Sức kháng hông giới hạn Qs được xác định bằng công thức sau:
s L(z)
0
Q = P f dzh (1.44)
trong đó:
fL(z) - Đường bao sức kháng ma sát hông đơn vị; P - Chu vi của cọc.
1.3.5.2. Khả năng chịu tải của cọc từ kết quả thí nghiệm nén ngang trong hố khoan theo phương pháp Bustamante và Gianeselli (2006)
Về tính khả thi của phương pháp thí nghiệm nén ngang trong hố khoan, các số liệu được đưa ra bởi Bustamante và Gianeselli (2006) dựa trên 204 điểm thí nghiệm thử tải trọng cọc đã được thực hiện ở Pháp và nước ngoài. Phương pháp được tóm tắt sửa đổi và xuất bản bởi Bustamante et all (2009) bằng tiếng Anh.
Bảng 1.23 đưa ra mô tả về các cọc được phân tích, cũng như nhóm cọc và phân loại cần thiết để thiết lập các bảng và biểu đồ của phương pháp.
Bảng 1.24 đưa ra hệ số khả năng chịu lực kp, như là một hàm của loại cọc (thông qua nhóm cọc) và điều kiện tự nhiên của đất nền.
Ma sát đơn vị giới hạn qs được xác định như là một hàm theo áp suất giới hạn pL tra trong các đường cong Qi trên Hình 1.6. Bảng 1.25 đưa ra các đường cong ma sát đơn vị Qi (i thay đổi từ 1 đến 10) nên được sử dụng theo loại đất và loại cọc.
Bảng 1.23 Mô tả phân loại 418 cọc được phân tích (Bustamante et al.,2009)
Nhóm
cọc Phân loại cọc Số lượng cọc 2 B3
(mm) D
4
(m) Loại cọc - Phương phức thi công
1
1 8 500 - 2000 11,5 - 23 Cọc khoan hoặc Barette đơn giản 2 64 270 - 1800 6 - 78 Cọc khoan hoặc Barette ổn định bằng bùn 3 2 270 - 1200 20 - 56 chống không được thu hồi Cọc khoan nhồi có vách 4 28 420 - 1100 5,5 - 29 Cọc khoan nhồi có vách chống được thu hồi 51 4 520 - 880 19 - 27 khoan có rãnh/ hoặc trụ (3 Cọc khoan đơn giản/ cọc
loại)
2 6 50 410 - 980 4,5 - 30 hoặc hai xoay CFA (2 loại) Cọc khoan nhồi có một 3 7 8 38 1 310 - 710 650 5 - 19,5 13,5 Cọc xoắn vít đổ tại chỗ Cọc xoắn vít đúc sẵn
4
91 30 280 - 520 6,5 - 72,5 Cọc bê tông đúc sẵn hoặc ứng suất trước (2 loại) 10 15 350 - 600 8,9 - 20 Cọc có lớp bảo vệ 11 19 330 - 610 4 - 29,5 Cọc đóng đổ tại chỗ 12 27 170 - 810 4,5 - 45 Cọc thép mũi kín 5 13 27 190 - 1220 8 - 70 Cọc thép mũi hở 6 14 15 23 4 260 - 600 260 - 430 9 - 15,5 6 - 64 Cọc đóng vữa H Cọc đóng H 5 hoặc 6 7 16 15 - 3,5 - 2,5 Cọc dạng tấm
1 17 18 2 8 120 - 810 80 - 140 8,5 - 37 4 - 12 Micropile loại II Micropile loại I
8
19 23 100 - 1220 8,5 - 67 SGP (IGU)
5 Micropile (Loại III) / hoặc cọc SGP
(IGU)
20 20 130 - 660 7 - 39 Cọc MRP (IRS)
6 Micropile (Loại IV) / hoặc
MRP (IRS) (1) Một số loại có thể bao gồm một số loại phụ.
(2) Một số cọc phải chịu một số thử nghiệm. (3) Đường kính danh nghĩa tối thiểu và tối đa B. (4) Độ sâu ngàm tối thiểu và tối đa đầy đủ D. (5) Liên quan đến vữa rót Single Global Post (6) Với nhiều vữa rót lặp lại.
