Sức chịu tải của cọc bê tông

Khái niệm Sức chịu tải của cọc là sức chịu tải nhỏ nhất theo đất nền (Pđn) và theo vật liệu (Pvl). Sức chịu tải theo đất nền là khả năng chịu tải của sức kháng thành cộng với sức kháng mũi cọc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sức chịu tải của cọc bê tôngSức chịu tải của cọc bê tôngKhái niệmSức chịu tải của cọc là sức chịu tải nhỏ nhất theo đất nền (Pđn) và theo vậtliệu (Pvl). Sức chịu tải theo đất nền là khả năng chịu tải của sức kháng thànhcộng với sức kháng mũi cọc. Sức chịu tải theo vật liệu là khả năng chịu tảicủa vật liệu làm cọc trong quá trình chịu lực và thi công, có xét tới các yếutố ảnh hưởng tới chất lượng cọc (trong quá trình thi công) và sự tương táccủa nền đất xung quanh cọc (làm tăng khả năng ổn định của cọc).Sức kháng đỡ của cọc có thể được ước tính bằng cách dùng các phươngpháp phân tích hay phương pháp thí nghiệm hiện trường. Trong tính toán,đất nền được chia làm 2 nhóm chính là đất dính (các loại đất sét) và đấtrời(các loại đất cát, bùn không dẻo).Chú ý: cần xét tới ma sát âm (nếu có) khi tính toán sức chịu tải cọc.Quan hệ giữa Pvl và PđnTrong các tài liệu nền móng thường nói rằng cần chọn Pđn ≈ Pvl thi càngtiết kiệm với điều kiện là Pđn ≤ PvlTuy nhiên khi thiết kế cọc đóng hoặc cọc ép thì sức chịu tải của cọc Pvl tínhra luôn phải lớn hơn rất nhiều sức chịu tải của đất nền Pđn vì các lí do sau :Để cọc không bị phá hoại khi bị máy đóng hoặc ép tác dụng vào nó.Để cọc đủ cứng để thắng lại ma sát đất nền thì cọc mới đóng xuống đựơc.Chịu tải trọng công trình truyền xuốngVí dụ:Khi thi công ép cọc phải thỏa mãn điều kiện lực Pépmin và PépmaxPépmin=(1.5-2)Pthiết kế; Pépmax=(2-3)Pthiết kếPthiết kế: tải trọng thiết kế dự kiến tác dụng lên cọcPépmax không vượt quá sức chịu tải của vật liệu cọc (Pvl)Do đó Pthiết kế nhỏ hơn rất nhiều so với Pvl(thường từ 2-3 lần)Ghi chú:Đối với trường hợp sau ta cần chú ý sức chịu tải của cọc có thể nhỏ hơn sứcchịu tải của nền đất :Cọc có khoan đẫn ( thông thường cũng ít xảy ra )Lớp đất trên là bùn cực yếu , ngay phía dưới có lớp đất đá cực cứng , trườnghợp này cọc tựa hoàn toàn trên đá . đối với trường hợp này nhất thiết phải cóbiện pháp sử lý sao cho cọc được ngàm vào lớp đất đá đó.Các phương pháp xác định sức chịu tải đứng của cọc.Trong lịch sử phát triển của ngành nền móng đã có nhiều phương pháp đượcđề xuất để xác định sức chịu tải của cọc. Sau đây là một số phương pháp:Phương pháp dựa trên lý thuyết cân bằng giới hạn.Phương pháp này tìm mối liên hệ giữa Qp và Qf với tính chất của đất nền(c,φ) theo lý thuyết cân bằng giới hạn (vật liệu rời) với mô hình ColombBước 1. Giả thiết hình dáng các mặt trượt do cắt ở đất nền khi nền bị pháhoại.Bước 2. Phân tích lực ở trạng thái cân bằng cực hạn (tức là ở thời điểm pháhoại)Bước 3. Dựa trên điều kiện cân bằng lực để tính ra sức chịu tải cực hạn.Có nhiều quan điểm khác nhau về giả thiết mặt trượt:-Giả định mặt trượt xuất hiện ngay ở mũi cọc, giống sức chịu tải móng nông:Prandtl, Reisner, Caquot, Buisman,-Giả định mặt trượt mở rộng lên trên: Terzaghi, Debeer, Jaky, Meyerhof-Giả định mặt trượt mở rộng xuống dưới: Berezantzev, Yaroshenko, Vesic-Giả định mặt trượt dạng xuyên thủng cắt:Vesic, Kishida, TakanoNhược điểm: không chính xác, thường chỉ chính xác với đất rời. Ít được sửdụng.Phương pháp dựa trên bán thực nghiệm (có điều chỉnh dựa trên số liệu)Phương pháp này kết hợp giữa phương pháp cân bằng giới hạn và kết hợpđiều chỉnh số liệu theo thực nghiệm gồm có các tác giả kinh điển:Meyerhof,Versíc,Terzaghi: hiện nay ít còn được dùng.Dựa trên mô hình nền (đường cong t-z)Có thể thí nghiệm nhiều mô hình khác nhau, có thể dùng trong bài toán môhình hóa sự làm việc đồng thời của cọc-đài-công trình.Dựa trên trực tiếp kết quả thí nghiệm xuyên chuẩn SPTPhương pháp này đã được đưa vào một số tiêu chuẩn, có cả của Việt Nam:Meyerhof, C ông thức Shioi và Fukui (các tác giả Nhật Bản): Được thực tếxác nhận, sử dụng rộng rãi.Dựa trên độ chối cọc đóngPhương pháp này đã được đưa vào một số tiêu chuẩn, có cả của Việt Nam:Gerxevanov, Hilley: Được thực tế xác nhận, sử dụng rộng rãi.(Xem thêmPhương pháp thử động cọc)Dựa trên sự truyền sóng (động)Phương pháp này ứng dụng ở phép thử cho cọc đóng, liên quan đến dựngmô hình tính tương tác nền cọc và cần những phép đo gia tốc và suất biếndạng động nên rõ ràng phức tạp hơn các phương pháp khác. (Xem thêm Thínghiệm biến dạng lớn (PDA), Thí nghiệm biến dạng nhỏ (PIT))Sức chịu tải cọc trong các tiêu chuẩnSức kháng dọc trục của cọc đóng theo Tiêu chuẩn 22TCN 272-05Theo 22TCN 272-05 thì có 2 phương pháp tính toán sức chịu tải của cọc đólà: dùng các phương pháp phân tích (ước tính nửa thực nghiệm) và phươngpháp dựa trên thí nghiệm hiện trường. Trong phương pháp nửa thực nghiệm(điều 10.7.3.3), phần sức kháng thân cọc tiêu chuẩn có đưa ra 3 cách tính là:phương pháp α(anpha), phương pháp β(beta) và phương pháp λ(lamda)Phương pháp phân tích lý thuyết (ước tính nửa thực nghiệm): Phương phápnày được tính toán dựa trên số liệu cường độ kháng cắt không thoát nướccủa đất Su, xác định bằng thí nghiệm nén 3 trục không cố kết – không thoátnước theo Tiêu chuẩn ASTM D2850 ...