PHẦN II: NỘI DUNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
CHệễNG 2 THIẾT KẾ CỌC KHOAN NHỒI
5. THÍ DỤ TÍNH TOÁN, NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ
BẢNG TỔNG HỢP ĐỊA CHẤT
Lớp
đất Độ sâu (m)
Chieàu dày (m) SPT
(N) w
(T/m3) d
(T/m3) sat
(T/m3) c
(kG/cm2) (độ)
1 0.0 - 3.0 3.00 9 1.913 1.49 0.913 0.017 29.33 2 3.0 - 7.3 4.30 16 1.968 1.596 1.003 0.292 13.75 3 7.3 - 9.0 1.70 41 2.036 1.72 1.079 0.652 15.7 4 9.0 - 13.0 4.00 25 1.998 1.658 1.038 0.463 16 5 13.0 - 29.0 16.00 26 1.992 1.645 1.027 0.037 33.88 6 29.0 - 33.0 4.00 41 2.036 1.72 1.079 0.652 15.7 7 33.0 - 37.0 4.00 26 1.992 1.645 1.027 0.037 33.88 8 37.0 - 45.0 8.00 41 2.036 1.72 1.079 0.652 15.7 9 45.0 - 2.00 26 1.992 1.645 1.027 0.037 33.88
- Các thông số của cọc khoan nhồi:
Cao độ đỉnh cọc: Hđỉnh = - 3,00m (tại đầu lớp 2) Cao độ mũi cọc: Hmũi = - 47,00m
Chiều dài cọc: Lcọc = 44,0 m Đường kính cọc: D = 1,2m.
Cọc có tiết diện không đổi, thi công bằng phương pháp ướt dùng dung dịch betonite.
5.1.1 Xác định sức chịu tải tới hạn của cọc theo 22TCN – 272 – 01 Sức kháng bên tới hạn:
Lớp 2: Sét pha cát lẫn sỏi sạn, độ dẻo trung bình, trạng thái rắn.
qs = 1,61 T/m2 Qs = 1,821 T Lớp 3: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 3,59 T/m2 Qs = 33,835 T
Lớp 4: Sét pha cát, độ dẻo trung bình, trạng thái rắn đến cứng.
qs = 2,55 T/m2 Qs = 12,497 T Lớp 5: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa.
Touma và Reese:
Ứng suất có hiệu tại trọng tâm lớp đất
'v = 19,43 T/m2
qs = 6,522 T/m2 Qs = 518,793 T Meyerhof:
qs = 1,344 T/m2 Qs = 106,909 T Quiros và Reese:
qs = 3,500 T/m2 Qs = 278,408 T Reese và Wright:
qs = 3,920 T/m2 Qs = 311,817 T Reese và O'Neill:
qs = 10,130 T/m2 Qs = 805,792 T Lớp 6: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 3,59 T/m2 Qs = 50,076 T Lớp 7: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa.
Touma và Reese:
Ứng suất có hiệu tại trọng tâm lớp đất
'v = 36,00 T/m2
qs = 12,086 T/m2 Qs = 154,915 T Meyerhof:
qs = 1,344 T/m2 Qs = 17,227 T Quiros và Reese:
qs = 3,500 T/m2 Qs = 44,862 T Reese và Wright:
qs = 3,920 T/m2 Qs = 50,245 T Reese và O'Neill:
qs = 7,285 T/m2 Qs = 93,337 T Lớp 8: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 3,590 T/m2 Qs = 115,039 T
Lớp 9: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa, thành phần ma sát không xét tới.
Sức kháng mũi tới hạn:
Meyerhof:
Ứng suất có hiệu tại mũi cọc:
'v = 48,66 T/m2 Ncoor = 8,72 SPT
qp = 16,671 T/m2 Qp = 18,165 T Reese và Wright:
qp = 121,600 T/m2 Qp = 137,526 T Reese và O'Neill:
qp = 108,300 T/m2 Qp = 122,448 T Sức chịu tải tới hạn của cọc:
Do có nhiều phương pháp tính nên ta chỉ đưa ra sức chịu tải nhỏ nhất và lớn nhất tính được của cọc
Qumin = Qp + Qs = 355,569 T.
Qumax = Qp + Qs = 1234,921 T.
5.1.2 Xác định sức chịu tải tới hạn của cọc theo FHWA (Federal Highway Administration – Cục Quản Lí Đường Bộ Liên Bang Mỹ)
Sức kháng bên tới hạn:
Lớp 2: Sét pha cát lẫn sỏi sạn, độ dẻo trung bình, trạng thái rắn.
qs = 1,61 T/m2 Qs = 1,821 T Lớp 3: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 3,59 T/m2 Qs = 33,835 T
Lớp 4: Sét pha cát, độ dẻo trung bình, trạng thái rắn đến cứng.
qs = 2,55 T/m2 Qs = 12,497 T Lớp 5: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa.
Ứng suất có hiệu tại trọng tâm lớp đất
'v = 19,43 T/m2
qs = 4,370 T/m2 Qs = 347,589 T Lớp 6: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 3,59 T/m2 Qs = 50,076 T Lớp 7: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa.
Ứng suất có hiệu tại trọng tâm lớp đất
'v = 36,00 T/m2
qs = 8,100 T/m2 Qs = 103,793 T Lớp 8: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 3,590 T/m2 Qs = 115,039 T
Lớp 9: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa, không kể thành phần ma sát bên vào.
