KÝ hiÖu quy |íc chÝnh.. C¸c ®Þnh nghÜa vµ thuËt ng÷.. NÕu cã yªu cÇu nghiªm ngÆt ®èi víi chuyÓn vÞ ngang, ph¶i kiÓm tra chuyÓn vÞ ngang. 4) TÝnh to¸n kh¶ n¨ng chèng nøt vµ ®é më réng khe[r]
(1)Mãng cäc - Tiªu chuÈn thiÕt kÕ
Pile foundation - Specifications for design
1. Nguyên tắc chung
1.1 Phạm vi áp dơng cđa tiªu chn
Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc đ|ợc áp dụng cho cơng trình thuộc lĩnh vực xây dựng dân dụng công nghiệp, giao thông, thuỷ lợi ngành có liên quan khác Những cơng trình có u cầu đặc biệt mà ch|a đề cập đến tiêu chuẩn đ|ợc thiết kế theo tiêu chuẩn riêng kỹ s| t| vấn đề nghị với chấp thuận chủ cơng trình
1.2 Các tiêu chuẩn hành có liên quan :
- TCVN 4195 y 4202 : 1995 §Êt xây dựng - Ph|ơng pháp thử;
- TCVN 2737 y 1995 - Tải trọng tác động - Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 5574 y 1991 - Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế;
- TCVN 3993 y 3994 : 1985 - Chèng ăn mòn xây dựng kết cấu bê tông bê
tông cốt thép;
- TCXD 206 : 1998 - Cọc khoan nhồi - Yêu cầu chất l|ợng thi công;
- TCVN 160 : 1987 - Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế thi
c«ng mãng
- TCXD 174 : 1989 - Đất xây dựng - Ph|ơng pháp thí nghiƯm xuyªn tÜnh;
- TCXD 88 :1982 Cäc - Ph|ơng pháp thí nghiệm tr|ớng;
- ASTM D4945 :1989 - Thí nghiệm động cọc biến dạng lớn - Ph|ơng pháp tiêu
chuÈn ( standard test Method for High-Strain Dynamic Testing of Piles );
- BS 8004 :1986 - Mãng (Foundations)
- SINP 2.02.03.85 - Mãng cäc ( Svainu fudamentu);
- SINP.2.02.01.83 - NỊn nhµ công trình ( Osnovania zdanii i soorujenii)
1.3 KÝ hiƯu quy |íc chÝnh
AP - DiƯn tÝch tiÕt diƯn mịi däc;
As - Tổng diện tích mặt bên kể đến tính tốn;
B - Bề rộng đáy móng quy |ớc; c - Lực dính đất;
d - BỊ réng tiÕt diƯn cäc dp - §|êng kÝnh mịi cäc;
ES - Mơ - đun biến dạng ca t nn;
EP - Mô - đun biến d¹ng cđa vËt liƯu cäc;
FS - HƯ sè an toµn chung cđa cäc;
FSS -HƯ sè an toàn cho ma sát biên cọc;
FSP - Hệ số an toàn cho sức chống mũi cọc;
G1 - Giá trị mô - đun lớp đất xung quanh thân cọc;
(2)G2 - Giá trị mô - đun cắt lớp đát d|ới mũi cọc;
L - Chiều dài cọc; IL - Chỉ số sệt đất;
MX,MY - giá trị mô men tác dụng lên đài cọc theo trục x y;
N - Tải trọng nén tác dụng lên cọc; NK - Tải trọng nhổ tác dụng lên cọc;
NH - Tải trọng ngang tác dụng lên cọc;
Nc, Nq,Ny - Thông số sức chịu tải lấy theo giá trị góc ma sát đất
NSPT - ChØ sè SPT tõ thÝ nghiƯm xuyªn tiªu chn (SPT);
