Nghiên cứu giải pháp móng cọc cho công trình thấp tầng trên địa bàn thành phố sóc trăng

Do đặc điểm địa chất nên trên địa bàn thành phố Sóc Trăng sử dụng móng cọc bê tông cốt thép được dùng phổ biến nhất trong trường hợp tải trọng công trình khá lớn hay trong điều kiện địa

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu kết quả trình bày trong luận văn này là đúng sự thật, có nguồn gốc rõ ràng và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào

Tác giả

Thái Chí Cường

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành là thành quả của sự cố gắng, nỗ lực hết mình và sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội, đặc biệt dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy TS Nguyễn Văn Lộc

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, đã tận tâm hướng dẫn khoa học suốt quá trình từ khi lựa chọn đề tài, xây dựng đề cương đến khi hoàn thành luận văn

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Công trình đã giúp đỡ và tạo điều kiện tác giả hoàn thành luận văn này

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Tác giả

Thái Chí Cường

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

3 Các tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 1

4 Kết quả dự kiến đạt được 2

5 Bố cục luận văn 2

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ GIẢI PHÁP MÓNG 3

1.1.Đánh giá về địa chất công trình trên địa bàn thành phố Sóc Trăng 3

1.2.Các giải pháp móng công trình phổ biến hiện đang áp dụng 4

1.2.1 Phương án móng nông 4

1.2.2 Phương án móng cọc ép, cọc đóng 4

1.2.3 Phương án móng cọc khoan nhồi 5

1.3.Phân tích các giải pháp xử lý nền móng áp dụng địa bàn thành phố Sóc Trăng 6

1.3.1 Móng bè 6

1.3.2 Gia cố nền bằng cừ tràm: 7

1.3.3 Gia cố nền bằng cọc khoan nhồi: 9

1.3.4 Gia cố nền bằng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn: 11

1.3.5 Phương pháp Cọc cát: 12

1.3.6 Phương pháp Giếng cát: 13

1.4.Một số công trình sử dụng móng cọc trên địa bàn thành phố Sóc Trăng 14

1.5.Đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp: 16

1.5.1 Đối với móng băng: 16

1.5.2 Ưu nhược điểm của phương án móng bè: 17

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP 21

2.1.Đặc điểm móng cọc và các tiêu chuẩn thiết kế 21

2.1.1 Định nghĩa và phân loại 21

2.1.1.1 Định nghĩa: 21

2.1.2 Các tiêu chuẩn thiết kế 23

2.2.Lý thuyết cơ bản tính sức chịu tải của cọc 23

2.2.1 Khái niệm về sức chịu tải của cọc đơn 23

2.2.1.1 Định nghĩa 23

2.2.1.2 Nguyên tắc xác định 24

2.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo độ bền vật liệu 24

2.2.3 Tính toán sức chịu tải cọc của đất nền theo kết quả thí nghiệm trong phòng 24

2.2.4 Xác định sức chịu tải của cọc bằng các phương pháp thí nghiệm 35

2.3.Thiết kế móng cọc 40

2.3.1 Chọn loại móng cọc 41

2.3.2 Xác định đài cọc 41

2.3.3 Chọn loại cọc, kích thước cọc và sức chịu tải của cọc đơn 41

2.3.3.1 Chọn loại cọc và kích thước cọc 41

2.3.3.2 Xác định sức chịu tải của cọc đơn 42

2.3.4 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng 43

2.3.4.1 Xác định số lượng cọc 43

2.3.4.2 Bố trí cọc trong móng 43

2.3.5 Tính toán nền móng theo trạng thái thứ I ( kiểm tra về cường độ) 44

2.3.5.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên đầu cọc 44

2.3.5.2 Kiểm tra sức chịu tải của nền 46

2.3.5.3 Kiểm tra ổn định cho móng cọc khi công trình chịu lực ngang lớn 48

2.3.6 Tính toán nền móng theo trạng thái thứ II ( kiểm tra về biến dạng) 48

2.3.6.1 Tính độ lún của móng 48

2.3.6.2 Tính chênh lệch độ lún của móng 50

2.4.Tính toán kích thước cọc đối với chiều dày lớp đất yếu phân lớp khác nhau 50

2.5.Phân tích so sánh với các phương pháp xác định sức chịu tải áp dụng cho các công trình thấp tầng 52

2.5.1 Phương pháp xác định sức chịu tải theo công thức ký thuyết 52

2.5.2 Phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo phương pháp tra bảng dựa vào tài liệu thu thập thống kê 52

2.5.3 Phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm động 52

2.5.4 Phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm tĩnh 53

2.5.5 Phương pháp xác định sức sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm hiện trường 53

2.6.Kết luận chương II 54

CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP CHO CÔNG TRÌNH THẤP TẦNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG - ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH ÁNH QUANG PLAZA 55

3.1.Tổng quan về công trình 55

3.1.1 Quy mô của dự án 55

3.1.2 Các điều kiện địa chất 57

3.2.Tính toán lựa chọn các phương pháp xử lý nền 59

3.2.1 Phân tích và đề xuất các phương án móng 59

3.2.2 Lựa chọn kích thước và vật liệu cho cọc và móng cọc 60

3.2.3 Tính toán sức chịu tải dọc trục của cọc 61

3.2.3.1 Theo điều kiện cường độ vật liệu cọc: 61

3.2.3.2 Theo điều kiện đất nền: 61

3.2.3.3 Áp dụng các công thức xác định sức chịu tải của cọc ứng với các đường kính cọc khác nhau 63

