Phân loại và mô tả các lớp đất

CHƯƠNG 6: Thiết kế móng cho công trình

6.1. Xử lý số liệu địa chất

6.1.1. Phân loại và mô tả các lớp đất

Theo kết quả khảo sát thì đất nền gồm các lớp đất khác nhau. Do độ dốc các lớp nhỏ, chiều dày khá đồng đều nên một cách gần đúng có thể xem xét nền đất tại mọi điểm của công trình có chiều dày và cấu tạo như mặt cắt địa chất điển hình.

 Lớp 1 ( -1.7m đến -7.2m ): Bùn xét màu xám xanh, lẫn mùn thực vật. Bề dày 5.5m

 Lớp đất 2 ( -7.2m đến -8.8m ): Sét pha màu xám xanh, nâu đỏ, xám vàng, trạng thai dẻo cứng. Bề dày 1.6m.

 Lớp đất 3 ( -8.8đến -14.7m ): Cát pha màu xám trắng, xám vàng, lẫn ít sỏi sạn, trạng thái dẻo. Bề dày 5.9m.

 Lớp đất 4 ( -14.7m đến -18.2m ): Cát hạt mịn màu nâu vàng, kết cấu chặt vừa. Bề dày 3.5m

 Lớp đất 5 ( -18.2m đến -20.6m ): Sét màu xám vàng, trạng thái dẻo cứng. Bề dày 2.4m

 Lớp đất 6 ( -20.6m đến -45m ): Cát hạt mịn-trung màu nâu đỏ, xám vàng, lẫn bụi sét, lẫn sỏi sạn, kết cấu chặt vừa. Bề dày 24.4m.

 Lớp đất 7 (-45 đến -54.1m ): Sét màu xám nâu, nâu tím, xám vàng, đốm trắng, lẫn ít sỏi sạn, trạng thái nửa cứng đến cứng. Bề dày 9.1m.

 Lớp đất 8 (-54.1đến -79.2m ): Lớp cát hạt mịn-thô màu nâu vàng, xám vàng, nâu đỏ, lẫn sỏi sạn, kết cấu chặt. Bề dày 25.1m

 Lớp đất 9 (-79.2 đến -80m ): Sét màu xám xanh, kẹp mạch cát, trạng thái cứng. Bề dày 0.8m

106 Hình 6.1 Trụ địa chất của lớp đất hố khoan

ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐẤT

Dựa vào các chỉ tiêu cơ lý của đất nền ở bảng trên có thể đánh giá sơ bộ điều kiện địa chất từ đó đưa ra phương án móng thiết55 kế khả thi và hợp lý.

 Lớp 1a: Lớp đất nền cũ: bê tông, cát pha, sét pha,… có chiều dày trung bình 1,0 m. lớp đất này sẽ được loại bỏ khi làm tầng hầm.

107

 Lớp đất 1: Lớp bùn sét, màu xám đen, trạng thái chảy dẻo. Lớp này có mođun biến dạng E0 < 5000 kN/m2 và góc ma sát trong  = 2055’< 100.

 Do đó lớp đất 1 không thể sử dụng để đặt móng.

 Lớp đất số 2: Lớp đất sét pha nhẹ, màu xám trắng, trạng thái dẻo mềm. Lớp này có mođun biến dạng 5000 < E0 = 8287 < 10000 kN/m2 và góc ma sát trong  = 9032’< 100.

 Do đó lớp đất 2 không thể sử dụng để đặt móng.

 Lớp đất số 3: Lớp cát pha màu hồng – nâu vàng, xám trắng. Lớp này có mođun biến dạng 5000 < E0 = 8348 < 10000 kN/m2 và góc ma sát trong  = 24014’ > 200.

Thành phần hạ có đường kính > 0.25mm: 2.1 + 2.8 + 14.1 + 35.4 = 54.4 (%), tra Bảng 2 TCVN 9362:2012, đất thuộc loại thô vừa.

Hệ số rỗng e = 0.551, tra Bảng 5 TCVN 9362:2012, đất ở trạng thái chặt vừa.

