Tính toán móng cọc lê đức thắng

đều được trình bày kỹ trong chương này Chương II nêu lên một cách hệ thống các phương pháp xác định SỨC chin’ tai của cọc được dùng nhiều ở một số nước tiên tiến trên thế giới.. Phương

NG ogo thick CÁ,

LOI GIOL THIEU |

Trong công cuộc khôi phục kinh tế và xây dựng chủ nghĩa xã hội ở nước ta hiện

nay khôi lượng xây dựng cơ ban sé rat lon Chung ta phải xây dựng lại hầu như

\ toàn bộ hệ thống cầu cống, xây dựng nhiêu công trình thuỷ loi, bén cing va nha

máy Giải quyết nền móng cho các công trình là một vấn đề rất phức tạp và rất

- - tến kém Do tình hình địa chất của nước ta, móng cọc sẽ là giải pháp phổ biến

nhất, hợp lý nhất, vì nó có nhiều giá trị về kịnh tế - kỹ thuật Trong những năm

vừa qua, chúng ta đã sử dụng khá nhiều loại máhg cọc trong xây dựng cầu cống

và một số xí nghiệp lớn Thực tế đã chúng minh rằng, móng cọc hơn hẳn các loại

móng sâu khác Trên thế giới, móng cọế được sử dụng rộng rãi và những năm gần

đây lý luận tính toán móng cộc phát triển rất nhanh và rất nhiều vấn đề phức

tạp được đê ra Ở nước ta, trước mắt phải nhanh chóng tiếp thu các thành tựu

khoa học của thế giới và trên cơ sở đó nghiên cứu các vấn đề thiết thực phục vụ

| cho việc thiết kế và xây dựng các công trình của ta Vi vậy, việc biên soạn một

tài liệu hoàn chỉnh về tính toán móng cọc là rất cần thiết,

Tài liệu này đề cập hầu hết các vấn đề xung quanh việc tính toán các loại móng

cọc, trình bày tỉ mỉ các phương pháp tính toán cụ thể cũng như trình bày một

cách hệ thống các vấn đề lý luận và thành quả nghiên cứu ở các nước Tác giá đã

ˆ giới thiệu những nét cơ bản về phương hướng và tình hình nghiên cứu hiện nay,

m | dong thời cũng đã trình bày một phần những quan điểm và kết quả nghiên cứu

của mình trong những năm vừa qua Có thể nói, đây là một tài liệu có giá trị

F thực tiễn phục vụ tốt cho công tác thiết kế và công tác nghiên cứu khoa học Nó

sẽ rất bổ ích cho cán bộ: abe các công trình xây dựng cơ bản và là một tài

_ hệu tham khảo tốt cho cán bộ nghiên cứu Tiếp theo tài liệu này, mong rằng tác

giả sẽ biên soạn một tài liệu tính toán cụ thể các loại THóng cọc bằng máy tính

điện tử để chúng ta có đủ cơ sở chắc chắn sử dụng một cách rộng rãi các phương

- pháp đã nêu ra và sẽ giúp Chúng ta mạnh dạn thiết kế và xây dựng những công

` trình to lớn, hiện đại hơn, thể hiện sự ' phát triển của khoa học ky thuật xây dựng

cơ bản trong chế độ xã hội chủ nghĩa chúng ta

wd

Phó tiến sĩ khoa học kỹ thuật

Phó chủ nhiệm Khoa Cầu Đường

Trường Đại học Xây dựng

pm

LOI NOI DAU

Nhờ những ưu điểm nổi bật của nó, móng cọc và cọc ống ngày càng được phát: trién mạnh mẽ trong các ngành xây dựng công trình

Do những điều kiện hạn chế nhất định, nên các sách giáo khoa về "nền móng"

của các trường đại học không thể đề cập hết được tất cả các vấn đề tính toán móng cọc, mà những vấn dé này lại rất nhiều Vì lẽ đó, chúng tôi mạnh dạn biên

soạn quyển sách này để phần nào đáp ứng được nhu cầu của cán bộ kỹ thuật xây

dựng muốn có một tài liệu tương đối có hệ thống và hoàn chỉnh về tính toán móng

Quyển sách này gồm 7 chương và chủ yếu chỉ trình bày việc tính toán móng :

cọc về mặt tĩnh lực học là vấn đề cấp thiết trước tiên Hy vọng rằng việc tỉnh toán

móng cọc về mặt động lực học Sẽ S được đề cập trong một tài liệu khác

Chương Ï giới thiệu cấu tạo các loại cọc và móng cọc Những loại cọc tiên tiến,

và hiện đại như cọc ống hạ bằng máy chấn động, các loại cọc mở rộng chân, coc

cô tai, v.v đều được trình bày kỹ trong chương này

Chương II nêu lên một cách hệ thống các phương pháp xác định SỨC chin’ tai của cọc được dùng nhiều ở một số nước tiên tiến trên thế giới Việc xử lý các kết, quả thí nghiệm ` coe bang tai trong tinh, việc rút ra các công thức động, phạm vi ứng dụng của chúng, đặc biệt là việc xác định quá trình thay đổi sức chịu tải của: cọc sau khi đóng, đều được trình bày tương đối đầy đủ trong chương này dựa vào

Chương Ill trinh bay việc tinh toán móng cọc đài, thấp theo phương pháp ‹ cổ: điển được áp dụng phổ biến từ trước tới nay Cuối: chương này có nêu ra,một .Số nhận xét và phân tích về những điều bất hợp lý trong việc tính toán mong cọc, đài thấp

Chương IV trình bày tương đối kỹ và cụ thể ¡ một số phương pháp điều chỉnh

về tính toán cọc đơn (hay móng sâu đơn) chịu tải trọng ngang Đây là một vấn đề tính toán phức tạp, đồng thời nó là cơ sở cho việc tính toán móng cọc đài cao theo

các mô hình chính xác

Chương V trình bày một cách téngsquat phương pháp chính xác để tính toán móng cọc đài cao tuyệt đối cứng, nghĩa là phương pháp có kế đến chuyển vị của đính cọc, đồng thời cũng nêu lên phương phắp gần đúng, coi mỗi cọc có liên kết ngàm cứng tại một chiều sâu nhất định nào đó trong đất

Chương VI trình bày phương pháp gần đúng và phương pháp chính xác để tính toán móng cọc đài mềm Có rất nhiều phương pháp gần đúng, nhưng ở đây chỉ

5

nêu ra phương pháp của Antônôv là phương pháp phổ biến hơn Phương pháp

chính xác mà chúng tôi trình bày trong chương này cồn có thể coi như một phương

pháp tổng quát, vì nó xét cho trường hợp tải trọng tác dụng bất kỳ, nó có thể

dùng để tính toán móng cọc đài cao tuyệt đối cứng, đồng thời có thể rút ra các

kết quả giống như các phương pháp gần đúng nếu đưa vào các giả thiết tương

_ứng

Để khắc phục điều bất hợp lý đã trình bày ở cuối chương V, trong chương VII

chúng tôi nêu ra một phương pháp tổng quát để tính toán móng cọc đài thấp 'cí 'có

kế đến sự làm việc của phần đất tiếp xúc với đài cọc Với mục đích kết ‘hop yéu cau vé phuc vụ tính toán cụ thể, bệ thống và yêu cầu về nâng cao trình độ lý luận, trước mỗi phần tính toán đều trình bày sơ lược*

- về tổng quát phát triển của vấn đề và sau mỗi chương có tóm tắt lại trình tự tiến,

hành tính toán theo từng phương pháp, đồng thời có nêu ra một sé vi du cu thé

bằng số thực hiện theo các trình tự đã nêu ra

Ngoàải việc phục vụ cho các cán bộ kỹ thuật, cán bộ nghiên cứu, cán bộ giảng dạy, quyển sách này còn dùng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các năm cuối khoá thuộc các trường đại học về xây dựng công trình

Vì trình độ và kinh nghiệm còn ít nên không thể nào tránh khỏi thiếu sót, rất mong ban đọc góp ý phê bình

Nhân đây, chúng tôi xin chân thành cảm ơn phó tiến sĩ khoa học kỹ thuật Lê Văn Thưởng đã viết lời tựa cho quyển sách này; cảm ơn các đồng chí cán bộ giảng dạy trong bộ môn đã góp nhiều ý kiến quý báu về nội dung và hình thức, đồng chí Trần Bình ở Bộ môn Máy tính - phó tiến sĩ khoa học kỹ thuật đã góp ý kiến cho một số chương, đồng chí Lểu Thọ Trình - cán bộ giảng dạy của Bộ môn Cơ học kết cấu đã góp một số ý kiến về nội dung thuộc lĩnh'vực cơ học kết cấu; cảm

ơn phó tiến sĩ khoa học kỹ thuật Lê Quý An, Chủ nhiệm Bộ môn Cơ học đất Nền Mông Trường đại học Giao thông sắt - bộ đã xem lại toàn bộ bản thảo và góp nhiều ý kiến quý báu, kỹ sư Nguyễn Bá Đô, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật

đã có nhiều công sức trong việc tu chỉnh bản thảo khi biên tập

GS.PTS Lê Đức Thắng Ww

Chương ï

CẤU TẠO CUA MONG COC

Móng cọc là một trong những loại móng được áp dụng đầu tiên, Từ xưa,

con người đã biết đóng những thân cây, cành cây đề làm móng Trong lịch sử

văn hóa loài người, có thời đại đã được người ta gọi là «thời đại xây dựng móng cọc 0

Trong trường hợp tải trọng tương đối lớn mà những lớp đất tốt lại nằm

ở đưới sâu hoặc khi xây đựng công trình tại những chỗ có nước thì một trong những biện pháp xây dựng móng hợp lý là dùng móng cọc Trước đây móng cọc chỉ được dùng nhiều trong các công trinh cầu đường và thủy lợi, nhưng những - năm gần đây, móng cọc còn được áp dụng rất rộng rãi trong các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp Trong xây dựng dân dụng và công nghiệp,

lúc đầu móng cọc chỉ được dùng ở những nơi đất yếu, nhưng đến nay ngay cả

những nơi đất tương đối tốt, người ta cũng dùng móng, cọc thay cho móng băng :

và các loại móng lắp ghép khác Kinh nghiệm thực tế của các nước gần đây cho -

thấy rằng, khi xây dựng nhà không có tầng hầm, thì móng cọc tổ ra có nhiều hiệu quả kinh tế hơn [20] Sở đĩ móng cọc ngày càng được áp dụng rộng rãi, bởi vì nói chung, khi dùng loại móng này thi giảm được khối lượng làm đất,

tiết kiệm được vật liệu, có thề cơ giới hóa việc thi công “được đễ đàng, v.v Mặt khác, dùng móng cọc có thể giải quyết được những vấn đề kỹ thuật khó

khăn trong một số công trinh phức tạp như dùng móng cực trong các bộ phận chịu tải trọng lớn.của công trình đề giảm bớt sự chênh lệch về lún, hoặc dùng

móng cọc đề giảm độ lún của bệ máy, v.v Tuy vậy, cần phải chú ý rẵng, có

những trường hợp dùng mong coc sé khong lợi và không kinh tế Chẳng hạn, đối với nền đất là cát chặt có thê chịu được tải trọng tương đối lớn, nếu đồng: v cọc vào sẽ làm cho cát xốp lên và như thế cường độ của nền sẽ giảm xuống ; «: hoặc đối với một số công trình thủy lợi, trong hố móng chịu tác dụng của lực

thấm, nếu đóng cọc thì có thề làm cho dòng thấm tập trung, tăng thêm khả năng phá hoại của dòng thấm đối với nền, v.v