Qa - Sức chịu tải trọng nén cho phép cọc;
Qak - Sức chịu tải trọng cho phÐp cđa cäc;
Qah - Søc chÞu t¶i träng ngang cho phÐp cđa cäc;
Qu- Søc chịu tải trọng nén cực hạn cọc;
Quk- Sức chịu tải trọng nhổ cực hạn cọc;
Quh- Sức chịu tải trọng ngang cực hạn cọc;
Qs- Sức chịu tải trọng cực hạn cọc đơn ma sát bên;
Qp- Sức chịu tải trọng cực hạn cọc đơn lực chống;
S - Độ lún giới hạn công trình; Sgh -Träng lùc cäc;
W - Lực chống cắt không n|ớc đất nền; ca- Lực dính cọc đất xung quanh cọc;
cu - Sức chống cắt khơng n|ớc đất nền;
fi - Ma sát bên lớp đất thứ i;
fc - C|ờng độ chịu nén bê tông;
fpe - Giá trị ứng xuất tr|ớc tiết diện bê tơng kể đến tổn thất;
fy - Giíi hạn dẻo thép;
li - Chiu dy ca lớp đất thứ i chiều dài tính tốn cọc;
qp - C|ờng độ chịu tải cực hạn đất mũi cọc;
qc - Søc chèng ë thÝ nghiƯm xuyªn tÜnh;
u - Chu vi tiết diện ngang thân cọc; J - Khối l|ợng thể tích tự nhiên đất; Q - Hệ số pốt xơng đất;
M - Góc ma sát đất Mn- Góc ma sát cọc đất;
1.4 Các định nghĩa thuật ngữ
- Cọc : kết cấu có chiều dài so với bề rộng diện ngang đ|ợc đóng, ấn hay thi
cơng chỗ vào lịng đất, đá để truyền tải trọng cơng trình xuống lớp đất đá sâu nhằm cho cơng trình xây dựng đạt u cầu trạng thái giới hạn quy định
(3)- Cọc chiếm chỗ: loại cọc đ|ợc đ|a vào lòng đất cách đẩy xâu xung quanh, bao gồm loại cọc chế tạo đ|ợc đ|a xuống đọ sâu thiết kế ph|ơng pháp đóng (đ|ợc gọi cọc đóng), ấn (đ|ợc gọi cọc ép) rung, hay loại cọc nhồi đổ chỗ mà ph|ơng pháp tạo lỗ đ|ợc thực ph|ơng pháp đóng
- Cọc thay : loại cọc thi cơng cách khoan lỗ sau lấp đầy vật
liệu khác ( ví dụ cọc nhồi đổ chỗ ) đ|a loại cọc chế tạo sẵn vào
- Cọc thí nghiệm : cọc đ|ợc dùng để đánh giá sức chịu tải kiểm tra chất
l|ỵng cäc
- Nhóm cọc : gồm số cọc đ|ợc bố trí gần v cựng cú chung mt i cc
- Băng cọc : gồm cọc đ|ợc bố trí theo - hàng d|ới móng băng
- Bố cọc : gồm nhiều cọc có chung đài với kích th|ớc lớn 10 u10m
- Đài cọc : phần kết cấu để liên kết cọc nhóm cọc với cơng trình
bªn trªn
- Cọc đài cao : hệ cọc đài cọc khơng tiếp xúc với đất
- Cọc chống : cọc có sức chịu tải chủ yếu lực ma sát đất mũi cọc - Cọc ma sát : cọc có sức chịu tải chủ yếu ma sát đất mặt bên cọc
- Lực ma sát âm : giá trị lực đo đất tác dụng lên thân cọc có chiều với
chiều tải trọng cơng trình tác dụng lên cọc chuyển dịch đất xung quanh cọc lớn chuyển dịch cọc
- ThÝ nghiƯm xuyªn tiªu chn SPT (Sandard Penetration Test ): lµ thÝ nghiƯm thùc