 Do đó lớp đất 3 có thể sử dụng để đặt móng.

 Lớp đất số 4: Lớp sét, màu hồng – xám trắng, trạng thái nửa cứng – cứng. Lớp này có mođun biến dạng E0 = 3603 < 5000 kN/m2 và góc ma sát trong  = 15019’ > 100.

 Do đó lớp đất 4 có thể sử dụng để đặt móng.

 Lớp đất số 5: Lớp sét pha, màu xám xanh – nâu vàng, xám trắng, trạng tháy dẻo cứng – nửa cứng. Lớp này có mođun biến dạng E0 = 3960 < 10000 kN/m2 và góc ma sát trong 100

<  = 15007’ < 200.

 Do đó lớp đất 5 có thể sử dụng để đặt móng.

 Lớp đất số 6: Lớp cát pha, màu xám tro – xám xanh, xám nâu. Lớp này có mođun biến dạng 5000 < E0 = 9009 < 10000 kN/m2 và góc ma sát trong  = 24045’ > 200.

 Do đó lớp đất 6 có thể sử dụng để đặt móng.

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG CHO CÔNG TRÌNH

Công trình có nhịp khá lớn 15.2m và và quy mô công trình là 27 tầng nên tải trọng truyền xuống móng là rất lớn nên sinh viên tiến hành sơ bộ để xem xét những phương án nào là khả thi nhất và các giải pháp móng có thể xét đến là:

 Móng sâu: gồm móng cọc ép và cọc khoan nhồi và móng cọc barrette.

Muốn làm giải pháp móng cọc ép thì đất nền xuyên qua lớp cọc phải không có độ cứng quá lớn, dựa vào chỉ số SPT, và lực dọc truyền xuống của phần thân công trình là nhỏ phù hợp, sinh viên nhận thấy phương án án móng cọc ép là không khả thi.

108 Muốn làm giải pháp móng bè cần phải gia cố đất nền, tuy nhiên quy mô công trình lớn, sẽ dẫn đến việc gia cố phức tap, chi phí cao, … do vậy phương án móng bè trong trường hợp này đối với công trình cũng là không khả thi.

6.3.1. Giải pháp móng sâu

Chọn móng dưới chân vách biên W4 có giá trị lực nén lớn nhất để sơ bộ (Ntt = 49181 kN) cộng với khối lượng đài móng và kể đến hệ số nhóm cọc để sơ bộ số lượng cọc trong đài.

Vì tải trọng truyền xuống là quá lớn, phương án cọc ép và cọc li tâm UST là không khả thi trong trường hợp nền đất tốt (không ép được cọc)  Sinh viên chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi của công trình

6.3.1.1. Phương án cọc khoan nhồi Chọn đường kính cọc: D = 1200mm

Cốt thép dọc chịu lực : thép AIII, chọn 2220 có As = 27.7cm2,  = 0.56 % Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:

2 '

VL cb cb b b s s

VL

P .( . . R A . R .A ) 0.85 (0.85 0.7 1.15 80 36.5 27. 7) 4

P 3782.9(kN)(6 1)

          

 



Trong đó:

 φ : hệ sô uốn dọc, sơ bộ lấy φ = 0.85

 γcb : hệ số kể đến việc đỗ bê tông trong không gian chật hẹp γcb = 0.85.

 γ’cb : hệ số kể đến phương pháp thi công cọc, khoan đổ bê tông dùng dung dịch bentonite nên lấy γ’cb = 0.8.

- Sơ bộ số lượng cọc khoan nhồi D1200 trong đài:

- Với cọc khoan nhồi, vì không chịu ảnh hưởng bởi quá trình vận chuyển, ép (đóng) cọc nên Qtk  Pvl , ở đây sinh viên chọn Qtk = (1.21.5) Pvl (6-2)

tt

tk

N k 1.8 49181 1.1

n 6.49

Q 14983

  

   cọc

109 6.3.1.2. Sơ bộ số lượng cọc dưới đài và cột vách

Hình 6.2 Mặt bằng định vị phần tử cột và vách (Pier)

6.3.1.3. Kết luận

Bỏ qua điều kiện về kinh tế, dựa vào kết quả sơ bộ số lượng cọc, sinh viên nhận thấy phương án cọc khoan nhồi D1200 có số lượng cọc phù hợp.

