TÌM HIỂU VỀ MÓNG CỌC TRONG XÂY DỰNG

II- Cỏc quy đ nh v cọc đóng theo 22 TCN 272 – 05 Độ chôn sâu của cọc phải được xác định dựa trên khả năng chịu tải trọng thẳng đứng và tải trọng ngang và chuyển vị của cả cọc và đất bên

được gọi là cọc chống, ngược lại khi cọc tựa lên nền địa chất thông thường sức kháng của cọc chủ yếu từ ma sát thành bên và cọc được gọi là cọc ma sát

II- Cỏc quy đ nh v cọc đóng theo (22 TCN 272 – 05)

Độ chôn sâu của cọc phải được xác định dựa trên khả năng chịu tải trọng thẳng

đứng và tải trọng ngang và chuyển vị của cả cọc và đất bên dưới Nói chung, trừ khi đạt độ chối, độ sâu thiết kế với bất kỳ cọc nào cũng không được nhỏ hơn

3000 mm trong đất dính, rắn chắc hoặc vật liệu hạt chặt và không được nhỏ hơn

6000 mm trong đất dính mềm yếu hoặc vật liệu dạng hạt rời Trừ khi đạt được độ chối, cọc cho trụ mố kiểu khung phải xuyên không nhỏ hơn 1/3 chiều dài tự do của cọc Đóng cọc xuyên qua một lớp đất bên trên mềm hoặc rời nằm trên lớp

đất chắc và cứng, phải xuyên qua lớp đất rắn một khoảng cách thích hợp để hạn chế chuyển vị của các cọc cũng như đạt được khả năng chịu tải thích hợp Các cọc phải được thiết kế để có khả năng chịu tải và khả năng kết cấu đảm bảo với

độ lún cho phép và độ chuyển vị ngang cho phép

Sức kháng của các cọc có thể được xác định thông qua kết quả khảo sát thăm dò dưới mặt đất, kết quả thí nghiệm tại hiện trường hoặc trong phòng thí nghiệm, thí nghiệm tải trọng tĩnh, thí nghiệm tải trọng động có xét đến hiệu ứng truyền sóng Khả năng chịu tải có thể đánh giá bằng cách tham khảo quá trình làm việc trước

đây Khi xác định sức chịu tải cần xét đến:

♦ Sự khác nhau giữa sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc,

♦ Khả năng chịu tải của lớp đất nằm phía dưới chịu tải trọng của nhóm cọc, ảnh hưởng của việc đóng cọc tới các kết cấu liền kề,

Đỉnh của các cọc phải được thiết kế ngàm sâu ít nhất 300 mm trong bệ móng sau khi đã dọn đi tất cả các vật liệu cọc hư hại Nếu như cọc được gắn với bệ móng bằng các thanh cốt thép chôn hay các tao, chúng phải được chôn sâu không nhỏ hơn 150 mm vào bệ móng Khi cốt thép cọc được neo trong bệ cọc thoả mãn các yêu cầu i) tỉ lệ cốt thép neo không nhỏ hơn 0.5%; ii) số thanh neo không nhỏ hơn 4; iii) cốt thép phải nằm trong bệ để đủ chịu một lực bằng 1.25fyAs thì độ ngàm có thể nhỏ hơn 150 mm

Các cọc xiên được dùng khi sức kháng ngang của các cọc thẳng đứng không đủ

để chống lại các lực ngang truyền lên móng, hoặc khi cần tăng thêm độ cứng của toàn bộ kết cấu

Cần thể hiện các cao trình dự kiến và cao trình mũi cọc tối thiểu của từng kết cấu phần dưới trong các bản vẽ hợp đồng Các cao trình mũi cọc dự kiến phải phản ánh được cao độ tại đó có thể đạt được khả năng chịu tải cực hạn cần thiết của cọc

Các cao trình mũi cọc dự kiến tối thiểu phải phản ánh được độ xuyên vào đất cần thiết để chống đỡ các tải trọng ngang lên cọc, bao gồm xói lở nếu có và/ hoặc độ xuyên qua các địa tầng không thích hợp nằm trên

