• Xác định tải trọng tính toán của móng: giải khung và xác định giá nội lực tính toán tại chân cột (cũng là tải trọng tính toán của móng) ta được các giá trị gồm: lực lọc Ntt, moment Mtt, lực ngang Htt.

Thông thường, nộidung khảo sát được thực hiện làm 2 giai đoạn tùy theo yêu cầu của chủ đầu tư, baogồm:  Khảo sát sơ bộ: giai đoạn này được thực hiện trong trường hợp quyhoạch khu vực xâ

 Xác định tải trọng tiêu chuẩn của móng: lấy giá trị tính toán chia cho hệ sốvượt tải trung bình ntb=1.15 Vậy Ntc= Ntt/1.15, Mtc= Mtt/1.15, Htc= Htt/1.15.

 Khi tính toán theo chỉ tiêu cường độ (TTGH1) như kiểm tra sức chịu tải củacọc, kiểm tra xuyên thủng, lực cắt cho đài móng, tính toán cốt thép cho đài cọc,cọc… thì dùng tải trọng tính toán

 Khi tính toán theo biến dạng (TTGH2) như kiểm tra lún trong móng cọc,kiểm tra ổn định nền dưới móng…thì dùng tải trọng tiêu chuẩn

 Tổng hợp và chọn tổ hợp tải trọng: theo đúng nguyên tắc thì phải chọn tất

cả các tổ hợp nội lực để tính toán và kiểm tra Nhưng để đơn giản, theo kinhnghiệm thường chọn các tổ hợp nội lực sau:

+ Cặp tổ hợp thứ 1: lực dọc lớn nhất Nttmax, Mtt, Htt

+ Cặp tổ hợp thứ 2: moment lớn nhất Mttmax, Htt, Ntt

+ Cặp tổ hợp thứ 3: lực ngang lớn nhất Htt , Ntt, Mtt

Hình 3.1 Nội lực tính toán tại chân cột

 Thực tế thường chọn tổ hợp thứ 1 để tính toán, các tổ hợp còn lại đượcdùng để kiểm tra Còn khi kiểm tra chuyển vị ngang, chuyển vị xoay thì tổ hợp 2, 3được dùng để tính toán còn tổ hợp 1 dùng để kiểm tra

 Trên cơ sở các nhiệm vụ kỹ thuật của chủ đấu tư, đơn vị thực hiện khảo sátlập phương án kĩ thuật để thực hiện.

3.2.1.2 Các giai đoạn khảo sát

 Công việc khảo sát thực hiện theo yêu cầu của Tiêu chuẩn “Khảo sát cho xây dựng– khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng - TCXD 9363:2012 ” Thông thường, nộidung khảo sát được thực hiện làm 2 giai đoạn tùy theo yêu cầu của chủ đầu tư, baogồm:

 Khảo sát sơ bộ: giai đoạn này được thực hiện trong trường hợp quyhoạch khu vực xây dựng, nhằm cung cấp các thông tin ban đầu đểkhởi thảo các giải pháp công trình và nền móng dự kiến

 Khảo sát kĩ thuật: giai đoạn này được thực hiện sau khi phương áncông trình đã được khẳng định, nhằm cung cấp các chi tiêu tính toánphục vụ cho việc thiết kế chi tiết các giải pháp nền móng

3.2.1.3 Yêu cầu kĩ thuật đối với công tác khảo sát địa kĩ

thuật:

a Khảo sát địa kỹ thuật giai đoạn trước thiết kế cơ sở:

 Kết quả khảo sát của giai đoạn này dùng để luận chứng cho quy

hoạch tổng thể và lập phương án cho giai đoạn khảo sát tiếp theo

 Trong giai đoạn này cần làm rõ các vấn đề sau:

Đánh giá sơ bộ các yếu tố điều kiện địa chất công trình

Khả năng bố trí một cách thích hợp các công trình xây dựng

 Các loại móng có khả năng sử dụng cho công trình

b Khảo sát địa kĩ thuật giai đoạn thiết kế cơ sở:

-Nhiệm vụ khảo sát bao gồm:

+ Xác định sự phân bố của các lớp đất đá theo diện và chiều sâu

+ Xác định đặc tính cơ lý của các lớp đất, mực nước dưới đất và đánh

giá sơ bộ khả năng ăn mòn của nước+ Đánh giá sơ bộ khả năng chịu tải, tính nén lún của các lớp đất đá

nghiên cứu+ Đánh giá sơ bộ các hiện tượng địa chất bất lợi ảnh hưởng đến công

tác thi công hố đào sâu và kiến nghị các phương án chống đỡ

-Phương pháp khảo sát:

+ Phương pháp địa vật lý

+ Khoan kết hợp thí nghiệm SPT, lấy mẫu đất để mô tả và phân tầng.Khối lượng mẫu nguyên trạng để thí nghiệm trong phòng được lấytrong 1 số hố khoan đại diện: 1 mẫu đến 2 mẫu cho lớp đất có bềdày nhỏ hơn 5m, 2

mẩu đến 3 mẫu cho lớp đất có bề dày từ 5m đến 10m, 3 mẫu đến

4 mẫu cho lớp đất có bề dày từ 10m đến 15m

+ Thí nghiệm xuyên tĩnh được xen kẽ giữa các hố khoan, nhằm xác định sự biến đổi tổng quát bế dày các lớp đất và độ cứng của chúng.+ Thí nghiệm cắt cánh hiện trường ( đối với đất có trạng thái từ dẻo đến chảy)

+ Thí nghiệm trong phòng với mẫu đất nguyên trạng

+ Phân tích hóa học một số mẫu nước đặc trưng

-Bố trí mạng lưới thăm dò:

+ Khoảng cách giữa các điểm khảo sát thường dao động từ 50m dến200m Tuy nhiên, việc bố trí cụ thể các điểm khảo sát còn tùy thuộcvào đặc điểm phân bố của từng khu trong khu đất xây dựng côngtrình Có thể bố trí thí nghiệm cắt cánh, thí nghiệm nén ngang, thínghiệm xuyên giữa các hố khoan với khoảng ách dày hơn tùy theoyêu cầu kĩ thuật

-Chiều sâu các điểm thăm dò:

Đối với điều kiện địa chất phức tạp, công trình quan trọng, quy

mô lớn đến rất lớn:

 Nếu gặp đất yếu: phải khoan qua đất yếu, 1/2 số điểm khoan vào đất tốt tối thiểu ít nhất 3m (NSPT > 30)

 Nếu gặp đất tốt: khoan sâu từ 10m đến 15m

 Nếu gặp đá nông: khoan vào đá tươi 1m

 Mỗi hạng mục ( hoặc mỗi đơn nguyên) khoan 1 hố khoan khống chế

Đối với điều kiện địa chất trung bình, công trình khá quan trọng, quy mô khá lớn:

 Nếu gặp đất yếu: phải khoan qua đất yếu, 1/3 số điểm khoan vào đất tốt tối thiểu ít nhất 3m (NSPT > 30)

 Nếu gặp đất tốt: khoan sâu đến 10m

 Nếu gặp đá nông: khoan vào đá tươi 1m

 Mỗi hạng mục ( hoặc mỗi đơn nguyên) khoan 1 hố khoan khống chế

Đối với điều kiện địa chất đơn giản , công trình loại bình thườngg, quy mô khá lớn:

 Nếu gặp đất tốt: khoan sâu từ 5m đến 10m

 Nếu gặp đá nông: khoan chạm vào đá không bị phong hóa

 Một hố khoan khống chế cho toàn khu

c Khảo sát địa kĩ thuật giai đoạn thiết kế kỹ thuật:

-Bố trí mạng lưới thăm dò:

+ Đối với điều kiện địa chất phức tạp, công trình quan trọng,

nhạy cảm với độ lún và lún lệch:

 Khoảng cách khoan thông thường từ 20m đến 30m; có thể bổsung xuyên với khoảng cách trung bình 10m