Nhiệm vụ chủ yếu của móng cọc là truyền tải trọng từ công trình xuống lớp đất ở dưới và các lớp đất xung quanh nó Móng coc gồm hai bộ phận chính

là cọc và đài cọc (h ?-1) Cọc là những thanh riêng rễ dùng đề truyền lực Đài

cọc là kết cấu dùng đề liên kết các: cọc đại với nhau và phân bố tải trọng của 5

Tùy theo đặc tinh của cọc trong đất mà người ta phân chia móng cọc

thành bai loại: mỏng cọc chống và móng cọc ma sảt: Móng cọc chống là loại

móng gồm các cọc tựa lên nền cứng — thường là nền đá (h 1-2a) Trong trường hợp này tải trọng của công trình chủ yếu do nền cứng ở dưới tiếp nhận Móng cọc ma sát (có khi còn gọi là mỏng cọc treo) là loại móng gồm các coc chi -

xuyên qua những lớp đất thông thưởng chứ không tựa lên nền đá cứng (h 1-2b)

._ Móng cọc ma sát chịu được tải trọng do công trình truyền xuống chủ yếu nhở

-_ Hinh †-ƒ Các bộ nhận của móng cọc : Hình 1-9 Phân loại móng cọc theo

a) móng cọc chống ; b) móng cọc ma sắt

Tùy theo vị trí đài cọc so với mặt đất mà người ta phân thành móng cọc đài thấp và móng cọc đài cao Thông thường khi đáy đài nằm dưới mặt đất thì móng cọc thuộc loại đài thấp (h 1-3a), con khi đáy dai nim cao hon mit đất thì móng cọc thuộc lọại đài cao (h f-3b) Sự làm việc của móng cọc đài thấp

và móng cọc đài cao khác nhau rất nhiều nên việc tính toán chủng cũng khác

nhau Nói chung, so với loại móng cọc đài thấp thì móng cọc đài cao chịu tải

Hình 1-3 Phân loại móng cọc theo vj tri dai coc:

a) móng cọc đài thấp; b) móng cọc đài cao

_ trọng ngang kém hơn, nhưng về mặt thi công thì móng cọc đài cao có rất nhiều

ưu điểm vì không phải thi công đài cọc ở dưới đất; nhiều khi còn không phải thỉ công đài cọc ở đưới nước nữa (nếu thiết kế đáy đài cao hơn mặt nước) Nhờ

ưu điềm quan trọng đó mà móng cọc đài cao hiện nay được chủ ý phát triền

nhiều trong ngành xây dựng cầu và cẳng

Riêng về cọc thì trước đây bầu như chỉ có loại cọc gỗ và cọc bêtông cốt thép hạ bằng búa thường, nhưng do sự nghiệp xây dựng của loài người ngày

càng phát triền nên hiện nay có rất nhiều loại cọc Tùy theo phương pháp thì

- công mà người ta phân thành các loại cọc sau đẩy: -

§ 1-2 Cau tao cha cọc |

Vi hiện nay có rất nhiều loại cọc, cho nên cần phải biết cấu tạo của mỗi loại và phạm vi áp dụng của chúng Tuy vậy, trong phần này chỉ trình bày kỹ

hai loại cọc được dùng nhiều nhất trong thực tiễn xây dựng là cọc: gỗ và cọc bê-

tông cốt thép hạ bằng búa thường và loại cọc ống hạ bằng máy chấn động

1 Loại cọc hạ bằng búa thường (búa treo, baa diezen và búa hơi)

Coc gỗ có ưu điềm là nhẹ, vận chuyền dễ dang, thi cong và chế tạo tương đối đơn giản Nhược điềm của cọc gỗ là sức chịu tải không cao, bị hạn

chế về chiều dài và tiết điện, đã bị hà mục ăn mòn (về điềm này cần chủ ý rằng

nằm dưới raực nước ngầm thì

thời gian sử dụng rất lâu, có khi

thân cây tương đối đều, cường

độ tương đối cao Cọc gỗ có

th làm bằng các thân cây

“nguyên hình hoặc các thanh gỗ

xẻ Chiều dai cọc gỗ nguyên

(không nối, không ghép), thông

“Hình 1-4 Cấu tạo của coc gb

ˆ vệ bằng đai thép (h 1-2a) đề khi đóng cọc khỏi bị nứt né Mili coc gỗ được vót'~

x nhọn va bit thép (h f-4b) đề khi đóng được dễ dàng và không bị tòe Khi cọc gỗ

9

: vở Pte grit 2 wt: `

cần cỏ chiều đài lớn thì có thề nối các cây gỗ lại với nhau (h Í-4c) Khi cần

có tiết điện lớn thì có thể ghép ba hoặc bến cây gỗ lại với nhau (Ä 1-4d, e)

Trong bằng 1-ƒ cho các đặc trưng tiết diện của cọc gỗ và một số cọc

Các đặc trung tiết điện của, cọc go

` Tre hall ite

Loại tiết điện tiết diện A “` | quân tink | t9 Sous 0 vì

Cọc bêtông cốt thép là loại cọc được dùng phồ biến nhất So với cọc gỗ

thì cọc bêtông cốt thép có những ưu điềm rõ rệt như : điều kiện áp dụng không

phụ thuộc vào tình hình nước ngầm (tuy nhiên khi dùng cọc ở những nơi nước

mặn thì phải chủ ỷ đến hiện tượng ăn mỏn cốt, thép trong cọc), tiết diện và chiều đài của cọc có thể cấu tạo tùy theo ý muốn, cường độ của vật liệu làm

Khuyết điềm chỉnh của cọc béténg cốt thép là trọng lượng quá lớn, gây

khó khăn cho việc vận chuyển và công tác bạ cọc Mặt khác, chính do trọng lượng bẫn thân quá lớn cho nên cần phải có khối lượng cốt thép lớn đề phù:

hợp với sơ đồ chịu lực trong quá trình vận chuyền và treo cọc — mà lượng"

cốt thép này sẽ không cần nhiều khi cọc đã ở trong móng, tức là khi công trình

trên móng đã được sử dụng Kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng, cọc rất hay,

bi héng trong quá trình vận chuyền, ngay cÄ trong những trường hợp đã dùng lượng cốt thép tương đối cao Kinh nghiệm cũng cho thấy rằng, trong quá trình

thí công cọc, hiện tượng nứt cọc (với vết nứt 0,2—0,25 mm) 1a hiện tượng thường

hay xy ra Ching ta cũng đã từng thấy hiện tượng này lại các công trường “

móng cọc ở Hải Phòng, Phủ Lương, Vạn Điềm, v.v ĐỀ náng caolính ồn định |

chống nứt và tiết kiệm thép, người ta đã dùng cọc bêtông cốt thép ứng suất _

10

' trong quá trình vận chuyền, có khi phải bố trí |

_ trước Loại cọc này chúng ta cũng đã dùng ở một số công trình tại Hải Phòng với chiều dài khoảng 40 m và tiết diện 40 x 40 em

Cọc bêtông cốt thép có nhiều loại tiết diện khác nhau như: tròn, vuông,

chữ nhật, chữ T, chữ I, tam giác, đa giác hoặc vuông có lỗ rỗng tròn (h Í-5)

Hinh 1-5 Các loại tiết điện của cọc bêtông cốt thép

Loại cọc có tiết điện vuông được dùng rộng rãi hơn cễ vì nó có ưu điềm

chủ yếu là chế tạo đơn giản, không cần những thiết bị phức tạp, có thề chế tạo ngay tại công trường Kích thước tiết điện của loại cọc này thường là 20x 20cm ;

25x25cm; 30x30cm; 35x<35cem; 40x40em Đề giảm bớt trọng lượng của cọc

(điều này rất quan trọng, nhất là đối với trường hợp không đủ búa nặng khi thi công) nhiều nơi đã đùng loại cọc vuông có lỗ rỗng tròn ở giữa Chiều dài thưởng dùng của cọc bétông cốt thép là 4—25m, có khi đạt tới 40—45m

Vì khó khăn trong quá trình vận chuyền và

điều kiện hạn chế về giá búa, cho nên trừ những ¬ trường hợp riêng biệt thì cọc được chế tạo toàn

bộ thành một khối, còn phần lớn cọc được chế tạo

thành từng đoạn rồi nối lại với nhau trong quá

trình hạ Chiều dài mỗi đoạn cọc khoảng 6—m Trên

hình 7-6 trình bày cấu tạo của một loại cọc bêtông

cốt thép được áp dụng ở các nước và ở Việt Nam Ñ = :

Khi đồng cọc, ứng suất cục bộ thường phát ; E= K4

sinh ở đỉnh cọc, cho nên tại đây phải tăng cường' › |EÐx +

thêm bằng các lưới cốt thép Mũi nhọn của cọ S _

được ting cường thêm cốt thép dọc và các thanh | _ *#ư cọc

thép Cốt thép đai ở bai đầu bố trí dày hơn với x| SE +

bước 5—10cm so với đoạn giữa với bước 15—20cm

Cốt thép đai dùng cốt thép vành boặc xoắn ốc

Cốt thép dọc có thể dùng loại CT3 hoặc CT5, gồm

4 hoặc 8 thanh có j = 16—32mm, cốt thép đai

dùng j = 6 — 8mm Lớp bêtông bảo vệ của cọc có

chiều dày 1 nhất là 3em, Bêtông dùng làm cọc |

phải có mac thấp nhất là 300 đối với ngành cầu"

đường và thủy lợi; 150 đối với ngành xây dựng

dân dụng và công nghiệp Trong mỗi cọc (bay mỗi

đoạn cọc) nên bố tri hai cái móc dùng đề cầu cọc

“cỗ 8 mac , thé nhất là 400 đổi với mông cọc đài cao và 300 đổi với móng

“coc dai thấp

a)

or

Hình 1-7 “Cấu tạo tc cha cọc bêtông, cốt thép ng suất

trước (kích thước trên hình tính bằng cm, riêng

cốt _ thệp tinh bing mm)