Số lượng cọc trong đài quá lớn dẫn đến khó thi công, kích thước đài cọc quá lớn, khoảng cách giữa các cọc quá gần dễ gây ra hiện tượng trùng ứng suất , không có lợi về mặt chịu lực.

Sinh viên lựa chọn phương án cọc khoan nhồi đường kính cọc D1200 để tính móng cho công trình. Vì các lý do sau:

 Lớp đất thứ 3 là lớp cát pha, dày 38m gây khó khắn cho việc thi công đóng (ép) cọc.

 Số lượng cọc ít có thể giảm được kích thước đài móng, giúp tiết kiệm được bê tông đài.

 Số lượng cọc ít có thể rút ngắn được thời gian thi công cọc, tiết kiệm được chi phí nhân công.

 Khi sử dụng cọc nhồi, sức chịu tải thiết kế Qtk  Pvl nên tận dụng được tối ta sức chịu tải của cọc.

 Ít gây ảnh hưởng chấn động đến các công trình xung quanh, thích hợp cho việc xây chen ở khu vực Quận 1 – TP.HCM, khắc phục được các nhược điểm trong điều kiện thi công hiện nay.

110 LỰA CHỌN CỘT VÁCH ĐỂ TÍNH MÓNG

Sinh viên chọn tính toán móng cho các cột, vách điển hình trong công trình để bố trí cho các cột vách còn lại :

Sinh viên chọn tính toán móng cho vách biên W4 và vách góc W3

Vách lõi thang máy: vì 3 lõi thang máy và các cột C11,C10,C9 được đặt khá gần nhau nên sinh viên gom lại đặt chung 1 đài để tính toán chung.

Vách biên: sinh viên chọn tính móng cho vách biên trục A-3 (Phần tử P4) CÁC LOẠI TẢI TRỌNG DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN

Móng công trình được tính toán theo giá trị nội lực nguy hiểm nhất truyền xuống chân cột, bao gồm:

 Nmax, Mtư và Qtư

 Mmax, Ntư và Qtư

 Qmax, Ntư và Mtư

Sinh viên tính toán với tổ hợp Nmax trên rồi sau đó kiểm tra với tổ hợp còn lại.

Tải trọng tính toán được sử dụng để tính nền móng theo trạng thái giới hạn thứ I. Từ bảng tổ hợp nội lực sinh viên chọn ra các tổ hợp nguy hiểm nhất để tính toán.

Tải trọng tính toán được sử dụng để tính nền móng theo trạng thái giới hạn thứ II. Từ bảng tổ hợp nội lực sinh viên chọn ra các tổ hợp nguy hiểm nhất để tính toán.

6.5.1. Móng dưới vách biên

6.5.1.1. Xác định tâm nội lực của vách biên

Hình 6.3 Gán phần tử pier trong ETABS

Tâm hợp lực được xác định căn cứ vào lực dọc, vị trí được tính toán như sau:

111 i i i i

i i

N X N Y

X ; Y

N N

   

  (6-2)

Bảng 6-1 Nội lực phần tử Pier trong vách biên Pier Load

Case/Combo

P V2 V3 T M2 M3

kN kN kN kN-m kN-m kN-m

P4 COMVN1 -42774.7 193.7 -1105.9 35.9 -190.4 -917.5 Chọn góc tọa độ (0,0) tại góc của vách biên, tọa độ của các phần tử pier được xác đinh:

Bảng 6-2 Tọa độ của các pier và tâm đài cọc

Pier X Y

Vách Biên -0.2 2

6.5.2. Móng dưới vách góc

6.5.2.1. Xác định tâm nội lực của vách góc.

Hình 6.4 Gán phần tử Pier trong ETABS

Tâm hợp lực được xác định căn cứ vào lực dọc, vị trí được tính toán như sau:

i i i i

i i

N X N Y

X ; Y

N N

   