3.2.3.4 Xác định số lượng cọc trong móng 67

3.3.Tính toán phương án sử dụng móng cọc xử lý nền 70

3.3.1 Chọn loại móng cọc, kích thươc cọc và đài cọc 70

3.3.2 Tải trọng tác dụng lên đáy cột trong công trình: 70

3.3.3 Sức chịu tải của cọc đơn: 71

3.3.4 Xác định số lượng cọc và bố trí cọc trong móng 72

3.3.4.1 Xác định số lượng cọc 72

3.3.4.2 Bố trí cọc trong móng 72

3.3.6 Kiểm tra móng cọc và nền theo trạng thái giới hạn về cường độ 77

3.4.Sử dụng phần mềm Geoslop tính toán biến dạng của móng cọc 86

3.5.Nhận xét kết quả tính 91

3.6.Kết luận chương 3 92

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 93

1 Kết luận 93

2 Kiến nghị 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 95

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Móng băng hai phương 6

Hình 1.2 Công tác bố trí thép trong móng bè 7

Hình 1.3 Cừ tràm dùng xử lý nền 8

Hình 1.4 Sử dụng cừ tram gia cố nền 9

Hình 1.5 Cọc khoan nhồi xử lý nền 10

Hình 1.6 Cọc bê tông đúc sẵn xử lý nền 11

Hình 1-7: Cọc cát 13

Hình 1-8: Giếng cát 14

Hình 1.9 : Đóng cọc bê tông cốt thép xử lý nền công trình 15

Hình 1.10 : Công trình sử dụng cọc bê tông cốt thép xử lý nền công trình 15

Hình 1.11 : Công trình sử dụng cọc khoan nhồi mini xử lý nền công trình 16

Hình 2.1a: Cấu tạo móng cọc đài thấp: 1- cọc; 2- đài cọc; 3- kết cấu phần trên 21

Hình 2.1b: Cấu tạo móng cọc đài cao: 1- cọc; 2- đài cọc; 3- kết cấu phần trên 21

Hình 2.2: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực 39

Hình 2.3 Quan hệ giữa tải trọng và độ lún của cọc……… 39

Hình 2.4 Sơ đồ xác định kích thước đáy móng……….46

Hình 2.5 Biểu đồ ứng suất trong nền 50

Hình 3.1: Mặt cắt ngang công trình 56

Hình 3.2: Mặt bằng công trình 57

Hình 3.4: Mặt bằng bố trí cọc 73

Hình 3.5 Sơ đồ khối móng quy ước 78

Hình 3.6 Biểu đồ ứng suất cột số 8 86

Hình 3.7: Sơ đồ áp suất đáy móng Ptb và Ptt 88

Hình 3.8: Phác họa bài toán 89

Hình 3.9: Mô hình bài toán 89

Hình 3.10: Đường đẳng chuyển vị theo phương y 90

Hình 3.11: Đường đẳng chuyển vị theo phương x 90

Hình 3.12: Biểu đồ chuyển vị theo phương y 91

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG

Bảng 2.1 Bảng xác định hệ số ktc 25

Bảng 2.2 Sức kháng ma sát giữa thành cọc và đất fi 26

Bảng 2.3 Hệ số mf 27

Bảng 2.4 - Trị số qp 28

Bảng 2.5 Hệ số m 31

Bảng 2.6 Trị số τi của loại đất ( T/m2) 31

Bảng 2.7 Trị số Ri (T/m2) 32

Bảng 2.8 Hệ số Kc và α 33

Bảng 2.10 Chiều cao rơi của búa tính toán H 36

Bảng 2.11 : Hệ số điều kiện làm việc của cọc 45

Bảng 2.12 : Trị số Hng (T) ứng với ∆C = 1cm 46

Bảng 2.13 Mô tả chiều dài cọc tương thích với địa tầng khác nhau 51

Bảng 3.1: Bảng chỉ tiêu đất nền công trình 58

Bảng 3.2: Giá trị Nội lực chân cột 59

Bảng 3.3: Bảng tính giá trị sức chịu tải của cọc 25x25 cm 64

Bảng 3.4: Bảng tính giá trị sức chịu tải của cọc 30x30 cm 65

Bảng 3.5: Bảng tính giá trị sức chịu tải của cọc 35x35 cm 65

Bảng 3.6: Trường hợp tiết điện 25×25cm 67

Bảng 3.7: Trường hợp tiết điện 30×30cm 68

Bảng 3.8: Trường hợp tiết điện 35×35cm 68

Bảng 3.9 Bảng tính ứng suất tại tâm móng cột 8 85

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Thành phố Sóc Trăng đang phấn đấu đến năm 2020 đạt đô thị loại II, nên việc cải tạo chỉnh trang đô thị và xây dựng các công trình mới ngày càng nhiều góp phần vào việc nâng cấp đô thị và đặc biệt là phát triển kinh tế xã hội của Thành Phố Tuy nhiên, khu vực Thành phố Sóc Trăng có cấu trúc địa chất đa dạng và phức tạp với nhiều loại đất

có thành phần và tính chất cơ lý khác nhau, với sự phân bố không đồng điều ở các khu vực khác nhau

Giải pháp hiện nay đối với các công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Sóc Trăng chủ yếu là sử dụng cọc ép có chiều dài từ 25-30m đến lớp đất tốt Vì vậy, việc nghiên cứu ứng dụng cọc Bê tông cốt thép là hết sức cần thiết và phù hợp với địa chất tại đây

Đề tài luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu giải pháp móng cọc cho công trình thấp tầng trên địa bàn thành phố Sóc Trăng” chính là giải quyết vấn đề bức xúc đó, góp phần định hướng cho các chủ đầu tư, người thiết kế, cơ quan quản lý chất lượng xây dựng sử dụng hợp lý môi trường địa chất, tăng hiệu quả đầu tư xây dựng

3 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thực tế (tài liệu khảo sát địa chất, tài liệu thiết

kế cơ sở,…) để làm rõ điều kiện địa chất công trình và tổ hợp tải trọng;

- Phân tích chọn giải pháp cọc bê tông cốt thép đúc sẵn để xử lý nền công trình;

- Phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp mô hình số với việc sử dụng phần mềm slope, Plaxis để phân tích, kiểm tra ổn định và biến dạng

4 Kết quả dự kiến đạt được

- Hiểu được lý thuyết tính toán móng cọc;

- Đánh giá điều kiện địa chất công trình trên khu vực thành phố Sóc Trăng;

- Tổng hợp kinh nghiệm sử dụng giải pháp móng trên địa bàn thành phố Sóc Trăng;

- Đề xuất giải pháp nền móng hợp lý về kinh tế-kỹ thuật trên khu vực thành phố Sóc Trăng kiểm chứng tính toán bằng phần mềm Geo – slope và Plaxis