Đề làm tài liệu tham

khảo, trong hai bằng 1-2

và Í-3 cỏ cho một số số liệu về các loại cọc bê-

tông cốt thép thông

thường và cọc bêtông cốt thép ứng suất trước hay dùng ở Liên Xô Các kích thước trong hai bảng đỏ như hình 1-8

Gần đây, ở các née,

đề tăng cường khả năng

chịu tải của cọc (cả về -phương diện chịu tãi

trọng đứng và chịu tải trọng ngang), người ta áp

dung:loại cọc bêtông cốt thép có tai [7} Trên hình 1-9 trình bày cấu lạo của loại cọc có tai này Tai của cọc là một kết cấu

'bêtông cốt thép hình côn, còn lỗ rỗng ở giữa đề lắp

_ vào thân cọc Tùy theo hình dáng tiết điện của -cọc mà lỗ này cỏ hình

dáng thích hợp Ngoài ra,

_ tai cọc còn có thể cỏ

"nhiều rãnh nhỏ (xem hình vẽ) đề làm dễ dàng

thêm quả trinh dong coc

- Mặt ngoài của tai nghiêng

‘Coe betong e6t thép có tiết diện bình vuông đặc -

có Các kích thước cơ ban (nm) Khối lượng một coef Trong tàu : : — Mac

Số hiệu cọc ¬ bêtông |cốt thé : ep lượng béténg

bola yay b c [ae ae) | ©

C 15—40 15000 | 400 | 450 | 3100 4400 | 2,42 2301 | 6,05 300

Cc e000 | 400 | 450 | 3300 | 4700 | 2,58 | 200,3 ' 6,45 | 300

——

Coc beteng cốt thép “ừng suất trước có tiết điện *

hình vuông đặc (cốt thep“*e6 Đữờng "ảo cao)

¬— -_ Các kích thước cơ bằm(mm) |, “một eọc Trọng Mac

L | đ| A b c |tông| thép | ( | tôn

(m®)| (kG)

(1) (2) | (3) | (@ (5) (6) | (7) | @: @) 1®

CHụạp 3—20 3000 | 200 | 250 600 — |0,12] 9,4 0,31 | 300 CHạp 3,5 —.20 3500 | 200 | 250 700 — |0,4| 10,1 0,36 | 300 CHnp 4—20 4000 | 200 | 250 800 — |0,/16| 10,9 0,43 | 300 CHạp 4,5 — 20- 4500 | 200 | 250 900 — |0,18| 11,6 0.46 | 300 CHyp 5—20 5000 | 200 | 250 | 1000 — |0.20| 124 0,51 | 300 CHpp 5,5 + 20 5500 | 200 | 350 | 1100 — {0,22} 13,2 0,56 | 300 CHạp 6— 20 6000 | 200 | 250 | 1200 — |024| 14,0 0,61 | 300 CHụp - 7—20 7000 | 200 | 250 | 1400 2100 | 0,28 | 15,7 0/71 | 300 | CHạy 3—25 3000 | 250 | 320 600 — |0189| 11,2 0,48 | 300

CHạp 3,5 — 25 8500 | 250 | 320 | 700 — |0,22) 11,8 0,56 | 300

CHyp 4—25 | 4000 | 250 | 320 800 — [0,26 {| 12,4 0,65 | 300 CHpp 45—25 | 4500 | 250 | 320} 900 — |0,29; 13,8 0,72 | 300 CHạp, 5—25,„| 6000 | 250 | 320 | 1000 — | 0,82] 14,3 0,80 | 300

CHyp 515 — 25 ' 5500 | 250 | 320 | 1100 — '|0;35|- 15,0 0,88 | 300

CHạp 6—25 6000 | 250 | 320 | 1200 — |0,38| 15,5 0,95 | 300 CH,» 7— 25 7000 | 250 | 320 | 1400 2100 | 0,44) 121 1,11 | 300 CHụp 8.— 25 8000 | 250 | 320 | 1600 2400 |0,51| 18.4 127 | 300 CHzp 3—30 3000 | 808 | 340 600 — |0,28| 13,8 0/72 | 300

- CHạp 3,5 — 30 3500 1 300 | 340 700 —, | 0,33] 14,6 0,83 | 300 CHy, 4 — 30 4000 | 300.) 340 800 —"¡| 0,87 | 15,2 0,94 | 300 CHyy 4,5 —30 4600 | 300 | 330 | -900 — |0,/1| 15,9 1,05 | 300 CHa ð—30- | 5000 | 300 | 340 | 1000 | — |0⁄46[ 175 1,16 | 300 CHạp 5,5 — 30 | 5500 | 300 | 340 | 1100 — | 0,81 |” 18,3 1,28 | 300 .,GHnp 6—80 6000 | 300 | 340 | 1200 — |0,55| 18,9 1,39 | 300 CH,» 7—30 -{ 7000 | 300 (340 | 1400 2100 | 0.64 | 20,8 1,62 | 300

Ha, #8 —30 | 8000 | 300 | 340 | 1600 2400 |0,73| 27,6 1,84 | 300 CHap 9—30 9000 | 300 | 340 | 1800 2600 |0,82| 29,6 2,06 | 300 CHụạ 10 — 30 10000 | 300 | 340 | 2100 2000 |0,81| 31,7 2.29 | 300

CHạy 11— 30 11000 300 | 340 2300 | 3200 | 1,00 40,9 2,50 300

CHạp 12— 30 12000 ¡ 300 | 340 | 2500 3500 | 1,09) 43,5 2,74 | 300 CH,» 13 — 30 13000 | 300 | 340 | 2700 3800 |1,18 | 55.6 2,06 | 400 CHụp 14 — 30 14000 | 300 | 340 | 2900 4100 |1/27| 60,1 318 | 400

CHạp 16 — 30 15000 | 300 | 340 | 3100 4400 | 1,36] 73.1 3,4 400 CH,, 8— 35 8000 | 350 | 400 | 1600 2400 | 1,00} 31,5 2,5 300 CHyp 9 — 35 9000 | 350 | 400 | 1800 2600 | 1,12) 33:6 2,8 300 CHạp 10 — 35 10000 | 350 | 400 | 2100 2900 | 1,24 | 44.0 312 | 300 CHạp 11 — 35 11000 | 350 | 400 | 2300 3200 | 1,36 | 46,9 3,42 | 300

CHpp 15—35 15000 | 350 | 400 | 3100 | 4400 | 1,85| 86,1 | 4.64 | 400

CHyp 16 — 35 16000 | 350 | 400 | 3300 | 4700 | 1,98] 94,6 | 4,95 | 400 CHyp 17— 35 17000.| 350 | 400 | 3500 | 5000 | 2,10 | 135,4 | 5,25 400

CHạp 18 — 35 18000 | 350 | 400 3700 5300 |2,22 | 141,9 5,55 | 400

CHy, 19 — 35 19000 | 350 | 400 | 3900 | 5600 | 2,35) 172,8 | 5.88 | 400 CHạ, 20 — 36 20000 | 360 | 400 | 4100 | 5900 | 2,47] 206,3 | 6,18 | 400 CHạy 16 — 40 16000 | 400 | 450 | 3300 4700 | 2,58{| 116,3 | 6,45 | 400

CH, 18 — 35 18000 | 350 | 400 | 3700 | 5300 | 2,22] 141,0 | 5,55 | 400 CH„ 19—35 19000 | 350 Ì 400 | 3900 5600 '| 2,35 Ì 209,7 | 5,58 | 400 CH„ 20 — 35 _90000 | 356 | 400 | 4100 | 5000 | 2,47} 2193 | 6,18 | 400

với mặt đáy một góc khoảng 70 — 80°, chinb vi: thể mà đất xung quanh cọe được nén khá chặt khi đóng cọc, do đó sức chịu tải của loại cọc này tăng lên

so với cọc thông thường có cùng tiết diện Tuy nhiên, việc chế tạo và thi công loại cọc này phức tạp hơn nhiều Đặc biệt là chưa có phương pháp tính toán

2 Loại cọc hạ bang phương pháp xoán (cọc xoắn) -

Cọc xoắn được dùng trong các công trình cầu,

cẳng, thủy lợi và một số công trình loại khác như mỏng

edt điện cao thể Cọc xoắn gồm hai phần chỉnh: phần

thân cọc và phần đế cọc Thân cọc làm bằng bétông -

cốt thép hoặc bằng thép Đế cọc cö hình giống mũi

Tu “khoan (h 1-10) Đường kính để cọc '-

có loại đạt tới 3m nhưng không được - Vi

vượt quả 4/5 lần đường':kính thân lắp Đi cọc: 4 rãnh isa cọc Đế cọc lắm bằng thép, bằng gang thước trên hình tính

hoặc phần ngoài bằng thép còn phần “ping cm) trong bằng bêtông Loại cjẻ này được +

hạ xuống đất nhờ một thiết bị đặc biệt tạo ra mômen xoắn

an: _'thuận, không có rung động Điều này rất quan trọng khi xây

"cs pink 1-10 dựng những công trình mới nằm ngay bên cạnh những công ' Đế của cọcxoắn trình cũ Cọc xoắn chịu tải trong doc trục rất lớn vì có đáy mở : _ ,_ rộng, đặc biệt khi chịu nhồ thì cọc xoắn lại càng tỏ ra ưu việt 'Tuy vậy, muốn áp dụng cọc xoắn thì phải có thiết bị phức tạp Mặt khác; cọc xoắn chỉ dùng thích hợp khi nền đất gồm các lớp đất yếu, không thề dùng trong - trường hợp nền đất lẫn nhiều đá sỏi lớn hoặc nền đất sét quá cửng

3 Loại ege he bang phương pháp xói nước

_—— Trường hợp cần phải hạ cọc cö tiết điện lớn xuống sâu trong đất chặt thị kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng, nếu dùng bủa sẽ rất khó hạ tới chiều sâu thiết +

kế Một trong những biện pháp đề khắc phục khỏ khăn đỏ là dùng cọc hạ có xói nước ọc hạ có xói nước cũng có cấu tạo giống như cọc hạ bẵng búa, chỉ khác là ở giữa hoặc xung quanh cọc có gắn thêm các ống dé dan nước ˆ

- Trên bình 7-77 trình bày sơ đồ bố trí vòi xói và cấu tạo của vòi xói

Cọc họ theo phương pháp này có thể tiến bành theo mấy cách sau đây: _

hoặc chỉ xói nước đề do trọng lượng bản thân cọc làm cho nó hạ gần đến chiều sâu thiết:kế (cách 1—1,5 em) rồi lại đũng búa đông tiếp, hoặc vừa:xói vừa dùng

