II. Tính toán sức chịu tải của cọc
b. Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền
Qs, Qp là sức chịu tải cực hạn ma sát và sức chống cực hạn của mũi cọc;
FSs, FSp là hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên (2,0÷2,5) và cho thành phần chống dưới mũi cọc (2,5 ÷ 3,0). Chọn FSs = 2,0 và FSp = 3,0.
Sức chống cực hạn của mũi cọc được xác định theo công thức
Trong đó:
qp là cường độ chịu tải của mũi cọc, được xác định theo công thức:
c là lực dính của đất tại độ sâu mũi cọc, c = 0.83 (T/m2) ;
Nc, Np, Nγ là các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát của đất tại mũi cọc tra theo bảng 9.1/160 sách ‘địa kỹ thuật’ của Phan Thị San Hà. Ở lớp thứ 3: nên các giá hệ số lần lượt là
Nc = 18.69 ; Np = 9.1; Nγ = 5.27
γ là trọng lượng thể tích đẩy nổi của đất tại độ sâu mũi cọc, γ = 1,07(T/m3);
dp là đường kính của cọc hoặc cạnh của cọc, dp = 0.8m;
σ'
vp là ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc, kết quả tính toán ứng suất được trình bày theo bảng sau:
Bảng 1.5: Ứng suất có hiệu: Lớp γ' (T/m3) h (m) 1 2 1.6 1.04 0.8 2 1.05 7.1 3 1,07 24.5 (T/m2)
Suy ra giá trị cường độ chịu tải của mũi cọc là: (T/m2)
Vậy sức chống cực hạn của mũi cọc là (T)
Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành được xác định theo công thức
Trong đó:
U là chu vi cọc,
li, fi là giá trị bề dày và cường độ ma sát thành cọc tương ứng lớp thứ i.
Cường độ ma sát thành được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
Cai là giá trị lực dính của cọc và đất, cai = c;
φai là giá trị góc ma sát trong của cọc và đất, φai = φ;
σ'
hi và σ'
vi là giá trị ứng suất có hiệu theo phương ngang và phương thẳng đứng tương ứng tại độ sâu lớp i.
Kết quả tính toán giá trị fi và li theo các giá trị trên được trình bày như bảng sau:
Bảng 2.2: Kết quả tính giá trị fi và li: Lớ p Độ sâu zi (m) c (T/m2) Φ σi' (T/m2) li (m) fsi (T/m2) 1 2.4 3.22 13°24' 3.824 0.4 3.92 2 9.5 2.74 14°41' 7.7595 7.1 4.26 3 34 0.83 23°50' 24.595 24.5 7.304 (T/m2)
Sức chịu tải cực hạn theo ma sát thành là: (T/m2)
Vậy, sức chịu tải của cọc đơn theo cường độ đất nền là: (T/m2)
c. Tính toán sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất nền
Theo TCXD 205:1998, sức mang tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
m là hệ số làm việc của cọc trong đất, m = 1;
mR, mfi là hệ số điều kiện làm việc của đất, tra theo bảng A-5 TCXD 205- 1998 mR = 1, mfi = 0.8;
qp là cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, tra theo bảng A-6 tiêu chuẩn xây dựng trang 33 TCXD 205:1998 với φ=23050’
(T/m2)
fi là cường độ tính toán của ma sát thành lớp đất thứ i với bề mặt xung quanh cọc, tra theo bảng A-2 TCXD 205-1998.
Kết quả tính toán giá trị cường độ tính toán của ma sát thành fi và bề dày li theo độ sâu được trình bày như bảng sau:
Bảng 2.3: Kết quả tính giá trị cường độ:
Lớp Phân lớp Độ sâu li fi 1 1 2 0.4 3 2 1 4 1.6 3.96 2 6 2 4.38 3 1 8 2 3.77 2 10 2 3.91 3 12 2 4.09 4 15 3 4.36 5 17 2 4.51 6 20 3 4.74 7 22 2 4.90 8 25 3 5.13 9 27 2 5.28 10 30 3 5.51 11 32 2 5.64 12 34 2 5.79 (T/m)