Phân tích, tính toán móng cọc: Phần 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H ồ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PGS.TS Võ Phán
ThS Hồng Thế Thao

PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN

MĨNG CỌC

J H i i ١ V iirỉ

3 00
NHÀ XUẤT lẲN ĐẠI HỌC QC GIA
T P Hí CHÍ MINH - 2013
www.vietcons.org


PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN MĨNG c ọ c
Nhà xuất bản ĐHQG-HCM và tác giả/đối tác liên kết giữ bản quynđ
Copyright â by VNU-HCM Publishing House and author/co.partnership
All rights reserved


TRNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA. ĐHQG.HCM

Tái bản không SC/BS, lần thứ 2, năm 2013


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU

5

Chương 1: THỐNG KỀ ĐỊA CHẤT ĐỂ TÍNH TỐN THIẾT KẾ
MĨNG CỌC

7

1.1 Cơ sở lý thuyết
1.2 Ví dụ tính tốn

7
11

Chương 2: MĨNG c ọ c BÈ TƠNG CỐT THÉP CHẾ TẠO SẴN
2.1 Nguyên tắc cơ bản trong tính tốn

15
15

2.2 Sức chịu tả i của cọc đơn

25

2.3 Xác định số lượng cọc và bố trí trong cọc

43

2.4 Kiểm tra tả i trọng tác dụng lên cọc

46

2.5 ưởc lượng độ lún của móng cọc

47

2.6 kiểm tra cọc theo điều kiện cẩu cọc và dựng cọc

59

2.7 Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang

60

2.8 Cơ sở xác định chiều cao đài cọc

67

2.9 Tính tốn cốt thép cho đài

72

Chương 3: MĨNG c ọ c KHOAN NHƠI VÀ BA-RÉT

102

3.1 Móng cọc khoan nhồi

102

3.2 Móng cọc ba-rét (barrette)

135

Chương 4: MĨNG c ọ c BÊ TƠNG ỨNG SUẤT TRƯỚC

192

4.1 Tổng quan về cọc bê tơng ứng suất trước
4.2 Công nghệ sản xuất

192
196

4.3 Sức chịu tả i của cọc

199

4.4 Phương pháp thử để kiểm tra chất lượng cọc

206

Chương 5: MA S Á T ẢM ẢNH HƯỞNG ĐẾN s ứ c CHỊU TẢI
CỦA CỌC

220

5.1 Tổng quíui về hiện tượng ma sát âm

220

5.2 Tính tốn sức chịu tải của cọc có xét đến ma sát âm

227

5.3 Các biện pháp làm giảm ảnh hưởng của ma sá t âm

228

www.vietcons.org


Chương 6: THÍ NGHIỆM KIỂM TRA s ứ c CHỊU TẢI VÀ
CHẤT LƯỢNG CỌC

235

6.1 Giới thiệu chung

235

6.2 Thí nghiệm nén tĩnh cọc

235

6.3 Thí nghiệm osterberg

247

6.4 Thí nghiệm thử động biến dạng lớn
(pda- pile d3Tiamic analysis)

257

6.5 Thí nghiệm biến dạng nhỏ (P.I.T)

262

6.6 Thí nghiệm siêu âm đánh giá độ đồng n h ất của
cọc khoan nhồi (sonic test)

265

TẦI LIỆU THAM KHẢO

272


‫ ا ﻫﺎ‬Μ٥١ ĐẦU
Sự phát triển kinh tể xã hộì kẻo theo sự phủt trtền của ngầnh xây dựng
co sO hạ tồng. Trong những năm gàn ddy, một độ xdy dựng cdc khn chang
cư Cao tầng, các loại cầu dây văng nhịp ằ , các công trinh thủy lợi, thủy
dtện... ngdy cdng nhilu tạt nước ta, dot hỏt việc phdn ttch. lụa chọn gtat
pháp mỏng cho các công trinh này phải dược kinh te và ben vững. Giải
pháp mong chọn cho các cơng trinh này thường là móng cọc.
Trong việc tinh tốn và thiết kế móng cọc hiện nay, người học tập và
thtết kế có thể tham khdo cdc qưy phạm của vtệt Nam hoặc tdi liệư nưởc
ngodi. Tay nhiên, do dặc thh cùa thng nưởc vd díềư kiện dta chất của títng
vhng chng như ngưyèn ly trong tinh lodn, thiết kế mỏng cọc trong từng gtai
đoạn, can thiet phải bo sung cho hoàn chinh. Nội dung quyen sách giới
thiệư cdc phàn chtnh như: Thống kế dịa chẩt phực vự cho tinh todn mỏng

