Đánh giá sức chịu tải cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ trên nền đất yếu bằng thí nghiệm nén tĩnh

Bài viết tiến hành đánh giá sức chịu tải của cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ trên nền đất yếu bằng thí nghiệm nén tĩnh hiện trường để đưa ra giá trị sức chịu tải thiết kế của cọc đơn bê tông cốt thép tiết diện nhỏ. Cọc được thí nghiệm theo quy trình quy định trong tiêu chuẩn TCVN 9393:2012.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá sức chịu tải cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ trên nền đất yếu bằng thí nghiệm nén tĩnh P. H. Nghĩa, T. V. Hưng / Đánh giá sức chịu tải cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ trên nền đất yếu … ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN NHỎ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU BẰNG THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH Phan Hữu Nghĩa (1), Trần Việt Hưng (2) 1 Sở Xây dựng Vĩnh Long, TP Vĩnh Long, Vĩnh Long 2 Khoa Công trình, Trường Đại học GTVT Hà Nội, Hà Nội Ngày nhận bài 11/02/2020, ngày nhận đăng 30/3/2020 Tóm tắt: Hiện nay, phương án móng cọc bê tông cốt thép (BTCT) tiết diện nhỏ được áp dụng tương đối nhiều cho các công trình nhà dân dụng thấp tầng ở khu vực địa chất yếu. Nghiên cứu này đánh giá sức chịu tải của cọc BTCT tiết diện nhỏ trên nền đất yếu bằng thí nghiệm nén tĩnh hiện trường để đưa ra giá trị sức chịu tải thiết kế của cọc đơn BTCT tiết diện nhỏ. Cọc được thí nghiệm theo quy trình quy định trong tiêu chuẩn TCVN 9393:2012. Số lượng cọc thí nghiệm là 6 cọc ở 3 công trình thí điểm khác nhau. Kết quả cho thấy sức chịu tải của cọc BTCT 15x15 cm có thể lấy bằng 2 tấn với trường hợp nền công trình đã được gia cố từ trước hoặc nền cũ; 1.5 tấn với các trường hợp khác. Kết quả nghiên cứu này sẽ góp phần định hướng cho chủ đầu tư, tư vấn thiết kế, cơ quan quản lý chất lượng xây dựng có căn cứ để lựa chọn phương án móng phù hợp trong điều kiện địa chất yếu, công trình thấp tầng. Từ khóa: Cọc BTCT tiết diện nhỏ; thí nghiệm nén tĩnh; gia cố nền móng; nền đất yếu. 1. Giới thiệu chung Hiện nay, khi thiết kế các công trình nhà dân dụng trên nền đất yếu, phương ángia cố nền móng bằng cọc cừ tràm vẫn là phương án chủ đạo. Tuy nhiên, việc thiết kếmóng cọc cừ tràm chỉ dựa vào kinh nghiệm theo mật độ cừ tràm và sức chịu tải của đấtnền sau khi gia cố nền được chọn từ 5 tấn/m2 đến 8 tấn/m2. Đối với công tác thiết kế nềnmóng, việc xác định sức chịu tải của cọc có ý nghĩa quan trọng nhất vì nó ảnh hưởng đếnsự an toàn của công trình và giá thành công trình. Cọc trong móng có thể bị phá hoại dobản thân cường độ vật liệu cọc bị phá hoại hoặc do đất nền bị phá hoại, do đó khi thiết kếphải xác định sức chịu tải của cọc. Đối với phương án móng cừ tràm, sức chịu tải của đấtnền sau khi được gia cố chưa có lý thuyết thống nhất và chưa có tiêu chuẩn cụ thể. Côngtác thiết kế móng cừ tràm chủ yếu theo kinh nghiệm [1]. Do đặc điểm của phương án móng cừ tràm là phải đảm bảo độ sâu đặt móng saocho trong suốt quá trình sử dụng cừ tràm phải nằm dưới mực nước ngầm để hạn chếkhông bị mối mọt nên chiều sâu đặt móng khá lớn. Đặt biệt, đối với những khu vực đấtnền san lấp bằng cát đã được đầm chặt hoặc những công trình được xây dựng lại trên nềncũ, lớp đất mặt đã được nén chặt hoặc đã được cố kết trước nên có khả năng chịu tải tốt.Nếu sử dụng phương án móng cừ tràm thì phải đào bỏ lớp này đến mực nước ngầm đểgia cố cừ tràm, đồng nghĩa với việc đào bỏ lớp đất tốt và gia cường lớp đất yếu. Điều nàykhông hợp lý về mặt kỹ thuật [2].Email: hungtv@utc.edu.vn (T. V. Hưng)42Trường Đại học Vinh Tạp chí khoa học, Tập 49, Số 1A/2020, tr. 42-50 Do vậy, trong những năm gần đây, phương án gia cố nền đất yếu bằng cọc ngắnBTCT tiết diện nhỏ đã được nghiên cứu áp dụng để thay thế phương án móng cừ tràm.Tuy nhiên, theo hiểu biết của tác giả, sức chịu tải của cọc chưa được nghiên cứu đầy đủ.Cọc BTCT tiết diện nhỏ thường được sử dụng với kích thước 15x15 cm. Loại cọc nàycàng ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng nhà thấp tầng ở khu vực có địachất yếu [3]. Do vậy việc nghiên cứu đánh giá sức chịu tải của loại cọc này là rất cầnthiết. Trong nghiên cứu này, tác giả đánh giá khả năng chịu tải của cọc đơn BTCT tiếtdiện nhỏ trong điều kiện nhà thấp tầng ở khu vực địa chất yếu. Tính hiệu quả của móngcọc BTCT tiết diện nhỏ được đánh giá qua sức chịu tải của 6 cọc thí nghiệm tại 3 côngtrình có quy mô dưới 3 tầng ở khu vực có địa chất yếu. 2. Đánh giá sức chịu tải của cọc đơn Sức chịu tải của cọc là sức chịu tải nhỏ nhất theo đất nền và theo vật liệu. Sứcchịu tải theo đất nền là khả năng chịu tải của sức kháng thành cộng với sức kháng mũicọc. Sức chịu tải theo vật liệu là khả năng chịu tải của vật liệu làm cọc trong quá trìnhchịu lực và thi công, có xét tới các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng cọc và sự tương táccủa nền đất xung quanh cọc. Theo 22TCN 272-05, có 2 phương pháp tính toán sức chịu tải của cọc, bao gồm:các phương pháp phân tích (ước tính nửa thực nghiệm) và phương pháp dựa trên thínghiệm hiện trường. Trong phương pháp nửa thực nghiệm (điều 10.7.3.3), có 3 phươngpháp tính toán sức kháng thân cọc, ...