 

Bảng 6-3 Nội lực phần tử Pier trong vách biên Pier Load

Case/Combo

P V2 V3 T M2 M3

kN kN kN kN-m kN-m kN-m

P3 COMVN1 -41523.6 1634.8 2339.2 -935.1 -1743.8 -449.1 Chọn góc tọa độ (0,0) tại góc của vách biên, tọa độ của các phần tử pier được xác đinh:

112 Bảng 6-4 Tọa độ Pier và tâm đài cọc

Pier X Y

Vách góc 0.46 1.373 6.5.3. Móng dưới lõi thang máy

Lõi cứng thang máy của công trình gồm nhiều vách cứng kết hợp với nhau. Xung quanh lõi cứng có 1 cột ở khoảng cách khá gần. Do đó nếu bố trí đài cọc riêng thì sẽ trùng nhau, đồng thời khả năng chịu tải trọng lệch tâm sẽ không tốt bằng dùng chung 1 đài. Vì vậy đài cọc được thiết kế nằm dưới lõi cứng và cột C9, C10, C11.

6.5.3.1. Xác định tâm nội lực của vách lõi + 3 cột

Xét thấy 3 cột C11 C10 C9 và lõi thang máy nằm quá sát nhau, nếu bố trí móng riêng cho từng cột thì sẽ khó trong quá trình thiết kế và đặc biệt là thi công, sinh viên lựa chọn giải pháp bố trí móng chung đài cho vách lõi và 3 cột trên

Hình 6.5 Mặt bằng định vị phần tử cột và vách (Pier) Tâm hợp lực được xác định căn cứ vào lực dọc, vị trí được tính toán như sau:

i i i i

i i

N X N Y

X ; Y

N N

   

 

113 Bảng 6-5 Nội lực của các phần tử vách và cột

Pier/Colum n

Load Case/Comb

o

P V2 V3 M2 M3

kN kN kN kNm kNm

P10 COMVN1 -311474.8 -860.4 1559.7 -66034.9 100206

C11 COMVN9 -28998.2 581.1 -929.1 256.6 -1041.8

C10 COMVN9 -25901.5 608.5 101.1 -18.4 -1094.1

C9 COMVN9 -30364.2 567.5 921.5 -296.1 -1039.6

Chọn gốc toạ độ O(0;0) là tâm đi qua cột C11 theo 2 phương x,y góc biên cột C11.

Tọa độ tâm đài cọc (nhóm cọc) được xác định :

i i i i i

i

X N X 13.67m N

Y N Y 7.294m N

 

 

 

 

6.5.3.2. Xác định hợp lực

Nội lực chân các vách cứng và cột được dời về tâm móng (tâm của đài) theo nguyên lý dời trục theo các công thức sau:

tt

0 i

N N

tt

0 y yi

Q Q ; Qtt0 x Qxi

tt

0 x xi i i

M M P .y

tt

0x 0x i i

M M P .x

Sinh viên tiến hành tính toán hợp của hệ trên tất cả các Combo, sau đó chọn các tổ hợp nguy hiểm để tính toán móng cho vách lõi thang.

Bảng 6-6 Tổ hợp tải trọng tính toán tại chân hệ vách lõi thang máy.

Vách Tổ Hợp N My Mx Qy Qx

(kN) (kNm) (kNm) (kN) (kN) Nmax, My, Mx,Qy, Qx -396737 66034 100206 860.4 1559.6 N, Mymax,Mx,Qy,Qx -255568 129549 81600 566.3 191.8

114 Lõi

Thang Máy

N,My,Mxmax, ,Qy, Qx -63708 18303 233830 189.5 1884.1 N,My,Mx,Qymax,Qx -271666 84848 126461 2016.4 2638.2 N,My,Mx,Qy,Qxmax, -49921 54263 215958 927.9 6816.9 CẤU TẠO ĐÀI CỌC VÀ CỌC

6.6.1. Đài cọc

Sơ bộ chiều cao đài cọc là H=2.0m, sau đó tiến hành tính toán, kiểm tra lại.