° 4, Loại cọa đà tại chà (cọc nhs ‡

Coc nhồi là loại cọc được chế tạo ngay tại “chỗ mà cọc sẽ làm việc sau khi xây dựng xong công trình Nguyên tắc chế tao cọc này là bằng cách nào đó tạo

ra một hố rỗng thẳng đứng trong đất sau đó đồ bêtông vào rồi đầm chặt lại (A 1-12) Coc nay được áp dung lần đầu tiên năm 1899 do một kỹ sư Nga tên là

A E Xtraux, vi thé cọc này hiện nay được mang tên ông

WY p

-trung tâm đối với cọc đặc; d) bố trí vòi xói trong cọc ong; e) cấu tạo

: của vòi xói không có lỗ ở cạnh; g) có lỗ ở cạnh;

Í cọc boặc cọc ống; 2 vôi xói; 3 búa, 4 bộ múp ~

_ Cọc Xtraux có sức chịu tải không cao, bởi vi Khi chế tạo nó đất được nén

chặt rất it: Trong trường hợp đất bão hòa nước thì khó bảo đầm cường độ của bêtông Sau này, trên nguyên tắc của cọc Xtraux đã phát triền thành nhiều loại

cọc nhồi tiến bộ hơn như cọc Franki, cọc Bénoto, cọc nhồi khoan, v.v

Trên hinh 1-13 trinh bày trình tự xây dựng cọc Franki Cọc này được thị 4

công bằng một ống dẫn vạn năng có đồ một khối bêtông khô cao 0,8~- 1 Om,

Sau đó thả búa vào trong ống và đóng nhẹ đề lẻn chặt khối bêtông sao cho ma sát của nó với thành trong của ống vượt quá cường độ của đất đối với ống bịt đầu Lúc này khối bêtông khô có tác dụng như một cái nút và gọi là nút bêtông Bằng cách đóng bia mạnh hơn vào nút bêtông thì ống dẫn được hạ sâu vào trong đất tới chiều sâu yêu cầu Do có khối bêtông khô mà nước ngầm không thề

vào trong ống dẫn được Khi hạ ống đến chiều sâu yêu cầu rồi thì gắn chặt đầu trên của ống dẫn với giá búa và đóng búa mạnh thêm vào nút bêtông đề tạo ra phần chân mở rộng Sau đỏ lấy búa ra rồi đặt lưới cốt thép vào và vừa đồ bê-

tông vừa rủi ống dẫn lên và đầm bêtông bằng búa Thiết bị Franki không những

chỉ thì công cọc thing đứng mà có thể thi.công cả cọc xiên và uói chung có thể

7

“thi công trong mọi trường hợp nếu ở đấy đảm bảo điều kiện đóng được ống

dẫn Ở Việt, Nam, cọc Franki đã được dùng ở một số công trình cầu và công trình bến cẳng

"Trên bình 1- 14 trình bày thiết bị « Bénoto », tư thế làm việc và tư thế vận

chuyền Thiết bị này do hãng « Bénoto» cia Pháp chế tạo và hiện nay được áp

dụng rất rộng rãi tại Pháp, Đức, Liên Xô và một số nước Âu Mỹ khác

Đặc điểm nồi bật của thiết bị « Bẻnofo » là việc hạ ống dẫn bằng kích

thủy lực theo nguyên tắc vừa xoay đi xoay lại vừa ấn xuống Ống được xoay

đi xoay lại nhờ kích đặt theo phương nẫm ngang Lực tác dụng của các kích

này truyền lên ống qua bộ múp xiết chặt lấy thân ống ở gần mặt đất (h 1-15) Việc ấn ống dẫn cũng được thực hiện bằng hai kích thủy lực khác đặt thẳng

đứng và cũng truyền lực ép lên ống qua bộ múp đó Do quá trình vừa xoay đi xoay lại vừa ấn xuống như thế rhà ống din đần dần được hạ sâu xuống đất

Khi rút ống lên thi các kích nằm ngang vẫn làm việc như cũ còn các kịch thẳng : đứng thì tạo ra các lực ngược chiều (đầy lên)

đ) tạo lỗ khoan; b) đồ bêtông ; c) đầm 1 búa; 9 nút bêtông; 3 ống dẫn ;

với cọc Franhi

Nhờ thiết bị Bénoto người ta có thề khoan được các lỗ khoan đường kính 580—1400mm với chiều sâu hơn 100m qua các lớp đất có độ chặt và độ ầm bất

kỳ (ngoài đá ra)

Ngoài việc thi công các cọc thẳng đứng, thiết bị Bénoto có thề dùng đề

thi công các cọc xiên với góc nghiêng 0—15° so với trục thẳng đứng

Coc Bénoto có sức chịu tải rất lớn, có thề đạt tới 600—800 ( khi đường

kinh lớn hơn 1 m va chiều dai coc khoảng 40 m

18

5 Loai cọc hạ bảng máy chấn động

Theo hướng công nghiệp hóa việc xây dựng các công" trình lớn, trong những năm gần đây móng cọc ống được phát triển rất mạnh mẽ Gọc ống là một kết cấu vỏ mỏng bằng thép hoặc bêtông cốt thép có dạng hình ống và được hạ

sâu vào đất chủ yếu bằng tác dụng rung của máy chấn động Chính nhờ hạ bằng cách này mà cọc ống có thề chôn sâu vào đất tới chiều sâu khá lớn

Móng cọc ống là một trong những móng hiện đại

nhất So với các loại mỏng sâu khác thì mỏng cọc ống

có những ưu điềm sau đây :

Hình 1-14 Toàn cảnh của thiết bị + Bếnoio ?: f vòng đỉnh; 2, thân

— có thê ap dung các phương pháp công nghiệp hóa trong xây ; dựng và

cơ giới hóa toàn bộ trong công tác thì công; chính vì có ưu điềm cơ bản ny

mà việc áp dụng móng cọc ống sẽ mang lại nhiều hiệu quả kinh tế, eo

=— SỬ dụng t tới mức cao nhất khả năng lam: việc của vật lién thông; ;

19

— có thề đưa mỏng xuống rất sâu mà không cần đến móng giếng chìm hơi ép là loại mỏng gây tác hại tới sức khỏe của công nhân và cán bộ trong

quá trình thi công;

—= hầu như có thề áp dụng với bất ky tình hình địa chất thủy văn như thế nào ; ;

— hầu như có thề thi công quanh năm và toàn bộ công tác đều làm trên mặt nước, do đó cải thiện được điều kiện lao động, nâng cao được năng suất

Trên thế giới, móng cọc ống đã được áp dụng từ 50 năm về trước, nhưng chỉ khoảng 20—25 năm gần đây mới được phát triền và áp dụng rộng rãi, đặc

biệt là trong xây dựng móng mố trụ cầu Công trình móng cọc ống lớn nhất

thế giới biện nay là _ công trình móng cầu Trường Giang và Nam Kinh ở

Trung Quốc

JJóa) năm 1963 Do tình hình địa chất ở đây rất

phức tạp, chiều sâu mực nước quá lớn cho nên

J — trước đây với kỹ thuật đương thời, người Pháp

không có đủ khả năng và điều kiện đề xây trụ rly’ ở giữa lòng sông Tnà buộc phải thiết kế cầu vòm

atl 4 một nhịp Việc sử dụng móng cọc ống đã cho phép

đặc biệt tại đây và do đó cầu Hàm Rồng mới đã được xây dựng theo phương án cầu liên tục hai Hình 1-17 Thiết bị mở rộng nhịp với trụ giữa tựa lên móng cọc ống gồm nhiều than coc Bénoto: cọc có đường kính 1,55m

a) & ta tnd ban aan 0) 8 bis Việc dùng tiết điện chịu lực của cọc Ống có

2 chân đề đào đất; 3 kich dang hình trụ tròn là tốt hơn cả, vì loại tiết điện

đề giữ thiết bị; 4 ống dẫn này có các ưu điềm như: có độ cứng như nhau

theo bất kỳ phương nào, cỏ khả năng ngàm vào

tầng đã ở đưới sâu nhở máy khoan, có khả năng cơ giới hóa việc chế tạo với chất lượng cao bằng các máy ly tâm, việc liên kết với các thiết bị hạ cọc rất thuận tiện:

_ ĐỀ vận chuyền dễ đàng từ chỗ chế tạo ra chỗ xây dựng, cọc ống được

làm thành từng đoạn Chiều đài của mỗi đoạn được quyết định bởi khả năng

thi công nơi chế tạo, bởi các điều kiện vận chuyền và trọng thi cha các thiết bị cần trục tại nơi xây dựng Thông thường, chiều đài mỗi đoạn ã—12m

Sau khi hạ tới chiều sâu thiết kế, có thề lấp đầy hoặc không lấp phần rỗng bên trong cọc ống Vi vậy tiết diện và cốt thép của cọc ống được xác định không

phải chỉ theo tính toán với tải trọng lắp ráp và tải trọng động do máy chấn

‘dong gay ra mà còn theo tính toán với hệ tải trọng trong quá trình sử dụng công trình

Coc ống có đường kinh d < 0,60m thường có chân cọc bịt kin và sau khi đóng đến lớp đất cứng thì lấp đầy phần rỗng bằng bêtông Trong trường hợp đất yếu thì không cần lấp đầy bên trong đề trị số sức chịu tải của cọc tỉnh theo vật liệu của nó không lớn hơn nhiều so với trị số tính: theo cường độ của đất

Cọc ống có đường kinh d < 0,80m có thề cấu tạo chân hở và sau khi ¡ ha

đề nguyên lõi đất bên trong cọc dng

Cọc ống có đường kính d < 1,00m thường được lấp đầy hoặc lấp một phần rỗng bên trong bằng bêtông (h 1-78a, Ù)

Cọc ống có đường kính d>3,0m có thề lấp một phần bêtông bên trong

và làm dày thêm vỏ cọc ong (A 1-18c)

Mac bẻtông dùng đề chế tạo

cọc ống không được nhỏ hơn 300

đối với cọc bêtông cốt thép thường

và không được nhỏ hơn 400 đối với

cọc bêtông cốt thép ứng suất trước

Mac bêtông lấp đầy phần rỗng bên

trong cọc ống không được nhỏ

hơn 179

Đối với cọc bêtông cốt thép

thường, người ta đùng loại cốt thép

cán nóng có gờ CTñ đề làm cối Hình 1-18 Lấp béténg trong cọc ống:

thép đọc và loại cốt thép trơn C73 a) lấp đầy phần rỗng của cọc; ð) lấp một làm cốt thép đai Đối với cọc ống phần ; 9 lip một phần và làm dày thêm vỏ bêtông cốt thép ứng suất trước,

người ta phải dùng loại thép cắn nóng có gỡ 25F2C va 35rC ~ Khi cọc ống có d < 1,6m thì không nên dùng cốt thép đọc có ó< 12mm

và cốt thép đai có ó < 6mm Khi cọc ống có d > 1,6m thi cốt thép doc không nên dùng ý < 18mm và cốt thép đai không nên dùng ý < 8mm

Đối với cọc ống có đ < 1,0m thì nhất thiết phải hố trí, cốt thép đọc, trên _ một lớp Khi đ > 1,6m thì cốt thép đọc cỏ thề bố trí thành hai lớp Trong irường hợp cọc ống không lấp đầy bêtông bên trong hoặc trường hợp cần phải tăng cường sức chịu tải của cọc ống, khi hạ trong đất sét chặt có nhiều: đá hòn lớn thì nên bố trí cốt thép dọc thành hai lớp ¬

Khoảng cách giữa hai mép ngoài của cốt thép dọc liền nhau (trong một lởp) không được nhỏ hơn 5cm và không được lớn hơn 20cm, đồng thời cũng không được vượt quá.1,ð lần chiều dày thành cọc ống :

:'Đối với cọc ống có đường kính đd < 0,4m thì chiều dày lớp bêtông bảo

vệ (cả phía trong và phía ngoài) không được nhỗ hơn 3,0cm Đối với cọc ống

có d> 0,6m thì chiều dày lớp bêtông bảo yệ phía ngoài không được nhỏ hơn 4em và phía trong không được nhỏ hơn 3,0cm

Qua nhiều năm kinh nghiệm, ở các nước công nghiệp xây dựng phát triền mạnh như Liên Xô, Trung Quốc, v.v đả có những loại cọc ống định hình cỏ đường kinh 0,4 — 6,0m Trên hình f- 19 trình bảy cấu tạo một đoạn cọc

_ ðống loại định hình có đường kinh đ = 1,6m của Liên Xô, chế tạo hàng bêtông

Bề lắp ghép các đoạn cọc ống lại với nhau cần phải cấu tạo các mối nối

đặc biệt Mối nối có thề liên kết với nhau bằng bulông hoặc hàn, tức là bằng các mặt bích

._ Cấu tạo của mối nối bằng bulông trình bày trên hình 7-20a là chắc chắn

hơn cả và rất thuận tiện cho việc ghép các đoạn cọc ống lại với nhau hoặc ghép cọc ống với máy chấn động Trong kiều mối nối này, vành thép được hàn

chặt với các cốt thép dọc của cọc ống khi chế tạo

Trén hinh 1-20b trinh bày cấu tạo của kiều mối nối bằng bulông "Kiều này

- — đơn giản hơn, tuy nhiên không chẳc chắn bằng kiều trên,

Mối nối kiều hàn cũng có nhiều loại Trên hình 7-27 trình bày hai loại

mối nối hàn trực tiếp các đầu cốt thép đọc đề nhô sẵn ra ngoài ở hai đầu đoạn

cọc ống Các loại mối nối hàn kiều này ít tốn thép và đơn giản trong khi chế

tạo những chỉ thích hợp khi có thể lắp ghép các đoạn cọc ống tại nơi xây dựng

7 , Hình 1-20 Cấu tạo của mối nối bằng bulông `

7 Ngoài ra, để lắp các đoạn cọc ống trong quá trình hạ, còn 6 thề dang

- " kiều mối nối hàn trình bày trên hình í-22 “

25

- — "huyết điền::chủ yếu của các loại mối nối bằng hàn là.khó liên kết với

máy chấn động, và có thề lim nứt-bêlông gần mối hàn do nhiệt độ quá cao khi

hàn và làm việc kém khi chịu chấn động TT TT TỔ

ko Đề cọc ống hạ trong đất được dễ đàng thì ,đỉnh dưới của nó được gắn

- Hền với một bộ phận có'cấu tạo riêng biệt gọi lả-chân cọc ống ˆ

xi ANALY BAA ROY

Khi coc ống có đ = 0,4 — 0,6m thì chân cọc ống thường có cấu tạo nhọn

dau (hi 1-23a) Boi voi loai coc Sng này, khi cần mở rộng chân bằng phương pháp phá nề thì chân cọc được cấu tao bing vành: thép cán dày 10 — 12mm,

cao 1,2 — 1,5m và phần trên của chân được tăng cường thêm một hoặc hai đai

Hinh 1-22 M6tAoagi khác của mối nối bằng bàng

Khi cọc Ống có đ ~> 1m thì dùng loại chân hở đáy như trình bày trên

hình 1-2 Qhân cọc ống có cấu tạo như hinh 1-24a ding cho trường bợp cọc

ống tựa vào đất yếu và khi cọc ống có thành mỏng tựa lên mặt lớp đá yếu

“Đối với những loại cọc hạ trong tác lớp đất chặt hoặc chặt vừa nhung lẫn sỏi sạn thì nên đủng cấu tao chan cọc ống như binh {-92¿b Đối với cọc ống ngàm

26

sâu trong nền đá, để giữ cho phần dưới của cọc khỏi bị phá hoại trong quá

trình khoan đá thi nên dùng loại chân thép có chiều cao 1,0 — 3,0m (h 1- 24c)

Khi cần phải tăng cường chiều dày của thành cọc ống sau khi bạ thì hop ly hon

cả là dùng loại chân có cấu tạo như hình 7-2⁄d,

Sở dĩ như vậy là vì kbi dùng các loại cọc ống a

khác thì đất trong lòng cọc ống được lấy đi

cho đến tận đáy cọc, do đó cường độ của đất

ở đây bị giảm, do đất bị rời ra Đối với cọc

ống có màng chịu lực thì đất không lấy hết

mà phần gần đảy được nén chặt lại

" _ Mot trong những biện pháp nắng cao „

sức chịu tải của cọc (tính theo cường độ đất

nền) là biện pháp mở rộng chân cọc Việc mở

rộng chân cọc có thề thực biện bằng nhiều

phương pháp : phương pháp phá nồ, phương

c— _ Pháp khoan kết hợp với vữa đất sét hoặc các

- phương pháp cơ học khác,

Trên hình 7-26 trình bày trình tự thỉ công cọc mở rộng chân bằng cách

khoan có dùng vữa đất sét (có thể gọi là cọc nhồi khoan) Việc thi công cọc theo

Trong những năm gần đây, các loại cọc Ống ngày càng được phát triển và hoàn thiện thêm Một trong những loại cọc ống mới là loại sau khi hạ sẽ lấp đầy đất (bằng máy đầm rung)

Việc áp dụng loại cọc Ống này trong trụ: eầu sẽ giảm rất nhiều khối lượng bêtông, giảm sức lao

động và dọ đó sẽ giảm giả thành của công trình

Một loại cọc ống cải tiến nữa là loại cọc

Ống có các màng chịu lực (h 1— 25a);‘Loai coc ống hình cốc (h 1— 25b) cũng thuộc loại này Nhiều nghiên cứu cho thấy rằng.`'đọc Ống có màng chịu lực (cả loại hình cốc) hạ trong đất

cát sẽ có sức chịu tải lớn hơn (1,5 —2 lần) so với các loại cọc ống khác có cùng đường kính

cies

Hình 1-24 Cầu tạo của loại cọc có chân hở đây

6 Loại cọc mở rộng chân

phương pháp này không cần phải ống dẫn và có thể khoan đề tạo thành các -ceọc có đường kính 0,6 — 2,0m ; sâu 6,0m Do tác dụng của vữa đất sét mà thành _hố khoan không bị sụt lở Ngoài ra, vữa đất sét

Hình 1-96 Sơ đồ thì công cọc nhồi khoan:

a) khoan đến chiều sâu thiết kế ; b) đặt khung cốt

thép; c) a3 béténg coc; 1 mii khoan; 2 cột

chống có chân ; 3 cột khoan; 4 cột khoan định

hướng; 5 máy bơm; 6 phếu đề đồ bêtông

đưới nước; 7 giá búa khoan ©

khi phá nd phải đồ bêtông với sự tính toán sao

còn có tác dụng là giúp cho

việc đưa vụn nham thạch bị

- khoan lên khối mặt đất được

dễ dàng Khi đã khoan đến

chiều sâu thiết kế thì cho thiết

bị cơ học xuống đề mở rộng

chân (xem hình vẽ) sau đó

cho khung cốt thép vào lỗ khoan rồi đồ bêtông dưới |

nước

Trên hình f-27 trình bày

sở đồ tạo thành cọc mở rộng

chân theo nguyên tắc cơ học

của M.X Grutman (Liên Xô)

_đùng tương đối phồ biến,

nhất là trong xây dựng cầu, Việc mở rộng chân bằng

phương pháp phá nồ được áp dụng đối với cọc ống cũng như đối với cọc nhồi - Trén hinb 1-28 trinh

bày việc mở rộng chân cọc theo phương pháp phả nồ

Cọc ống (hoặc cọc dẫn) trước

cho sau khi phá nồ, lượng

bêtông sẽ chiếm cả phần mở rộng chân và còn nẫm ở trong cọc ở chiều cao

tối thiểu là 2m (h 7-28d) Nếu kbông thực hiện được yêu cầu đỏ thì phần mở

rộng chân cọc sẽ kém gắn chặt với thân cọc bên trên -

: ; Ninh nghiệm cho thấy rằng, việc dùng các loại thuốc nồ có tính ningnd „ - 'khác nhau đều tạo ra biệu quả mở rộng gần như nhau [23] Tốt hơn cả là dùng

các loại thuốc tôli, pirôxilin và các loại amônit chịu nước "

Đề tạo ra bầu rỗng dirdi chan cọc eó đường kinh d < 1,2m thì dùng lượng

thuốc nồ tập trung ở giữa Với cách làm như vậy, phần chân cọc mở rộng sẽ

cỏ dạng hình cầu Đường kính phần mở rộng của chân cọc có thể xác định gần

đúng theo công thức sau đây :

"`

-trong đó V — thể tích của phần bêtông chiếm -trong phần phá nồ, tìm được tử

hiệu số của mức bêtông trong cọc trước và sau khi pha nd

Khối lượng thuốc nỗ đối với đất có tính năng xây dựng tốt có thể lấy theo

kinh nghiệm, như bảng Í-7

m Ta SO

Mình 1-27 Sơ đồ tạo thành cọc mở rộng chân Hình 1-38 Trình tự việc theo nguyên tắc cơ học của M.X: Grutman: mổ rộng chân cọc theo a) cọc đóng đến chiều sâu yêu cần; b) cọc nhấc lên đề cánh phương pháp phá nỗ

cửa mở ra; c) cọc được ấn xuống đề tạo thành chân mở rộng ,

Khi coc Sng cé d > 1,2m thì không nên dùng lượng thuốc nỗ tập trung

mà nên bố trí thuốc nồ theo hình xuyến (b 7-29) Bố trí như vậy sẽ giảm đi rất

nhiều lượng thuốc nồ và hạn chế được vùng phá hoại chân cọc Đường kính

phần mở rộng trong trường hợp này được xác định thẹo công thức gần đúng

trong đó J¡ — đường kính của vành thuốc nồ hình xuyến

Đề xác định lượng thuốc nồ trong trường hợp này có thề đùng đồ thị của A.A Luga (Liên Xô) trình bày trên hình 7-32 Dùng đồ thị này còn có the

xác định được đường kính Dị

§1-3 Phạm vi áp dụng các loại kết cấu cọc

và các phương pháp hạ cọc Trong §ƒ-2, khi trình bày cấu tạo các loại cọc đã nói đến ru điềm của mỗi loại, đo đó phần nào có thể thấy được phạm vi ứng dụng của chúng Đề

29

giúp bạn đọc thấy rõ hơn và tồng quát hơn, dưới day sẽ triáh bày Bằng tồng

hợp về phạm vi áp dụng các loại kết cấu cọc và các phương pháp hạ cọc theo

các tài liệu kinh nghiệm của các nước (bảng 1-8)."