Bảng 1.24 Giá trị hệ số khả năng chịu tải kp (Bustamante et al., 2009)
Phân nhóm Sét - bùn Cát - sỏi sạn Đá phấn Đá macnơ, vôi Đá phong hoá 1 1,25 1,2 1,6 1,6 * 1,6 2 1,3 1,65 2,0 2,0 2,0 3 1,7 3,9 2,6 2,3 2,3 4 1,4 3,1 2,4 2,4 * 2,4 * 5 1,1 2,0 1,1 1,1 * 1,1 * 6 1,4 3,1 2,4 1,4 * 1,4 * 7 1,1 1,1 1,1 1,1 * 1,1 * 8 1,4 1,6 1,8 1,8 1,5 *
* Giá trị kp cao hơn có thể được sử dụng nhưng phải được kiểm tra bằng thử tải.
Bảng 1.25 Chọn loại đường cong Qi để xác định giá trị ma sát hông qs Phân loại Phân loại cọc Sét - bùn Cát - sỏi sạn Đá phấn Đá mac mơ, vôi Đá phong hoá 1 Q2 Q2* Q5 Q4 Q6** 2 Q2 Q2 Q5 Q4 Q6** 3 Q1 Q1 Q1 Q2 Q1** 4 Q1 Q2 Q4 Q4 Q6 5 Q3 Q3* Q5 Q4 Q5** 6 Q2 Q4 Q3 Q5 Q4** 7 Q3 Q5 Q4 Q4 Q2** 8 Q1 Q2 Q2 Q2 (a) 9 Q3 Q3** Q2 Q2** (a) 10 Q6 Q8 Q7 Q7 (a) 11 Q2 Q3 Q6** Q5** (a) 12 Q2 Q2** Q1 Q2** (a) 13*** Q2 Q1 Q1 Q2 (a) 14*** Q2 Q2 Q1 Q2** (a) 15*** Q6 Q8 Q7 Q7 (a) 16*** Q2 Q2 Q1 Q2** (a) 17 Q1 Q1 Q1 Q2 Q6** 18 Q1 Q1 Q1 Q2 Q6** 19 Q6 Q8 Q7 Q7 Q9** 20 Q9 Q9 Q9 Q9 Q10** * Nếu tính chất đất nền cho phép.
** Việc sử dụng giá trị cao hơn phải được kiểm tra bằng thử tải. *** Mặt cắt ngang và chu vi ước tính theo Fascicule 62 (MELT, 1993)
(a) Đối với các nhóm cọc số 9-16 và đá trong điều kiện xâm nhập, hãy chọn giá trị qs được đề xuất cho đá mac mơ và đá vôi hoặc cao hơn nếu điều này có thể được
kiểm tra bằng thử tải hoặc bằng cách tham chiếu đến một ví dụ hiện có trong cùng khu vực địa phương.
1.4.Kết luận chương 1
Tồn tại một số phương pháp đánh giá khả năng chịu tải của cọc. Ở đây khả năng chịu tải của cọc thể hiện thông qua tải trọng giới hạn bao gồm hai thành phần: ma sát giữa thân cọc với đất và sức kháng cực hạn của mũi cọc.
Khả năng chịu tải của cọc thường được đánh giá từ kết quả thí nghiệm trong phòng (chỉ tiêu cơ lý và cường độ của đất nền) hoặc thí nghiệm hiện trường (xuyên tiêu chuẩn SPT, xuyên tĩnh CPT, cắt cánh VST, nén ngang PMT,…).
Thực tế các công thức đề nghị xác định khả năng chịu tải cọc luôn kèm theo các hệ số điều kiện làm việc hay các giá trị giới hạn. Ngoài ra, các đặc trưng cơ lý của đất nền được xác định trong các điều kiện và ứng xử khác nhau. Do đó, khả năng chịu tải theo các phương pháp khác nhau sử dụng các đặc trưng khác nhau có thể cho kết quả khác nhau. Để phân tích và chọn lựa phương pháp tính phù hợp, cần phải đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo các phương pháp trên cơ sở dữ liệu thực tế.