Thiết kế mặt đài trùng với mép trên kết cấu sàn tầng hầm. Do đó chiều sâu chôn đài so với mặt đất tự nhiên 14 + 2.0 = 16 m (trong đó 14 m là khoảng cách từ mặt đất san lấp đến sàn tầng hầm, 2.0 m là chiều cao sơ bộ của đài).

6.6.2. Cọc khoan nhồi Đường kính cọc: d = 1200

Để chọn đường kính cọc và chiều sâu mũi thích hợp nhất cho điều kiện địa chất và tải trọng công trình, cần phải đưa ra phương án kích thước khác nhau để so sánh và lựa chọn. Trong đồ án sinh viên chọn đường kính cọc d = 1200 mm phù hợp với điều kiện đất nền và khả năng thi công cọc khoan nhồi hiện nay.

Theo mục 12.10 TCVN 10304:2014 đối với móng cọc trong vùng động đất mũi cọc phải cắm sâu vào cát hạt trung lẫn sạn trạng thái chặt vừa (lớp đất số 8).

Chọn cao trình mũi cọc so với mặt đất tự nhiên là -61.05m.

Chiều dài tính toán của cọc:

Ltt = (1 + 3.3 +4.2 - 16) + 34.5 = 45 m.

Chiều dài thực tế phải thi công cọc là:

Lt.tế = l1 + l2 + Ltt + lmũi = 1.0 + 0.1 + 37.5 + 0.6 = 39.00 (m) Trong đó:

 l1 - chiều dài đoạn bê tông xốp đầu cọc đập bỏ, lấy l1 = 1.0m

 l2 - chiều dài đoạn cọc chôn trong đài, lấy l2 = 0.1m.

 lmũi – chiều dài đoạn mũi cọc, bằng 0.5 lần cạnh hoặc đường kính cọc, lmũi = 0.6(m).

XAC DỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 6.7.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu TCVN 10304 :2014

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc được xác định theo công thức:

'

cb b

VL cb b s s

P   .(  .  . R A .  R A . ) (6-3) Trong đó:

115

 φ : hệ sô uốn dọc,được xác định như sau:

-  1.028 0.0000288  2 0.0016

-  : độ mảnh của cọc ly l 0.7 45 r r 0.6 52.5

 

     , r = 0.4 – bán kính cọc

 φ = 0.966

 γcb : hệ số kể đến việc đỗ bê tông trong không gian chật hẹp γcb = 0.85.

 γ’cb : hệ số kể đến phương pháp thi công cọc, khoan đổ bê tông dùng dung dịch bentonite nên lấy γ’cb = 0.7.

 Cốt thép dọc chịu lực :chọn 2220 có As = 69.12 cm2, 0.4% <  = 0.64 % < 0.65%



2

PVL 80

0.966 (0.85 0.8 1.15 ( 69.12) 36.5 69.12) 14983(kN) 4

         

6.7.2. Sức chịu tải cực hạn của cọc Rc,u theo các chỉ tiêu cơ lý đất, đá (mục 7.2 TCVN 10304:2014)

Theo mục 7.2.3.1 TCVN 10304:2014 sức chịu tải của cọc khoan nhồi:

c,u c cq b b cf i i

R   ( q .A u f .l ) (6-4) Trong đó:

- γc là hệ số điều kiện làm việc của cọc, γc =1 (cọc tựa trên lớp đất số 3 có trạng thái đất là chặt vừa)

- γcq là hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, γcq =0.9 cho trường hợp dùng phương pháp đổ bê tông dưới nước.

- γcf là hệ số điều kiện làm việc của đất trên thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ và điều kiện đổ bê tông, xem Bảng 5 TCVN 10304:2014.

- u là chu vi tiết diện ngang cọc, u = 3.77m

- Ab là diện tích tiết diện ngang mũi cọc, Ab = 1.13m2 - qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc.

- fi : là cường độ sức kháng trung bình ( ma sát đơn vị ) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc.