5 Bố cục luận văn

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP CHO CÔNG TRÌNH THẤP TẦNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ GIẢI PHÁP MÓNG

1.1 Đánh giá về địa chất công trình trên địa bàn thành phố Sóc Trăng

Đất yếu thuộc đối tượng nghiên cứu chủ yếu là bùn sét và bùn sét pha với bề dày xấp

xỉ khoảng 10m, một số nơi có thể đạt đến 20m, nằm gần mặt đất, hầu như chưa được nén chặt, mới ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đá trầm tích.Vì vậy, rất khó khăn cho công tác xây dựng đường

Đất có thành phần hạt rất mịn, hàm lượng các nhóm hạt bụi và sét khá cao đồng thời cũng có mặt các khoáng vật có tính phân tán cao như montmorillonit và illit, không thuận lợi cho các giải pháp sử dụng xử lý nền đất yếu bằng các chất kết dính

Các kết quả nghiên cứu về độ pH, khả năng trao đổi cho thấy, độ pH của đất thấp, nhỏ hơn 7, dao động từ 3 đến xấp xỉ 6 Khả năng trao đổi hấp thụ không cao, dung lượng hấp thụ chỉ dao động từ 19,6÷27,25 me/100g đất khô nên thuận lợi cho việc cải tạo đất bằng các biện pháp thông thường nên dùng các biện pháp bằng các chất kết dính và cả các giải pháp làm chặt đất

Tại các địa điểm nghiên cứu ta thấy trong đất có chứa muối dễ hòa tan Đất được xếp vào loại nhiễm muối ít thường từ 1÷2%, đất thuộc loại nhiễm muối ít Loại muối trong đất là chlorua natri Như vậy, sự có mặt của muối dễ hòa tan sẽ gây ảnh hưởng xấu đến việc cải tạo đất bằng các chất kết dính vô cơ Tuy nhiên, với mức nhiễm muối này, vẫn

có thể cải tạo được bằng các chất kết dính vô cơ

Hầu hết các mẫu nghiên cứu cho thấy, đất đều chứa chất hữu cơ, hàm lượng hữu cơ

trong đất không cao, đại đa số các mẫu nghiên cứu cho hàm lượng hữu cơ dao động trung bình từ 3÷4% Hàm lượng hữu cơ đã gây ảnh hưởng tới các đặc trưng cơ lý, cũng như chất lượng cải tạo đất bằng xi măng

Đất nghiên cứu là loại đất yếu, chưa được nén chặt, có chứa muối và chất hữu cơ Mức

độ nén lún mạnh, hệ số nén lún và chỉ số lún ở tất cả các mẫu đều lớn hơn 0,1; áp lực

thấy đất nghiên cứu không thuận lợi cho việc xây dựng đường, các thông số nghiên cứu có thể phục vụ kiểm toán ổn định [1]

1.2 Các giải pháp móng công trình phổ biến hiện đang áp dụng

Do đặc điểm về địa chất công trình nên hiện nay trên địa bàn thành phố Sóc Trăng hiện nay sử dụng một số loại nền móng như sau:

1.2.1 Phương án móng nông

Móng nông là giải pháp móng cực kỳ phổ biến tại Việt Nam hiện nay với chi phí thi công rất hợp lý, thường được áp dụng đối với các công trình có quy mô vừa và nhỏ (dưới 5 tầng) Móng nông có thể tận dụng tối đa khả năng làm việc của các lớp đất phía trên cùng, thích hợp với những địa điểm thi công với điều kiện địa chất công trình

có các lớp đất sét hoặc sét pha ở trạng thái từ dẻo cứng cho đến cứng, đáp ứng bề dày

đủ lớn từ 5m – 7m Chiều sâu chôn móng nông phổ biến từ 0.5m – 3m, phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như bề dày lớp đất lấp, sự phân bố của đất yếu, hay chiều sâu mực nước dưới đất, Thành phố Sóc Trăng khi xây dựng sử dụng móng nông trong trường hợp sau:

Móng đơn: Sử dụng cho nhà ở riêng lẻ diện tích nhỏ, chủ yếu là nhà trệt

Móng băng: Sử dụng cho nhà trên một tầng và dưới 4 tầng có tải trong tương đối nhỏ [3] , [7]

Đối với công trình có tầng cao từ 2 tầng trở xuống và quy mô diện tích tương đối nhỏ

có thể sử dụng móng cọc cừ tràm

Đối với nhà có tầng cao trên 4 tầng, diện tích và tải trọng lớn chủ yếu sử dụng móng cọc bê tông cốt thép Do đặc điểm địa chất nên trên địa bàn thành phố Sóc Trăng sử dụng móng cọc bê tông cốt thép được dùng phổ biến nhất trong trường hợp tải trọng công trình khá lớn hay trong điều kiện địa chất yếu, giải pháp móng cọc luôn được xem là giải pháp thuận lợi nhất do đặc tính phong phú về cấu tạo vật liệu học của cọc, được chia làm các loại như sau: Móng cọc đài cao và Móng cọc đài thấp [3] , [7]

1.2.3 Phương án móng cọc khoan nhồi

Giải pháp móng cọc khoan nhồi hiện nay được áp dụng chủ yếu đối với các công trình nhà cao tầng (thường cao trên 10 tầng) Tuy nhiên, phương pháp cọc khoan nhồi lại có chi phí thi công khá tốn kém (cao hơn nhiều so với phương án cọc ép) nên chủ đầu tư,

kỹ sư thiết kế kết cấu cũng như các bên liên quan thường cân nhắc hết sức kỹ lưỡng khi quyết định áp dụng giải pháp móng này Trên thực tế, móng cọc khoan nhồi sẽ là giải pháp không thể thay thế đối với trường hợp phương án cọc ép hoặc cọc ép không thể đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật

Đối với các công trình nhà cao tầng, tải trọng truyền xuống một cột thường rất lớn, và nếu áp dụng móng cọc ép thì số lượng cọc cần sử dụng sẽ là rất nhiều và kích thước đài cọc cũng rất lớn Nếu mặt bằng móng đủ rộng để có thể bố trí đài cọc và không ảnh hưởng đến các hạng mục hạ tầng, phương án móng cọc ép là hoàn toàn hợp lý Tuy nhiên, các công trình nhà cao tầng hiện đại hiện nay với tầng hầm, bể nước ngầm, hệ thống cấp thoát nước, bể phốt, cùng hạ tầng kỹ thuật khác chiếm khoảng không gian khá đáng kể nên việc áp dụng móng cọc ép là gần như không thể Vì lẽ đó, phương án móng cọc khoan nhồi là giải pháp duy nhất với sức chịu tải cao hơn và diện tích móng cũng nhỏ hơn nhiều

Tùy thuộc từng điều kiện địa chất, điều kiện kỹ thuật và thi công cụ thể mà người kỹ

sư thiết kế kết cấu dựa trên những thông số kỹ thuật cụ thể và các tính toán chính xác

địa chất kỹ lưỡng, người kỹ sư cũng cần có rất nhiều kinh nghiệm thực tế cũng như chuyên môn vững vàng mới có thể tìm ra được một phương án tối ưu, an toàn và tiết kiệm [8]

1.3 Phân tích các gi ải pháp xử lý nền móng áp dụng địa bàn thành phố Sóc Trăng

Nếu tải trọng dưới chân cột không lớn ta có thể dùng móng đơn dưới cột Nếu tải trọng lớn thì móng đơn không đảm bảo điều kiện chịu lực hay biến dạng quá mức thì ta có thể dung móng băng một phương, hai phương hoặc móng bè dưới khung nhà

Hình 1.1 Móng băng hai phương

1.3.1 Móng bè

Móng bè là loại móng mềm, chiếm toàn bộ diện tích nền nhà Khi nhà tải trọng lớn (nhà ≥ 3 tầng), nền xấu thì thường phải dùng móng băng đặt sâu và diện tích móng chiếm đến 75% diện tích nền, khi đó nên dùng móng bè Móng bè còn dùng thích hợp khi cần hạn chế chấn động, lún lệch nhiều, cần tăng cường độ và độ cứng của móng

Hình 1.2 Công tác bố trí thép trong móng bè Nếu nền có lớp trên là đất tốt, lớp dưới là đất yếu

Khi lớp đất tốt trên mỏng (≤ 1,5m): coi như toàn bộ là nền yếu Với trường hợp này cần phải có những biện pháp gia cố nền phù hợp với quy mô công trình:

1.3.2 Gia cố nền bằng cừ tràm:

Chỉ dùng với các công trình có quy mô nhỏ nhưng sức chịu tải của nền vẫn là rất yếu,

cơ sở tính toán chỉ là giả định, ngôi nhà bị treo trên tầng đất yếu Nên hạn chế sử dụng

Cừ tràm 8 - 10 cm là loại cừ thông dụng nhất, được sử dụng trong xây dựng làm móng

Hình 1.3 Cừ tràm dùng xử lý nền Nhược điểm :

Khi dùng cừ tràm thì phải đào sâu 1,8 - 2,2m nên dễ ảnh hưởng đến các công trình lân cận, chỉ sử dụng cho công trình thấp tầng, cần tải trọng không cao Về độ sâu của móng cừ tràm, nhiều người có thói quen đặt đầu cừ tràm là phải đặt nằm dưới mực nước ngầm thấp nhất Ðiều này dẫn đến việc phải đặt đáy móng quá sâu, gây bất lợi cho thi công, nhất là vào mùa mưa Các tài liệu địa chất cho thấy: ở vị trí cao hơn mạch nước ngầm, đất khi đó vẫn ẩm ướt, độ bão hòa cao, do đó đủ độ ẩm để đầu cừ tràm không bị khô và sẽ không bị mục Vì vậy, tùy theo chất lượng đất bên trên mực nước ngầm, có thể chọn đầu cừ tràm cao hơn mực nước ngầm, miễn sao là đầu cừ luôn

ẩm ướt Ở đất sét, nước mao dẫn có thể lên đến 5 - 6m

Hình 1.4 Sử dụng cừ tram gia cố nền

1.3.3 Gia cố nền bằng cọc khoan nhồi:

Đối với những công trình có quy mô vừa nhưng có tầm quan trọng và những công trình có quy mô lớn thì biện pháp gia cố nền này là tối ưu nhất Đối với các công trình nhà tải trọng lớn thì hiếm khi dùng biện pháp gia cố nền bằng cọc khoan nhồi vì chí phí khá cao

Ưu điểm:

Tùy theo điều kiện địa chất và tải trọng của công trình, trên tổng thể giá thành của phương án xử lý nền móng khi sử dụng cọc nhồi đường kính nhỏ hợp lý do khả năng chịu tải trên mỗi đầu cọc khá cao nên số lượng cọc trong móng giảm Thêm vào đó phần đài cọc, giằng móng giảm thiểu do số lượng cọc ít, cọc có thể thi công sát công trình bên cạnh (cách >=10cm) nên không phải thiết kế đài cọc kiểu consol dẫn đến làm giảm kích thước đài cọc

Thiết bị thi công nhỏ gọn nên có thể thi công trong điều kiện xây dựng chật hẹp Không gây ảnh hưởng đối với phần nền móng và kết cấu của các công trình kế cận Thời gian thi công nhanh (do có thể đưa nhiều dàn vào công trình hơn do gọn nhẹ)

Sử dụng tốt cho trường hợp lớp đất tốt xen kẹp bên trên lớp đất xấu mà không thể

Hình 1.5 Cọc khoan nhồi xử lý nền Thiết bị thi công đa dạng có thể lựa chọn tuỳ theo mục đích và điều kiện thi công, phần lớn thiết bị được sản xuất tại Việt Nam, phụ tùng dễ thay thế Dễ thi công móng

& đà kiềng, khối lượng bêtông và cốt thép ít, đào đắp đất ít, không ảnh hưởng nhà bên cạnh hoặc ngược lại Không đào nền để làm móng, giữ nguyên sự ổn định của đất nền Tính bền vững và ổn định của công trình rất cao, không bị ảnh hưởng khi nhà liền kề đào móng xây dựng, không bị nghiêng lún