Khi đóng cọc xuyên qua nền đất đắp, phải đảm bảo ngập xuyên ít nhất là 3000mm qua lớp đất nguyên thuỷ trừ phi đến độ chối do gặp đá gốc hay gặp

địa tầng chịu lực đủ rắn ở một độ sâu ít hơn Vật liệu đắp nền phải được chọn lọc sao cho không cản trở việc hạ cọc đến chiều sâu yêu cầu Kích cỡ hạt tối

đa của bất cứ loại đất đắp nào đề không được vượt quá 150mm Các vị trí khoan thăm dò trước hay cọc khoan đập cần được quy định khi cần thiết, đặc biệt đối với các loại cọc chuyển vị

+ Quy đ nh v các ứng suất đóng cọc cho phép tối đa

Có thể ước tính tải trọng đóng cọc bằng cách phân tích phương trình sóng hay kiểm tra động đối với lực và gia tốc ở đầu cọc trong quá trình đóng cọc Lực đóng cọc tối đa đối với các cọc được đóng ở trên đầu cọc không được vượt quá các sức kháng tính toán sau đây với các hệ số sức kháng thích hợp:

III- Cỏc quy đ nh v cọc khoan nh i theo (22 TCN 272 – 05)

Chiều sâu chôn cọc khoan phải đủ để cung cấp các khả năng chịu tải thẳng

đứng và ngang phù hợp và chuyển vị chấp nhận được

Với các cọc ngàm vào đá yêu cầu có các ống vách xuyên qua các lớp đất bên trên, các hồ sơ thi công phải chỉ rõ rằng đường kính hốc đá khoan ít nhất phải nhỏ hơn đường kính trong của vách là 150 mm Với các cọc ngàm vào đá không cần có các ống vách qua các lớp đất bên trên, đường kính hốc khoan có thể bằng

đường kính thân cọc qua lớp đất Việc thiết kế phải dựa vào đường kính hốc đá cụ thể

Trong đất dính cứng, có thể dùng đáy mở rộng, loe hình chuông hoặc doa ở mũi cọc để tăng thêm diện tích tựa nhằm giảm áp lực đầu cọc đơn vị hoặc để tạo thêm sức kháng chống tải trọng kéo lên

Khi đáy của hố khoan được dọn sạch và kiểm tra trước khi đổ bê tông, toàn bộ diện tích đáy có thể coi là hữu hiệu trong việc truyền tải

Trong thực tế, phải xét tới việc chôn cọc tới độ sâu lớn hơn để tránh các khó khăn

và chi phí cho việc đào mở rộng đáy

Khoảng cách tim-đến-tim của cọc khoan phải lớn hơn 3.0 lần đường kính hoặc khoảng cách yêu cầu nhằm tránh ảnh hưởng giữa các cọc lân cận, lấy trị số lớn hơn

Nếu yêu cầu khoảng cách gần hơn thì trình tự thi công phải được quy định rõ trong các hồ sơ hợp đồng và phải đánh giá tác động qua lại giữa các cọc liền kề

IV- Ki m toỏn v s c ch u t i d c tr c c a c c

4.1 S c ch u t i tớnh toỏn

Nờn ưu tiên quá trình thiết kế dựa trên các phân tích tĩnh kết hợp với quan trắc hiện trường trong khi đóng cọc hay thí nghiệm tải trọng Kết quả thí nghiệm tải trọng có thể được ngoại suy cho các kết cấu gần kề có điều kiện đất tương tự Sức kháng đỡ của cọc có thể được ước tính bằng cách dùng các phương pháp

phân tích hay phương pháp thí nghiệm hiện trường Trong ch ng này ch đ c p

ch y u đ n xỏc đ nh s c ch u t i theo ph ng phỏp phõn tớch (chi ti t v cỏc thớ nghi m xỏc đ nh s c ch u t i c a c c đ c trỡnh bày trong Ch ng III)

Sức kháng đỡ tính toán của các cọc QR có thể tính như sau:

ϕqp = hệ số sức kháng đối với sức kháng mũi cọc quy định cho trong Bảng 2.1

dùng cho các phương pháp tách rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc

ϕqs = hệ số sức kháng đối với sức kháng thân cọc cho trong Bảng 2.1 dùng

cho các phương pháp tỏch rời sức kháng của cọc do sức kháng của mũi cọc và sức kháng thân cọc

Phương pháp/Đất/Điều kiện Hệ số

sức kháng

Ma sát bề mặt: Sét Phương pháp α (Tomlinson, 1987) Phương pháp β (Esrig & Kirby, 1979 và phương pháp Nordlund dùng cho đất dính) Phương pháp λ (Vijayvergiya &

Focht,1972)

0,70λv0,50λv0,55λv

070λv0,50λv

Ma sát bề mặt và chịu lực mũi cọc: Cát Phương pháp SPT

Phương pháp CPT

0,45λv0,55λvPhân tích phương trình sóng với sức kháng

0,60 0,40 0,45 0,35 0,45 0,80

Khả năng chịu

lực nhổ của

nhóm cọc

Cát Sét

0,55 0,55

4.2 S c ch u t i danh đ nh theo ph ng phỏp phõn tớch

Sức chịu tải của cọc theo đất nền bao gồm hai thành phần: i) sức kháng ma sát giữa thành cọc và đất xung quanh; ii) sức kháng đỡ của đất nền trước mũi cọc Bất kỳ Quy trình nào khi dự báo sức chịu tải của cọc đều tìm cách xác định hai thành phần này

Theo phương pháp phân tích, sức kháng ma sát và sức kháng mũi của cọc được

ước tính dựa vào tính chất cơ lý của đất qua quá trình khảo sát địa chất công trình trước khi xây dựng Với móng nông, quá trình xây dựng làm thay đổi không đáng

kể trạng thái của đất khi xây dựng Ngược lại với móng nông, quá trình thi công móng sâu làm thay đổi tính chất của đất Ví dụ, cọc sẽ đẩy đất ra xung quanh khi chúng được đóng vào đất, quá trình này có thể gây ra áp lực ngang lớn trong đất

Sự thay đổi tính chất cơ lý khi thi công này có thể là có lợi hoặc bất lợi cho sức chịu tải của cọc, và chúng ta cần phải hiểu sự thay đổi này để có thể ước tính chính xác hơn sức chịu tải của cọc khi dùng phương pháp phân tích

4.2.1 Sự xáo động của đất trong quá trình thi công cọc

4.2.1.1 Sự xáo động đối với đất sét trường hợp cọc đóng

4.2.1.1.1 Sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng của đất xung quanh cọc

Quá trình nén đất khi hạ cọc làm tăng áp lực nước lỗ rỗng, tỷ số gữa áp lực nước

lỗ rỗng tăng thêm và ứng suất có hiệu thẳng đứng ban đầu có thể lên đến (1.5 – 2) ở các vị trí gần cọc và áp lực nước lỗ rỗng tăng thêm giảm đến 0 ở khoảng cách cọc khoảng từ 30-40 lần bán kính cọc (Poulos & Davis, 1980) Gần đầu cọc

tỷ số này có thể lên đến 3-4 Sự tăng áp lực nước lỗ rỗng này làm giảm sức kháng của cọc tạm thời Theo thời gian quá trình cố kết xảy ra, sức chịu tải của cọc được phục hồi Thông thường với cọc đơn thời gian phục hồi khoảng 30 ngày (Soderberg, 1962) Tuy nhiên với trường hợp nhóm cọc thời gian phục hồi lâu hơn nhiều Trong trường hợp này cần quan tâm đến sự khác nhau giữa thời gian phục hồi và tiến độ xây dựng công trình bên trên

4.2.1.1.2 Sự mất tiếp xúc giữa cọc vμ đất

Cọc bị rung, lắc trong quá trình đóng và tạo ra khoảng hở giữa đất và cọc Với đất sét mềm dưới tác dụng của áp lực ngang các khoảng hở này sẽ được lấp kín sau

đó nhưng với đất sét cứng thì khoảng hở này không được lấp lại đến một chiều

sâu khá lớn Tomlinson (2001) ghi lại các khoảng hở đó có thể xuất hiện ở độ sâu

từ 8-16m từ mặt đất Do vậy với đất sét cứng sức kháng ma sát của lớp đất gần mặt đất là không đáng kể

4.2.1.1.3 Sự xáo trộn đất

Khi đóng cọc vào nền, đất bị đẩy ra xung quanh Quá trình này gây ra sự xáo trộn do cắt và nén Sự xáo động còn là kết quả của quá trình trượt giữa hạt đất và cạnh cọc khi cọc được đóng vào trong đất Quá trình xáo trộn với đất sét làm thay

đổi cấu trúc của đất và làm giảm cường độ cắt của đất từ giá trị cực hạn xuống giá trị kháng cắt bền lâu Khái niệm giá trị kháng cắt cực hạn và giá trị kháng cắt bền lâu được thể hiện trên Hình 2.1

τ

Biến dạng

Độ bền đỉnh

Độ bền dài lâu

Hỡnh 2.1 Quan hệ giữa sức kháng cắt của đất và biến dạng cắt trượt

Giá trị kháng cắt đỉnh sẽ giảm xuống giá trị kháng cắt bền lâu khi biến dạng cắt tăng lên Để nghiên cứu hiện tượng này thiết bị cắt trực tiếp truyền thống đã được thay thế bằng thiết bị cắt vòng như hình vẽ dưới Với thiết bị này khi hai nửa vòng trên và dưới xoay ngược sức kháng cắt của đất được đo với độ trượt giữa hai nửa

là tuỳ ý Kết quả từ thí nghiệm này cho thấy sau nhiều vòng quay sức kháng cắt

sẽ giảm từ giá trị đỉnh xuống giá trị bền lâu Kết quả thí nghiệm của Ladd và Edgers (1972) cho sức kháng bền lâu vào khoảng (0.6-1) giá trị đỉnh Chandler

và Martins (1982) đo sức kháng ma sát giữa cọc và đất cho thấy giá trị sức kháng bền sâu từ 0.48-0.52 giá trị sức kháng đỉnh

Hiện tượng này được được giải thích là do khi trượt các hạt sẽ sắp xếp dọc theo mặt trượt khi biến dạng trượt tăng lên (Lemos & Vaughan, 2004), do phá vỡ các liên kết keo dính, liên kết móc gài giữa các hạt (Mitchell, 1976)

Từ hiện tượng trên sức kháng cắt giữa bề mặt cọc và đất tại một độ sâu nhất định

sẽ giảm dần khi cọc trượt qua điểm đó trong quá trình hạ cọc (Randolph, 2003)

4.2.1.2 Sự xáo động đối với đất cát cho cọc đóng

Quá trình nén đất khi đóng cọc cũng gây ra áp lực nước lỗ rỗng xung quanh cọc

đối với đất cát Tuy nhiên, do hệ số thấm cao nên áp lực nước lỗ rỗng này thường tiêu tán hết trong quá trình thi công

Khi đóng cọc trong đất cát chặt, sự nở ra khi cắt xuất hiện và hiện tượng này gây

ra áp lực nước lỗ rỗng âm, gây ra sự tăng sức kháng tạm thời làm quá trình đóng cọc trở nên khó khăn Hiện tượng xuất hiện rõ nhất khi đóng cọc với búa đóng có

số nhát/phút cao Tuy nhiên các xáo trộn lâu dài ảnh hưởng đến sức chịu tải của cọc được quan tâm hơn Với đất cát rời hoặc chặt vừa quá trình đóng cọc có ảnh hưởng tích cực đến sức chịu tải của cọc do đất xung quanh cọc được làm chặt thêm Với đất rời ở trạng thái chặt, quá trình đóng cọc làm các hạt đất bị cọ xát,

vỡ nhỏ Do đó, sức chịu tải của cọc giảm khi dùng búa nặng hạ cọc trong đất rời

ở trạng thái chặt

Do rất khó có thể thu được mẫu không xáo động đối với đất rời Do vậy, sức chịu tải của cọc trong đất rời thường được xác định từ kết quả thí nghiệm hiện trường (thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn hoặc thí nghiệm xuyên tĩnh)

4.2.1.3 ảnh hưởng do sự phân bố các lớp địa chất đến sức kháng ma sát

Khi xác định sức kháng ma sát của cọc cho các lớp đất khác nhau cần thiết phải xét đến sự phân bố của chúng Sau đây là một số ví dụ để minh hoạ vấn đề này: Trường hợp thứ nhất: Lớp bùn yếu nằm trên lớp sét cứng Với trường hợp này khi

đóng cọc qua lớp bùn yếu để đi vào lớp sét cứng Đất bùn yếu sẽ theo cọc xâm nhập vào lớp sét cứng ở một độ sâu nhất định và làm giảm yếu sức kháng ma sát giữa đất sét cứng và cọc trong khoảng này

Trường hợp thứ hai: Ngược lại với trường hợp thứ nhất, khi trên lớp sét cứng không phải là lớp sét bùn yếu mà là lớp cát Trong trường hợp này đất cát sẽ theo

cọc xâm nhập vào lớp sét cứng ở một độ sâu nhất định Với tình huống này sức kháng ma sát giữa đất và cọc trong khoảng này sẽ tăng lên

4.2.1.4 Sự xáo động đối với cọc khoan nhồi

Quá trình tạo lỗ khoan tạm thời khi thi công cọc khoan nhồi làm giảm áp lực ngang của đất Khi đổ bê tông, áp lực ngang được phục hồi một phần tuy nhiên

áp lực ngang do bê tông thường không tạo ra được áp lực ngang như áp lực ngang ban đầu của đất trước khi xây dựng Do vậy sức chịu tải của cọc khoan nhồi nhỏ hơn sức chịu tải của cọc đóng khi hai cọc có cùng kích thước

Sự giảm áp lực ngang của của đất phụ thuộc vào thời gian từ khi tạo lỗ khoan

đến khi đổ bê tông Vì lý do này, cần đổ bê tông nhanh nhất ngay sau khi tạo lỗ Ngoài ra, vữa sét giữ ổn định thành vách có thể lưu lại trên thành vách và làm giảm sức kháng ma sát

4.2.1.5 Xác định sức chịu kháng thành bên của cọc theo phương pháp β

Sức kháng ma sát của cọc theo ứng suất có hiệu được xác định từ công thức cơ bản sau:

)(

ϕ = góc nội ma sát giữa cọc và đất

Góc nội ma sát giữa đất và cọc thường được liên hệ với góc nội ma sát của đất như ở bảng sau:

Tỷ số giữa áp lực ngang và áp lực đứng hữu hiệu liên hệ với nhau bằng hệ số nén ngang K:

lực ngang trong lúc đó móng khoan nhồi làm giảm áp lực ngang

+ Hình dạng cọc: Loại cọc đóng có mũi đặc là loại làm đất chuyển vị ngang lớn

nhất do vậy nó gây ra áp lực ngang lớn nhất Trong lúc đó loại cọc hở mũi hay cọc hình chữ H, chuyển vị ngang của đất hạn chế hơn nhiều so với loại trên

+ Tính chất cơ lý của đất: Đất càng chặt thường gây ra tỷ số K/Ko càng lớn

Cọc - đất chuyển vị ngang nhỏ - cọc đóng 0.7-1.2

Cọc - đất chuyển vị ngang lớn - cọc đóng 1.0-2.0

Cọc khoan nhồi - thi công theo phương pháp khô 0.9-1.0

Cọc khoan nhồi - ổn định bằng vữa sét - kỹ thuật tốt 0.9ư1.0

Cọc khoan nhồi - ổn định bằng vữa sét - kỹ thuật kém 0.6ư0.7

Cọc khoan nhồi - ổn định bằng ống thép dưới mực nước 0.7-0.9

B ng 2.3 K/Ko cho các loại cọc khác nhau

Từ đó sức kháng ma sát của cọc được xác định theo công thức sau:

)(

o z

Kulhawy (1982) sau khi dựa vào kết quả thí nghiệm của hơn 170 mẫu đất từ cuội sỏi đến đất sét

ϕ

ϕ sin

)sin

1

K o = ư (2.8)

Trong đó: ϕ: Góc nội ma sát hữu hiệu của đất

OCR: Hệ số quá cố kết của đất

Nếu dùng công thức trên để xác định Ko thì cần phải xác định hệ số quá cố kết OCR Hệ số OCR thường được xác định bằng thí nghiệm nén cố kết Thực tế cho thấy rằng với đất sét cố kết thông thường thì vẫn tồn tại một lớp mặt sâu từ 6-10m

là quá cố kết và giá trị Ko, OCR thay đổi theo chiều sâu như hình vẽ sau (Kulhawy, 1991):

Hỡnh 2.2 Hệ số cố kết thay đổi theo độ sâu

Do sự khó khăn trong xác định các hệ số trong công thức trên, để xác định sức kháng ma sát của cọc, công thức trên thường được viết dưới dạng khác như sau:

Phương pháp này còn được gọi là phương pháp β Giá trị β thường được xác định

từ các tập hợp thí nghiệm nén tĩnh tại hiện trường, các giá trị thí nghiệm sau đó

được liên hệ với tính chất cơ lý của đất và loại hình cọc để xây dựng các giá trị β

Từ kết quả thí nghiệm một số tác giả đề xuất một số công thức sau để xác định β như sau:

+ Cọc đóng trong đất cát gây ra đất chuyển vị ngang lớn (Bhushan, 1982)

trong đó ID là độ chặt tương đối của đất cát

+ Với cọc khoan nhồi trong đất cát với N 60 >15, O’Neil vμ Reese (1999)

O’Neil và Reese kiến nghị sử dụng công thức sau để xác định β nhưng giá trị tối

đa của sức kháng ma sát đơn vị là 190kPa:

+ Với cọc khoan nhồi trong cuội sỏi (> 50% lμ hạt cuội sỏi)

Rollins, et al (1997) đã thực hiện rrất nhiều thí nghiệm nén tĩnh và kiến nghị công thức sau:

Giá trị β trong đất cuội sỏi nên lớn hơn trong đất cát từ 20 đến 30%

+ Đất sét vμ đất bụi

Fellenius (1999) kiến nghị như sau: Với đất bụi và đất sét cố kết bình thường điển hình giá trị β tương ứng cho hai loại đất là 0.27 đến 0.5 và 0.25 đến 0.35 Giới hạn thấp thường cho đất mềm cố kết thông thường còn các giới hạn cao dùng cho đất quá cố kết nhẹ và cứng

Nhận xét về phương pháp: Phương pháp β đã phân tích sâu cơ chế tương tác giữa đất và cọc để xác định sức kháng ma sát Phương pháp đã dùng ứng suất hữu hiệu trong việc xác định sức kháng ma sát, điều này phù hợp với nguyên lý cơ bản trong việc xác định sức kháng cắt trượt của đất Các thông số tính toán đã

được thiết lập từ thống kê từ các số liệu thí nghiệm nén tĩnh tại hiện trường

4.2.1.6 Xác định sức kháng theo phương pháp phân tích ứng suất tổng (phương pháp

Sức kháng ma sát của cọc có thể xác định từ sức kháng cắt không thoát nước của đất theo công thức sau:

αp: Hệ số phụ thuộc vào tỷ số giữa sức kháng cắt không thoát nước và áp lực địa tầng hữu hiệu

Hỡnh 2.4 Cỏc h s theo Tomlinson

Khi đúng c c vào n n sột c ng, l p đ t n m ngay trờn n n sột c ng s theo c c xõm nh p vào n n sột c ng v i m t đ sõu nh t đ nh S c khỏng tr t gi a đ t

và thành c c trờn đ sõu đ t xõm nh p vào t ng sột c ng s ph thu c vào tớnh

ch t c lý c a l p đ t n m ngay trờn l p sột c ng Tomlinson (1987) xột đ n

hi u ng này và đ a vào h s l c dớnh ph thu c vào s phõn b c a đ a t ng Khi đúng c c vào l p sột c ng, t ng sột s b xỏo đ ng do v y s c khỏng gi a

đ t và c c s là s c khỏng c t khụng thoỏt n c c a t ng sột nhõn v i 1 h s tri t gi m H s này ph thu c vào l p đ t ngay bờn trờn t ng sột c ng và đ sõu đúng vào t ng sột Tomlin son xột 3 tr ng h p nh hỡnh v d i: i) Trờn

l p sột c ng là l p cỏt ho c l p cu i s i; ii) trờn t ng sột c ng là l p sột m m;ii)

c c ch đúng vào t ng sột n a c ng đ n c ng

Cát hoặc cuội cát Sét cứng

Cường độ cắt không thoát nước Su (MPa)

Sét nửa cứng

đến cứng

.00

Nếu dùng phương pháp α để xác định sức kháng ma sát cho cọc khoan trong đất dính thì không tính sức kháng ma sát cho các vùng sau đây:

ít nhất 1500mm ở trên cùng của cọc;

Nếu cọc thẳng, không tính đoạn ở đáy cọc với chiều dài bằng đường kính cọc Nếu dùng cọc loe thì không tính ma sát phần loe và đoạn bằng đường kính cọc trên phần loe

và cọc với sức kháng cắt không thoát nước của đất và có xét đến các ảnh hưởng xáo động của đất trong quá trình thi công cọc Hệ số α được thiết lập chủ yếu dựa trên tập hợp các số liệu thí nghiệm nén tĩnh thu được có phân tích cơ chế xáo

động đất xung quanh cọc Do sức kháng của cọc được xác định dựa vào sức kháng cắt không thoát nước nên phương pháp này rất dễ áp dụng Chính vì lý do

đó nó được áp dụng rộng rãi hơn các phương pháp khác

4.2.1.7 Xác định sức kháng theo phương pháp λ

Vijayvergiya và Focht (1972) đưa ra công thức tính sức kháng ma sát của cọc từ các kết quả thí nghiệm nén tĩnh cho cọc trong đất sét ở các vùng duyên hải ở vịnh Mexico Công thức tính sức kháng có dạng như sau:

f =λ σ + s (2.20)

Trong đó:

σv’ : ứng suất đứng hữu hiệu tại mức xác định sức kháng ma sát

su: sức kháng cắt không thoát nước của đất cạnh cọc

λ: hệ số phụ thuộc vào chiều sâu cọc được hạ vào trong đất và được dùng cho suốt theo chiều dài cọc Hệ số này được xác định từ tập hợp các số liệu thí nghiệm có được (xem hình vẽ dưới)

Kraft et al (1981) sau khi dung phương pháp này đưa ra một số nhận xét như sau:

i) Phương pháp này dự đoán sức kháng của cọc tương đối cao cho trường hợp cọc chiều dài nhỏ hơn 15m và được hạ trong đất sét cố kết thông thường và đất sét quá cố kết

ii) Giá trị nhỏ nhất của λ là 0.14

iii) Sự giảm hệ số λ khi chiều dài hạ cọc tăng lên nhằm xét đến ảnh hưởng của quá trình thi công đến tính chất cơ lý của đất Khi chiều dài hạ cọc tăng lên tạo ra hiện tượng mất tiếp xúc giữa đất và cọc do rung và lắc khi hạ

hợp các số liệu thí nghiệm hiện trường Tuy nhiên nó có yếu điểm lớn nhất là chỉ dùng một giá trị λ duy nhất cho tất cả các lớp đất dọc theo cọc

Hỡnh 2.6 Hệ số λ theo

Vijayvergiya và Focht

4.2.1.8 Xác định sức kháng mũi của cọc

Sức kháng của đất nền dưới mũi cọc được xác định dựa trên cơ chế phá hoại của

nó dưới tác dụng của tải trọng truyền xuống mũi cọc (xem hình vẽ)