Để sử dụng cọc nêm cho công trình xây dựng được dễ dàng và thông dụng thì cần phải có phương pháp tính nhanh chóng, chính xác và hiệu quả kinh tế. Bài viết này tác giả giới thiệu phương pháp xác định sức chịu tải của loại cọc nêm theo phương pháp cường độ của đất nền, sử dụng cho móng công trình để tăng hiệu quả kinh tế.
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC nNgày nhận bài: 08/02/2021 nNgày sửa bài: 19/03/2021 nNgày chấp nhận đăng: 05/04/2021 Sức chịu tải cọc dạng nêm theo cường độ đất Determining the load capacity of the wedge piles according to the soil strength method > NGUYỄN MINH HÙNG[1], PHẠM THÀNH HIỆP[1], NGUYỄN VIẾT HÙNG[1], VÕ THANH HÙNG[1], TS NGUYỄN KẾ TƯỜNG[1], PHÚ THỊ TUYẾT NGA[1], NGUYỄN THỊ HẰNG[1] hungnm@tdmu.edu.vn;hungnv@tdmu.edu.vn; tuongnk@tdmu.edu.vn; hungvt@tdmu.edu.vn; hieppt@tdmu.edu.vn; ngaptt@tdmu.edu.vn;hangnt@tdmu.edu.vn Email liên hệ: nguyenketuongtdm2019@gmail.com; [1] Trường Đại học Thủ Dầu Một TÓM TẮT Để sử dụng cọc nêm cho cơng trình xây dựng dễ dàng thơng dụng cần phải có phương pháp tính nhanh chóng, xác hiệu kinh tế Để so sánh phương pháp tính khác nhau, nghiên cứu sử dụng nguyên lý tính sức chịu tải cọc theo phương pháp cường độ đất TCVN 10304:2014 Bài báo tác giả giới thiệu phương pháp xác định sức chịu tải loại cọc nêm theo phương pháp cường độ đất nền, sử dụng cho móng cơng trình để tăng hiệu kinh tế Từ khóa: địa kỹ thuật xây dựng; cọc dạng nêm; sức chịu tải cọc nêm; cường độ đất ABSTRACT: In order to use wedge piles for construction easily and commonly, it is necessary to have a quick, accurate and economical calculation method To be able to compare different calculation methods, in this study use the principles of calculating the pile load capacity according to the soil strength method in TCVN 10304: 2014 This article, the authors introduce the method of determining the load capacity of the wedge piles according to the soil strength method, used for the foundation of the building to increase economic efficiency Keywords: construction geotechnical; wedge-shaped piles; wedge pile load capacity; soil strength 56 04.2021 ISSN 2734-9888 Xác định sức chịu tải cho cọc theo cường độ đất TCVN 10304:2014 Sức chịu tải cọc theo cường độ đất dựa vào bảng tra giá trị cường độ sức chịu tải đất TCVN 10304:2014 theo công thức Rc,u qb Ab u f.l (1) i i qb cường độ sức kháng đất mũi cọc; Ab diện tích tiết diện ngang mũi cọc; u chu vi tiết diện ngang cọc; fi cường độ sức kháng trung bình - lực ma sát đơn vị - lớp đất thứ “i” thân cọc; li chiều dài đoạn cọc nằm lới đất thứ “i”; Cường độ sức kháng đất mũi cọc xác định sau: qb c.N' q' c ,p N'q Ab (2) N’c; N’qlà hệ số sức chịu tải đất mũi cọc; q',p áp lực hiệu lớp phủ cao trình mũi cọc ứng suất pháp hiệu tho phương thẳng đứng; Cường độ sức kháng thân cọc xác định sau: fi c u,i k i v,z ta n i (3) hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm lớp đất dính, loại cọc phương pháp hạ cọc, cố kết đất q trình thi cơng phương pháp xác định cu; =0.32÷1 Cu,i cường độ sức kháng khơng nước đất dính thứ “i”; ki hệ số áp lực ngang đất lên cọc, phụ thuộc vào loại cọc v,z ứng suất pháp hiệu theo phương đứng trung bình lớp đất thứ “i”; i góc ma sát đất cọc; Xác định sức chịu tải cọc nêm dạng vát liên tục theo cường độ đất Có số loại cọc nêm sau: - Cọc nêm có tiết diện ngang hình vng (hình 1) - Cọc nêm có tiết diện ngang hình trịn (hình 2) Hình Hình - f1i cường độ lực ma sát đất cho lớp đất theo chiều dài cọc li với chu vi trung bình u i ảnh hưởng trọng lượng đất theo phương thẳng đứng - f2i cường độ lực ma sát đất cho lớp đất theo chiều dài cọc li với chu vi trung bình u i ảnh hưởng nén chặt đất xung quanh cọc, phụ thuộc vào độ vát xiên cọc Theo hình giá trị áp lực đất theo phương thẳng đứng tác dụng vào cọc Phản lực đất mũi cọc, từ cường độ đất nền, xác định sau m1.m2 q Rñni A.bm 1 B.Df D.Ctc (5) ui k tc i i h i - áp lực trọng lượng thân đất tác dụng theo Hình Cọc nêm dạng vát liên tục Từ (1) ứng dụng cho cọc nêm dạng vát liên tục, theo hình tính sau: Rc,u c cq.qu.Au cf f1i f2i li ui (4) Trong đó: - qu cường độ đất mũi cọc, theo phương thắng đứng - Au diện tích tiết diện ngang cọc tiếp xúc với đất theo phương thẳng đứng mũi cọc Bảng Bảng tiết diện loại cọc Loại cọc Kích thước đầu cọc, B(m) Cọc nêm 0.9 Cọc lăng trụ 0.3 Kích thước mũi cọc, b(m) 0.1 0.3 phương ngang tác dụng vào cọc có góc xiên theo phương đứng phân làm hai thành phần: - Thành phần vng góc với cọc tạo ma sát dọc theo thân cọc, f1i i i h i c o s ta n - Thành phần song song với cọc tạo ma sát theo thân cọc, f2 i i i h i s in (7) Cọc nêm cọc lăng trụ so sánh qua chi phí vật liệu Cùng khối lượng vật liệu bê tơng loại cọc có cường độ chịu tải theo đất lớn hiệu Chiều dài cọc, Lc(m) 2.5 8.43 Bảng So sánh sức chịu tải loại cọc nêm vát cọc lăng trụ Loại cọc Cường độ chống mũi Cường độ đất ma sát đất nền, Rc,u,q thân cọc, Rc,u,f Cọc lăng trụ 19.53 111.22 Cọc nêm 4.25 371.64 Nhận xét kết quả: Với cọc lăng trụ có chiều dài cọc dài nên cắm sâu vào tầng đất bên nền, cường độ đất lớn nên sức chịu tải mũi cọc lớn so với cọc nêm, mũi cọc nhỏ Khối móng cọc lăng trụ lún nhiều khối móng qui ước lớn Với cọc nêm cạnh cọc quanh chu vi vát nên lực nén chặt đất lớn tạo lực ma sát phản lực quanh thân cọc nhiều cọc lăng trụ Theo kết phân tích theo tính tốn “ Với thể tích khối lượng bê tơng cọc, cọc có dạng hình nêm có sức chịu tải nhiều cọc lăng trụ đất nén chặt nhiều hơn, tốt hơn” Kết luận Theo phương pháp tính tốn xác định sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền, kết nghiên cứu có nhận xét kết luận sau: Cùng thể tích khối lượng bê tơng cọc, cọc có dạng hình nêm có sức chịu tải nhiều cọc lăng trụ đất nén chặt nhiều hơn, tốt (6) Diện tích đầu cọc, F(m2) 0.81 0.09 Diện tích mũi cọc, f(m2) 0.01 0.09 Cường độ đất cho cọc, Rc,I (kN) 130.75 375.89 Thể tích cọc, Vc(m3) 0.7583 0.7583 So sánh với cọc lăng trụ 1.00 2.87 Cọc dạng hình nêm dễ thi công hiệu kinh tế khơng cần đào hố móng đài cọc Nghiên cứu làm sở để thiết kế giải pháp móng cho khu thị xây chen, giảm độ lún, giảm anh hưởng cơng trình lân cận nhờ vào cọc dạng nêm có chiều dài cọc ngắn nhiều so với cọc lăng trụ thông dụng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Đức Thắng, Móng cọc tháp, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1977; [2] TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà công trình; [3] TCVN 10304:2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế; [4] TCVN 9393:2012 Cọc – Phương pháp thử nghiệm trường tải trọng tĩnh ép dọc trục; [5] Joseph E Bowel, Foundation Analysis And Design, fifth edition, McGraw-Hill International Editions, 1996; [6] R.WHITLOW, Basic soil mechanics, third edition, Longman; [7] Lê Xuân Mai, Đỗ hữu đạo, Nguyễn Tín, Đồn việt Lê: Nền móng, NXBXD, 2012; [8] Method to determine load capacity of pressed pile ; procedia engineering ; www.elsevier.com/locate/procedia; CUTE 2016; [9] Tài liệu địa chất cơng trình Trường đại học Thủ Dầu Một ISSN 2734-9888 04.2021 57 ... dài cọc, Lc(m) 2.5 8.43 Bảng So sánh sức chịu tải loại cọc nêm vát cọc lăng trụ Loại cọc Cường độ chống mũi Cường độ đất ma sát đất nền, Rc,u,q thân cọc, Rc,u,f Cọc lăng trụ 19.53 111.22 Cọc nêm. .. tơng cọc, cọc có dạng hình nêm có sức chịu tải nhiều cọc lăng trụ đất nén chặt nhiều hơn, tốt hơn” Kết luận Theo phương pháp tính tốn xác định sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền, kết nghiên... Nhận xét kết quả: Với cọc lăng trụ có chiều dài cọc dài nên cắm sâu vào tầng đất bên nền, cường độ đất lớn nên sức chịu tải mũi cọc lớn so với cọc nêm, mũi cọc nhỏ Khối móng cọc lăng trụ lún nhiều