3.1 .3Theo điều kiện vật liệu
3.1.4.2 Sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền
Cơng thức tính tốn
Theo TCVN 10304-2014, sức chịu tải của cọc khoang nhồi theo chỉ tiêu cường độ đất nền ( G.2 trang 80 )
R
cu
Trong đĩ:
• Ab - là diện tích tiết diện ngang mũi cọc.
• u - là chu vi tiết diện ngang cọc.
• li - là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ ”i”.
• Sức kháng cắt mũi cọc qb
- Đối với đất dính cường độ sức kháng cắt khơng thốt nước dưới mụi cọc
q
b
Thơng thường lấy lớn lấy Nc' = 6
- Đối với đất rời ( c = 0 ) cường độ sức kháng cắt dưới mụi cọc
γ , p là áp lực hiệu quả lớp phủ tại cao trình mũi cọc (cĩ trị sốbằng ứng suất
pháp hiệu quả theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc).
Nếu chiều sâu mũi cọc nhỏ hơn ZL thì qγ' , p lấy theo giá trị bằng áp lực lớp phủ
tại độ sâu mũi cọc. Nếu chiều sâu mũi cọc lớn hơn ZL thì lấy giá tri áp lực lớp phủ tại độ sâu ZL. Cĩ thể xác định các giá trị ZLvà hệ số k và trong Bảng G.1, được trích dẫn từ tiêu chuẩn AS 2159-1978.( tỷ số ZL/D ).
• Sức kháng cắt do ma sát trên thân cọc fi
- Đối với đất dính cường độ sức kháng cắt khơng thốt nước trên thân cọc trong lớp thứ i xác định theo phương pháp
f
Trong đĩ:
cu,i - là cường độ sức kháng khơng thốt nước của lớp đất thứ “ i “
- 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 cơng và phương pháp phương pháp xác định cu ( tra đồ thị G1 “ phụ lục G” ).
Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải
- Đối với đất rời (c = 0 ) cường độ sức kháng cắt trung bình trên thân cọc trong lớp thứ “i” xác định theo phương pháp β
f
i
Trong đĩ :
ki - hệ số áp lực ngang của đất lên thân cọc
σv' , z - ứng suất hữu hiệu theo phương đứng trung bình trong lớp thứ “ i “ δ
i - là gĩc ma sát giữa đất và cọc ở lớp đất thứ i, thơng thường cọc bê tơng lấy
giới hạn I. bằng gĩc ma sát trong
i
của đất tương ứng với trạng thái
Theo cơng thức trên thì càng xuống sâu, cường độ sức kháng trên thân cọc càng tăng.Tuy nhiên nĩ chỉ tăng đến độ sâu giới hạn ZL nào đĩ bằng khoảng 15 lần đến 20 lần đường kính cọc, d, rồi khơng tăng nữa. Vì vậy cường độ sức kháng trên thân cọc trong đất rời cĩ thể tính như sau:
Trên đoạn cọc cĩ độ sâu nhỏ hơn ZL, Trên đoạn cọc cĩ độ sâu lớn hơn ZL,
Tính tốn cụ thể
Bảng 6.1 Bảng thơng số từ thí nghiệm cắt trực tiếp
Các lớp 1,2,3 tra thơng số cu trong hồ sơ địa chất. Riêng lớp 3a khơng cĩ Cu nên ta tính theo cơng thức cu= 6.25 NSPT (NSPT là chỉ số SPT)
Ở trạng thái tức thời thành phần lực dính cu trong lớp 4 tương đối nhỏ vì vậy để đơn giản hĩa trong tính tốn và cho kết quả thiên về an tồn sinh viên bỏ qua thành phần lực dính cu trong lớp 4 (lớp cát mịn)
Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải
- Cường độ sức kháng mũi cọc đĩng trạng thái chặt vừa, ( bảng G.1 trang 82 TCVN 10304)
Ứng suất hữu hiệu tại mũi cọc tại lớp đất số 4 cát chặt vừa cĩ độ sâu mũi cọc cắm vào lớp đất là 3.2 m > Z L = 0.3 × 8 = 2.4m (ZL tra bảng G.1 trang 82 TCVN
10304) ⇒ giá tri
⇒qγ' , p = ∑γ i ' × zi + γ ' × Z L = 143.97 + 10× 2.4 =167.97 (kN / m2 )3a
1
N ' =100
( cọc đĩng trạng thái chặt vừa, bảng G.1 trang 82 TCVN 10304)
q
Cường độ sức kháng dưới mũi cọc
q = q b γ , p - Cường độ sức kháng do ma sát hơng Lớp 1 , lớp 2, lớp 3 và lớp 3a là đất dính nên Lớp 4 là lớp cát, lực dính c = 0 nên : f
Trên đoạn cọc cĩ độ sâu 3.2 m > ZL=0.3x8=2.4m, f v , zL tan δ
v , zL = ∑γ i ' × zi + γ ' × Z L = 143.97 + 10 × 2.4 =167.97 (kN / m2 )3a 1 k = 1: tra bảng G.1 trang 82 TCVN 10304 Bảng tính sức kháng do ma sát hơng của các lớp đất Lớp Độ sâu m 1 -2,5 2 -8,8 3 -10,4 3a -16,2 4 -18,5
Trường ĐHBK-TPHCM ĐỒ ÁN NỀN MĨNG GVHD: Thầy Đỗ Thanh Hải
sức chịu tải cực hạn của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền
Rcu = qb . Ab + u ∑ f i .li = 16797 × 0.32 + 0.3 × 4 × 861.71 = 2545.8KN