hiện hố khoan cách đóng ống mẫu có kích th|ớc quy định vào lòng đất l|ợng rơi tự búa 65,5 kg với chiều cao rơi búa 76cm
- ChØ sè NSPT : lµ kết thu đ|ợc từ thí nghiệm SPT, thể b»ng sè nh¸t bóa
cần thiết để đóng đ|ợc mũi xuyên vào đất khoảng 30cm
- Sức chịu tải cực hạn : giá trị sức chịu tải lớn cọc tr|ớc thời điểm xảy phá hoại, xác định tính tốn thí nghim
- Sức chịu tải cho phép : giá trị tải trọng mà cọc có khả mang đ|ợc, xác
nh bng cỏch chia sc chu ti cực hạn cho hệ số an toàn quy định
- Tải trọng thiết kế (tải trọng sử dụng): giá trị tải trọng dự tính tác dụng lên cọc 2. Yêu cầu khảo sát
2.1 Khảo sát địa chất cơng trình
2.1.1 Những vấn đề chung
Nhiệm vụ kỹ thuật cho khảo sát điều kiện đất phục vụ thiết kế móng cọc đơn vị t| vấn thiết kế đề xuất đ|ợc chủ đầu t| trí, sau chuyển giao cho đơn vị chuyên ngành khảo sát cần nêu rõ dự kiến loại cọc, kích th|ớc cọc giải pháp thi công để làm sở cho yêu cầu khảo sát
Trên sở nhiệm vụ kỹ thuật chủ đấu t|, đơn vị thực khảo sát lập ph|ơng án kĩ thuật thc hin
2.1.2 Các giai đoạn khảo sát
(4)Công việc khảo sát thực theo yêu cầu Tiêu chuẩn Khảo sát Địa kĩ thuật phục vụ cho thiết kế thi công móng cọc TCXD 160:1987 Thông th|ờng nội dung khảo sát đ|ợc thực làm giai đoạn tùy theo yêu cầu chủ đầu t|, bao gồm:
- Khảo sát sơ bộ, giai đoạn đ|ợc thực tr|ờng hợp quy hoạch khu vực
xõy dng, nhm cung cấp thông tin ban đầu để khởi thảo giải pháp cơng trình móng dự kiến
- Khảo sát kĩ thuật: giai đoạn đ|ợc thực sau ph|ơng án cơng trình
đ|ợc khẳng định, nhằm cung cấp chi tiêu tính toán phục vụ cho việc thiết kế chi tiết gii phỏp nn múng
2.1.3 Khối l|ợng khảo s¸t
- Đối với giai đoạn khảo sát sơ bộ: Số l|ợng điểm khảo sát cần phải đủ tuỳ theo điều
kiện phức tạp đất độ lớn diện tích xây dựng để cung cấp thông tin sơ đất theo độ sâu, điểm phải khoan đến độ sâu lớp đất có khả chịu lực thích hợp
- Đối với giai đoạn khảo sát kĩ thuật: Số l|ợng điểm khảo sát cần phải tuỳ theo độ
lín cđa diƯn tÝch x©y dựng nh|ng không điểm cho khu vực công trình dự kiến xây dựng Đối với trụ mố cầu, vị trí thực điểm thăm dò
2.1.4 Độ sâu thăm dò
- Đối với giai đoạn khảo sát sơ bộ: tùy theo đặc điểm cơng trình, độ sâu điểm thăm
dò đ|ợc kết thúc NSPT > 50 - 100 liên tiếp lần thí nghiệm
Khoảng cách hai lần thí nghiệm liền không lớn 1,5m.Trong tr|ờng hợp không sử dụng thí nghiệm SPT, sử dụng ph|ơng pháp cho thỏa mãn yêu cầu xác định đ|ợc lớp đất có đủ tin cậy để tựa cọc
