6. Nội dung của luận văn
1.2.4. Tổng quan về TCXD 205:1998
1.2.4.1.Nội dung chớnh của TCXD 205:1998
TCXD 205:1998 được ban hành năm 1998 trờn cơ sở tiờu chuẩn СНиП 2.02.03-85 và cú đưa vào một số cụng thức xỏc định sức chịu tải của cọc của một số tỏc giả khỏc như Meyerhof, Hilley, cụng thức của Nhật Bản.
Nội dung chớnh của TCXD 205:1998: 1. Nguyờn tắc chung.
2. Yờu cầu đối với khảo sỏt. 3. Nguyờn tắc chung.
4. Sức chịu tải của cọc đơn.
5. Tớnh toỏn múng cọc theo biến dạng. 6. Thiết kế múng cọc.
7. Yờu cầu kỹ thuật về đỏnh giỏ chất lượng cọc.
Phụ lục A: Xỏc định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiờu cơ lý của đất nền (theo СНиП 2.02.03-85).
Phụ lục B: Xỏc định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiờu cường độ của đất nền.
Phụ lục C: Xỏc định của cọc theo kết quả thớ nghiệm xuyờn. Phụ lục D: Xỏc định sức chịu tải của cọc theo cụng thức động. Phụ lục E: Xỏc định sức chịu tải theo kết quả nộn tĩnh cọc
Phụ lục G: Tớnh cọc dưới tỏc dụng đồng thời của tải trọng đứng và tải trọng ngang và mụ men. Tớnh toỏn theo phương của СНиП II-17-77
Phụ lục H: Tớnh toỏn độ lỳn của múng cọc
Phụ lục I: Đặc điểm thiết kế múng cọc trong vựng cú động đất Phụ lục K: Thiết kế cọc cho trụ đường dõy tải điện trờn khụng
1.2.4.2.Cỏc bất cập của TCXD 205:1998 [12]
Hiện nay việc thiết kế múng cọc ở Việt Nam cỏc kỹ sư thiết kế thường quen sử dụng Tiờu chuẩn thiết kế múng cọc TCXD 205:1998. Tiờu chuẩn này sau hơn 10 năm đưa vào sử dụng xuất hiện cỏc bất cập như:
Điều 3.3.2[1] quy định ứng suất cho phộp trong cọc bờ tụng cốt thộp là 0.33fc với fc theo điều 1.3 TCXD 205:1998[1] là cường độ chịu nộn của bờ tụng, nếu tớnh toỏn sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo điều khoản này thỡ sức chịu tải của cọc sẽ rất thấp vỡ thế cọc sẽ phải cú tiết diện lớn hơn, hoặc sử dụng vật liệu cú độ bền cao hơn. Thực tế ở Việt Nam cỏc kỹ sư thiết kế thường khụng dựng cụng thức trờn để tớnh toỏn sức chịu tải của cọc theo vật liệu mà hay sử dụng cụng thức cỏc cụng thức sau:
Pvl = ϕ(RbFb+RaFa) (1.1) Trong đú: Fb -diện tớch tiết diện ngang của bờ tụng cọc;
Rb - cường độ tớnh toỏn của bờ tụng; Ra - cường độ tớnh toỏn của cốt thộp; Fa - diện tớch tiết diện ngang của thộp dọc; ϕ - hệ số uốn dọc của cọc.
Thụng thường cú thể lấy ϕ = 1, trừ trường hợp cọc xuyờn qua cỏc tầng đất yếu, khi đú hệ số uốn dọc cú thể tra bảng.
Với cọc khoan nhồi sức chịu tải của cọc được xỏc định theo cụng thức: Pvl = RaA+RanFa (1.2) Trong đú:
Ru - cường độ tớnh toỏn của bờ tụng cọc nhồi xỏc định như sau:
Đối với cọc đổ bờ tụng dưới nước hoặc dung dịch sột, Ru=R/4.5 nhưng khụng lớn hơn 60kg/cm2.
Đối với cọc đổ bờ tụng trong hố khoan khụ, Ru=R/4 nhưng khụng lớn hơn 70kg/cm2.
R - mỏc thiết kế của bờ tụng cọc.
Fb -diện tớch tiết diện ngang của bờ tụng cọc. Fa - Diện tớch cốt thộp dọc trục.
Ran - cường độ tớnh toỏn của cốt thộp xỏc định như sau:
Đối với cốt thộp d ≤ 28mm, Ran = Rc/1.5 nhưng khụng lớn hơn 2200 kg/cm2, đối với cốt thộp d > 28mm, Ran = Rc/1.5 nhưng khụng lớn hơn 2000kg/cm2.
Để so sỏnh kết quả của 2 cỏch xỏc định sức chịu tải theo vật liệu của cọc, ta xột cỏc vớ dụ sau
Vớ dụ 1: cọc bờ tụng cốt thộp tiết diện (30x30)cm dựng bờ tụng mỏc 250#, cốt thộp 4d18 AII. Theo TCXD 205:1998 thỡ ứng suất trong cọc khụng được vượt quỏ:
0.33fc = 0.33x110 = 36.3(kg/cm)2.