§1:4 Cầu tạo của đài cọc

| Đài cọc thường được chế tạo bằng bêtông hoặc bêtông cốt thép Đài cọc

có thề thi công đồ tại chỗ hoặc lắp ghép Trong các công trình cầu "đường và thủy lợi thì phần lớn đài cọc được thi công đỗ tại chỗ Đài cọc lắp ghép được _dùng nhiều trong các công trinh xây dựng dân dụng và công nghiệp _ -

Mac bêtông không được nhỏ hơn 200 đối với đài cọc lấp ghép và không được nhỏ hơn 150 đối với đài cọc đồ tại chỗ

Hình đáng và kích thước mặt bằng của đỉnh đài cọc phụ thuộc vào hình

dang và kích thước của đảy công trình, Hinh dáng và kích thưởc mặt bằng của đáy đài phụ thuộc vào diện tích cần thiết đề bố trí đủ số lượng cọc trong mỏng

theo những quy định về khoảng cách tối thiêu, cũng như quy định khoảng cách từ mép hàng cọc ngoài cùng tới mép ngoài của đài cọc

Đối với móng cọc đải thấp, độ chôn sâu của đáy đài phụ thuộc vào điều -

'kiện đất, chủ yếu là sức chịu tải của lớp đất tiếp giáp với đài, và phụ thuộc vào đặc tính cấu tạo của công trình như nhà có tầng hầm, kho chứa, v.v

- Chiều đày của đài cọc do tính toán quyết định, nhưng phải có trị số cần

thiết tối thiều đề đâm bảo độ ngàm sâu của cọc trong đài Theo quy phạm móng cọc [38], độ chón sâu của cọc trong đài không được nhỏ hơn 2d va không”

được nhỏ hơn 1,2m Khi d > 60em (trong đó đ— đường kinh hay cạnh cọc)

Trường bợp bảo đảm cốt thép đọc của cọc ăn sâu vào đài một đoạn bằng hoặc lớn hơn 20d đối với cột thép có gờ và 40d đối với cốt thép nhẵn thì độ ngàm -

sâu của cọc trong đài chỉ cần 15cm

Đài cọc 'có thể cấu tạo thành một tấm liên tục hoặc cấu tạo thành nhiều - -

bậc như đối với mỏng nông

30

*

Bang 1-8

Phạm vỉ áp dung các loại kết cầu cọc

Phương Tiết Chi?

Loai coc hoặc chế |đường kinh} - đài Phạm vi 4p dụng

Hạ bằng để 4_—-45 mảnh gạch, bêtông, đá hoặc cây gỗ, v.v

búa en 45 - b) khi có khả năng làm hư hỏng công

15 x trình lân cận do tác dụng rung khi

mày chấn aon - 3 ~~ 25 Cat bão hòa nước; ả cát, Á sét và

động 45 XX 45° sét nhão, dẻo nhão va déo mém

Hạ bằng Cát và á cát, á sét nhãấo và dẻo nhão

xói nước | 30 x 30 - Không nên dùng trong đất sét cũng như

có đóng đến 8 — 20 dùng gần các công trình có móng đặt thêm bằng | 40 >< 40 trên nền thiên nhiên

Đất chịu nén loại bất kỳ Dùng tốt Cọc đặc | Ta bằng đối với các công trình chịu tải trọng

tiết điện búa 3ä » 36 < 12 nằm ngang (tưởng chẳn, bến sông; bến chữ nhật cảng, v.v ) Khi chỉ có lực thẳng đứng

thì dùng không có lợi bằng cọc vuông

điện vuông | Hạ bằng 30 >< 30 6-8 Đất sét có độ sệt không vượt quá

có lỗ rỗng búa ` dẻo nhão Đất cát và á cát, chặt vừa

Mỗi đoạn

vor vas He bing | 13m nối | Quacée lớp đất sét có độ sật không

tron, mii bua S 80 lại đến vượt ván dẻo nhão và tựa lên nền

.| cọc đề hở 40m đất chặt

hee rons He bing | we “ont Qua các lớp cat bão hoa nước hoặc

awn may chin < 80 aes các lớp đất sét va cắm vào các lớp

tròn, mũi lại đến „ : ` động tương đối chặt

tiết điện | búa hoặc | cạo Mỗi đoạn | Đất sét bão hỏa nước, nhão và đểo

cọc bịt kin | chấn động lai dén 20m hs

Ha bing

‘Coc ống động loại < 300 < 50 Bat chịu nen loai bat kỳ, trừ đất set

cà nặng BI 80 - cứng và đất sỏi có chiều dày lớn

Co thề dùng đối với nhà và các công

Cọc nhồi om ib Nước oh sy kidm tra tinh chit Hiên tục của béténg

mở rộng "bà Ạ t on kính <1 thân cọc và bầu Không nên dùng trong chân bằng tá “vn bà ng , cat byi.va bio hda nước, đất sét nhão pha nd Pate ng e< 120 va déo nhão Không nên dùng khi có

ng | rộng khả năng phá hoại nhà hoặc công trình

lân cận do việc nỗ mìn gây ra

-Khoan 18

"có gia cổ -

ban 16 Đường Có thỀ dùng trong tất cä các trường

Cọc nhồi oan 4 at kính thân hợp khi không thề đóng cọc được (vi khoan có SÉU hoặc | €0e40—60 | ảnh hưởng rung đến công trình lân cận, lên mở bê Son đường 14— is | vì thiếu thiết bị đóng cọc, vì cọc đi qua

¢ mo} tke i kinh phần | một lớp đày có lẫn nhiều đã sổi, v.v )

rộng ôn a mở rộng Không nên dùng khi phần mở rộng

tơ 7 To vn 80 — 160 nằm trong đất cát

xở rộng

-chân

ˆ Í Đường Nên dùng cho đất chịu nén bất kỳ |'

Xoắn ¢ e | kinh thân đối với nhà hoặc công trình mà những vào đất cọc 40—60 cấu kiện chính của chúng chịu tải trong Cọc xoắn bị đặc biệt | mũi xoắn nhờ thiết | đường kinh R <8 kéo lên (đường cao, x.V Dùng ti ong trirdng ‘hyp dia ‹v,.) Dù dày tải điện, TY hen tháp đai |

= < 120 thé hep Khong nén ding trong đất bùn,

đất than bùn và cáo loại đất yếu khác

Dùng trong các công trình tạm, Cho phép dùng ở những nơi nhiều gỗ, những Cọc gỗ Đóng bằng 92 — 36 5—8 nơi gỗ là vật liệu địa phương đối với

a các công trình vĩnh cửu, khi đỉnh cọc

nằm thấp hơn mực nước ngầm ổn định

HÑ nhất là 0,5m,

Khoảng cách từ mép đài đến mép hàng sọc ngoài cùng gần nhất không

được nhỏ hơn 25cm đối với các công trình sầu đường, thủy lợi và khêng được

nhỏ hơn 5em đối với các công (trình xây dựng dâu dụng và công nghiệp

Bi với móng cọc đài cao, nên thug

cường cốt thép cho đài bằng cách cấu tạo các

lưới cốt thép ý 20-— 25mm đặt cách nhau

10-~20cm (h 1-31) Đỉnh cọc nên đặt các lưới

cốt thép ø 12 mun cách nhau 10—15cmm, Các cọc

nim gần mép đài phải

được tăng cường bằng

Chuong If xAC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỬA CỌC

§2-1 Khái niệm chung Một cọc khi đóng riêng rể — gọi là cọc đơn (h 2-1) — và khi nim trong - nhóm cọc (h 2-7ö) thi có khả năng chịu tải trọng khác nhau Sự khác nhau này

diễn ra như thế nào và vì sao lại có sự khác nhau ấy sẽ được nghiên cửu kỹ

trong chương II Tuy nhiên, cho đến nay, khi thiết kế các loại móng cọc, phần

lớn người ta đều giả thiết rằng sức chịu tải của mỗi cọc trong nhóm cọc bằng

sức chịu tải của cọc đơn Vì vậy, trong chương này sẽ trình bày kỹ các phương pháp xác định sức chịu tải của cọc đơn Sức chịu tải của cọc là một đại lượng rất quan trọng được dùng trong suốt cả quả trinh thiết kế móng cọc Việc xác định đại lượng đó đúng hay không đúng so với thực tế sể ảnh hưởng rất nhiều —

và cở khi cỏ ảnh hưởng quyết định — tới giá thành của móng cọc

Cọc trong móng bị phá hoại có

thề do một trong hai nguyên nhân sau

— bắn thân cường độ vật liệu làm

cọc bị phá hoại ;

— đất nền không đủ sức chịu đựng

VI lý đo đó, khi thiết kế phải xác định sức chịu tải của cọc yề cả hai mặt ; sức chịu.tải của cọc theo cường độ vật