- Đối với giai đoạn khảo sát kĩ thuật: độ sâu thăm dị khơng nhỏ giá
trị sau: 10 lần đ|ờng kính d|ới độ sâu mũi cọc 6m Tuy nhiên công trình giao thơng sử dụng nhóm cọc, độ sâu thăm dị d|ới mũi cọc khơng nhỏ lần chiều rộng lớn nhóm cọc đ|ợc thiết kế chống mặt đá ngàm đá Khi cọc đ|ợc thiết kế chống hay ngàm đá, vị trí thăm dị cần khoan vào đá chiếu sâu khơng nhỏ 6m hay lần đ|ờng kính cc
2.1.5 Các ph|ơng pháp khảo sát phục vụ cho thiÕt kÕ :
- Khoan
- Lấy mẫu đất n|ớc để thí nghiệm;
- ThÝ nghiƯm xuyªn tiªu chn ( SPT );
- ThÝ nghiƯm xuyªn tÜnh ( CPT );
- ThÝ nghiƯm cắt cánh;
- Cỏc thớ nghim quan trc n|c d|ới đất;
- ThÝ nghiÖm nÐn ngang hè khoan;
- Thí nghiệm xác định sức chịu tải khả thi công cọc;
- V.v…
2.1.6 Các thông số chủ yếu cần cho thiết kế bao gåm :
- Chỉ số Nspt theo độ sâu;
- Giá trị sức chống mũi, qc ma sát bên, fs theo độ sâu;
(5)- Giá trị sức chống cắt,cU theo độ sâu;
- Chế độ n|ớc d|ới đất;
- Các tiêu lí đất, tính ăn mịn ca t v n|c
2.2 Khảo sát công trình lân cận
Các công trình lân cận khu vực xây dựng (nhà, cầu, đ|ờng, công trình ngầm, hệ thống
đ|ờng ống kĩ thuật,v.v…) cần đ|ợc khảo sát trạng để lập biện pháp thi công
thi công cọc chống ảnh h|ởng bất lợi việc sử dụng bình th|ờng cơng trình Nội dung giải pháp khảo sát kĩ s| t| quyt nh
3. Nguyên tắc cho tính toán
3.1 Những yêu cầu chung
3.1.1 Cọc móng cọc đ|ợc thiết kế theo trạng thái giới hạn Trạng thái giới hạn
của móng cọc đ|ợc phân làm hai nhóm sau:
x Nhãm thø nhÊt gåm c¸c tÝnh to¸n :
-Sức chịu tải giới hạn cọc theo điều kiện đất nền; -Độ bền vật liệu làm cọc đài cọc;
-Độ ổn định cọc móng;
x Nhãm thø gåm c¸c tÝnh to¸n :
-Độ lún cọc móng;
-Chuyển vị trÝ ngang cđa cäc vµ mãng;
-Hình thành mở rộng vết nứt tròn cọc đài cọc bê tơng cốt thép
Chó thÝch :
1) Khi đất d|ới mũi cọc có lớp đất yếu cần phải kiểm tra sức chịu tải lớp để đảm bảo điều kiện làm việc tin cậy cọc
2) Khi cọc làm việc đài cao cọc dài mảnh xuyên qua lớp đất có sức chịu tải giới hạn nhỏ 50 kPa (hoặc sức chống cắt n|ớc nhỏ 10 kPa) cần kiểm tra lực nén cực hạn thân cọc
3) Khi cọc nằm s|ờn dốc mép biên cạnh hố đào …, cần kiểm tra tính ổn định cọc móng Nếu có yêu cầu nghiêm ngặt chuyển vị ngang, phải kiểm tra chuyển vị ngang 4) Tính tốn khả chống nứt độ mở rộng khe nứt cọc đài cọc bê tông cốt thép
theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hành
3.1.2 Tải trọng dùng tính toán theo nhóm trạng thái giới hạn đầu tổ hợp tải trọng