CHƯƠNG 2 KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI
CỌC TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH 2.1.Thí nghiệm nén tĩnh cọc
Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền. Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được thực hiện bằng kích thủy lực với hệ phản lực và giàn chất tải, hệ cọc neo hoặc kết hợp dàn chất tải và hệ cọc neo tùy tình hình địa chất khu vực. Các số liệu về tải trọng, chuyển vị và biến dạng có được trong quá trình thí nghiệm là cơ sở để phân tích, đánh giá sức chịu tải và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc trong đất nền.
2.1.1.Thiết bị thí nghiệm
Thiết bị thí nghiệm bao gồm hệ gia tải phản lực và hệ đo đạc quan trắc.
Hệ gia tải gồm kích, bơm và hệ thống thủy lực phải bảo đảm không bị rò rỉ, hoạt động an toàn dưới áp lực không nhỏ hơn 150% áp lực làm việc. Kích thủy lực phải bảo đảm các yêu cầu sau:
- Có sức nâng đáp ứng tải trọng lớn nhất theo dự kiến;
- Có khả năng gia tải, giảm tải với cấp tải trọng phù hợp với đề cương thí nghiệm; - Có khả năng giữ tải ổn định không ít hơn 24h;
- Có hành trình đủ để đáp ứng chuyển vị đầu cọc lớn nhất theo dự kiến cộng với biến dạng của hệ phản lực;
- Khi sử dụng nhiều kích, các kích nhất thiết phải cùng chủng loại, cùng đặc tính kỹ thuật và phải được vận hành trên cùng một máy bơm;
- Chuyển vị cho phép của hệ phản lực bằng 25 mm khi sử dụng cọc neo và 100 mm khi sử dụng dàn chất tải và néo đất.
Tấm đệm đầu cọc và đầu kích bằng thép bản có đủ cường độ và độ cứng đảm bảo phân bố tải trọng đồng đều của kích lên đầu cọc.
Hệ đo đạc quan trắc bao gồm thiết bị, dụng cụ đo tải trọng tác dụng lên đầu cọc, đo chuyển vị của cọc, máy thủy chuẩn, dầm chuẩn và dụng cụ kẹp đầu cọc.
Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được đo bằng đồng hồ đo áp lực lắp sẵn trong hệ thống thủy lực. Đồng hồ áp lực nên được hiệu chỉnh đồng bộ cùng với kích và hệ thống thủy lực với độ chính xác đến 5%. Nếu không có điều kiện hiệu chỉnh đồng hồ thì có thể hiệu chỉnh riêng đồng hồ đo áp lực.
Chuyển vị đầu cọc được đo bằng 2 đến 4 chuyển vị kế có độ chính xác đến 0,01 mm, có hành trình dịch chuyển ít nhất 50 mm hoặc đủ để đo được chuyển vị lớn nhất theo dự kiến.
Máy thủy chuẩn dùng để đo kiểm tra dịch chuyển, chuyển vị của gối kê, dàn chất tải, hệ thống neo, dầm chuẩn gá lắp chuyển vị kế, độ vồng của dầm chính và chuyển vị đầu cọc. Các số liệu đo chuyển vị đầu cọc bằng máy thủy chuẩn chỉ được dùng như là số liệu kiểm tra thô.
Các bộ phận dùng để gá lắp thiết bị đo chuyển vị gồm dầm chuẩn bằng gỗ hoặc bằng thép và dụng cụ kẹp đầu cọc bằng thép bản phải đảm bảo ít bị biến dạng do thời tiết.
Hệ phản lực được thiết kế để chịu được phản lực không nhỏ hơn 120 % tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến. Tùy thuộc điều kiện thí nghiệm, có thể chọn một trong ba dạng kết cấu sau đây để làm bệ phản lực:
- Dầm chính kết hợp với dàn chất tải;
- Dầm chính kết hợp với hệ dầm chịu lực liên kết với hệ cọc neo; - Phối hợp cả hai dạng trên;