Theo TCVN 10304 – 2014 “Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế” Sức chịu tải của cọc chịu nén được tính theo công thức: Rc,u = γc (γcq qb Ab + u∑γcf fi li)
Trong đó:
γc: hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy γc = 1; γcq: hệ số làm việc của đất dưới mũi cọc, lấy γcq = 1;
γcf : hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, lấy γcf = 0,8;
qb: cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc, tra bảng 2 (theo TCVN 10304 – 2014); qb = 15000 kN= 1500 T/m2
Ab: diện tích cọc tựa trên đất Ab = ( )2 .π = (0,5)2. 3,14=0,785 (m2).
U: chu vi tiết diện ngang thân cọc, U =d.π = 3,14 (m);
fi : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc, tra bảng 3 (theo TCVN 10304 – 2014). Ta có bảng 4.1:
Bảng 4.1: Lực ma sát trung bình theo loại đất
Lớp Độ sâu trung bình lớp đất zi(m) li Chiều dài mỗi lớp mà cọc đi qua(m) Độ sệt (Is) fi fi.li 2 1,7 1,7 0.53 1,7 2,89 3 12,64 11,5 - 6,92 79,58 4 18,4 5,6 0,3 5,44 30,46 5 22,8 4,0 0,38 4,27 17,08 6 29,55 9,5 - 9,23 87,68 7 35,1 1,6 - 10,0 16
Tổng 33 233,69 Thay các giá trị vào công thức:
Rc,u = 1× (1×15000×0,785 + 3,14×0,8×233,69) = 12362,02 kN = 1260,58 T
• Xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT:
Theo TCVN 10304- 2014 “ Móng cọc –Tiêu chuẩn thiết kế” Sức chịu tải của cọc chịu nén được tính theo công thức: Rc,u = qb Ab + u∑ fi li (1)
Trong đó:
qb: cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc.
Ab: diện tích cọc tựa trên đất Ab = ( )2 .π = (0,5)2. 3,14=0,785 (m2).
U: chu vi tiết diện ngang thân cọc, U =d.π = 3,14 (m).
fi : cường độ sức kháng trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc li : là chiều dài cọc nằm trong lớp đất thư “i”
Theo Meyerhof (1976) kiến nghị công thức xác định cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb và cường độ sức kháng của đất ở trên thân cọc fi trực tiếp từ kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn như sau:
qb = k1 NP fi= k2 .Ns,i ( Đất rời)
fi= α .Cu.i( Đất dính)
trong đó: k1 là hệ số, lấy k1 = 40 h/d ≤ 400 đối với cọc đóng và k1 = 120 đối với cọc khoan nhồi.
NP là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía dưới và 1d phía trên mũi cọc; k2 là hệ số lấy bằng 2,0 cho cọc đóng và 1,0 cho cọc khoan nhồi;
Ns,i là chỉ số SPT trung bình của lớp đất thứ “i” trên thân cọc.
Cu,I là cường độ sức kháng không thoát nước của lớp đất dính thứ “i”.
α là hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm trên lớp đất dính, loại cọc và phương pháp hạ cọc, cố kết của đất trong quá trình thi công và phương pháp xác định Cu,i , α trên biểu đồ hình G.1 ( theo phụ lục A của tiêu chuẩn AS 2159-1978)- TCVN 10304-2014.
Lớp đất dính mà cọc đi qua có lớp 2,4,5:
Lớp Cu,i α fi=Cu,i.α li fi.li
2 37,5 1 37,5 1,7 63,75
4 97,75 1 93,75 4,8 450
5 106,25 1 106,25 4,0 425
Lớp đất rời mà cọc đi qua gồm lớp 3,6,7: Lớp Ns,i ( số búa SPT
trung bình trong lớp)
k1 fi=k1.Ns,i li ( chiều dài lớp cọc đi qua) fi.li 3 11 1 11 11,5 126,5 6 26 1 26 9,5 247 7 50 1 50 1,6 80 Ta có : ∑ fi li =63,75+450+425+126+247+80=1391,75 Thay các giá trị vào công thức (1):
Rc,u=120.50.0,785+3,14.1391,75=9080,09( kN)=925,91 (T)
Ta có giá trị tiêu chuẩn Rc,k= Min( Rc,u (chỉ tiêu cơ lí ) , Rc,u (SPT)) =925,91 Theo TCVN 1034-2014 có giá trị tiêu chuẩn tính toán Rc,d = với yk=1,4
Rc,d= = =661,36 T
Ta có : Pvl=550,8 T < Rc,d=661,36 T
Xác định sơ bộ kích thước đài cọc, số lượng cọc và bố trí cọc vào đài a. Xác định sơ bộ kích thước đài cọc
Đài cọc được cấu tạo bằng bêtông cốt thép mác 300, thi công bằng phương pháp đổ trực tiếp.
Chọn chiều sâu đài là 2m kể từ mặt đất, đỉnh đài cách mặt đất 0,2m. Theo thiết kế, tải trọng công trình Ptc = 650T/trụ, theo TCVN 9362-2012 thì khoảng cách giữa hai tim cọc (r) gần nhau nhất thỏa mãn điều kiện 3d ≤ r ≤ 6d, với d = 1,0m. Chọn khoảng cách tim cọc là r= 3d= 3.1,0= 3,0 m
Ứng suất trung bình dưới dáy móng là: tb= = =61,2 (T/m2)
Kích thước đài cọc theo công thức:
d . . tc tb tb n P F h σ γ = −
Ptc: tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống đài cọc Ptc = 650T/trụ n: hệ số vượt tải, n= 1,1
tb
γ
khối lượng thể tích trung bình của đài và đất trên đài, thường lấy tb
γ
=2,0-2,4 T/m3, lấy tb
γ
=2,0 T/m3
h: chiều sâu đặt đáy đài; h= 2m Thay vào công thức :
Fd12,11 (m2)