi nêu chương Người thiết kế nên so sánh phương pháp thi công cọc khác để lựa chọn thiết kế tối ưu Tốt sức chịu tải cọc theo vật liệu tương đương với sức chịu tải cọc theo đất Việc sử dụng loại cọc kết hợp cọc ép khoan nhồi tiết kiệm 50% giá thành so với việc sử dụng cọc nhồi Việc lựa chọn sức chịu tải cọc từ kết nén tĩnh sử dụng độ lún cho phép 8mm thiên an toàn Việc xác định sức chịu tải cọ c thí nghiệm nén tĩnh cọc cho phép lựa chọn thiết kế cọc tối ưu Chi phí khảo sát, chi phí nén tĩnh cọc với phương án cọc dự tính cho phép tiết kiệm đáng kể chi phí móng B KIẾN NGHỊ Công nghệ thi công áp dụng loại cọc rỗng có nhồi bê tông lòng cọc sau hạ cọc sử dụng rộng rãi Nhật Bản Ở Việt Nam kỹ thuật áp dụng từ năm 1975, chưa ứng dụng phổ biến Qua trình nghiên cứu kết nghiên cứu luận văn, tác giả luận văn có số kiến nghị sau: Kiến nghị nên ưu tiên sử dụng cọc ép chế sẵn thay cho cọc nhồi cho công trình có điều kiện tải trọng đất khả thi công tương tự công trình tính toán nghiên cứu chương nhằm: Giảm giá thành xây dựng Thời gian thi công nhanh Vệ sinh môi trường khu vực xây dựng tốt đảm bảo sử dụng cọc ép dùng bentonit đào vận chuyển đất Việc kiểm soát chất lượng cọc chế sẵn tin cậy dễ dàng Đối với công trình nghiên cứu chương 5, công nghệ cọc sử dụng khoan dẫn lòng cọc đổ bê tông lòng cọc, mở rộng chân, cho thấy hiệu cao Trong điều kiện địa chất khả thi công tương tự công trình nghiên cứu, điều kiện tả i trọng lớn đòi hỏi cao hơn, công nghệ cọc hoàn toàn áp dụng cho hiệu tốt ứng dụng cho cọc rỗng đường kính > 600mm Quá trình tính toán khái toán cho phương án móng công trình cho thấy rằng, mức độ tiết kiệm chi phí hiệu kinh tế cao công trình có quy mô lớn Kiến nghị sử dụng biện pháp khoan dẫn lòng cọc rỗng sau hạ, đổ bê tông bơm vữa lấp đầy cọc rỗng, công nghệ xói rửa đáy bơm vữa cho cọc nhồi Các biện pháp công nghệ thi công làm tăng giá trị kỹ thuật cọc, tăng chất lượng cọc giảm giá thành xây dựng móng Các lý thuyết công thức sức chịu tải cọc tách biệt sức kháng bên sức kháng mũi cọc Để đánh giá tin cậy phù hợp công thức lý thuyết đòi việc xác định cụ thể sức kháng bên kháng mũi thực tế cọc qua thí nghiệm cần thiết Kiến nghị: cần thực nhiều thí nghiệm cọc cho phép xác định sức kháng bên kháng mũi cọc để đ ánh giá xác kết tính toán từ công thức dự tính sức chịu tải cọc Kiến nghị thí nghiệm nén tĩnh cọc cần tiến hành đến cọc phá hủy để có kết tin cậy hợp lý việc kết luận sức chịu t ải tới hạn cọc lựa chọn sức chịu tải cho phép Không nên lạm dụng sử dụng cọc khoan nhồi cho nhà cao tầng lý sau đây: Chi phí vật liệu lớn Cường độ bê tông cho phép thấp so với cọc đóng cọc ép chế sẵn Kéo dài thời gian thi công Cọc làm việc thiên an toàn, thường huy động ma sát bên thiết kế Phải đặc biệt quan tâm tới chất lượng thi công cọc Cho phép phát triển nghiên cứu cọc theo hướng sau: Hoàn thiện tiêu chuẩn dẫn tính toán móng cọc Thực nghiệm loại móng đúc rút kinh nghiệm Tập hợp kết thiết kế, thi công thử cọc để tổng kết thành học kinh nghiệm Áp dụng phương pháp số, nghiên cứu mô hình, phần mềm tính toán có hiểu biết sâu v ề làm việc móng cọc [...]... gồm hai đường thẳng Giao của hai đường thẳng là giá trị Q f Sức chịu tải của cọc được xác định: U 0,6 0,8 Q f h) Tổng hợp một số tiêu chuẩn xác định sức chịu tải cực hạn Pu Bảng 3.1 Tổng hợp một số tiêu chuẩn xác định sức chịu tải cực hạn Pu Chuyển vị giới hạn Độ lún toàn phần tương đối = 10%D cọc Điều kiện áp dụng Tiêu chuẩn Các loại cọc Tiêu chuẩn Pháp DTU 13-2 Tiêu chuẩn Nhật JSF 1811:1993... e) Chiều sâu mũi cọc thiết kế dự kiến: 35,0m f) Sức chịu tải dự kiến: 180 tấn g) Tải trọng thí nghiệm lớn nhất: 405 tấn (225% Ptt) h) Tiêu chuẩn ép thử cọc: TCXDVN 286-2003, Đóng và ép cọc – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu i) Tiêu chuẩn thí nghiệm cọc: TCXDVN 269-2002 Cọc, phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục 4.1.1 Số liệu địa chất Các lớp đất chính được phân bố theo bảng sau: TT... ra một giá trị P u gần với trị số dễ được chấp nhận là tải trọng phá hoại thực Tuy nhiên tiêu chuẩn này có một nhược điểm lớn là nó dễ nhạy hơn khi số liệu thí nghiệm thiếu chính xác hơn là tiêu chuẩn của Chin Hình 3.2 Phương pháp Brinch Hansen’s 90% Hình 3.3 Phương pháp Brinch Hansen’s 80% c) Tải trọng cực hạn Pu theo phương pháp Canadian Foundation Engineering Manual (1985) Sức chịu tải giới hạn của. .. (Theo Canadian Foundation Engineering Manual, 1985) d) Tải trọng cực hạn Pu theo phương pháp Chin (1970, 1971) Vẽ đường cong quan hệ S/Q – S, tải trọng cực hạn bằng 1/a Hình 3.5 Phương pháp xác định tải trọng phá hoại theo Chin (1970,1971) e) Tải trọng cực hạn Pu theo tiêu chuẩn Butler và Hoy (1977) Hình 3.6 Phương pháp xác định tải trọng phá hoại theo Butler và Hoy (1977) f) Tải trọng cực hạn Pu theo. .. sát trong của đất ( ' ) Loại cọc a Cọc thép 20o Cọc bê tông 0.7 ' Cọc gỗ 0.7 ' Một cách đơn giản và gần đúng, có thể sử dụng giá trị Ko tan ( a ) = 0.30 (2.24) 2.2 MỘT SỐ CÔNG THỨC BÁN THỰC NGHIỆM DỰA VÀO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM SPT VÀ CPT 2.2.1 Canadian Foundation Engineering Manual (Mayerhof) Sức chịu tải giới hạn của cọc có thể được dự báo từ kết quả thí nghiệm SPT theo Meyerhoft (1956) như sau:... định theo các biểu thức: QP = k qc AP (kN) (2.31) Qf = Lực chống do ma sát xác định theo biểu thức Qf = u f i l i (2.32) CHƯƠNG 3 - MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM NGHIÊN CỨU SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 3.1 NÉN TĨNH 3.1.1 Quy trình nén tĩ nh Yêu cầu, quy trình của các thì nghiệm nén tĩnh ở Việt nam tuân thủ theo TCXD 269-2002 3.1.2 Phân tích kết quả 3.1.2.1 Phương pháp luận a) Tải trọng cực hạn P u theo. .. suất thẳng đứng trung bình của lớp đất trên đoạn cọc đang xét : là hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào độ sâu của mũi cọc, quan hệ này được biểu diễn như H ình 2.5: Hình 2.6 Các giá trị khác nhau của tùy thuộc vào chiều sâu hạ cọc (Số liệu được trích dẫn lại với độ sâu tính bằng của Vijayvergiya v à Focht, 1972) 2.1.2.4 Phương pháp của Broms (1978) Phương pháp Broms, tính toán theo công thức: fs = Ko tan... theo Davisson Sức chịu tải tới hạn của cọc là tải trọng ứng với độ lún trên đường cong tải trọng độ lún có được lúc thử tải Sf Q Lp EP A 0,0038 D 120 m (3.1) Trong trường hợp cọc dài thì sức chịu tải giới hạn ứng với độ lún: - Khi Lp/d > 80 : S f 2Q Lp EP A 0,0038 0,02 m - Khi Lp/d > 100 : S f 60 mm 80 mm (3.2) (3.3) Thông thường hệ số a n toàn theo phương pháp của Davisson : F s... định sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam (SNiP 2.02.03.85) và tiêu chuẩn nước ngoài vẫn chưa đem lại hiệu quả nếu thí nghiệm chưa phải là thí nghiệm nén tĩnh phá hoại mà chỉ là thí nghiệm nén tĩnh kiểm tra 3.2 PDA - THÍ NGHIỆM BIẾN DẠNG LỚN 1 Đo sóng tại hiện trường 2 Xử lý kết quả thí nghiệm 3.3 OSTERBERG (O-CELL) Khi tải trọng thí nghiệm quả lớn, thí dụ trên 3000 tấn, việc thí nghiệm gia tải trên... các cọc thông thường, khi >0, hệ số N q' giảm đến gần bằng 1 và được dự tính cụ thể thông qua các thông số cơ lý của đất nền Thông thường, đối với cọc tiết diện ngang nhỏ hơn nhiều so với chiều sâu hạ cọc, nên số hạng thứ ba trong biểu thức (5) có trị số nhỏ và người ta bỏ qua, ta có: qul = c N’csc dc + η pv N’qsq dq , Hệ số an toàn của sức chịu tải mũi cọc cực hạn lấy trong khoảng 1,5÷3,0 2.1.1.2 Phương