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo TCXD 205:1998: Pvl = 36.3x302=32670(kg) ≈ 32.7(T). Sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo (1.1):
Pvl = ϕ(RbFb+RaFa) = 0.8(110x30x30+2800x4x2.54)=101958(kg) ≈ 102(T). Vớ dụ 2: Cọc khoan nhồi đường kớnh d=1,2m dựng bờ tụng mỏc 300#, cốt thộp dọc 18d20 thộp AII theo TCXD 205:1998 thỡ ứng suất trong cọc khụng được vượt quỏ:
0.33fc = 0.33x130 = 42.9(kg/cm)2.
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo TCXD 205:1998: 42,9x1202x3.14/4=484942(kg) ≈ 484.9 (T) Sức chịu tải của cọc theo vật liệu theo (2.2):
Ru=R/4 = 300/4 =75kg/cm2 do đổ bờ tụng dưới dung dịch sột nờn lấy Ru = 60kg/cm2.
Ran = Rc/1.5 = 3000/1.5 = 2000kg/cm2.
Pvl = RaA+RanFa = 60x1202x3.14/4+2000x12x3.14 = 753600kg ≈ 753.6 (T) Qua 2 vớ dụ ta cú thể thấy rằng nếu ỏp dụng quy định về hạn chế ứng suất trong cọc của TCXD 205:1998 thỡ kết quả thu được nhỏ hơn đỏng kể so với cỏch tớnh thường dựng của cỏc kỹ sư thiết kế, tuy nhiờn cụng thức 2.1 chỉ được giới thiệu trong cỏc giỏo trỡnh nền múng mà chưa được đưa vào tiờu chuẩn thiết kế
múng cọc, cụng thức 1.2 thỡ đó được đưa vào TCXD 195 :1997 - Nhà cao tầng - thiết kế cọc khoan nhồi, đỏng tiếc là khi biờn soạn TCXD 205 :1998 thỡ lại khụng dựng cỏc cụng thức 1.1 và 1.2 để xỏc định sức chịu tải của cọc theo vật liệu mà lại hạn chế ứng suất trong cọc, điều này làm cho cỏc kỹ sư thiết kế rất lỳng tỳng vỡ nếu thiết kế theo TCXD 205 :1998 thỡ sức chịu tải của vật liệu quỏ thấp dẫn đến cần dựng cỏc loại vật liệu mỏc cao hơn để chế tạo cọc gõy lóng phớ, cũn nếu sử dụng cỏc cụng thức 1.1 và 1.2 thỡ sức chịu tải thu được cao hơn và sỏt với thực tế hơn nhưng lại cú nhược điểm là khụng được quy định trong tiờu chuẩn, thiếu cỏc căn cứ cú tớnh phỏp lý.
Điều 4.2, biểu thức (4.2) và (4.4)[1], khụng quy định rừ giỏ trị tải trọng. Do đú cú người dựng giỏ trị tải trọng tớnh toỏn theo trạng thỏi giới hạn tới hạn, cú người dựng là giỏ trị tải trọng tiờu chuẩn. Vỡ vậy cần cú chỉ dẫn cụ thể để trỏnh những nhầm lẫn đỏng tiếc.
Bảng 2.2[1] - Độ sụt của bờ tụng cọc khoan nhồi, quy định điều kiện sai do dịch sai, trỏi nghĩa tài liệu nước ngoài: thay vỡ “đổ bờ tụng trong điều kiện hố khoan khụ” thỡ lại quy định là “đổ bờ tụng tự do trong nước”.
Trong phần phụ lục C.2.3, biểu thức (C2.2)[1] được trớch dẫn khụng chớnh xỏc: trong cụng thức nguyờn bản phần ma sỏt trong đất cỏt là (0.33NsLs), trong TCXD 205:1998 là (0.2NsLs); trong cụng thức nguyờn bản phần ma sỏt trong đất sột là (CuLu), trong TCXD 205:1998 là (CLu);Thực tiễn cho thấy nếu tớnh toỏn theo nguyờn bản thỡ sỏt với kết quả nộn tĩnh cọc hơn.
Từ cỏc nghiờn cứu trờn ta cú thể nhận thấy rằng tiờu chuẩn TCXD 205:1998 cú hiệu lực từ năm 1998 sau một thời gian dài đưa vào ứng dụng đó phỏt sinh nhiều bất cập trong việc xỏc định sức chịu tải của cọc và một số vấn đề liờn quan trong tớnh toỏn thiết kế cần thiết phải cú sự nghiờn cứu đỏnh giỏ soỏt xột và chỉnh sửa tiờu chuẩn này để đưa vào ứng dụng một cỏch hiệu quả hơn. Cụ thể: xem xột cỏc cụng thức về xỏc định sức chịu tải của cọc theo vật liệu, cụng thức xỏc định sức chịu tải của cọc theo chỉ số SPT C2.2[1].
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC