Tổng hợp tìm hiểu sức chịu tải của cọc

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH Đ C ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH DỌC TRỤC TẠI HIỆN TRƯỜNG 1.. Tính sức chịu tải của cọc theo kết quả nén tĩnh

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

TỔNG HỢP CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH

SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

Tác giả: Nguyễn Trần Bích Ngọc

Bùi Quốc Khải – X03A3 Bùi Hải Minh – X03A3 Nguyễn Quốc Trung – X03A3

CH NG 1 : Phân tích đánh giá s c ch u t i c a c c theo lý thuy t I.Theo đ b n c a v t li u

C c đ c tính nh thanh b nén trung tâm b i l c d c tr c (Ngồi ra, c c BTCT đ c ki m tra theo

s t o v t n t do tr ng l ng b n thân khi c u l p)

1.C c BTCT hình l ng tr ch t o s n ti t di n đ c, ch u nén

( b b a a

2.C c ng ch u nén

:

12

<

d

:

12

>

d

l tt

khơng ch u nh h ng c a c t xo n, tính theo (1): P V =ϕ(R b F b +R a F a)

3.C c nh i ch u nén:

( b b a a

m1- H s đi u ki n làm vi c, đ i v i c c đ c nh i bêtơng qua ng d ch chuy n th ng đ ng

m1 = 0.85

m2- H s đi u ki n làm vi c, k đ n nh h ng c a ph ng pháp thi cơng c c

Khi thi cơng trong đ t sét v i ch s ch y/ s t cho phép khoan l và nh i bêtơng khơng c n ng

ch ng vách trong th i gian thi cơng m c n c ng m th p h n m i c c m2 = 1.0

Thi cơng trong các lo i đ t c n ph i dùng ng ch ng vách và n c ng m khơng xu t hi n trong l

(nh i bêtơng khơ) m2 = 0.9

Thi cơng trong các lo i đ t c n dùng ng ch ng vách và đ bêtơng d ng phù huy n sét m2 = 0.7

A.Theo ch tiêu c lý c a đ t n n

) (

1

i n

i

tc i tc

l f u F

R

Km

=

+

=

k và m: H s đ ng nh t c a đ t và h s đi u ki n làm vi c; đ i v i c c dúc s n thì km=0.7,

đ i v i c c ng và c c nh i thì km=0.5

Rtc- c ng đ tiêu chuu n c a đ t n n mp m i c c, l y theo b ng sau i v i c c đĩng

đúc s n m i t a trên đá, đ t hịn l n cĩ cát l p l r ng thì l y Rtc=2000t/m2

Ma sát bên c a c c, ftc, T/m2

c a đ t cát ch t v a thơ và thơ v a M n B i

C a đ t sét v i ch s s t I L b ng

sâu

trung

bình

c a

l p

đ t(m) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

1 3.5 2.3 1.5 1.2 0.5 0.4 0.4 0.3 0.2

2 4.2 3 2.1 1.7 1.2 0.7 0.5 0.4 0.4

3 4.8 3.5 2.5 2 1.1 0.8 0.7 0.6 0.5

4 5.3 3.8 2.7 2.2 1.6 0.9 0.8 0.7 0.5

5 5.6 4 2.9 2.4 1.7 1 0.8 0.7 0.6

149

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

6 5.8 4.2 3.1 2.5 1.8 1 0.8 0.7 0.6

8 6.2 4.4 3.3 2.6 1.9 1 0.8 0.7 0.6

10 6.5 4.6 3.4 2.7 1.9 1 0.8 0.7 0.6

15 7.2 5.1 3.8 2.8 2 1.1 0.8 0.7 0.6

20 7.9 5.6 4.1 3 2 1.2 0.8 0.7 0.6

25 8.6 6.1 4.4 3.2 2 1.2 0.8 0.7 0.6

30 9.3 6.6 4.7 3.4 2.1 1.2 0.9 0.8 0.7

35 10 7 5 3.6 2.2 1.3 0.9 0.8 0.7

C ng đ tiêu chu n Rtc c a đ t n n d i m i c c

C ng đ tiêu chu n Rtc (t/m2) c a đ t cát

cĩ d ch t trung bình cát s i cát to - cát v a cát nh cát b i -

c a đ t sét cĩ ch s s t B

chi u

sâu

đĩng

c c k

t m t

đ t <0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6

3 750/700 650/400 300 290/200 180/120 120/100 60

4 830 660/510 380 300/250 190/160 125 70

5 880 670/620 400 310/280 200 123 80

10 1050 730 500 350 240 150 90

15 1170 750 460 400 280 160 100

20 1260 820 620 450 310 170 110

25 1340 880 680 500 340 180 120

30 1420 940 740 550 370 190 130

35 1500 1000 800 600 400 200 140

B.Theo k t qu thí nghi m trong phịng

Trong đĩ:

m- h s đi u ki n làm vi c c a c c trong đ t m=1

F- di n tích ti t di n ngang c a chân c c

R- c ng đ tính tốn c a đ t đá d i m i c c ch ng

i v i c c cĩ m i t lên đá c ng, đ t hịn to (nh cu i, s i, d m, s n) l n cát, và khi t lên đ t lo i

sét tr ng thái c ng (tr đ t hồng th và đ t cĩ tính tr ng n ) R=200000KPa

i v i c c nh i, cĩ đ bêtơng lịng ng, đ c ngàm vào đá c ng nh h n 0.5m thì xác đ nh theo

cơng th c sau:

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

= 1.5

d

n

đ

n

h

h

K

R

R

Trong đĩ:

Rn: tr s tiêu chu n c a c ng đ ch u nén t m th i m t tr c c a m u đá khi nén trong đi u ki n

bão hịa n c

Kđ: h s an tồn đ i v i đ t l y Kđ = 1.4

hn: đ sâu tính tốn ngàm c c vào đá

dn: đ ng kính ngồi c a ph n c c ngàm vào đá

i v i c c ng t lên b m t đá c ng mà m t đá đ c ph b i m t l p đ t khơng xĩi l cĩ chi u

dày khơng nh h n 3 l n đ ng kính c c ng, xác đ nh theo cơng th c:

đ

n

K

R

R=

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

2.C c ma sát (c c treo):

a)Theo ph ng pháp th ng kê:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

+

=

n

i

i fi R

P

1

(5)

m- h s đi u ki n làm vi c c a c c trong đ t

i v i c c đĩng ti t di n vuơng đ c ho c r ng, c c nh i, c c ng đ ng kính d ≤ 0.8m (lo i c c

th nh t) m=1

i v i c c nh i, c c ng cĩ d > 0.8m và c c khoan nh i đ ng kính l n (lo i c c th hai)

Khi m i c c t lên l p đ t sét ph v i m c đ bão hịa n c Sc < 0.85 và trên đ t hồng th m = 0.8

Trong các tr ng h p khác m = 1.0

mR, mf- h s đi u ki n làm vi c c a đ t, chúng k đ n nh h ng c a ph ng pháp thi cơng c c đ i

v i c ng đ tính tốn c a đ t d i chân c c và xung quanh c c

i v i lo i c c th nh t: mR và mf : tra b ng 5.4

i v i lo i c c th hai: mf tra b ng 5.6 và mR = 1

Lo i cĩ m r ng chân đ b ng ph ng pháp n mìn mR = 1.3

C c cĩ b u m r ng mà bêtơng b u đ d i n c mR = 0.9

F- di n tích ti t di n ngang m i c c

li- chi u dày c a l p đ t th i ti p xúc v i c c

U- chu vi ti t di n ngang c c, c c nh i thì l y b ng chu vi ti t di n l khoan ho c ng thi t b

fi- c ng đ tính tốn c a ma sát thành l p i v i b m t xung quanh c c (KPa) tra b ng 5.3

R- c ng đ tính tốn c a đ t d i m i c c (KPa)

i v i c c th nh t: tra b ng 5.2

i v i c c th hai:

C c nh i t o l b ng cách đĩng ng thi t b cĩ m i b t b ng nút bêtơng mà nút đĩ đ l i trong đ t

khi đ bêtơng và rút ng lên, c c nh i d p, rung thi cơng b ng cách khoan l ho c đĩng ng thi t b

b ng ng cĩ m i vát nh n mà trên ng này cĩ g n máy rung th ng dùng đ h c c: tra b ng 5.3

C.Xác đ nh theo s c ch u t i c a c c theo k t qu xuyên

1 Theo k t qu xuyên t nh

• Theo 20TCN 21-86: K t qu là s c c n m i và t ng ma sát thành tr riêng c a s c ch u t i gi i

h n t i đi m xuyên

Z

q

P=β1 + β2

qc- s c c n trung bình m i xuyên trong kho ng 1d phía trên và 4d phía d i m i c c

fZ- tr s trung bình c a ma sát thành đ n v đ t xung quanh xuyên

1- h s tra b ng ph thu c lo i c c

2- h s tra b ng ph thu c qZ

Khi bi t ma sát thành đ n v và qc (s c c n m i cơn)

∑

=

+

i

i Zi i

q

P

1

5

fZi: ma sát thành đ n v trung bình c a l p đ t th i lên m t xung quanh c a xuyên

i- h s tra b ng ph thu c đ sâu l p đ t và qc

S c ch u t i nén c a c c đĩng và c c vít:

đ

n

i

Z

x

nK

P

P

∑

=

• Theo 20TCN 112-84 và 20TCN 174-89 (theo tài li u Pháp) quy đ nh ch dùng s c c n m i

xuyên t nh đ tính s c ch u t i c a c c khi dùng b t c lo i xuyên t nh nào

151

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

S c c n phá ho i c a c c ma sát:

∑

=

+

= +

i i s c

xq

P

P

i

1

T i tr ng cho phép tác d ng xu ng c c:

Theo 20 TCN 112-84 thì:

2

3

xq

m

x

P

P

Theo 20 TCN 174-89 thì:

2 3

2

xq m

x

P

P

÷

V i:

Pm i = qpF – s c c n phá ho i c a đ t m i c c

∑

=

= n

i

i s

P

i

1

- s c c n phá ho i c a đ t tồn b thành c c

qp = kqc – s c c n phá ho i c a đ t chân c c

qc – s c c n m i xuyên trung bình c a đ t trong ph m vi 3d phía trên và 3d phía d i chân c c

k – h s ph thu c lo i đ t, lo i c c: tra b ng 5.9

å h s chuy n t s c c n m i xuyên phá ho i sang s c c n m i c c phá ho i

i

ci

si

q

q

α

=

qci – s c c n m i xuyên trung bình c a l p đ t th i, tra theo b ng qc ho c đ th qc c a k t qu

xuyên t nh

i – h s ph thu c lo i đ t, tr ng thái đ t, ph ng pháp thi cơng c c và b m t đ c tính thành c c:

tra b ng 5.9

2.Theo k t qu xuyên tiêu chu n SPT

Theo Meyerhof 1976, s c ch u t i c a c c trong đ t r i (tính b ng KN):

s

F N

n

mNF

m = 400 cho c c đĩng

m = 120 cho c c khoan nh i

N: s SPT c a đ t chân c c; N: s SPT c a đ t trong ph m vi chi u dài c c

n = 2 cho c c đĩng; n = 1 cho c c khoan nh i

F: di n tích ti t di n ngang chân c c; Fs: di n tích m t xung quanh c c

T i tr ng cho phép tác d ng xu ng c c:

K

P

V i K: h s an tồn K = 4

D.S c ch u t i theo k t qu th t i tr ng đ ng

Theo 20 TCN 21-86 thì s c ch u t i c a c c P là:

đ

tc

gh

K

P

m

Trong đĩ:

m- h s đi u ki n làm vi c m=1

Kđ- h s an tồn đ i v i đ t

S l ng c c th <6 Kđ = 1

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

S l ng c c th ≥6 th ng kê

tc

gh

P - tr tiêu chu n c a s c ch u t i gi i h n c a c c

S l ng c c th <6 P gh tc =P ghmin

S l ng c c th ≥6 th ng kê

A S c ch u t i theo k t qu th t i tr ng t nh:

Sau khi h c c đ n đ sâu thi t k , đ th i gian cho đ t n n ph c h i

i v i đ t cát ≥ 3 ngày

i v i đ t sét ≥ 6 ngày

å ch t t i đ xác đ nh s c ch u t i, chi u dài th c t c a c c

S l ng c c th ≥ 0.5%, c th :

≥ 2 c c khi s l ng c c ≤ 50 c c

≥ 3 c c khi s l ng c c ≤ 100 c c

V trí c c th t i: do ng i thi t k ch đ nh (đ i di n cho tồn b khu v c và n i cĩ t i tr ng l n)

III.Theo thí nghi m hi n tr ng

A.D a vào k t qu thí nghi m t i tr ng t nh hi n tr ng

So v i các ph ng pháp khác, ph ng pháp xác đ nh s c ch u t i c a c c d a vào k t qu thí nghi m t i tr ng t nh hi n tr ng là chính xác nh t, b i vì đi u ki n làm vi c c a c c lúc thí nghi m t ng t nh khi ch u t i tr ng th c c a cơng trình Theo kinh nghi m thì s l ng c c thí nghi m khơng nh h n 2 c c, cịn đ i v i cơng trình cĩ c c nh i thì s l ng thí nghi m l y b ng 2% t ng s c c thi t k trong mĩng và khơng ít h n 2 c c,

Thi t b thí nghi m t i tr ng t nh bao g m h th ng ch t t i và truy n t i xu ng c c và các

d ng c đo bi n d ng.Hi n nay nhi u n c c ng nh n c ta th ng dùng kích th y l c k t h p

v i h th ng d m c ng v2 c c neo ho c ch t v t n ng đ t o ra t i tr ng tác d ng lên c c thí nghi m kích th y l c đ t trên đ u c c N ng l c c a kích ph i l n h n t i tr ng phá ho i mà ta d ki n cho

c c

Trình t thí nhi m t i tr ng t nh nh sau:

1 ĩng c c đ n đ sâu d tính

2.L p các thi t b thí nghi m và d ng c đo đ lún

3.Ch t t i tr ng

T i tr ng thí nghi m đ c chia làm nhi u c p, m i c p cĩ giá tr vào kho ng (

10

1

151 − ) t i tr ng gi i h n d đ nh thơng th ng m i c p t ng kho ng 1,25; 2.5; 5 ho c 10t Giai

đo n đ u m i c p t ng kho ng

5 2

1 5

1 − c a t i tr ng gi i h n, giai đo n sau t i tr ng t ng gi m d n

và m i c p ch t ng kho ng

10

1

151 − t i tr ng gi i h n d tính Sau khi đ t t i tr ng tùy theo đ t n n

mà c 5-20 phút l i ghi đ lún 1 l n cho t i khi ng ng lún m i thơi Tiêu chu n ng ng lún c a c c thí nghi m đ i v i m i c p t i tr ng nh sau: đ lún kho ng 60 phút cu i cùng (đ i v i đ t cát) và trong kho ng 120 phút cu i cùng (đ i v i đ t sét) khơng v t quá 0,1mm Sau m i giai đo n, đ i cho ng ng lún r i đ t t i tr ng k ti p và c làm nh v y t i t i tr ng phá ho i N u th a mãn 1 trong nh ng đi u ki n d i đây thì coi nh là đ t t i t i tr ng phá ho i

a) lún t ng c ng c a c c v t quá 40 mm và đ lún c a giai đo n sau l n h n ho c

b ng 5 l n đ lún giai đo n tr c

b) M c dù đ lún giai đo n sau m i ch quá 2 l n đ lún c a giai đo n tr c, nh ng qua 1 ngày 1 đêm v n ti p t c lún

D t i tr ng

Sau khi đã đ t t i t i tr ng phá ho i, mu n nghiên c u bi n d ng đàn h i c a đ t ta d t i tr ng.M i

c p d t i tr ng b ng 2 l n c p t ng t i tr ng N u c p t ng t i tr ng là s l thì c p d t i đ u tiên

153

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

b ng 3 l n c p t ng t i tr ng cu i cùng Sau khi d t i tr ng c n ghi k t qu d ng c đo: hai l n đ u

c cách 15 phút ghi R i sau đĩ thêm đ 1 đ n 3 l n nh ng c cách 30 phút đ c 1 l n, sau đĩ cĩ th

d t i tr ng c p sau

V đ ng quan h gi a đ lún và t i tr ng đ xác đ nh t i tr ng phá ho i T đĩ xác đ nh t i tính tốn c a c c

S c ch u t i c a c c tính theo cơng th c

P=k.m.Ptc

K: h s đ ng nh t c a đ t n n l y 0.8

m: h s đi u ki n làm vi c b ng 1

Ptc: s c ch u t i tiêu chu n c a c c l y b ng t i tr ng gi i h n Pgh xác đ nh trên bi u đ quan h

gi a đ lún và t i tr ng khi thí nghi m c c

CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH Đ C ĐIỂM CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH DỌC TRỤC TẠI HIỆN TRƯỜNG

1 Tính sức chịu tải của cọc theo kết quả nén tĩnh dọc trục

Cho đến nay việc xác định sức chịu tải của cọc từ thí nghiệm nén tĩnh dọc trục vẫn là phương pháp đáng tin cậy nhất và là phương án bặt buộc trong qui phạm của nhiều nước Thí nghiệm này cho phép kiểm nghiệm lại các phương pháp tính toán sức chịu t i theo lý thuyết cho cọc và để chọn giá trị chịu tải chính xác của cọc

Thiết bị thí nghiệm bao gồm:

- Các bộ phận tạo điểm tựa như đối trọng hoặc neo và các cọc xung quanh cọc thử Thông thư ng đối trọng là các khối bêtông đúc sẵn

- Bộ phận tạo lực nén như kích và các tấm cứng làm điểm tựa

- Các thiết bị đo lực tác động và đo chuyển vị của cọc

Phương pháp thí nghiệm: là tăng tải từng cấp lên cọc thử và đo độ lún ổn định tương ứng tới lúc đạt giá trị cực hạn của tải tác động, giá trị này chính là sức chịu tải cực hạn của cọc Qu

Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh nén dọc trục cho trị số xác định thực nhất khả năng mang tải của cọc vì nó phù hợp với mô hình làm việc cọc-đất nền Vì thế đối với hầøu hết các công trình có sử dụng móng cọc nhất thiết phải tiến hành thí nghiệm thử tĩnh tải vì:

+ Nếu việc thí nghiệm tiến hành trong giai đoạn thiết kế cơ sở thì kết quả thí nghiệm sẽ được lấy làm sức chịu tải của cọc trong hồ sơ thiết kế kỹ thuật

+ Nếu móng cọc được thiết kế trước khi thí nghiệm thì kết quả thí nghiệm được dùng để kiểm tra và chỉnh sửa lại thiết kế Nếu thí nghiệm cho kết quả sức chịu tải tính toán của cọc nhỏ hơn giá trị tính toán trong thiết kế thì bắt buộc phải tăng số lượng cọc trong móng, tăng chiều dài của cọc hoặc tăng tiết diện của cọc Nếu thí nghiệm cho kết quả sức chịu tải tính toán của cọc lớn hơn trị số đã dùng trong thiết kế thì giải quyết theo hướng ngược lại

+ Với một số công trình lớn và quan trọng thì phương pháp thí nghiệm này còn được dùng trong quá trình thi công cọc đại trà, mục đích là để kiểm tra khả năng mang tải của từng cọc đơn trong nhóm cọc, qua đó có thể bổ sung thêm cọc nếu cần thiết

1.1 Qui trình thí nghiệm

Hiện nay có rất nhiều qui trình gia tải khác nhau như: gia tải với thời gian không đổi, phương pháp gia tải nhanh, phương pháp gia tải với số gia chuyển vị không đổi, phương pháp gia tải với tốc độ chuyển vị không đổi, …

Kyû yeâu Hoôi nghò Sinh vieđn NCKH 2007

155

1.1.1 Phöông phaùp gia tại nhanh

Bao goăm caùc böôùc chính sau ñađy:

+ Tại tróng taùc dúng leđn cóc ñöôïc taíng theo 20 böôùc vaø taíng tôùi 300% tại tróng thieât keâ

+ Giöõ moêi naâc tại tróng naøy trong 5 phuùt vaø cöù 2,5 phuùt lái ñóc soâ lieôu 1 laăn

+ Duøng kích ñeơ boơ sung tại nhaỉm duy trì ñöôïc möùc tại thí nghieôm hoaịc phại taíng boơ sung ñeơ ñát ñeân möùc tại thí nghieôm

+ Sau khoạng 5 phuùt khi ñaõ ñát ñöôïc tại tróng thí nghieôm, tieân haønh giạm tại chia laøm 4 naâc baỉng nhau vaø moêi naâc duy trì 5 phuùt

1.1.2 Phöông phaùp gia tại vôùi toâc ñoô xuyeđn khođng ñoơi

Bao goăm caùc böôùc chính sau:

+ Taùc dúng löïc leđn ñaău cóc ñeơ coù ñoô luùn 1,25mm/phuùt

+ Löïc taùc dúng caăn phại táo ra toâc ñoô xuyeđn ghi ñöôïc

+ Thí nghieôm caăn phại ñöôïc tieân haønh ñeơ coù ñoô xuyeđn toơng coông töø 50mm-75mm

Phöông phaùp thí nghieôm naøy nhanh vaø chi phí thaâp, thôøi gian thí nghieôm chư töø 2 ñeân 3 giôø Phöông phaùp naøy chư coù theơ duøng cho cóc ma saùt maø khođng duøng ñöôïc cho cóc choâng vì nhö vaôy ñoøi hoûi löïc taùc ñoông phại raât lôùn ñeơ xuyeđn taăng ñaât cöùng

1.1.3 Phöông phaùp gia tại chaôm

Ñađy laø qui trình ñöôïc söû dúng phoơ bieân hieôn nay ôû Vieôt Nam, bao goăm caùc böôùc chính sau:

+ Tröôùc khi thí nghieôm caăn phại coù thôøi gian cho cóc nghư, thöôøng töø 7-60 ngaøy tuyø loái ñaât neăn nhaỉm traùnh ạnh höôûng ñeân keât quạ söùc chòu tại cụa cóc, bôûi hieôn töôïng xuùc bieân cho ñaât thoaùt nöôùc keùm vaø hieôn töôïng chuøng öùng suaât cho ñaât thoaùt nöôùc nhanh

+ Tröôùc khi thí nghieôn chính thöùc caăn gia tại tröôùc nhaỉm kieơm tra hoát ñoông cụa thieât bò thí nghieôm cuõng nhö táo ra maịt tieâp xuùc toât giöõa ñaău cóc vaø thieât bò Gia tại tröôùc baỉng caùch taùc dúng leđn ñaău cóc khoạng 5% tại tróng thieât keâ, sau ñoù giạm tại veă 0

+ Thí nghieôm ñöôïc thöïc hieôn theo quy trình gia tại vaø giạm tại töøng caâp, tính baỉng % tại tróng thieât keâ, thöôøng thì moêi caâp tại baỉng 25% tại tróng thieât keâ Caâp tại môùi ñöôïc taíng leđn hoaịc giạm ñi khi ñoô luùn hoaịc ñoô phúc hoăi ñaău cóc ñát oơn ñònh quy öôùc hoaịc ñụ thôøi gian theo quy ñònh

Quy trình gia tại giạm coù theơ 2 hoaịc 3 chu kì, thöôøng laø theo 2 chu kì nhö sau:

+ Chu kì 1: Gia tại ñeân tại tróng qui ñònh (thođng thöôøng ñeân 100% tại tróng thieât keâ), sau ñoù giạm tại veă 0, moêi caâp gia tại khođng ñöôïc vöôït quaù 25% tại tróng thieât keâ Caâp tại môùi chư ñöôïc taíng khi toâc ñoô luùn ñaău cóc ñát oơn ñònh qui öôùc nhöng khođng quaù 2 giôø Giöõ caâp tại lôùn nhaât cho ñeân khi ñoô luùn ñaău cóc ñát oơn ñònh quy öôùc hoaịc 24 giôø Sau thôøi gian duy trì yeđu caău lái giạm tại töøng naâc veă 0

+ Chu kì 2: Gia tại lái ñeân caâp tại cuoâi cụa chu kì thöù nhaât, thôøi gian giöõ tại moêi caâp laø 30 phuùt Sau ñoù gia tại ñeân caâp tại cuoâi cụa chu kì thöù 2 (thođng thöôøng ñeân 200% tại tróng thieât keâ) Giöõ caâp tại lôùn nhaât cho ñeân khi ñoô luùn ñaău cóc ñát oơn ñònh quy öôùc hoaịc 24 giôø, sau ñoù giạm tại veă 0

Cóc ñöôïc xem laø oơn ñònh quy öôùc neâu toâc ñoô chuyeơn vò ñaău cóc ñát caùc giaù trò sau:

+ Khođng quaù 0,25mm/h ñoẫi vôùi cóc choâng vaøo lôùp ñaât hoøn lôùn, ñaât caùt hoaịc ñaât seùt töø dẹo ñeân cöùng

+ Khođng quaù 0,1mm/h ñoâi vôùi cóc ma saùt trong ñaât seùt dẹo meăm ñeân chạy

Ñieău kieôn ngöøng gia tại vaø keât thuùc thí nghieôm:

+ Toơng chuyeơn vò ñaău cóc vöôït quaù 10% ñöôøng kính hay cánh cóc coù keơ ñeân bieân dáng ñaøn hoăi cụa cóc

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

+ Dưới tác động của cấp tải trọng nào đó, độ lún của cọc lớn hơn hay bằng 5 độ lún dưới tác động của cấp tải trước đó

+ Dưới tác động của cấp tải trọng nào đó, độ lún của cọc lớn hơn 2 lần độ lún dưới tác động của cấp tải trước đó, nhưng 24 giờ vẫn chưa đạt độ ổn định qui ước

+ Vật liệu cọc bị phá hoại

Đây được xem như là phương pháp thí nghiệm tiêu chuẩn trong quy phạm của nhiều nước và được dùng phổ biến trong việc thí nghiệm hiện trường trước khi có quyết định cuối cùng về sức chịu tải của cọc và thi công cọc đại trà, nhược điểm chính của phương pháp thí nghiệm này là tốn nhiều thời gian và kinh phí

1.2 Khai thác kết quả thí nghiệm

1.2.1 Xác định sức chịu tải giới hạn theo chuyển vị quy ước

Kết quả thí nghiệm nén tĩnh được khai thác theo 2 hướng :

+ Quan hệ tổng độ lún St- tải Q + Quan hệ độ lún thật (ròng) của cọc S=(St-Sc) -tảiQ Theo đề nghị tiêu chuẩn TCXD190-1996 sức chịu tải cho phép của cọc từ thí nghiệm nén tĩnh cọc có thể được xác định theo ba cách sau:

+ Tải trọng tương ứng với chuyển vị đầu cọc là 8mm, chia cho hệ số 1,25

+ Tải trọng tương ứng với chuyển vị đầu cọc bằng 10% bề rộng cọc

+ Tải trọng lớn nhất có được trong quá trình thử cọc chia cho hệ số an toàn FS=1,2

Trong khi đó theo tiêu chuẩn TCXD269-2002 sức chịu tải cực hạn của cọc được xác định như sau: trên đường cong quan hệ tải trọng - chuyển vị, sức chịu tải giới hạn Qu là tải trọng quy ước ứng với chuyển vị giới hạn quy ước, mức chuyển vị giới hạn quy ước lại được đề nghị khác nhau theo từng tác giả, cụ thể như bảng dưới đây:

Chuyển vị giới hạn Điều kiện áp dụng Tác giả đề nghị

10%D Các loại cọc Tiêu chuẩn Pháp DTU 13-2

Tiêu chuẩn Anh BS8004-86 Tiêu chuẩn Nhật JSF1811-93 2Smax Qu ứng với 1/2Sgh

Smax ứng với 0,9Q

Brinch Hansen Thuỵ Điển 2,5%D Cọc khoan nhồi DeBeer

(3%-6%)D

40-60mm

40-60mm hoặc (PL/3AE)+20mm

Cọc khoan nhồi chống Cọc có L/D>80-100

Trng Quốc

2 Đặc điểm phương pháp xác định sức chịu tải của cọc bằng thí nghiệm nén tĩnh dọc trục

Việc xác định tải trọng cực hạn từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc tại hiện trường hiện nay vẫn còn tồn tại nhiều vấn đề:

Sức chịu tải của cọc chưa được hiểu rõ, ví dụ trong TCVN190-1996 xem tải trọng tương ứng chuyển vị đầu cọc là 8mm là tải trọng giới hạn đồng thời cũng xem chuyển vị đầu cọc bằng 10% chiều rộng cọc là tải trọng giới hạn Trong khi đó theo tiêu chuẩn TCXD269-2002 xác định sức chịu tải cực hạn của cọc Qu là tải trọng quy ước ứng với chuyển vị giới hạn quy ước, mà giới hạn quy ước thì rất khác nhau tuỳ theo tiêu chuẩn được áp dụng