Sức kháng mũi tới hạn:
qp = 109,630 T/m2 Qp = 123,990 T Sức chịu tải tới hạn của cọc:
Qu = Qp + Qs = 788,640 T.
5.1.3 Xác định sức chịu tải tới hạn của cọc theo sự trình bày của Braja M.Das Sức kháng bên tới hạn:
Lớp 2: Sét pha cát lẫn sỏi sạn, độ dẻo trung bình, trạng thái rắn.
qs = 1,170 T/m2 Qs = 1,323 T Lớp 3: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 2,610 T/m2 Qs = 24,599 T
Lớp 4: Sét pha cát, độ dẻo trung bình, trạng thái rắn đến cứng.
qs = 1,85 T/m2 Qs = 9,067 T Lớp 5: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa.
Ứng suất có hiệu tại trọng tâm lớp đất
'v = 19,43 T/m2
fs = 9,130 T/m2 Qs = 726,304 T Lớp 6: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 2,610 T/m2 Qs = 34,406 T Lớp 7: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa.
Ứng suất có hiệu tại trọng tâm lớp đất
'v = 36,00 T/m2
fs = 16,920 T/m2 Qs = 216,881 T Lớp 8: Đất sét lẫn bột, độ dẻo cao, trạng thái rất cứng.
qs = 2,610 T/m2 Qs = 83,635 T
Lớp 9: Cát vừa tới mịn, trạng thái chặt vừa, không kể thành phần ma sát bên vào.
Sức kháng mũi tới hạn:
N*q = 40 theo ([4] – p.426) Ứng suất có hiệu tại mũi cọc:
'v = 48,66 T/m2
qp = 1879,860 T/m2 Qp = 2146,430 T Sức chịu tải tới hạn của cọc:
Qu = Qp + Qs = 2996,072 T.
5.2. NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ
- Trong 22TCN – 272 – 01 có nhiều phương pháp dùng để xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi trong đất cát, tuy nhiên các phương pháp này cho kết quả sai lệch nhau lớn.
Mặc khác, trong một số phương pháp đòi hỏi các số liệu thí nghiệm tại hiện trường (chỉ số SPT) thông thường các chỉ số này có được chưa phản ánh đúng trị số của đất, do vậy dẫn đến việc xác định sức chịu tải của cọc sẽ không chính xác.
Kết quả tính toán sức kháng bên tới hạn của cọc trong đất rời
Tác giả qs (T/m2) Qs (T)
Lớp 5 Lớp 7 Lớp 5 Lớp 7 Touma và Reese 6.522 12.086 518.793 154.915 Meyerhof 1.344 1.344 106.909 17.227 Quiros và Reese 3.500 3.500 278.408 44.862 Reese và Wright 3.920 3.920 311.817 50.245 Reese và O'Neill 10.13 7.285 805.792 93.377
Kết quả tính toán sức kháng mũi tới hạn của cọc
Tác giả qp (T/m2) Qp (T)
Meyerhof 16.361 18.504
Reese và Wright 121.600 137.526
Reese và O'Neill 108.300 122.484
- Trong 22TCN – 272 – 01 dùng nhiều phương pháp để xác định sức chịu tải tới hạn của cọc nhưng hệ số sức kháng cho từng phương pháp đã nêu chưa rõ ràng, tương ứng với từng phương pháp thì nên có hệ số sức kháng riêng.
- Trong 22TCN – 272 – 01 việc xác định sức chịu tải của cọc trong đá chỉ đưa ra dạng chung, chưa phân tích cụ thể đối với từng loại đá, vết nứt phong hóa của đá . . .
- Trong 22TCN – 272 – 01 việc xác định sức chịu tải tới hạn của cọc không thấy đề cập tới trọng lượng bản thân của cọc. Đây là 1 đại lượng có ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của cọc khá lớn.
- Trong FHWA và Braja M.Das có thể hiện nhiều công thức tính toán cho từng loại địa chất cụ thể. Tuy nhiên, đây là những quy trình, giá trị tính toán của nước ngoài do vậy khi muốn áp dụng vào điều kiện Việt Nam thì nên cần có những nghiên cứu cụ thể hơn đặc biệt là các hệ số sử dụng.
- Giá trị sức chịu tải tính toán được từ các phương pháp nêu trong ví dụ trên chỉ có tính chất tham khảo thêm, những giá trị này khác biệt nhau nhiều nên trong quá trình thiết kế cần xem xét cụ thể hơn và đặc biệt là xem xét hệ số an toàn (hệ số sức kháng) của từng phương pháp cụ thể sao cho phù hợp với điều kiện địa chất ở nơi xây dựng công trình.
Kết quả tính toán sức chịu tải tới hạn của cọc theo 3 phương pháp ở trên Phửụng
Pháp
TCN - 272 – 01
FHWA Braja
M.Das Meyerhof Reese và Wright Reese và O'Neill
Qs (T) 349.094 609.425 1146.532 664.650 1140.51
Qp (T) 18.504 137.526 122.484 123.990 2092.04
Qu (T) 367.598 746.951 1269.016 788.639 3232.55
- Xu hướng hiện nay là tính toán khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi theo nhiều phương pháp khác nhau. Xong, trước hết phải tính theo TCXD 205-1998, sau đó tính theo một số phương pháp khác để so sánh và lấy kết qủa tính cuối cùng. Nên chọn theo phương án Qathiết kế QaTCVN là an toàn nhất.
CHệễNG 3
THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI ---o0o---