Bài giảng Một số vấn đề về móng cọc - TS. Trịnh Việt Cường

Bài giảng Một số vấn đề về móng cọc giới thiệu các nội dung chính: một số vấn đề về tiêu chuẩn trong lĩnh vực nền móng, giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng móng cọc, kết luận và kiến nghị. Đây là tài liệu tham khảo dành cho sinh viên và giảng viên ngành Xây dựng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Một số vấn đề về móng cọc - TS. Trịnh Việt Cường MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MÓNG CỌC TS. Trịnh Việt Cường,Viện KHCN xây dựng Nội dung 1. Một số vấn đề về tiêu chuẩn trong lĩnh vực nền móng 2. Giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng móng cọc 3. Kết luận và kiến nghị Một số nét về áp dụng móng cọc ở Việt Nam Móng cọc đã được áp dụng tương đối phổ biến từ những năm 1980, đặc biệt khi công nghệ cọc tiết diện nhỏ được sử dụng rộng rãi cho các công trình qui mô nhỏ đến trung bình; Từ những năm 1990 đến nay, cọc tiết diện lớn với sức chịu tải cao được sử dụng cho hầu hết các nhà cao tầng, cầu và một số công trình công nghiệp; Nhiều công nghệ thi công tiên tiến đã được đưa vào áp dụng nhưng chưa được tổng kết kinh nghiệm. Việc áp dụng một số giải pháp tiên tiến gặp khó khăn; Đã xảy ra một số sự cố của móng cọc, đặc biệt là cọc nằm trong vùng chịu ảnh hưởng của ma sát âm, cọc chịu tải ngang, …; Các tiêu chuẩn thiết kế móng cọc được xây dựng từ những năm 1990, đến nay chưa được soát xét. Thiết kế cọc theo ƯSCP và theo TTGH TK theo ƯSCP được áp dụng từ giai đoạn đầu của ngành xây dựng. Đến nay nhiều tiêu chuẩn (Ví dụ Nhật Bản) vẫn sử dụng phương pháp này; Từ thập kỷ 1950, thiết kế theo TTGH được áp dụng ở Liên xô, Đan Mạch, … Đến nay đã được chấp nhận ở hầu hết các quốc gia; Tại Mỹ, thiết kế theo TTGH được chấp nhận muộn hơn. Từ 1994 AASHTO áp dụng trong thiết kế cầu. Từ 2006 Bộ Giao thông Mỹ chấp nhận AASHTO LRFD trên toàn liên bang; TCXD 205:1998 bao hàm cả thiết kế theo TTGH (theo SNiP 2.02.03.85) và ƯSCP (theo Nhật Bản, Canada,…). Thiết kế theo ứng suất cho phép Thiết kế ứng suất cho phép được sử dụng từ đầu thế kỷ thứ 18. Trong tính toán áp dụng hệ số an toàn tổng thể FS: Q ≤ [Q] = Qn/FS Với: Q là tác động; Qn là trị tiêu chuẩn của tác động. Hệ số an toàn trong thiết kế theo ƯSCP • Theo AASHTO, FS phụ thuộc vào mức độ kiểm soát chất lượng. Mức độ kiểm soát càng chặt chẽ thì FS càng thấp: Loại hình khảo sát, thí Áp dụng trong thiết kế và kiểm tra nghiệm chất lượng xây dựng Khảo sát địa chất x x x x x Tính toán tĩnh x x x x x Công thức động x Phân tích bằng lý thuyết x x x x sóng ứng suất Phân tích CAPWAP x x Thử tải trọng tĩnh x x Hệ số an toàn (FS) 3,50 2,75 2,25 2,00 1,90 • TCXD 205:1998 khuyến cáo FS=2÷3, nhưng thiếu hướng dẫn chi tiết THIẾT KẾ THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN Hai trạng thái giới hạn: 1. Rr = φRn ≥ ηiγiQi 2. S ≤ [S] γi - hệ số tải trọng ηi - hệ số (tính dẻo, mức dư sức kháng, tầm quan trọng), ηi = ηD⋅ηr⋅ηI >0,95 Qni – tải trọng tiêu chuẩn φ - hệ số sức kháng Rn – sức kháng tiêu chuẩn 7 CÁC HỆ SỐ TẢI TRỌNG (AASHTO LRFD) Hệ số tải trọng γ Loại tải trọng i Max. Min. DC: Cấu kiện và các phụ kiện 1,25 0,9 DD: Ma sát âm 1,8 0,45 DW: Lớp phủ mặt cầu và các tiện ích 1,5 0,65 EV: Áp lực đất thẳng đứng - Ổn định tổng thể 1,35 N/A - Kết cấu tường chắn 1,35 1,00 - Kết cấu cứng chôn trong đất 1,30 0,90 - Khung cứng 1,35 0,90 - Kết cấu mềm chôn trong đất, trừ 1,95 0,90 cống hộp thép - Cống hộp mềm bằng thép 1,50 0,90 ES: Tải trên bề mặt đất 1,5 0,75 6/18/2012 8 HỆ SỐ SỨC KHÁNG CHO CỌC ĐÓNG (AASHTO LRFD) Hệ số sức kháng cho cọc đóng chịu tải trọng nén dọc trục: φ=kλv k - hệ số phụ thuộc vào phương pháp đánh giá sức chịu tải λv - hệ số xét đến mức độ kiểm soát chất lượng Nhận xét: - Hệ số sức kháng phụ thuộc vào phương pháp tính toán; - AASHTO hướng dẫn cách xác định φ ứng với các PP tính toán không nằm 6/18/2012 trong tiêu chuẩn. 9 HỆ SỐ SỨC KHÁNG CHO CỌC ĐÓNG (AASHTO LRFD) Hệ số λv Nhận xét: - Hệ số λv phụ thuộc vào mức độ kiểm soát chất lượng khi thi công; - Khi chất lượng được kiểm soát chặt chẽ thì λv cao và theo đó hệ số sức kháng cũng cao. HỆ SỐ SỨC KHÁNG CHO CỌC NHỒI (AASHTO LRFD) Nhận xét: Khi kiểm tra sức chịu tải bằng thí nghiệm thì hệ số sức kháng rất cao (φ=0,8) 6/18/2012 11 VÍ DỤ HỆ SỐ SỨC KHÁNG KHI THIẾT KẾ CỌC ĐÓNG THEO AASHTO LRFD TRƯỜNG HỢP 1: - Tính toán sức chịu tải theo SPT: φ=0.45 λv - Kiếm tra sức chịu tải khi thi công theo độ chối: λv=0.8 - Hệ số sức kháng: φ=0.45x0.8 = 0.40 - Hệ số an toàn tương đương (với ηi=0,95 và γ=1,25): FSe=1,25*0.95/0,4 = 2,96 TRƯỜNG HỢP 2: - Tính toán sức chịu tải theo SPT: φ=0.45 λv - Kiếm tra sức chịu tải bằng PDA và nén tĩnh: λv=1.0 - Hệ số sức kháng: φ=0.45x1.0 = 0.45 - Hệ số an toàn tương đương (với ηi=0,95 và γ=1,25): FSe=1,25*0,95/0,45 = 2,64 NHẬN XÉT: - Khi thí nghiệm cọc thì sức kháng được lấy cao hơn 12,5%; - Hệ số an toàn tương đương nằm trong khoảng 2,5-4; ...