 Yêu cầu có không ít hơn ba điểm thăm dò cho một nhà riêng rẽ

và không ít hơn ba điểm đến năm điểm cho một cụm nhà hoặccông trình

 Trong trường hợp đặc biệt cần khoanh sự phân bố các lớp đấtyếu, sự phân bố của các khối trượt và karst thì khoảng cách

bố trí có thể nhỏ hơn 20m

+ Đối với điều kiện địa chất trung bình, công trình khá quan

trọng, khá nhạy cảm với lún không đều:

 Khoảng cách khoan thông thường từ 30m đến 50m; có thể bổsung xuyên với khoảng cách trung bình 15m đến 25m

 Yêu cầu có không ít hơn ba điểm thăm dò cho một nhà riêng rẽ

và không ít hơn ba điểm đến năm điểm cho một cụm nhà hoặccông trình

+ Đối với điều kiện địa chất đơn giản, công trình loại bình thường:

 Khoảng cách khoan thông thường từ 50m đến 75m; có thể bổsung xuyên với khoảng cách trung bình 25m đến 30m

 Yêu cầu có không ít hơn ba điểm thăm dò cho một nhàriêng rẽ hoặc cho một cụm nhà hoặc công trình

Bảng 3.1 Thành phần và khối lượng công tác khảo sát địa kỹ thuật

- Chiều sâu các điểm thăm dò:

+ Chiều sâu thăm dò trong giai đoạn thiết kế kĩ thuật thì phụ thuộcchủ yếu vào kết quả khảo sát của giai đoạn trước và loại nền móng sửdụng

+ Đối với công trình trên nền tự nhiên, chiều sâu các công trình thăm dòphụ thuộc vào chiều sâu đới chịu nén nhưng phải lớn hơn chiềusâu đới chịu nén từ 1m đến 2m

+ Đối với cọc chống hoặc cọc có mũi chịu lực là chính, chiều sâu thăm

dò không ít hơn 5m dưới mũi cọc Đối với lớp chịu lực là đá nếu gặpdải vụn do đứt gãy hoặc hang động nên khoan xuyên vào trong lớp đágốc không phong hóa ít nhất 3m

+ Đối với cọc ma sát hoặc ma sát là chính,chiều sâu thăm dò phải vượtqua chiều sâu vùng hoạt động của móng quy ước dưới mũi cọc , tới độsâu mà ứng suất của công trình truyền xuống hỏ hơn hoặc bằng 15%ứng suất do trọng bản thân của đất gây ra

+ Đối với phương án dùng cọc có độ dài cọc khác nhau , chiều sâu khảosát được xác định theo cọc có chiều dài lớn nhất

3.2.2 Các phương pháp khảo sát phục vụ cho thiết kế :

 Khoan

 Lấy mẫu đất và nước để thí nghiệm;

 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn ( SPT );

 Thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT );

 Thí nghiệm cắt cánh;

 Các thí nghiệm quan trắc nước dưới đất;

 Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan;

 Thí nghiệm xác định sức chịu tải và khả năng thi công cọc;

 V.v…

3.2.3 Các thông số chủ yếu cần cho thiết kế bao gồm :

 Chỉ số NSPT theo độ sâu;

 Giá trị sức chống ở mũi, qc và ma sát bên fs theo độ sâu;

 Giá trị sức chống cắt cU theo độ sâu;

 Chế độ nước dưới đất;

 Các chỉ tiêu cơ lí của đất, tính ăn mòn của đất và nước

3.2.4 Khảo sát công trình lân cận.

Các công trình lân cận khu vực xây dựng(nhà, cầu, đường, côngtrình ngầm, hệ thống đường ống kĩ thuật,v.v…) cần được khảo sáthiện trạng để lập biện pháp thi công và thi công cọc chống ảnh hưởngbất lợi đối với việc sử dụng bình thường của các công trình đó Nộidung và giải pháp khảo sát do kĩ sư tư vấn quyết định

3.3 CHỌN CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG Df VÀ KÍCH THƯỚC CỌC SƠ BỘ: 3.3.1 Chọn loại cọc thi công phù hợp:

Phải xem xét đến những tiêu chí cơ bản sau trước khi lựa chọn phương án cọc thi công:

 Đặc điểm của công trình;

 Điều kiện cụ thể của đất nền và nước ngầm;

 Những ràng buộc khác của hiện trường xây dựng (mức độ ồn vàrung động cho phép, hiện trạng công trình lân cận, hệ thống ngầmdưới đất và những yêu cầu vệ sinh môi trường khác, v.v );

 Khả năng thi công của nhà thầu;

 Tiến độ thi công và thời gian cần thiết để hoàn thành;

 Khả năng kinh tế của chủ đầu tư

3.3.2 Chiều sâu đặt móng Df phải thỏa mãn các điều kiện sau:

Nếu công trình không có tầng hầm, xung quanh không có công trìnhlân cận, địa chất tương đối thuận lợi thì để đơn giản trong thi công như

ép cọc, đào thi công đài móng… chiều sâu đặt đáy đài từ 1,5m-3,0m

Hình 3.2 Độ sâu chôn móng

Nếu công trình có tầng hầm thì cao độ mặt trên của đài trùng vớicao độ mặt trên của sàn tầng hầm để thuận tiện trong thi công và có lợicho việc chịu lực của sàn tầng hầm

Hình 3.3 Cao độ mặt trên đài móng

 Nếu công trình xây chen (xung quanh giáp ranh với các côngtrình lân cận) thì chiều sâu đặt đài không nên quá sâu vì khi thi công

dễ ảnh hưởng đến các công trình lân cận

3.4 CƯỜNG ĐỘ CỦA VẬT LIỆU LÀM CỌC:

+ Những vấn đề chung: cọc BTCT chế tạo sẵn phải được thiết kế để có thể

chịu được nội lực sinh ra trong quá trình cẩu, vận chuyển, lắp dựng, thi công hạcọc và sau đó là chịu tải trọng công trình với hệ số an toàn hợp lý

 Khi ép cọc (tức thời): Ứng suất cho phép lớn nhất do ép cọc (có thể sinh

ra hai loại sóng ứng suất nén và kéo), không được vượt quá giới hạn:0.85f’c (cho trường hợp sóng nén); 0.70 fy (cho trường hợp sóng kéo);

 Khi làm việc (chịu tải trọng): Ứng suất cho phép lớn nhất trong cọc khi làmviệc không được vượt quá 0.33f’c

(f’c: cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông (mẫu hình trụ); fy: giớihạn chảy của thép)

+ Yêu cầu về bê tông: dựa trên điều kiện làm việc của cọc, cấp độ bền tối thiểu cho bê tông cọc có thể lấy như sau:

Bảng 5.4 Cấp độ bền tối thiểu của bê tông làm cọc

Điều kiện ép cọc Mác bê

tông Cấp độ bền của bê tông tương ứng

Mác bê tông (Mpa)

Điều kiện bình thường và

 Cốt thép chủ yếu cần được kéo dài liên tục theo suốt chiều dài cọc Trongtrường hợp bắt buộc phải nối cốt thép chủ, mối nối phải tuân theo quyđịnh về nối thép và bố trí mối nối của các thanh

 Trong trường hợp cần tăng khả năng chịu mô-men, thép được tăng cường ởphần đầu cọc, nhưng cần bố trí sao cho sự gián đoạn đột ngột của cốt thépkhông gây ra hiện tượng nứt trong quá trình ép (đóng) cọc

 Trong các trường hợp bình thường thì cốt thép dọc được xác định theo tínhtoán, hàm lượng thép không nhỏ hơn 0,8%, đường kính không nên nhỏ hơn14mm

 Đối với những trường hợp sau, nhất là các cọc cho nhà cao tầng, hàmlượng của cốt thép dọc có thể nâng lên 1 – 1,2% khi:

 Mũi cọc xuyên qua lớp đất cứng;

 Độ mảnh của cọc L/d > 60;

 Số cọc trong đài ít hơn 3 cọc

+ Yêu cầu về cốt đai:

 Cốt đai có vai trò chịu ứng suất nảy sinh trong quá trình ép (đóng) cọc Cốtđai có dạng móc, đai kín hoặc xoắn Hàm lượng cốt đai không ít hơn 0,6%của thể tích vùng nêu trên

 Trong phần thân cọc, cốt đai có tổng tiết diện không nhỏ hơn 0,2% và được

bố trí với khoảng cách không lớn hơn 200mm Sự thay đổi các vùng cókhoảng cách các đai cốt khác nhau không nên quá đột ngột

 Thép gia cường đầu cọc: thông thường để đầu cọc không bị bể khi ép(đóng) hoặc ép cọc thì nên dùng lưới thép 6 6 a50 để gia cường đầu cọc

(thường bố trí 4 lớp)

+ Yêu cầu về mũi cọc:

Mũi cọc có thể là phẳng hay nhọn Trong trường hợp phải xuyên qua đá, sét lẫn cuội sỏi, hay các loại đất nền khác…cọc có thể bị phá hoại phần bê tông mũi nên mũi cọc

𝑐 𝑠

cần được thiết kế bằng thép hay gang đúc Trong nền sét đồng nhất mũi cọckhông nhất thiết phải nhọn

+ Yêu cầu về cách thức nối cọc:

Một cây cọc không nên có quá 2 mối nối (trừ trường hợp cọc thi công bằngphương pháp ép); khi cọc có trên 2 mối nối phải tăng hệ số an toàn đối với sứcchịu tải Nói chung mối nối cọc nên thực hiện bằng phương pháp hàn Cần cóbiện pháp bảo vệ mối nối trong các lớp đất có tác nhân ăn mòn

+ Yêu cầu về cách thức cắt đầu cọc:

 Trong trường hợp cọc không được đóng đến độ sâu thiết kế, đầu cọc đượccắt đến cao độ sâu sao cho phần bê tông cọc nằm trong đài đảm bảo từ 5 - 10

cm nếu liên kết khớp cọc – đài

 Khi cắt đầu cọc, phải đảm bảo cho bê tông cọc không bị nứt, nếu có, cần đục

bỏ phần nứt và vá lại bằng bê tông mới

+ Yêu cầu về cách thức kéo dài cọc:

Trong trường hợp phải kéo dài cọc mà đầu cọc không được thiết kế mối nối đặcbiệt, thì phải đập bỏ một phần bê tông đầu cọc không ít hơn 200mm và phảitránh làm hỏng bê tông cọc Thép chủ được hàn theo đúng quy phạm vềhàn cốt thép Khi không có máy hàn thì có thể sử dụng cách nối bằngphương pháp buộc , chiều dài đoạn buộc không nhỏ hơn 40 lần đường kính cốtthép

3.5 SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN:

3.5.1 Sức chịu tải của cọc theo cường độ vật liệu:

Tính toán cọc theo độ bền của vật liệu, theo yêu cầu của các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hoặc thép Ta có:

3.5.1.1 Sức chịu tải tức thời của cọc (trong trường hợp ép cọc):

+ Rsc là cường độ chịu nén của cốt thép (kN/m2)

+ 𝑓′𝑐 là cường độ chịu nén đặc trưng của bê tông (mẫu hình trụ

* Đối với cọc tròn hoặc vuông:  1, 1, 028  0, 00002881, 2  0, 0016

* Đối với cọc chữ nhật: φ = 1,028 - 0,0003456 2d –

0,00554d hoặc tra bảng 𝜑 :

84

0

81

0

78

0

74

0.7

0

65 0.6

0.55

+  : độ mảnh của cọc, được tính theo công thức:

* cọc tròn hoặc cọc vuông thì :  =llo/r

b: bề rộng của tiết diện chữ nhật

l0: chiều dài tính toán của cọc được xác định như sau: (xét hai trường

hợp sau):

* trường hợp 1: khi thi công ép cọc:

l o1 =l  1 L

trong đó:

1 = 1 (thiên về an toàn xem tại vị trí nối cọc là liên kết khớp,

tại vị trí lực tác dụng khi ép cọc như tựa đơn)

L : là chiều dài đoạn cọc lớn nhất khi chưa ép vào đất.

