MẶT CẮT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Nhà máy Nhiệt điện Cần Thơ - Trà Nóc- Tp.Cần Th
CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY
4.3 MỘT SỐ NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ BỔ SUNG
1) * Đối với tiêu chuẩn 205 : 1998, xác định theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: - Việc xác định sức chịu tải của cọc dựa trên các tiêu chuẩn 20 TCN 21-86, TCXD 195:1997, TCXD 205:1998 thường cho kết quả sai khác khá lớn so với sức chịu tải thực tế của cọc. Điều này nói lên mức độ tin cậy của các công thức tính là chưa hợp lý. Cần có một số điều chỉnh các hệ số trong công thức .
- Để ứng dụng công thức của TCXD 205:1998 tính sức chịu tải của cọc khoan nhồi mở rộng đáy thì nên hiệu chỉnh một số hệ số sau :
( 1 2 )
. . . . . . .
tc R P P f i i
Q =m m q n A +u∑m n f l
−97−
Với : - mR : Hệ số điều kiện làm việc của đất nền dưới mũi cọc . Hệ số này được điều chỉnh từ m = 0,9 thành mR =0,65 - n1 : Hệ số chiết giảm sự ảnh hưởng do sự gia tăng diện tích
mũi cọc
Chọn n1 = 0,8 khi D ≥ 2 m với Do đường kính mở rộng hiệu quả của cọc, Do = D – (0,1 ÷ 0,2)m, với D là đường kính mở rộng thiết kế của cọc .
Chọn n1 = 1 khi D < 1,5 m .
- n2 : Hệ số chiết giảm kể đến sự ảnh hưởng do sự giảm sức chống cắt của đất xung quanh hố khoan trong quá trình thi công,chọn n2 = 0,9
Công thức tính toán sức chịu tải theo các chỉ tiêu cơ lý của đất nền có ưu điểm là tính toán nhanh do các giá trị fs và qp được xác định từ bảng tra.
Tuy nhiên các công thức này có độ chính xác thấp do đễ mắc phải những sai số chủ quan trong quá trình xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất nền. Đồng thời các bảng tra cũng không thể thể hiện hết tất cả các điều kiện đất nền, cụ thể chưa xác định sự ảnh hưởng của nước ngầm, đặc biệt là ảnh hưởng của quá trình khoan cọc và mở rộng đáy đến 2 chỉ tiêu quan trọng c, ϕ. Do đó, các công thức tính toán theo phương pháp này chỉ nên có giá trị tham khảo, so sánh.
2) * Đối với các công thức tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền : có nguyên tắc tương tự nhau. Chủ yếu là xác định sức kháng hông và sức kháng mũi thông qua việc xác định sức kháng hông đơn vị fs và sức kháng mũi đơn vị qp. Đây là phương pháp tính toán khá đơn giản và có độ
chính xác cao so với các công thức tính toán theo các kết quả thí nghiệm trong phòng, do quá trình tính toán có xét đến rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sức chịu tải của cọc. Tuy nhiên, cần phải quan tâm đến một số vấn đề sau:
- Hệ số áp lực ngang Ks (dùng xác định thành phần ma sát thân cọc) không phải là hằng số theo từng loại đất mà nó còn phụ thuộc vào độ sâu.
Mặt khác, khi khoan tạo lỗ trong nền đất thì hệ số Ks sẽ giảm so với đất ở trạng thái tự nhiên.
- Lực dính và góc ma sát trong của các lớp đất xung quanh thân cọc và dưới đáy mũi cọc cũng sẽ giảm do khoan tạo lỗ thân cọc và khoan mở rộng đáy mũi cọc. Ngoài ra, dung dịch bentonite trong quá trình thi công và giá trị tải trọng cũng ảnh hưởng đến lực dính và góc ma sát trong của các lớp đất.
Theo Vesis (1977),tải trọng tác dụng càng tăng thì góc ma sát trong của đất càng giảm. Do đó nên bổ sung các hệ số chiết giảm sức chịu tải của cọc khi tính toán
- Tăng hệ số sức chịu tải Nc = 6 lên thành Nc = 9, sử dụng đường kính đáy mở rộng hiệu quả Do và chiều dài cọc hiệu quả L1 (chiều dài tính toán sức ma sát hông), hiệu chỉnh công thức tính toán bằng hệ số xét đến sự ảnh hưởng do gia tăng diện tích mũi cọc (n) : n = 0,8 khi D > 2m và n = 1 khi D <
1,5 m . Công thức tính hiệu chỉnh : Qu =A fS. S +n A q. P. P
3) * Đối với các công thức xác định sức chịu tải dựa trên các kết quả thí nghiệm đất hiện trường :
Công thức tính sức chịu tải theo tiêu chuẩn AASHTO của Mỹ và AIJ của Nhật được khuyến khích sử dụng. Trong đó để tính toán sức chịu tải mũi
−99−
và thành phần ma sát hông thì kiến nghị nên sử dụng đường kính mở rộng hiệu quả và chiều dài cọc hiệu quả như sau :
Do = D – ( 0,1 ÷ 0,2 )m ; L1 = Lcọc – H
Với : Do : đường kính mở rộng đáy hiệu quả, xét đến sự ảnh hưởng do thiếu bêtông cục bộ và ảnh hưởng của cặn lắng tại vách hố mở rộng .
D : là đường kính đáy mở rộng theo thiết kế . (0,1 ÷ 0,2) là giá trị chiết giảm đường kính mở rộng đáy cọc .
L1 : chiều dài cọc hiệu quả để tính toán ma sát hông
L : là chiều dài thực của cọc ; H : chiều cao phần đáy mở rộng . 4) * Đối với kết quả xuyên tiêu chuẩn ( SPT ) và xuyên tĩnh ( CPT ) : Tỷ lệ thành phần ma sát và chịu mũi trong sức chịu tải của cọc theo đất nền tùy thuộc và sức chống cắt của đất nền, nhưng trong điều kiện tổng quát, đặc biệt với cọc nhồi, một chuyển vị tại mũi cọc ở mức 8 mm thì thành phần ma sát xung quanh cọc đã huy động hoàn toàn .
Trong khi đó, phải cần chuyển vị 10% đường kính cọc cho cọc đóng và 30% đường kính cọc cho cọc nhồi thì thành phần chịu mũi của đất nền mới phát triển hoàn toàn .
Nhưng từ lâu, hầu hết các công thức sức chịu tải cọc theo đất nền đều cộng hai thành phần ma sát cực hạn và thành phần chịu mũi cực hạn lại thành sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền Qu ,việc cộng hai giá trị cực hạn lại là không thực sự hợp lý do vậy có khuynh hướng điều chỉnh sai số này bằng cách sử dụng hai hệ số an toàn FSs và FSp khác nhau.Trong chiều hướng thành phần ma sát phát triển nhanh hơn thành phần chịu mũi, một cách hợp lý hệ số an toàn cho ma sát (FSS) được chọn nhỏ hơn hệ số an toàn cho thành phaàn chòu muõi (FSP)