Sức chịu tải cực hạn Rch,2 của cọc theo đất nền là : Rch,2 = Qb + Qf = qbAb +u∑fili
Trong đó :
Ab=0,09m2 là diện tích tiết diện ngang mũi cọc. u =1,2m là chu vi tiết diện ngang cọc.
c1. Sức kháng cắt của đất dưới mũi cọc :
Cường độ sức kháng của đất dính dưới mũi cọc :
Qb = cu.N’c.Ab Trong đó :
cu là sức kháng cắt khơng thốt nước dưới mũi cọc, cu= 6,25Np ( Np là chỉ số SPT trung bình khoảng 1d= 0,3m dưới mũi cọc và 4d=1,2m trên mũi cọc.
Mũi cọc ở độ sâu 20,2m nên Np = (16+13)/2 = 14,5 cu =6,25.14,5=90,625 kpa= 9,241 T/m2
N’c là các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc, chọn bằng 9.
Thay số ta có Qb=9,241.9.0,09 = 7,485 T/m2
c2. Sức kháng cắt trung bình trên thân cọc :
Trường hợp tổng quát :
fi= α .cu,i + k1.σ 'vztb.tgδi Trong đó :
cu,i là cường độ sức kháng khơng thốt nước của lớp đất dính thứ i, ở đây lấy cu = c là lực dính của đất. Hệ số α lấy bằng 0,7 đối với cọc BTCT đúc sẵn. δi là góc ma sát giữa đất và cọc, lấy bằng góc ma sát trong của đất φi :
cu1= 0,683 T/m2 δ1 = 9,7 o Ip1=19,34 cu2= 01,06 T/m2 δ2 = 10,42o Ip2=18,67 cu3= 7,78 T/m2 δ3= 33,4o Ip3=21,32 ki là hệ số áp lực ngang của đất lên cọc :
Với đất dính ki= (0,19+0,233logIpi) k1= 1-sinφ1=¿0,848
k2=1-sinφ2=¿0,837
k3=(0,19+0,233log21,32)=0,499
-Tính σ 'vz cho lớp đất 1 : do lớp 1 bị phân chia bởi mực nước ngầm cách MĐTN 1,3m nên tính thành 2 đoạn sau :
+Từ cao độ 1,3m đến đáy đài :
σ 'vz 1,3m = 1,561.1,3= 2,029 T/m2
σ 'vz 2m = 0,579.2 = 1,158 T/m2
+Từ đáy đài đến đáy lớp 1 : σ 'vz 13,4m = 1,158 + 0,579.11,4= 7,759 T/m2 -Tính σ 'vz cho lớp đất 2 : cao độ 13,4m đến 16,2m σ 'vz 16,2m = 7,759 + 0,6515.2,8 = 9,583 T/m2 -Tính σ 'vz 1,3m cho lớp đất 3 : cao độ 16,2 đến 20,2m : σ 'vz 20,2m = 9,583 + 0,926.4 = 13,287 T/m2 Lớp đất Độ sâu(m) (m)li γ T/m3 Ip% T/m2c σ 'vz T/m2 ki φ (độ) T/m2fi T/mfi.li 11 1.32 0.7 1.561 19.34 0.683 2.029 1.158 0.848 9.7 0.686 0.48 12 13.42 11.4 0.579 19.34 0.683 1.1587.759 0.848 9.7 1.059 12.073 2 13.416.2 2.8 0.6515 18.67 1.06 7.7599.583 0.837 10.42 1.941 5.435 3 16.220.2 4 0.926 21.32 7.78 13.2879.583 0.499 33.4 8.748 34.992 Tổng 52.98
Sức chịu tải do sức kháng trên thân cọc : Qf= u∑fili =1,2. 52.98 = 63,576 T
Sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền là : Rch,2= Qb+Qf= 7,485+ 63,576= 71,061 T
f. Tổng hợp và lựa chọn sức chịu tải của cọc :
-Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý : Rch,1= 112,55 T -Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ : Rch,2= 71,061 T
Chọn giá trị sức chịu tải cực hạn nhỏ nhất theo đất nền Rch,2 =71,061 T để tính tốn.