Hình 3.4 Trường hợp thi công ép (tức thời)

2 = 1 (đầu ngàm – đầu ngàm trượt)

l 1 là chiều dài tính đổi (xem cọc như ngàm tại vị trí cách mép

dưới đài cọc một khoảng le cọc khi làm việc )

Trong

đó:

𝑙1 = 𝑙0 + 2𝛼𝗌

+ l0 - chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cao tới cao độ san nền.

+  - hệ số biến dạng, I/m, xác định theo công

ε

𝗌

√𝛾𝑐.𝐸𝐼

+ k - hệ số tỉ lệ lấy từ bảng sau: (lấy theo lớp đất ảnh hưởng dưới đáy đài)

Bảng 5.5.1.2 Hệ số lỉ lệ k

𝑠𝑐

bp - Chiều rộng quy ước của cọc, m

 bp=1.5d+0.5 (d=0.4m<0.8m)

 bp=d+1 (d≥0.8m)

Eb - module đàn hồi của bê tông lấy theo tiêu chuẩn thiết kế bê tông TCVN 5574-2018.

I - momen quán tính tiết diện cọc theo phương của lực tác dụng

c - là hệ số điều kiện làm việc (cọc độc lập c = 3, nhiều cọc c

Hình 3.5 Trường hợp cọc làm việc chịu tải trọng công trình

3.5.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu đất nền :

 Chỉ tiêu của đất nền xác định từ thí nghiệm trong phòng hoặc hiện trường

𝑅𝑐,𝑑

≤ 𝑅𝑐,k𝛾k

𝑅𝑐,k = 𝑚i𝑛(𝑅𝑐,𝑢 (𝑐ơ 𝑙ý) ; 𝑅𝑐,𝑢 (𝑐ườ𝑛𝑔 độ) ; 𝑅𝑐,𝑢 (𝑆𝑃𝑇))

 Ước lượng sức chịu tải trọng nén cực hạn của cọc theo TCVN 10304:2012

- Theo các chỉ tiêu cơ lý đất: 𝑅𝑐,𝑢 (𝑐ơ 𝑙ý)

- Phương pháp cường độ đất nền: 𝑅𝑐,𝑢 (𝑐ườ𝑛𝑔 độ)

- Theo kết quả thí nghiệm SPT: 𝑅𝑐,𝑢 (𝑆𝑃𝑇)

 γk: hệ số an toàn, được lấy như sau:

 1,2- Nếu sức chịu tải xác định bằng nén tĩnh cọc tại hiện trường;

 1,25- Nếu sức chịu tải xác định theo kết quả thử động cọc có kể đếnbiến dạng đàn hồi của đất hoặc theo kết quả thử đất tại hiện trườngbằng cọc mẫu;

 1,4- Nếu sức chịu tải xác định bằng tính toán, kể cả theo kết quảthử động cọc mà không kể đến biến dạng đàn hồi của đất;

 1,4 (1,25)- Đối với móng mố cầu đài thấp, cọc ma sát, cọcchống, còn khi ở cọc đài cao - khi cọc chống chỉ chịu tải thẳngđứng, không phụ thuốc số lượng cọc trong móng;

 Đối với móng cọc đài cao hoặc đài thấp có đáy đài nằm trên đất cótính nén lún lớn và đối với cọc ma sát chịu tải trong nén, cũng nhưđối với bất kì loại đài nào mà cọc treo, cọc chống chịu tải trọng nhổ,tùy thuộc số lượng cọc trong móng, trị số γk lấy như sau:

Bảng 3.7 Bảng xác định hệ số γk

(theo TN nén tĩnh

HT)Móng có trên 21 cọc 1,

40

1,25

Móng có từ 11 đến 20

cọc

1,55

1,60

Lưu ý:

 Nếu việc tính toán móng cọc có kể đến tải trọng gió vàtải trọng cầu trục thì được phép tăng tải trọng tính toán trêncác cọc biên lên 20% (trừ móng trụ đường dây tải điện)

 Đối với móng chỉ có 1 cọc ép, mang tải trên 600

kN thì γk =1,6

 Rcd : là trị tính toán sức chịu tải trọng nén cho phép.

