7 Thiết kế móng cọc
7.1 Giới thiệu chung cho hệ cọc mảnh
7.1.1 Các quy định chung cho hệ cọc mảnh
7.1.1.1 Cọc mảnh là cọc nhồi xuyên sâu hơn độ sâu bị ảnh hưởng bởi tải trọng ngang của cọc.
Độ sâu này phụ thuộc vào độ cứng của cọc, độ bền và độ cứng của đất. Đối với thiết kế của cọc mảnh, chẳng hạn như cọc jacket và neo cọc, sức chịu tải dọc trục và ngang phải được dự đốn. Phần này đề cập đến việc phân tích và dự đốn sức chịu tải dọc trục và ngang của các cọc như vậy. Các vấn đề đặc biệt như hiệu ứng tải tuần hoàn, hiệu ứng thời gian, hiệu ứng nhóm và hiệu ứng ma sát được đưa ra trong 7.4 đến 7.6. Các phương pháp cụ thể để dự đoán khả năng cọc dọc trục được đưa ra trong Phụ lục A. Các mơ hình cụ thể để biểu diễn các đường cong p-y để tính tốn đỡ cọc theo phương ngang được đưa ra trong Phụ lục B.
7.1.1.2 Cọc jacket là những cọc hỗ trợ chân đế hoặc cấu trúc khung như giàn 3 chân. Đối với
thiết kế địa kỹ thuật của cọc jacket, trạng thái giới hạn cực hạn, trạng thái giới hạn sự cố và trạng thái giới hạn dịch vụ cần được xem xét.
7.1.1.3 Neo cọc là cọc hỗ trợ các dây neo và dây buộc của hệ thống neo cho các kết cấu nổi.
Đối với thiết kế địa kỹ thuật của neo cọc, trạng thái giới hạn cực hạn, trạng thái giới hạn sự cố và trạng thái giới hạn dịch vụ cần được xem xét.
7.1.2 Trạng thái hệ thống nền móng và đánh giá thiết kết kết hợp.
- Sức chịu tải từng cọc đơn lẻ; - Các hạn chế quay tại mỗi đầu cọc;
- Sự tương tác giữa các cọc trong mỗi nhóm cọc;
- Khả năng phân phối lại các lực của các nhóm cọc và / hoặc cọc khác (chưa được sử dụng đầy đủ).
7.1.2.2 Trong các phân tích tương tác cấu trúc đất được sử dụng cho thiết kế cọc, các giá trị
đặc trưng cho việc quản lý các thông số đất như độ bền của đất, ma sát trục dọc và vòng bi sẽ được sử dụng làm đầu vào. Trong các phân tích này, các hệ số tải phải được áp dụng cho các tải đầu vào đặc trưng như được quy định trong tiêu chuẩn có liên quan, ví dụ: TCVN 6170-9, sao cho kết quả tải từ các phân tích bao gồm tải thiết kế tác động lên đầu cọc. Đối với cọc mảnh, chỉ cần tải trọng dọc trục cho sức chịu tải cọc. Tính tồn vẹn cấu trúc của cọc phải được kiểm tra dựa trên sự kết hợp của lực dọc trục và thời điểm uốn tác động lên đỉnh cọc và dọc theo chiều dài của cọc khi thu được từ các phân tích tương tác cấu trúc đất.
7.1.2.3 Tải trọng thiết kế dọc trục, Fd, lấy từ phân tích tương tác cấu trúc đất như được mơ
tả trong 7.1.2.2 phải được kiểm tra với công suất thiết kế, Qd, thu được là Qd = Qchar/γm, trong đó Qchar là trục đặc trưng công suất và γm là hệ số vật liệu lớn hơn 1.0, như được quy định trong tiêu chuẩn thiết kế có liên quan, ví dụ TCVN 6170-9. Bằng cách tiếp cận này, các chuyển vị trong phân tích sẽ bị hạn chế và tiềm năng phân phối lại cho các tải trọng không được khai thác triệt để. Do đó, sẽ có một khả năng chịu tải dự trữ khơng được tính trong thiết kế truyền thống. Khả năng chịu tải dự trữ sẽ cho mỗi cấu trúc khác nhau, ngụ ý rằng cách tiếp cận thiết kế truyền thống sẽ dẫn đến một mức độ an tồn khơng nhất qn giữa các cấu trúc khác nhau.
7.1.2.4 Một chân đế nhiều chân với hơn bốn chân và với cọc đơn ở mỗi chân sẽ có nhiều khả
năng phân phối lại cho tải trọng hơn một chân đế bốn chân, tức là khả năng dự trữ nếu một cọc không làm việc là cao hơn. Một chân đế với các nhóm cọc hỗ trợ mỗi chân sẽ có thêm khả năng phân phối lại. Khả năng dự trữ cũng phụ thuộc vào hướng tải và trọng lượng của kết cấu chân đế. Tuy nhiên, kết cấu thép có thể hạn chế tiềm năng phân phối lại vì có thể cần phải có các chuyển vị lớn để phân phối lại lực cọc, và cấu trúc có thể sụp đổ do kết quả của mơ hình truyền tải thay đổi. Do đó, một phân tích chân đế phi tuyến thường sẽ được yêu cầu để xác định tiềm năng phân phối lại đầy đủ.
7.1.2.5 Phân tích kết cấu phi tuyến ngày càng được sử dụng để ghi lại tính tồn vẹn của kết
cấu chân đế. Độ bền của đất đặc trưng và các yếu tố vật liệu liên quan được đưa ra trong các tiêu chuẩn này thường được sử dụng để phân tích chân đế tuyến tính và kiểm tra cọc được thực hiện như được mô tả trong 7.1.2.1 và 7.1.2.2. Các kiểm tra tương tự có thể được thực hiện cho các phân tích phi tuyến. Tuy nhiên, nếu nhà thiết kế muốn khai thác tiềm năng phân phối lại và sử dụng đầy đủ hệ thống móng, cần có hệ số vật liệu cao hơn để duy trì mức độ an tồn tương tự khi khơng tính lại phân phối. Khi thực hiện các phân tích như vậy, khả năng chịu tải đã được nhân hệ số nên được sử dụng trong phân tích tương tác.
Ghi chú:
cấu trúc. Nếu hệ thống nền móng được sử dụng đầy đủ, sẽ khơng cịn tiềm năng nào để phân phối lại và áp dụng hệ số vật liệu cao hơn tương ứng khi hệ thống không được sử dụng đầy đủ.