c bn v ti trọng đặc biệt (động đất, gió,…) cịn theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai theo tổ hợp tải trọng với tải trọng nh| quy định tiờu chun trng ti v tỏc ng
3.1.3 Mỗi ph|ơng án thiết kế cần thoả mÃn yêu cầu sau đây:
a) m bo mi yờu cu ca trạng thái giới hạn theo quy định; b) Hệ số an toàn sử dụng cho vật liệu cọc đất hợp lý;
c) Ph|ơng án có tính khả thi mặt kinh tế - kĩ thuật, đảm bảo việc sử dụng bình th|ờng cơng trình lân cn
3.1.4 Những công trình có điều kiện sau phải tiến hành quan trắc
lún theo ch|ơng trình quy định độ lún đ|ợc coi ổn định:
- C«ng tr×nh cã tÝnh chÊt quan träng
(6)b) Đối với trụ neo góc mc = 1,0
c) Khoảng v|ợt lớn, trọng l|ợng cọc đài cọc lực nhổ tính tốn, lấy
mc = 0,6;
d) Các tr|ờng hợp lại mc lÊy theo néi suy
K.3 Sức chịu tải cọc chịu nén tính theo cơng thức (A.4) phụ lục A phải giảm l|ợng 1,2W cọc chịu nhổ, tính theo cơng thức (A.10), tăng thêm l|ợng 0,9W W trọng l|ợng cọc
Khi tính tốn móng cọc chịu nhổ đất d|ới mực n|ớc ngầm, cần xét tới tác dụng đẩy n|ớc
K.4 Ma sát bên cọc móng đ|ờng dây tải điện khơng đất sét bụi có số sệt IL > 0,3 cần phải tăng 25% so với giá trị cho bảng phụ lục A v cn
áp dụng hệ số điều kiện làm việc bổ xung mg nêu bảng K.1 phụ lục
Bảng K.1 Hệ số mg
Các hệ số điều kiện làm việc bổ sung mg chiỊu dµi cđa cäc
Lp < 25d tỷ lệ Loại móng đặc tr|ng đất tải trọng
Lp > 25d
H/N d 0,1 H/N = 0,4 H/N = 0,6
1 Móng d|ới trụ trung gian tiêu chuẩn tính: a) Cọc đơn chịu tải trọng nhổ :
- Trong đất cát cát - Trong sét sét: Khi IL d 06 Khi IL > 0,6
b) Cọc đơn chịu tải trọng nén cọc nhóm chịu tải trọng nhổ:
- Trong đất cát cát - Trong sét sét Khi IL d 06 Khi IL > 0,6
2 Móng d|ới neo, d|ới trụ góc, đâu mút, d|ới trụ chuyển tiếp lớn tính a) Cọc đơn chịu tải nhổ:
- Trong đất cát cát - Trong sét sét
b) Cọc nhóm chịu tải trọng nhổ: - Trong đất cát cát
- Trong sét sét
c) Cc chu tải trọng nén loại đất
0,9 1,15 1,5 0,9 1,15 1,50 0,8 1,0 0,8 1,0 1,0 0,9 1,15 1,5 0,9 1,50 0,8 1,0 0,8 1,0 1,0 0,8 1,05 1,35 0,9 1,15 1,50 0,7 0,9 0,8 1,0 1,0 0,55 0,7 0,9 0,9 1,15 1,50 0,6 0,6 0,8 1,0 1,0 Chó thÝch:
1) b¶ng K.1 lÊy ký hiƯu nh| sau:
d- §|êng kÝnh cọc tròn, cạnh cọc vông cạnh dài nhÊt cđa cäc tiÕt diƯn ch÷ nhËt
(7)H- Tải trọng ngang tính tốn N- Tải trọng đứng tính tốn
2) Khi hạ cọc đơn với góc nghiêng 100 phía tác dụng tải trọng ngang hệ số điều kiện làm việc
mg lấy nh| cọc thẳng đứng làm việc nhóm cọc (điểm 1b 2b bảng K.1)