 0 : là hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất

của nền đất khi sử dụng móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và lấy bằng 1,15 trong móng nhiều cọc;

 n : là hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1,2;

1,15 và 1,1 tương ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I, II và III (xem Phụ lục F)

Chọn sức chịu tải cho phép Rcd dựa trên sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm

cọc và đất nền (không nhất thiết phải chọn giá trị nhỏ nhất trong tính toán, màchỉ chọn sức chịu tải hợp lý để khi kiểm tra nén tĩnh hiện trường gần đúng sứcchịu tải thiết kế)

3.6TÍNH TOÁN SƠ BỘ SỐ LƯỢNG CỌC:

Công thức tính số lượng cọc:

𝑛𝑐ọ𝑐

= 𝑁𝑡𝑡𝑁𝑐,𝑑

Trong đó:

 N tt : lực dọc tính toán tại chân cột (ngoại lực tác dụng lên móng).

 N c,d : sức chịu tải thiết kế của cọc.

S=3d

Vùng ảnh hưởng 1d

  : hệ số xét đến do moment và lực ngang tại chân cột, trọng lượng đài và đất nền trên đài, tùy theo giá trị của moment và lực ngang mà chọn giá trị  hợp lý Thường  = 1.2 1.51.5

 n cọc : chỉ là số lượng cọc sơ bộ, cần được kiểm tra ở các bước tiếp theo.

 Để ít bị ảnh hưởng đến sức chịu tải của cọc (do cọc làm việctheo nhóm), thì nên bố trí cọc tối thiểu là 3d

Hình 3.8

 Khi bố trí cọc lớn hơn 6d thì ảnh hưởng lẫn nhau giữa các cọc

có thể bỏ qua, khi đó xem như cọc làm việc riêng lẻ

 Khi tải đứng lệch tâm hoặc kích thước đài lớn có thể bố trí sao cho phản lực đầu cọc tương đối bằng nhau

 Khoảng cách từ mép ngoài của cọc đến mép ngoài của đài từ

3d 3d

Bố trí 5 cọc và 6 cọc

∑ 𝑀𝑡𝑡: Tổng moment tại đáy đài quay quanh trục x tại trọng tâm nhóm cọc

∑ 𝑀𝑡𝑡: Tổng moment tại đáy đài quay quanh trục y tại trọng tâm nhóm cọc

-Kiểm tra sức chịu tải của cọc:

Pmax ≤ Nc,d P min

> 0

W: trọng lượng của cọc (lấy hệ số vượt tải do trọng lượng bản thân < 0.9 ).

N t,d : sức chịu nhổ an toàn của cọc ( sức chịu tải cho phép của cọc do phần

ma sát gây ra )

- Khi kiểm tra cọc chịu nhổ nên kiểm tra khả năng chịu lực tại các mối nối cọc và khả năng chịu kéo của cọc

Chú ý: công thức xác định phản lực đầu cọc ở trên đối với đài cọc cứng tuyệt đối

3.9KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐƠN:

 Kiểm tra cọc chịu tải trọng tạm thời ( khi ép cọc):

3.11 ĐỘ LÚN MÓNG CỌC:

3.11.1 Tính toán độ lún của nhóm cọc:

3.11.1.1 Xác định kích thước khối móng quy ước:

Dự tính độ lún của nhóm cọc được dựa trên mô hình móng khối quy ước Có

ba cách xác định móng khối quy ước như sau:

 Trường hợp 1: Cọc đi qua nền nhiều lớp

b

Hình 3.10 Móng khối quy ước cọc đi qua nhiều lớp đất

Ranh giới móng quy ước

Phía dưới là mặt phẳng AC đi qua mũi cọc được xem là đáy móng;

Phía trên là mặt đất san nền BD, với AB = là độ sâu đặt móng (từ mặt đất đến cao trình mũi cọc);