Không có khớp nối như cọc ép, đảm bảo truyền tải trọng đúng tâm

Thực tế cho thấy cọc khoan nhồi không có nhiều khuyết tật

Có thể khoan xuyên tầng đất cứng

Phạm vi ứng dụng:

- Các công trình nhà cao tầng xây chen trong thành phố

- Gia cố nền cho các công trình sửa chữa, cải tạo, nâng tầng

- Các công trình có mặt bằng thi công chật hẹp (không thể đưa các thiết bị thông thường vào thi công)

- Các công trình có yêu cầu về bảo đảm an toàn cho các công trình lân cận, cần tránh xảy ra tranh chấp, đền bù hư hỏng trong quá trình xây dựng

- Các công trình cầu, móng hàng rào, tường bao cho tầng hầm, công trình trên bờ sông…

Khuyết điểm:

Công nghệ phức tạp, tốn nhiều công đoạn, đòi hỏi bên thi công phải có chuyên môn và kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi Mặt bằng thi công sình lầy do dung dịch sét Nhiều công đoạn thi công và giám sát Chi phí thi công cao

Khi lớp đất tốt trên không dày lắm (1,5-3m): chỉ nên xây nhà đến 2 tầng (dùng móng bè) Nếu muốn xây nhà > 2 tầng thì xử lý như nền đất yếu phía dưới.[8]

1.3.4 Gia cố nền bằng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn:

Đối với những công trình có quy mô vừa và nhỏ thì biện pháp gia cố nền này rất có hiệu quả về khả năng chịu lực và tính kinh tế Khi lớp đất tốt trên dày (≥ 3,0m): Tận dụng lớp tốt bên trên để làm nền, không nên đặt móng sâu, nên dùng móng bè và chỉ nên xây nhà đến 3 tầng, nếu nhà ≥ 4 tầng thì xử lý như “toàn bộ là nền đất yếu”

Nếu nền có lớp trên là lớp đất yếu, lớp dưới là lớp đất tốt:

Khi lớp đất yếu không dày lắm (1,5 – 3m): Đối với trường hợp này có thể gia cố nền bằng cừ tràm hoặc cọc BTCT đúc sẵn tùy theo quy mô công trình

Ưu điểm:

Công nghệ đơn giản dễ làm, có thể tính toán tải trọng khá chính xác thông qua các thông số thí nghiệm của đất nền Thi công nhanh hơn cọc khoan nhồi

Khuyết điểm:

Do có thể nhìn thấy được cây cọc lúc thi công nên chủ đầu tư thường cảm thấy yên tâm hơn Có nhiều khớp nối từ đó dẫn đến sự sai lệch khi ép sâu, chịu tải không đúng tâm

Chỉ áp dụng được cho loại cọc nhỏ 25x25, 30x30, 40x40.[7]

1.3.5 Phương pháp Cọc cát:

* Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:

Cọc cát được sử dụng trong các trường hợp sau đây: Công trình chịu tải trọng lớn trên nền đất yếu có chiều dày > 3m

Những trường hợp sau đây không nên dùng cọc cát:

Đất quá nhão yếu, lưới cọc cát không thể lèn chặt được đất (khi hệ số rỗng nén chặt enc > 1 thì không nên dùng cọc cát

Chiều dày lớp đất yếu dưới đáy móng nhỏ hơn 3m, lúc này dùng đệm cát tốt hơn

Khi dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất diễn ra nhanh hơn nhiều so với nền thiên nhiên hoặc nền gia cố bằng cọc cứng Phần lớn độ lún của công trình diễn ra trong quá trình thi công, do vậy công trình mau chóng đạt đến giới hạn ổn định

Sử dụng cọc cát rất kinh tế so với cọc cứng (so với cọc bê tông giá thành giảm 50%, so với cọc gỗ giảm 30%), không bị ăn mòn, xâm thực Biện pháp thi công đơn giản không đòi hỏi những thiết bị thi công phức tạp.[9]

Giếng cát có hai tác dụng chính:

Giếng cát sẽ làm cho nước tự do trong lỗ rỗng thoát đi dưới tác dụng của gia tải vì vậy làm tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, làm cho công trình nhanh đạt đến giới hạn ổn định về lún, đồng thời làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng đều

Nếu khoảng cách giữa các giếng được chọn thích hợp thì nó còn có tác dụng làm tăng

độ chặt của nền và do đó sức chịu tải của đất nền tăng lên

Giếng cát để thoát nước lỗ rỗng là chính, tăng nhanh quá trình cố kết, làm cho độ lún của nền nhanh chóng ổn định Làm tăng sức chịu tải của nền là phụ.[9]

Hình 1-8: Giếng cát

1.4 M ột số công trình sử dụng móng cọc trên địa bàn thành phố Sóc Trăng

Trong thời gian gần đây kinh tế xã hội của tỉnh Sóc Trăng nói chung và thành phố Sóc Trăng nói riêng có nhiều chuyển biến tích cực nên việc xây dựng các dự án mới cũng được triển khai rất nhiều, tất cả các công trình cao tầng trên địa bàn thành phố Sóc Trăng điều sử dụng móng cọc Sử dụng cọc tre cho nhà dân dụng, cọc bê tông cốt thép cho nhà thấp tầng, và cọc khoan nhồi mini cho các nhà cao tầng

Công trình Bưu điện tỉnh Sóc Trăng với chiều cao 11 tầng

Công trình Ánh Quang Plaza với chiều cao 6 tầng

Công trình Công ty Điện lực Sóc Trăng với chiều cao 10 tầng

Hình 1.9 : Đóng cọc bê tông cốt thép xử lý nền công trình

Hình 1.10 : Công trình sử dụng cọc bê tông cốt thép xử lý nền công trình

Hình 1.11 : Công trình sử dụng cọc khoan nhồi mini xử lý nền công trình

1.5 Đánh giá ưu nhược điểm của các giải pháp:

1.5.1 Đối với móng băng:

Móng băng là loại móng có dạng dải dài, có thể độc lập hay giao nhau, móng băng có thể nằm dưới tường hoặc móng băng nằm dưới hàng cột, thi công móng băng thường đào xung quanh khuôn viên, hoặc đào song song với nhau trong khuôn viên đó Móng băng lún đều hơn và cũng dễ thi công hơn móng đơn

Móng băng gồm móng băng một phương và móng băng hai phương, có thể là móng cứng, móng mềm hay móng kết hợp

Chức năng của móng băng là để đảm bảo truyền tải trọng công trình xuống đều cho các cọc bê tông bên dưới ( trong trường hợp tâm của tải trọng bên trên trùng với tâm trọng lực của móng băng), vì vậy điều đầu tiên phải quan tâm tới móng băng là độ cứng lớn, sao cho dưới tác dụng của tải trọng bên trên tất cả các điểm trong trong toàn

bộ móng băng phải dịch chuyển như nhau để đảm bảo tải trọng truyền xuống từng cọc

bê tông là như nhau Tải trọng tác dụng lên nền lớn dẫn đến số cọc đưa ra là lớn dẫn tới bố trí đài cọc đơn không đủ, các đài đơn gần nhau quá, cũng nên gộp lại thành băng

Nhược điểm của móng băng: Móng băng thuộc loại móng nông, có chiều sâu chôn móng nhỏ nên độ ổn định về lật, trượt của móng kém (chịu mô men là lực ngang) Ở các lớp đất phía trên có sức chịu tải không lớn, trừ khi lớp đất đá gốc gần mặt đất nên sức chịu tải của nền móng là không cao, chỉ thường sử dụng cho các công trình quy có

mô nhỏ, trường hợp mực nước mặt nằm sâu thì phương án thi công tương đối phức tạp

do phải tăng chiều dài cọc ván và các công trình phụ trợ khi thi công

Khi gặp trường hợp thi công được trên các nền địa chất đất bùn yếu, địa chất không ổn định thì tốt hơn nên chọn phương án móng cọc thay thế

Để sử dụng cho các công trình nhà ở cao tầng có tải trọng lớn hơn, hay các công trình đặt trên nền đất yếu thì phương pháp ép cọc bê tông là phương án móng đang được quan tâm và sử dụng khá rộng rãi, đặc biệt là nhà phố, cọc ép bê tông chịu lực tốt hơn các phương án móng nông như móng băng, sử dụng được trên mặt bằng chật hẹp, thi công nhanh, giá thành cũng không cao, hơn nữa trong quá trình thi công lại êm, không gây rung động ảnh hưởng tới các công trình bên cạnh

1.5.2 Ưu nhược điểm của phương án móng bè:

- Rất dễ bị lún không đều, lún lệnh do các lớp địa chất bên dưới không phải là hằng số (chiều dầy lớp đất thay đổi tại các vị trí lỗ khoan); khi đã xảy ra lún lệch, hệ kết cấu gần như không thể trở về vị trí ban đầu do nền đất có momen đàn hồi kém, cứ như vậy theo thời gian các vết nứt bắt dầu xuất hiện, dẫn đến việc tuổi thọ công trình giảm Đặc biệt là đối với công trình chung cư nó ảnh hưởng đến phương án kinh doanh

- Không phải địa chất, địa hình nào cũng áp dụng được

- Do chiều sâu đặt móng bè nông nên có một số vấn đề sau:

+ Độ ổn định do các tác động của sự thoát nước ngầm, động đất, mưa, gió, bão, lũ lụt không cao

+ Ảnh hưởng đến nền móng, kết cấu của các công trình lân cận

+ Rất nguy hiểm khi các công trình kề cận triển khai thi công hố móng, do hình thành cung trượt dẫn đến sạt lở hố móng (tương tự như đất nền bị nén ở trạng thái nở hông)

- Trong quá trình thi công:

+ Do khối lượng thi công bê tông lớn, dẫn đến việc phải phân chia thành các khối đổ, tại các vị trí này như tạo ra khớp nối, các khớp nối này nếu không có biện pháp xử lý đảm bảo bê tông toàn khối thì khả năng chịu lực của bản móng rất yếu và cũng liên quan đến việc chống thấm tầng hầm rất phức tạp

- Công tác thiết kế và thí nghiệm:

+ Chưa đủ tài liệu để tính toán hết về sự ổn định của móng bè cho nhà cao tầng

+ Về mô hình tính toán: nếu công trình càng cao thì móng tầng càng sâu, vậy phương

+ Phương pháp thí nghiệm, kiểm tra về đất nền không được kiểm chứng với lý thuyết tính toán ngay từ khi bắt đầu thi công công trình Mà chỉ xác định được khi xảy ra sự

cố Vậy thì nên hay không nên lấy công trình chung cư ra để làm công tác thí nghiệm trong suốt thời gian sử dụng?

1.5.3 Ưu nhược điểm của phương án móng cọc:

Nhược điểm:

- Thiết bị máy thi công cồng kềnh

- Vận chuyển đất bùn liên tục trong quá trình thi công

Ưu điểm: Gần như khắc phục được mọi vấn đề khuyết điểm của phương án móng bè

- Hệ số an toàn, ổn định cao khi chịu mọi tác động của môi trường xung quanh như mưa, bão, lũ lụt, động đất …

- Được sử dụng phổ biến rộng rãi trên thế giới cho các nhà cao tầng và là giải pháp hữu hiệu nhất

- Giá thành hợp lý

- Được sử dụng với mọi điều kiện địa chất, địa hình

- Chưa xảy ra sự cố nào cho công trình khi lựa chọn phương án này

- Không gây ảnh hưởng đến các công trình liền kề

- Công tác thiết kế được tính toán khoa học, đầy đủ

- Công tác thí nghiệm, kiểm tra, kiểm chứng về sức chịu tải của cọc và đất nền trên thực tế so sánh với tính toán lý thuyết được xác định ngay sau khi thử tĩnh và thử PDA cọc khoan nhồi