- li : là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i”

Sức chịu tải của mũi cọc Rc,u theo các chỉ tiêu cơ lý đất, đá (mục 7.2 TCVN 10304:2014) Rb   cq qbAb 1 2626 1.13  2968.38kN/ m2 (6-5)

116

1

'

b eq1 4 1 2 3 1

q 0.75              ( d h) (6-6)

b

2 b

q 0.75 1 0.26 (17.6 10.5 1.2 37 0.54 10.76 61) q 2626 kN/ m

         

 Trong đó:

- 1, 2, 3, 4, là hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong tính toán của nền đất dưới mũi cọc, tra bảng 6 TCVN 10304-2014 với φII = φ = 27016’ ta có: 1 = 17.6,

2 = 33, 3 = 0.54, 4 = 0.26.

- eq1là hệ số giảm yếu điều kiện làm việc, cọc chịu tác động của động đất lấy theo Bảng 18 TCVN 10304:2014, với đất dưới mũi cọc là lớp đất số 3 có trạng thái đất là chặt, cấp động đất VII có  eq1 0.9.

- I

' = dn3 = 10.53 kN/m2 là dung trọng tính toán của nền đất dưới mũi cọc.

- I là dung trọng tính toán trung bình (tính theo các lớp) của đất nằm trên mũi cọc.

2 I

(15.2 1.7 5.6 1.6) 4.2 10.6 34.5 10.8

10.76kN / m 1.7 1.6 4.2 34.5

      

  

   (6-7)

- h = 61.05 m là chiều sâu hạ cọc, kể từ mặt đất tự nhiên.

- d = 1.2m

- Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc fi  li

Tra bảng 3 TCVN 10304:2014 xác định fi, sau đó tính toán được kết quả như sau:

Bảng 6-7 Tính toán cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc

STT Lớp đất

Độ sâu

tính toán li

IL  cf

fsi  cffsili

(m) (m) (kN/m2

) (kN)

9

Lớp 4 16.7 2.0 - 0.90 39.00 70.20

10 18.2 1.5 - 0.90 40.00 54.00

11

Lớp 5 20.2 2.0 0.38 0.80 53.00 84.80

12 20.6 0.4 0.38 0.80 53.00 16.96

13 Lớp 6 22.6 2.0 - 0.90 58.00 104.40

117

14 24.6 2.0 - 0.90 60.00 108.00

15 26.6 2.0 - 0.90 63.00 113.40

16 28.6 2.0 - 0.90 65.00 117.00

17 30.6 2.0 - 0.90 66.00 118.80

18 32.6 2.0 - 0.90 68.00 122.40

19 34.6 2.0 - 0.90 70.00 126.00

20 36.6 2.0 - 0.90 70.00 126.00

21 38.6 2.0 - 0.90 70.00 126.00

22 40.6 2.0 - 0.90 70.00 126.00

23 42.6 2.0 - 0.90 70.00 126.00

24 44.6 2.0 - 0.90 70.00 126.00

25 45.0 0.4 - 0.90 70.00 25.20

26

Lớp 7

47.0 2.0 -0.01 0.80 100.00 160.00

27 49.0 2.0 -0.01 0.80 100.00 160.00

28 51.0 2.0 -0.01 0.80 100.00 160.00

29 53.0 2.0 -0.01 0.80 100.00 160.00

30 54.1 1.1 -0.01 0.80 100.00 88.00

31

Lớp 8

56.1 2.0 - 0.90 70.00 126.00

32 58.1 2.0 - 0.90 70.00 126.00

33 60.1 2.0 - 0.90 70.00 126.00

34 62.1 2.0 - 0.90 70.00 126.00

Tổng 45 2819.96

Sức chịu tải cực hạn của cọc theo cơ lý đất nền

Rc,u   1 (1 2626 1.13 3.77 2819.6)   15720kN

6.7.3. Sức chịu tải cực hạn của cọc theo các chỉ tiêu cường độ của đất nền Theo phụ lục G2 TCVN 10304:2014.

118 Sức chịu tải cực hạn của cọc:

c,u b f b b i i

R Q Q q .A uf .l (G1) (6-8) Trong đó :

- Qb: là sức kháng của đất dưới mũi cọc (kN) - Qf: là sức kháng của đất treen thân cọc (kN) - qb: là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc.