Hình 2-1 Móng cọc: liệu cọc và sức chịn tải của cọc theo

a) cọc đơn; b) nhóm cọc cường độ của đất nền Trị số nhỏ nhất -

trong bai trị số đỏ sẽ được đưa vào tỉnh

toán móng cọc Cũng cần phải chú ý rằng, phần lớn khi thiết kế phải chọn kích

thước cọc sao cho hai trị số đó về sức chịu tải của cọc không được chênh lệch

nhiều quá đề thỏa mãn các điều kiện về kinh tế Trong tất cả mọi trường hợp,

không đượcghọn kích thước cọc mà sức chịu tải tính toán của nó xác định theo

cường độ vật liệu cọc lại nhỏ hơn sức chịu tải của cọc xác định theo cường độ

của đất nền Nếu khóng chú ý điều này thì vô tình người thiết kế đã chôn vùi

vào trong đất một khối lượng cọc thật là vô ích

Lễ ra, khi thiết kế mỏng cọc phải giải quyết được hai vấn đề về sức chịu

_ #J

34

~ khi đã có kích thước của cọc và điều kiện địa chất, cần biết cọc đó sé

chịu được tải trọng đọe trục lớn nhất là bac nhiêu;

— kh: đã có kích thước cọc và điều kiện địa ghi, cần biết cọc dó sẽ cluu được tãi trọng nằm ngang lớn nhất là bạo nhiêu

Vi quá phức tạp, nên vấn đề thứ bai biện nay chỉ mới giả quyết được hãng cách tiến hành thí nghiệm ngay tại nơi xây dựng móng cọc Về:lý thuyết,

vấn đề này chỉ mới giải quyết được bài toán ngược, nghĩa là khi đã só kích thước cọc và điều kiện địa chất thì với tải trong nar ngang cho trước fa có thể

tính toán đề kết luận rằng cọc đó ồn định hay không Šn định

Vì những vấn đề đó nên trong chương này chỉ trình bày các phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo phương dọc trục Những điều gì liên quan đến vấn đề thứ hai được đề cập trong chong IV

§2-2 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo các, phương pháp thông thường trong các giÁo trình kết cấu công trình (bêtông cốt thép, thép, gỗ, v.v ) Dưới đây sể nêu ra các công thức xác định sức chịu tải tỉnh toán của các loại coe gỗ, cọc hêtông cốt thép là hai loại cọc được dung pho biến nhất

a Coe gỗ oO -

, P = kmFR,, Se TS oe " (2-1)

trong d6 P — sirc chiu tải tính toán của cọc;

k — hệ số đồng nhất của vật liệu, lấy bằng 0 6;

‘m— hé sé diéu kién lam viée (Ð, phục thuộc vào loại đài cọc và sốt ‘coc

trong móng, lấy theo bằng 2-1;

F— diện tích tiết điện ngang của cọc;

Ry— cường độ chịu nén giới hạn khi nén đọc thớ gỗ

Loại Gai coc

trong đó Ry, — cường độ chịu nén giới hạn của bètông; - %

F,, — dién tich tiét điện phần bétong ; so

Ret — cwding dd chiu kéo giới hạn của cốt thép ; ;

F,, — dién tich tiết điện cốt thép

(1) Đối với những cọc có đường kính hay cạnh cọc lớn hơn 2m thì lấy

m=='1.-3 Coc óng betông cót thép có lap day bétong phần rỗng -

trong d6 F; — điện tích tiết điện ngang của lõi bêtông; -

—_ Ra— cường độ chịu kéo giới hạn của cối thép xoắn; |

Fa — di¢n tích tiết diện ngang tính đôi của cốt thép xoắn, - |

Dị — đường kính lỗi bêtông;

F,— diện tích tiết điện ngang của thanh cốt thép xoắn ;

B,— bước của cốt thép xoắn

Cáo đặc trưng của bêtông và bêtông cốt thép có cho trong các bảng 16 va

17 cha phu luc 6

§ 2.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nèn

Sức chịu tải của cọc theo đất nền có thề xác định bằng phương pháp thi nghiệm, phương pháp thống kê các số liệu thực tế hoặc bằng phương pháp thuần tủy lý thuyết

Dưới đây sẽ lần lượt trình bày nội dung các phương pháp đó, đồng thời nêu lên các ưu điềm và nhược điềm của chúng đề thấy ré pham vỉ ứng dụng của mỗi loại

1 Xác định sức chịu tải của cọc bằng các phương pháp thí nghiệm

.) Phương pháp thi nghiệm bằng tải trọng tính

Nội dung của phương pháp này như sau: đóng cọc đến một chiều sâu

nào đó (thường là chiều sâu di tỉnh của người thiết kể), sau đó chất tải trọng

tĩnh lên cọc theo nguyên tắc tăng dần từng cấp cho đến khi đạt tải trọng phá hoại (quy ước) của nền đất (nền đất không đủ sức giữ cọc nữa), từ đó xác định

được sức chịu tải giới hạn của cọc Trong quá trinh chất tải trọng có theo đồi

độ lún của cọc bằng các thiết bị đặc biệt

Việc chất tải trọng tĩnh lên cọc có thề thực hiện bằng nhiều cách như các

sơ đồ trình bay ở các hình 2-2, 2-3 vd 2-4 Hién nay, cach chat tai trong tinh duoc dùng nhiều nhất là cách dùng cọc neo và kích thủy lực (h 2-2) Kinh nghiệm 'thực tế cho thấy rằng, đối với trường hợp đất bình thường thì số cọc neo nên

dùng ít nhất là 4 cọc (ñ 2-5a) còn khi đất yếu thì nên dùng ít nhất là 6 cọc (h 2-5b) Cọc neo có thé 1a các cọc của móng cọc sể dùng sau này Đề cọc neo ít ảnh hưởng đến coc thi nghiệm thì khoảng cách lối thiểu giữa mép cọc neo và mép cọc thi nghiệm không được thỏ hơn 1,0m đối với trường hợp dùng 4ocọc neo và không được nhỏ hơn 0,6m đối vời trường hợp dùng

6 cọc neo

36

Đề-đo độ lan của cọc thi nghiệm, đgười ‘ta dũng các thiết bị có đó china

xác tới Ủ,lmmm hoặc hơn ‘Thuan tiện aon ca la ding chuyén vi kể Nên đo cả chuyền vị của cọc neo Các cọc neo làm việc: chịu kéo Khi cjơ 7ieo bị nhề lên

chứng tỏ rằng nó không đủ sức chịu dung và do đó nó không sỏn đủ khả nang

đề tiếp tục làm cho kích đẻ cọc thí nghiệm lửn xuống được nữa Lúc này cần phải tăng cường hệ thống cọc neo

‘ Hình 3-3 Gia thi bing don bầy + với đối ‹

Hình 9-2 Gia tải bằng đòn bầy dùng nước: + trọng đi chuyền : :

3 cạc thí nghiệm; 4 cần đòn bẩy; 5 mực đòn bẩy; ¿ tab trong di chuyền được; su

qước cao nhất nơi thí nghiệm _ ã đường ray "

Hình 2-4 Gia tải bằng Xich —— Hình 3-5 Sơ đồ bố trí cọc n4Ð:

_ thủy lực: a) đốí với đất bình thường;

1, cọc thí nghiệm ; 2 cọc neo ; b) đối với đất yếu

_ Khotng etch 161 thidn gite eoc do vả sọc mắc — — 2ˆ

cup 09S MeO | “ef pe neo sọc thí nghiệm `

Tải trọng tĩnh tác dụng lên cọc được tăng dần theo từng cấp Trị số mỗi cấp tải trọng bằng khoảng 1/10 — 1/15 trị số tải trọng giới bạn dự tính Ví dụ

đối với kích thước cọc đã cỏ, với chiều sâu cọc thí nghiệm và tinh hình địa chất ˆ

cụ thề, theo kinh nghiệm dự đoàn rằng.cọc có thề chịu được tai trọng giới hạn

là 150/ thi mỗi cấp tải trọng dùng đề thí nghiệm có thể lấy từ 10 (tức là 1/15)

đến 15/ (tức la 1/10) Chủ ý rằng, đề đâm bảo độ chính xác thì những cấp tải trọng về cuối quá trình thí nghiệm nén lấy nhỏ đi Với mỗi cấp tải trọng, phải

để cho cọc hoàn toàn ồn định về lún mới được phép lăng cấp tải trọng tiếp

theo Tiên chuẩn ồn định về lún được guy định như sau: đối với đất cát sau

30 ph và đối với đất sét sau 60 ph độ lún không vượt quá 0,1mm _

Tai trong ci ting dan từng cấp như thế cho đến khi đất hoàn toàn bị

Từ kết quả đo được khi thí nghiệm ‡a vẽ đường quan hệ giữa tải trọng

giới bạn tác dụng lên cọc với độ lùn của cọc (gọi là đường tải trọng — độ lún)

và quan hệ giữa độ lửn của cọc với thời gian tac dụng của tải trọng (¿ 2-6) Quan hệ tải trọng — độ lủn được dùng đề xác định tại trọng gidi han

của cọc Quan hệ độ lún — thời gian dùng đề bồ sung cho quan hệ kia và cho

phép xác định chỉnh xác hơn thời gian mất ồn định và trị số tải trọng giới har Quy pham mới của Liên Xô CHnn JJ—B.5-6? (nước ta sắp ban hanh làm _ quy phạm tạm thời về móng cọc) quy định việc tìm sức chịu tãi tỉnh -toán cus cọc theo kết quả thí nghiệm bằng tải trọng tính như sau:

trong do k— hé a6 ddng nhất, lấy bằng 08:

- m— hệ số điều kiện làm việc lấy bằng 1;

P„, — tải trọng giới hạn của cọc hoặc cọc ống, xác định theo biểu đồ tải trọng — độ lún san khi hoàn thành thí nghiệm

Trên biều đồ tải trọng — độ lún, P„ được xác định như 4&u

— Đối với nhà và công trình (khóng kề cầu) lấy ứng với độ lin

trong dé — — hệ số (1) chuyền từ trị số độ lủn giới hạn rung tình Š¿ của nhà

hoặc công trình cho trong thiết kế dưới tac dung cua tài trọng dài

(1) Trong trường hợp thì nghiệm với tiêu chuần lún 3n định quy rức lề 0.1mm

sau 2h thì lấy E1 Tri số š có thề xác định chứnh-xác hơn theo 'các số Hện thí nghiệm đài bạn và theo các kết quả quan trắc độ lún của công trinh xây trên mông cọc với các

(iều kiên tương tự.

hạn sang độ lún của cọc nhận được trong thí nghiệm ứng với khi

lún $n định (quy ước); `

Sen — dd hin giới hạn trung: bình của móng nhà hoặc công trình đang

thiết kế, lấy theo yêu cầu thiết kế hoặc lấy theo bang 17 hoặc bảng

Hình 2-6 Biều đồ quan hệ giữa tải trọng giới hạn 9 với

độ lún (a) và giữa độ lún với thời gian nC) ©

Cần: chủ ý rằng, khi thí nghiệm cọc bing tải trong’ tĩnh thi l phải tăng tải

trọng tới trị số đề độ lún đạt được 20mưn hoặc lớn hơn!Ñối với ‘mong ‘coc các - ngôi ñhà néu ra trong digu 1-4 va 6 cla bing 11 trong « (OP XD 45—70» (bằng 17

phu lục 7) và không được nhỏ hơn 40mm đối với các công trinh’ nêu trong điều õ của bằng đó Nếu cọc tựa lên đất hòn lớn, đất cát to và cát vừa ở trạng