- Diện tích các tầng hầm được sử dụng tối đa

- Sử lý chống thấm sàn và vách tầng hầm dễ dàng

1.6 Kết luận chương I

Trên cơ sở phân tích tổng quan về đặc điểm địa chất trên địa bàn thành phố Sóc Trăng, tác giả cũng nên và phân tích các giải pháp xử lý nền móng áp dụng trên địa bàn, rút ra điều kiện áp dụng và ưu nhược điểm của từng loại giải pháp

Trên địa bàn thành phố Sóc Trăng, xử lý nền công trình xây dung dân dụng, biện pháp cọc bê tông cốt thép là hiệu quả nhất, áp dụng được tải trọng lớn và chiều dày lớp đất yếu lớn

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP 2.1 Đặc điểm móng cọc và các tiêu chuẩn thiết kế

2.1.1 Định nghĩa và phân loại

2.1.1.1 Định nghĩa:

Móng cọc là một trong những móng được sử dụng rộng rãi hiện nay Người ta có thể đóng, hạ những đoạn cọc lớn xuống các tầng đất sâu, nhờ đó tăng khả năng chịu tải trọng của móng

Hình 2.1a,b thể hiện 2 loại móng cọc: móng cọc đài thấp và đài cao Móng cọc bao gồm 3 bộ phận: cọc, đài cọc, đất bao quanh cọc

Cọc là bộ phận chính có tác dụng truyền tải trọng từ công trình lên đất ở đầu mũi và xung quanh cọc

Đài cọc liên kết các cọc thành một khối và phân phối tải trọng công trình lên các cọc Đất xung quanh cọc tiếp thu một phần tải trọng và phân bố đều hơn lên đất đầu mũi cọc

Hình 2.1a: Cấu tạo móng cọc đài thấp: 1-

cọc; 2- đài cọc; 3- kết cấu phần trên Hình 2.1b: Ccọc; 2- đài cọc; 3- kết cấu phần trên ấu tạo móng cọc đài cao: 1-

2.1.1.2 Phân loại

Các loại cọc hiện nay khá đa dạng về chủng loại vật liệu, kích thước và biện pháp thi công Mỗi loại cọc đều có những ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng khác nhau Theo vật liệu người ta chia cọc ra thành các loại như sau:

Cọc gỗ: vật liệu sử dụng là gỗ, dài từ 5-7m, đường kính từ 20-30cm

Cọc tre: Sử dụng các loại tre gốc, đặc chắc

Cọc bê tông: Vật liệu sử dụng là bê tông, sử dụng cho cọc chịu nén

Cọc bê tông cốt thép: vật liệu sử dụng là bê tông cốt thép, loại cọc này được sử dụng nhiều nhất

Cọc thép: Vật liệu là thép I, H, C, loại cọc này dễ bị gỉ khi tiếp xúc với nước, đặc biệt

là nước mặn

Ngoài ra có các loại cọc thép bê tông, cọc liên hợp, tuy nhiên các loại cọc này ít được

sử dụng

Theo phương thức làm việc người ta chia cọc thành các loại như sau:

Cọc chống: Là cọc có sức chịu tải chủ yếu là lực chống của đất, đá tại mũi cọc

Cọc ma sát: Là cọc có sức chịu tải chủ yếu là do ma sát mặt bên của cọc và đất xung quanh thân cọc

Cọc hỗn hợp: Là cọc có sức chịu tải kết hợp giữa hai loại trên

Theo phương pháp hạ cọc người ta phân ra thành các loại sau:

Cọc đóng: Là cọc được chế tạo sẵn, được hạ xuống bằng búa treo hoặc búa Diezel hoặc hạ xuống bằng búa máy rung có thể khoan dẫn hoặc không

Cọc ép: Là cọc được chế tạo sẵn, được hạ xuống bằng thiết bị ép thủy lực

Cọc khoan nhồi: Là cọc có tiết diện hình tròn được thi công bằng cách khoan tạo lỗ trong đất với phương pháp khoan hoặc ống thiết bị.[3][7]

2.1.2 Các tiêu chuẩn thiết kế

Theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD 10304: 2014- Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

Tiêu chuẩn xây dựng TCXD 205:1998 về móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

TCVN 9362-2012 - Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình

Ở Việt Nam thí nghiệm nén cọc tĩnh được thực hiện theo các tiêu chuẩn, TCXD 196 :

1997 , TCXD205 :1998 , TCXDVN 269:2002

2.2 Lý thuyết cơ bản tính sức chịu tải của cọc

Xác định sức chịu tải của cọc đơn là một trong những nội dung quan trọng trong thiết

kế móng cọc Hiện nay khi thiết kế móng cọc, các nhà thiết kế chủ yếu dựa vào tài liệu khảo sát địa chất công trình và kinh nghiệm để chọn kích thước cọc và lớp tựa mũi cọc, mà không có sự phân tích và so sánh đánh giá giữa các phương pháp xác định sức chịu tải của cọc để chọn giải pháp hợp lý Chính điều đó đã xảy ra trường hợp khi thiết

kế móng cọc có độ an toàn khá cao, dẫn đến lãng phí và tốn kém về mặt kinh tế

Do đó, để nâng cao hiệu quả thiết kế móng cọc cần phải có sự đánh giá, phân tích điều kiện thực tế của cọc, của đất nền để chọn kích thước cọc và lớp tựa mũi cọc hợp lý

2.2.1 Khái niệm về sức chịu tải của cọc đơn [3]

2.2.1.1 Định nghĩa

Sức chịu tải của cọc đơn (viết tắt là SCT) là tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc và đảm bảo hai điều kiện:

- Cọc không bị nứt vỡ (điều kiện về vật liệu làm cọc)

- Đất ở mũi cọc và xung quanh cọc không bị phá hoại về cường độ hoặc về biến dạng (điều kiện về đất nền)

Như vậy, SCT của cọc là khả năng chịu tải lớn nhất (còn gọi là SCT giới hạn), phụ thuộc vào độ bền vật liệu làm cọc và tính chất của đất bao quanh cọc, nghĩa là

- Sức chịu tải dọc trục của cọc Qu

- Sức chịu tải ngang trục của cọc Quh

2.2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc theo độ bền vật liệu

Sức chịu tải của cọc chịu nén được tính theo công thức:

Qvl = m(mbRbFb + maRaFa)

Trong đó:

Rb - cường độ tính toán của bê tông khi nén mẫu hình trụ;

Fb - diện tích tiết diện ngang của bê tông cọc;

Ra - cường độ tính toán của cốt thép;

Fa - diện tích tiết diện ngang của cốt thép dọc;

m - hệ số điều kiện làm việc, lấy bằng 0,6 đối với cọc chế tạo trong đất và bằng 1 đối với các loại cọc khác

ma - hệ số điều kiện làm việc của cốt thép

mb - hệ số điều kiện làm việc của bê tông

2.2.3 Tính toán sức chịu tải cọc của đất nền theo kết quả thí nghiệm trong phòng

a) Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:

tc

tc a K

Q

Q =

Trong đó:

Qa - sức chịu tải cho phép tính toán;

Qtc - sức chịu tải tiêu chuẩn cọc đơn;

Ktc – hệ số an toàn, được lấy như sau:

Đối với móng cọc đài cao hoặc đài thấp có đáy đài nằm trên đất có tính nén lún lớn và đối với cọc ma sát chịu tải trọng nén, cũng như đối với bất kỳ loại đài nào mà cọc treo, cọc chống chịu tải trọng nhỏ, tùy thuộc số lượng cọc trong móng, trị số ktc được lấy theo bảng sau:

b) Xác định sức chịu tải tiêu chuẩn theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền:

2,3

3 3,5 3,8

4 4,2

1,5 2,1 2,5 2,7 2,9 3,1

1,2 1,7

2 2,2 2,4 2,5

0,5 1,2 1,1 1,6 1,7 1,8

0,4 0,7 0,8 0,9

1

1

0,4 0,5 0,7 0,8 0,8 0,8

0,3 0,4 0,6 0,7 0,7 0,7

0,2 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6

10

4,4 4,6 5,1 5,6 6,1 6,6

7

3,3 3,4 3,8 4,1 4,4 4,7

5

2,6 2,7 2,8

3 3,2 3,4 3,6

1,9 1,9

2

2

2 2,1 2,2

1

1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,3

0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,9 0,9

0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8

0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,7 0,7

mf – Hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc, phụ thuộc vào phương pháp khoan tạo lỗ, lấy theo Bảng 2.3

Bảng 2.3 Hệ số m f

Loại cọc và phương pháp thi công cọc

Hệ số điều kiện làm việc của

đất m f trong Cát Á cát Á sét Sét

3 Cọc khoan nhồi trong đó kể cả mở

rộng đáy, đổ bê tông:

a) khi không có nước trong lỗ khoan

(phương pháp khô) hoặc khi dùng ống

chống

b) Dưới nước hoặc dung dịch sét

c) Hỗn hợp bê tông cứng đổ vào cọc có

đầm (phương pháp khô)

0,7

0,6 0,8

0,7

0,6 0,8

0,7

0,6 0,8

0,6

0,6 0,7

7 Cọc khoan phun chế tạo có ống chống

hoặc bơm hỗn hợp bê tông với áp lực

2-4 atm

0,9 0,8 0,8 0,8

qp - Cường độ chịu tải của đất ở đầu mũi cọc (T/m2), được tính theo bảng 2.4

Trong đó:

Pf : sức chịu tải do ma sát của đất quanh thân cọc tạo ra

fu tg

γt : trọng lượng thể tích tự nhiên của đất từ mũi cọc trở lên

h : chiều sâu của cọc trong đất

ϕ : góc ma sát trong của đất

f : hệ số ma sát của đất

u : chu vi tiết diện cọc

Pp: sức chịu tải do phản lực của đất mũi cọc tạo ra

Đối với đất rời:

45

tg P F P

F: diện tích tiết diện cọc

ϕ

tg FP

=

d) Công thức A.Skempton

P=9.c.F+ 0,45c.u.h

e) Công thức K.Terzghi và B.B.Peck

Đối với cọc vuông:

P = π r2( 1 , 3 cNc + γ hNq + 0 , 8 rN γ ) + 8 rLS

Trong đó : r : là nửa cạnh của cọc vuông

Nc, Nq , Nγ : là các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát ϕ

L : chiều dài cọc trong đất

Xác định sức chịu tải của cọc đơn bằng tính toán dựa theo tài liệu thí nghiệm hiện trường

a) Xác định sức chịu tải của cọc bằng tính toán dựa theo bảng tra đặc trưng sức kháng mũi và ma sát cọc qua chỉ tiêu vật lý của nền đất

Phương pháp này dựa vào cơ sở kết quả chỉnh lý rất nhiều số liệu thực tế về thí nghiệm

ép cọc trong nhiều cấu trúc nền khác nhau để tìm lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình của đất tại mặt bên cọc và phản lực giới hạn của đất ở mũi cọc

Theo quy phạm móng cọc của Liên Xô đang dùng hiện nay, sức chịu tải của cọc được xác định bằng các biểu thức sau:

u m P

1

2 1

7 ,

Trong đó:

P : sức chịu tải tính toán của cọc

m : hệ số điều kiện làm việc của cọc, lấy theo bảng 2.5

α1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của các phương pháp hạ cọc, đến ma sát giữa đất

và cọc, lấy bằng 1,0

α2 : hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, lấy bằng 1,0

u : chu vi tiết diện cọc;

n : số lớp đất trong phạm vi chiều dài cọc

τi : lực ma sát giới hạn đơn vị trung bình của mỗi lớp đất, phụ thuộc vào loại đất, tính chất của đất và chiều sâu trung bình của mỗi lớp đất Lấy theo bảng 2.6

Li : chiều dày của mỗi lớp đất mà cọc đi qua

F : diện tích tiết diện cọc

Ri : cường độ giới hạn đơn vị trung bình của lớp đất ở mũi cọc, phụ thuộc vào loại đất và chiều sâu của mũi cọc Lấy theo bảng III.4

b) Tính toán sức chịu tải của cọc đơn theo kết quả Xuyên tĩnh

Sức chịu tải tính toán của cọc được xác định theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh bằng công thức của 20 TCN-174-89 sau đây:

2 3

s p c