Trong các phương pháp đánh giá sức chịu tải của cọc bằng đồ thị thì phương pháp của Davisson được xem là hợp lý hơn cả

Các bước xác định tải trọng phá hoại bằng phương pháp này gồm có

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

- Vẽ đường quan hệ tải trọng - chuyển vị

- Xác định chuyển vị đàn hồi theo công thức:

PL EA

Δ = Trong đó:

P: tải trọng tác dụng lên đầu cọc

L: chiều dài cọc

A: diện tích tiết diện cọc

E: mođun đàn hồi của vật liệu làm cọc

Δ: chuyển vị của cọc

- Từ chuyển vị đàn hồi tính được vẽ đường chuyển vị đàn hồi, đường này sẽ đi qua gốc toạ độ

- Đường Davisson là đường song song với đường đàn hồi, cách đường đàn hồi một đoạn là:

3,8+B/20(mm) với B là đường kính hoặc cạnh cọc

- Giao điểm của đường Davisson với đường tải trọng-chuyển vị là sức chịu tải giới hạn của cọc

- Phương pháp Davisson dễ dùng phù hợp với cả quy trình thí nghiệm nén tĩnh nhanh và chậm

Chương 3 TỔNG HỢP, PHÂN TÍCH CÁC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI

CỦA CỌC VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ THỬ TĨNH TẢI CỌC

1 Bảng thống kê số liện địa chất

Công trình : cao ốc văn phòng WASECO-Tân Bình

Dùng cọc khoan nhồi loại cọc: đường kính D1000, chiều dài cọc 38,5m

Lớp

đất

Chiều sâu

(m)

Bề dày (m)

Tên đất Chỉ số

sệt (IL)

Dung trọng (γw)

Lực dính (C)

Góc

ma sát ( )

Bề dày (m)

m2

độ

1 0.0 2.5 2.5 Đất sét lẫn

bột, dẻo cứng

0.22 1.925 0.173 9 9

2 2.5 6.8 4.3 Sét pha cát

lẫn sỏi sạn nữa cứng

0,09 1.975 0.31 16 30

3 6.8 8.3 1.5 Cát mịn chặt

vừa

1.984 0.032 31 25

4 8.3 12 3.7 Đất sét lẫn

sỏi sạn, nữa cứng

<0 2.007 0.42 15 30

5 12 33.9 21.9 Cát mịn lẫn

bột chặt vừa

1.932 0.027 26 14

6 33.9 50 16.1 đất sét lẫn

bột trạng thái cứng

<0 2.05 0.674 16 40

157

Kỷ yếu Hội nghị Sinh viên NCKH 2007

2 Tính toán theo chỉ tiêu cơ lý

Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc:

1

n

i

Q m m q A u m f l

=

m = 1

mr = 1

mf = 0,6

Lực chịu mũi : qp = 432 T/m2

Lực ma sát Lớp Phân lớp Độ sâu li fsi lifsi

511 32.95 1.9 6.84 12.99

Sức chịu tải tiêu chuẩn (T) : 786,7

3 Tính toán theo chỉ tiêu cường độ

- Sức chịu tải cực hạn của cọc: Qu = Qs + Qp = Asfs + Apqp Lực chịu mũi : qp = 1,3cNc + 'vpNq + 0,6γRpNγ

+ Nc = 13.6T + 'vp = 43.748 T/m2

+ Nq = 4.9T + γ = 1.05 T/m3

+ Nγ = 3.0 + Rp = 0.5m

qp = 335.5 T/m2

Lực ma sát : fsi = (1-sin ) 'vtg i + ci

Lớp Độ sâu Li γ' 'v ci i fsi

1 1.3 2.5 1.93 2.406 1.73 9 2.051

2 4.7 4.3 1.98 9.059 3.1 16 4.982

3 7.6 1.5 0.98 14.043 0.32 31 4.412

4 10.2 3.7 1.01 16.644 4.2 15 7.5

5 23 21.9 0.93 28.712 0.27 26 8.135

6 36.2 4.6 1.05 41.333 6.74 16 15.325