- thải chặt cũng như đất đính ỡ' trạng thái cứng thì thí nghiệm coc bang tai trong tĩnh có thề kết thúc khi đà, lún ` nhỏ hơn 20mm với điều kiện là tải trong | Jon

nhất khi thi nghiệm không được nhỏ hơn 1,5P (P— sirc chịu tai tính toán” của

cọc tính theo công thức 2-63) Nếu tải trọng lớn nhất bing hoặc lớn hơn 1,5P ˆ

mà độ lún § của cọc nhỏ hơn trị số Đấu thì tải trọng giới hạn Bạc của cọc lấy bằng tải trọng lớn nhất cô được khi thí nghiệm ce cadets ab cee nea tha

39

* + - Đổi với.công trình cầu thì P,, trong công thức (25) lấy bằng:

+ tải trọng ứđg với cấp ti trọng gây ra độ lún vượt quá 5 lần độ lún của

- cấp ngay trước cấp đó gây ra với điều kiện là tồng độ lún đã vượt quá 40mm;

—— "è tải trọng ứng với cấp ngay trước cấp tải trọng mà khi đó tồng độ lún vượt quá 4mm và sau một ngày đêm mà độ lún vẫn chưa ồn định

ĐỀ có thêm một số tài liệu tham khảo, dưới đây sẽ đưa ra một số phương

pháp khác trong việc sử dụng kết quả thí nghiệm cọc bằng tải trọng tĩnh

Tùy theo đặc tính của đất nền nơi thí nghiệm mà dạng đường cong tải trọng — độ lún sẽ khác nhau Thực tế thí nghiệm ở nước ta [6] và nước ngoài -

[28] cho thấy rằng, không phải trong trường hợp nào cũng có điềm gãy trên

_ — Theo thống kê hơn 500 tài liệu thí nghiệm cọc bằng tải trong tinh do | Viện Thiết kế nền móng Liên Xô tồng kết [28] thì dạng đường cong tải trọng —

độ lún có thề chia thành năm nhóm khác nhau (h 2-7) Các đường cong thuộc

nhóm ï và lÏ thì rất thoải, ứng với trường hợp nền đất dưởi mũi cọc tương- đối chặt và có tính nén lún tương đổi bé Lúc này rất khó nhận ra trên đường

TE - ong đó đến khi nào thì đất đạt tới

Hình 2-7, Mot số dạng biều đồ quan bệ giữa -

tải trọng với độ lún theo thi nghiệp của Viện , Các đường cong thuộc nhỏm

Thiết kế nền móngLiênXô — lTH,TŸ và Ý có độ cong lớn Thử

cong của nó càng lớn Đất dưới mũi cọc càng có tỉnh nén lún cao thì đường cong tai trọng — độ lún càng đốc Trong các trường hợp này, tuy thí nghiệm được tiến hành đến trạng thải giới hạn nhưng việc lựa chọn sức chịu tải tính toản của cọc lại gặp phải một số khó khăn vì rất khó ghi thật chính xác trị số tải trọng ứng với trạng thái giới bạn (trừ trường hợp trên đường cong tải

trọng — độ lún có điềm rất đột biến, tức là độ lủn tăng rất nhanh trong khi tải _

Vi vậy, nhiều tác giả, cơ quan nghiên cứu và thiết kế ở các nước đã đề

ra những phương pháp khác nhau đề xác định tậi trọng giới han (hay tdi trọng -

tính toán) của cọc sau khi thí nghiệm nén bằng tải trọng tĩnh Các phương

1 Xác định tải trọng giới hạn ứng với điềm đột biến trên biều đồ tải

— Theo CHuFI 11-B.5-62 [37| và CH 200-62 [36] thì tải trọng giới hạn là -

thi trọng mà khi đó độ lún bắt đầu tắng rất đột ngột trong khi tải trọng tăng rất ít

4U

— Theo K Yamagata (Nhat Bản) thì đường cong tải trọng — độ lún được

Dung đường S=ƒ(P,) đã lập ra trên cơ sở các số liệu thí 'nghiệm Trên

trục hoành đặt lgøP,, và trên trục tung đặt lgS Kết quả ta có hai đường thẳng cắt nhau (h 2- -8) Tai giao điềm A của hai đường thẳng đó ta xác định được tải trọng giới hạn của cọc và độ lún tương ứng với tai trọng đó

2 Xác” định tải trọng giới hạn (hay tải

trọng tính toán) -dựa vào trị số độ lún và tốc độ

— Theo A.Á Luga [28] và chỉ dẫn kỹ thuật

tạm thời về móng nhà và công trình ở Lénin-

građ các chỉ dẫn kỹ thuật về thi công và xây

dựng cầu cống (TYCM — 58), các chỉ dẫn kỹ - -

thuật về thi công các công trình đường sông, ˆ_

đường biền (BCH —- 3⁄4/X — 60) và theo (CHu_

II H— B 5-67) thì tải trọng giới hạn xác định ˆ

ứng với cấp tải trọng trước cấp tải trọng cực ˆ Hình 28 Điều đồ quan n hệ , hạn một cấp Tải trong circ han la tditrongimg === - -.- s=f (Po)

với cấp tải trọng mà tồng độ lủn của cọc lớn -

hơn 40mm và độ lủn do cấp tải trọng đó gây ra lớn hơn 5l1ần độ lún do cấp tải

trọng ngay trước nó gây ra hoặc suốt cả một ngày đêm vẫn chưa ồn định về lún

— Theo K Terzaghi và R.B Peck[46] thì tải trọng giới bạn lấy trên đường

cong độ lún — tẢi trọng ứng với trị số độ lún bằng 10% đường kính hay cạnh cọc

— Theo N.M Gerxévanov thì tải trong cho -phép, tac dung:lén coc-khéng nên vượt quá giới hạn đàn hồi về độ lún của cọc, mà trị số giới ! bạn đàn bồi

về độ lún của cọc thường không vượt quả 10nưn

— V.N Golubkov va V.F Hinux [28] cho thấy rằng, khi tốc độ lún: vượt quá 0,5mm/( thì rất nguy hiểm vì thế có thề lấy trị số đó làm trị số giới hạn cho

phép đối với cọc đơn Độ lún cho phép ứng với điềm trên đường cong độ lún — tai trong là độ lún mà bắt đầu từ đó tốc độ lún vượt qua 0,5mm/t BO lin tính toán của cọc đơn (trong trường hợp này) có thé xác định bằng cách chia độ lún

_ giới hạn cho phép cho hệ số lún không đều k=1, 2, Từ đó xác định được trị

-số tải trọng tính toán của cọc trên đường cong độ lún tải trọng :

_“Zm

a1

~— Theo D A ‘Leonards (Anh) [42], tải trọng tính toán của cọc lấy trên đường cong độ lún — tẢI: trọng ứng với độ lún 5 = : 1/2" (tứt là 12 ,ïmm)

_ Ngoài hai xu hưởng trên, một số nhà nghiên cứu còn đề ra mội vài phương pháp đặc biệt khác đề xác định tải trọng giới hạn của cọc sau khi thí nghiệm

bằng tải trọng tỉnh như — §h.Szychy (Hungari) đề nghị xác định tải trọng giới

hạn theo đường cong độ lún — tải trọng lập ra trên cơ sở thí nghiệm tăng tải

đỡ tải nhiều lần ứng với khi độ lún đàn hồi và độ lún côn dư của cọc bằng nhau

Tóm lại, hiện nay có rất nhiều cách sử dụng kết quả thí nghiệm | cọc bằng

tải trọng tĩnh đề xác định tải trọng giới bạn, của nó Vì quy phạm của ta [62] mới là quy phạm tạm thời, chủ yếu là dịch từ quy phạm [37] của Liên Xô, cho nên trên đây trình bày một số phương pháp đề người thiết kế có thề tham khảo và tìm chọn phương pháp nào cho thích hợp với điều kiện cụ thề ở từng nơi của Việt Nam Chẳng hạn, khi thiết kế các công trình sẽ xây trên những

vùng đất yếu nếu khống chế độ lún của cọc bằng các trị số quá bé như ở những

nơi đất tốt khác thì sẽ không kinh tế Vi thế, trong những trường hợp này, nếu

có các biện pháp tăng cường độ cứng của kết cấu thị ta có thệ, áp dụng phương

pháp của (Các chỉ dẫn kỹ thuật về móng nhà và công trình ở Léningrad » đề

xác định tải trọng giới hạn của cọc sau khi thí nghiệm nén tĩnh -

b) Phương pháp thi nghiem bang tai i trong động (phương pháp đóng cọc thir)

Khi cọc đã hạ tới một chiều sâu nào đó, nếu ta dùng một loại búa có trọng lượng nhất định đóng một nhái vào cọc thi cọc sé bi lún xuống Trị số

độ lún đó của cọc gọi là độ chối và ký hiéu la e R6 rang ‘ring, sức chịu tải

giới bạn của cọc càng lớn thì độ lún ấy (tức là độ chối) càng bé và ngược lại,

nếu sức chịu tải giới hạn của cọc càng nhỏ thì độ chối càng lớn -

Như, vậy là giữa sức chịu tải giới han của cọc và trị số độ chổi của a nd

có một liên hệ nhất định nào dé Nếu biết được liên hệ ấy thì sau khi dong coc đến chiều sâu tùy y, dùng búa đóng thử đề đo độ chối e, ta sẽ tìm được sức chịu tải giới: hạn của cọc Đó là thực chất của phương pháp thí: Pghiệm cọc bằng tải trọng động hay còn gọi là phương pháp đóng cọc thử `

Vậy làm thế nào đề xác định được liên hệ giữa sức chịu tải giới hạn P,›

và độ chối e của cọc? Về vấn đề này đã có rất nhiều tác giả đề ra các liên hệ khác nhau Dưởi đây sẽ trình bày cách thiết lập -Hên hệ đỏ của N.M Gerxeva- noy — một liên hệ nồi tiếng hiện được dùng rộng rãi ở Liên Xô và một số nước

khác — và cách thiết lập liên hệ đó của một số tác giả khác ở Phương Tây

Điều kiện cân bằng công khi đóng cọc được biều diễn bằng công thức

trong đó Q_— trọng lượng phần búa rơi ;

H — chiều cao rơi búa, lấy theo bang 2-3;

42