Phía cạnh là các mặt phẳng đứng AB và CD qua mép ngoài cùng của hàng cọc biên tại khoảng cách Ltb tan  1,tb / 4 nhưng không lớn hơn 2d (d: đường

  1,i : góc ma sát trong của lớp đất có chiều dày li

 Ltb: độ sâu hạ cọc trong đất kể từ đáy

đài,

Chú thích:

Ltb 1, li

Nếu trong chiều dài của cọc có lớp đất yếu (bùn, than bùn…) dày hơn 30

cm thì kích thước đáy móng quy ước giảm đi bằng cách lấy Ltb là khoảngcách từ mũi cọc đến đáy lớp đất yếu;

Trọng lượng bản thân của móng quy ước gồm trọng lượng cọc và đất nằmtrong phạm vi móng quy ước

 Trường hợp 2: Cọc đi qua nền đồng nhất

b

Hình 3.11 Móng khối quy ước qua nền đồng nhất.

Ranh giới móng quy ước khi đất nền là đồng nhất

Cách xác định móng quy ước tương tự cách 1, chỉ khác là lấy góc ma sátbằng 30o cho mọi loại đất kể từ độ sâu 2Ltb/3

Ranh giới của móng quy ước khi cọc xuyên qua một số lớp đất yếu tựa vào lớp đất cứng cách xác định móng quy ước như mô tả trong cách 1, riêng góc mở

lấy bằng 30o kể từ độ sâu 2L1/3, với L1 – phần cọc nằm dưới lớp đất yếu cuốicùng

Ranh giới của móng quy ước khi đất nền nằm trong phạm vi chiều dài cọc gồm nhiều lớp có sức chịu tải khác nhau.

Chiều rộng và chiều dài bản móng quy ước là đáy hình khối có cạnh mở

rộng so với mặt đứng của hàng cọc biên bằng ¼ cho đến độ sâu 2Ltb/3, từ đó trở xuống đến mặt phẳng mũi cọc góc mở bằng 30o

Độ sâu đặt móng quy ước là tại mặt phẳng mũi cọc.

A

B

LT

Ứng suất phụ thêm phân bố trong đất nền, dưới mũi cọc có thể tính toán theo lời

giải Boissinesq với giả thiết bản móng quy ước đặt trên bán không gian đàn hồi.

Độ lún của móng quy ước được tính theo phương pháp quen biết như

đối với móng nông trên nền thiên nhiên

 Trường hợp 3: Cọc đi qua lớp đất yếu và lớp đất tốt

Hình 3.12 Cọc đi qua lớp đất yếu và lớp đất tốt

3.11.1.2 Kiểm tra ổn định đất nền dưới đáy móng khối quy ước:

 Điều kiện ổn định nền dưới móng khối quy ước là:

Ntc ptc 1, tb  RII qu

qu

M tc

p tc 1, p   1.2R II

- áp lực lớn nhất dưới móng khối quy ước.

- áp lực nhỏ nhất dưới đáy móng khối quy ước

p

p





h

q

u

  N tc - tổng lực dọc tại tâm đáy móng khối quy ước (bao gồm lực dọc

tại chân cột, trọng lượng bản thân của đài cọc, cọc, đất trên đài và

phần đất nằm trong móng khối quy ước)

 M tc - tổng moment ở đáy móng khối quy ước lấy bằng  M tại tâm đáy đài

Wqu 1,

qu qu

6khi moment quay theo

hướng Bm)

Lqu, Bqu- chiều dài và chiều rộng của móng khối quy ước

II - sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng khối quy ước (tính toán theo trạng

thái giới hạn thứ II, giống như móng đơn)

3.11.1.3 Kiểm tra độ lún của móng khối quy ước:

S S

S  - độ lún giới hạn được xác định theo bảng 5.8.1.3.a

S – độ lún trung bình của đất nền dưới đáy móng khối quy ước

Bảng 3.12 Biến dạng giới hạn của nền (theo SniP2.02.01.83)

R

g h

Bảng 3.13 Biến dạng giới hạn của nền (theo SniP2.02.01.83)