- fi: là cường độ sức kháng trung bình ( ma sát đơn vị ) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc.

- li: là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ “i” .

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc qb theo G.2.1 TCVN 10304:2014

' ' '

b eq1 c ,p q

q   (c.N q .N ) (6-9) Trong đó :

- eq1là hệ số giảm yếu điều kiện làm việc, cọc chịu tác động của động đất lấy theo Bảng 18 TCVN 10304:2014, với đất dưới mũi cọc là lớp đất số 8 có trạng thái đất là chặt, cấp động đất VII có  eq1 0.9.

- N’c , N’q là các hệ số sức chịu tải của đất dưới mũi cọc.

- Với loại cọc nhồi đường kính D =1200 lấy N’c= 10.16 ( Theo tarzaghi).

- Mũi cọc nằm trong lớp đất số 8 trạng thái chặt nên tra bảng G1-TCVN 10304:2014 ta được N’q = 100.

- ZL = 15d = 18m (với ZL là độ sâu giới hạn để tính thành phần q’γ,p tính từ đáy đài).

- q’γ,p là áp lực hiệu quả của lớp phủ tại cao trình mũi cọc ( có trị số bằng ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng do đất gây ra tại cao trình mũi cọc )

- Xác định chiều sâu ngàm thực tế của mũi cọc vào đất LB: Mũi cọc cấm vào lớp đất cát thô chặt vừa (lớp 8) là 60.05m – coi cọc ngàm vào lớp đất này, LB = 60.05(m)

- Do Zl = 18m < LB = 60.05 m nên q’γ,p sẽ tính tới tại độ sâu ZL = 18m

' 2

q,p 201kN / m

 Sức kháng mũi cọc: cọc đặt vào lớp đất cát nên sẽ không kể đến tính dính

' '

b eq1 ,p q

q   .(q .N ) 0.85 (100 201)  4613kN

119 Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc G.2.2 TCVN 10304:2014

Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc trong lớp đất thứu "i" trong trường hợp tổng quát xác định theo công thức ( G.2.2 TCVN 10304:2014 ) :

'

i u,i i v,z i

f  c  k tg (6-9) Trong đó :

- cu,i là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của lớp đất dính thứ “i”. Ở đây lấy cu,i = c, c là lực dính của đất.

- α : là hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm trên lớp dính, loại cọc và phương pháp hạ cọc. Đối với cọc nhồi, α = 0.3 – 0.45 cho sét dẻo cứng và α = 0.6 – 0.8 cho sét dẻo mềm.

- ki : là hệ số áp lực ngang của đất lên cọc, phụ thuộc vào loại cọc lấy theo bảng G1 TCVN 10304-2014.

Với đất rời : ki = 1 – sinφi (6-10)

Với đất dính : ki = (0.19 + 0.233logIpi ) (6-11)

- 'v,z:ứng suất pháp hiệu quả theo phương đứng trung bình trong lớp đất rời thứ “i”.

- i : là góc ma sát giữa đất và cọc, với cọc bê tông lấy bằng φi, theo mục 12.5 TCVN 10304:2014 thì trị số góc ma sát trong tính toán giảm còn φi -20 đối với động đất cấp 7.

Bảng 6-8 Tính toán cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc

Lớp đất li c j g s'vi ksi fsi fsi.li

(m) (kN/m2) deg (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m)

Lớp 1 7.20 12.8 2.15 10.4 74.89 - 12.80 92.16

Lớp 2 1.60 20.4 14.67 13.0 85.31 0.00 20.40 32.64 Lớp 3 5.90 9.5 20.27 10.0 114.70 0.00 9.50 56.05 Lớp 4 3.50 5.3 3.34 10.4 132.90 0.57 4.42 15.47 Lớp 5 2.40 29.2 2.51 8.7 143.36 0.50 29.20 70.08 Lớp 6 24.40 4.8 24.07 10.5 271.46 0.56 67.91 1656.89