cọc, cọc bê tồng cot thép chế tạo sẵn, cọc khoan nhoi, cọc barette, cọc bê
tông ứng suat trước, strc chiu tải của cọc cd xét đen ma sát âm, các phương
pháp kiem tra chat lượng và sức chiu tải của cọc.
Trong quá trinh viết quyển sách này, chún.g tôi cd tham khảo các
tài liệu ve nen móng, móng cọc cùa cdc lác giả trước nham ke thừa kien
thức đã cd và ho sung, cập nhật các nguyên lý linh toan mới đế phục vụ
người đọc.
Với kỉến thícc và íhời gian cỏ hạn. khi Vỉ'ể'^ cuốn sách này khơng thể
trcính khỏi thieu sót, chúng lơi rat mong cdc nhà khoa học, người đọc cảm
thơng VÍI góp ý chân linh de quyen sách níiy dược hồn chinh, phục vạ
người đọc.
Mọi ỷ kiến đỏng góp xin liên hệ ،‫زر‬،, chỉ: Bộ mơn Địa cơ nền móng,
Khoa Kỹ thuật Xây dirng, Trường Đcti học Bách khoa - Đại học Quoc gia
TP. Hồ Chi Minh.
Điện thoại: 08.38636822
Cốc tác giả

www.vietcons.org


Chương

1

THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ĐỂ TÍNH TỐN THIẾT KẾ
MĨNG CQC
Trong công tác khảo sát địa kỹ thuật hiện nay, ta thường bố trí nhiều
hố khoan để phục vụ việc thiết kế nền móng. Tuy nhiên, ữong mỗi hố khoan
lại có nhiều lớp đất và có nhiều mẫu đất trong Iơp đất này. Trong thiết kế nền
móng nói chung và móng cọc nói riêng, ta phải thống kê địa chất trong từng

lớp đất để xác định chỉ tiêu đặi diện cho cả lớp đất, từ đó mới có đủ cơ sở để
thiết kế nền móng cơng trình.
Theo QPXD, 45-78 được gọi là một lớp địa chật cơng trình khi tập
hợp các giá trị có đặc tnmg cơ - lý của nó phải có hệ số biến động ( đủ nhỏ.
Vì vậy phải loại trừ những mẫu có số liệu chênh lệch với giá trị trung bình
lớn cho một đsai nguyên địa chất.
Vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng ữong tính
tốn nền móng.
Ị1.٠١. Cơ SỞ LÝ THUYẾT
ỉ . ỉ . l Phân chia đơn nguyên địa chất
ỉ- Hệ sổ biến động
Chúng ta dựa vào hệ số biến động V phân chia đơn nguyên
Hệ số biến động

V

có cìạng như sau:

ơ
٧"Ã

( 1. 1)

trong đó giá trị trung Dình của một đặc trưng:
ỆA,
k =

1

n

và độ lệch toàn phương trung bình:

( 1.2)


CHƯƠNG 1

(1.3)
với: Ai - giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng
n - số lần thí nghiệm.
2- Qui tắc loại trừ các sai số
Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động V < [v] thì đạt
cịn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn .
Trong đó [v]: hệ số biến động lớn nhất, tra bảng trong QPXD 45-78
tùy thuộc vào từng loại đặc trưng.
Đặc trưng của đất

Hệ số biến động [v]

Tỷ trọng hạt

0.01

Trọng lượng riêng

0.05

Độ ẩm tự nhiên

0.15

Giới hạn Atterberg

0.15

Môđun biến dạng

0.30

Chi tiêu sức chống cắt

0.30

Cường độ rén một trục

0.40

Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Aj theo công thức sau:
A -A i ^ ٧٠CM

(1.4)

trong đó ước lượng độ lệch
٠»: = ١|A | - A ) i ٤ )‫؛‬

(1.5)

khi n > 25 thì lấy ƠCM = ٠
1.1.2 Đặc trưng tiêu chuẩn và tính tốn

1- Đặc trưng tiêu chuẩn
Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trimg của đất là giá trị trung bình
cộng của các kết quả thí nghiệm riêng lẻ A (trừ lực dính đơn vị c và góc ma
sát trong p‫؛‬.

www.vietcons.org


THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT ĐỂ TÍNH TỐN THIẾT KỄ MĨNG c ọ c

Các giá trị tiêu chuẩn cùa lực dính đơn vị và góc ma sát trong được
thực hiện theo phương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính
của ứng suất pháp ơi và ứng suất tiếp cực hạn Ti của các thí nghiệm cắt
tương đương, T = ơ.tgọ + c.
Lực dính đơn vị tiêu chuẩn c“^và góc ma sát trong tiêu chuẩn (p.‫ ؛؛‬được
xác định theo công thức sau:
( 1.6)

^ i=l

i=l

i=l

i=l

٠ ٤ ٤٤

I g ẹ ' = 7 vn

T‫ ؛‬ơ ‫ ؛‬-

i=i

với

A

T‫؛‬

i=i i=i

ơ ‫)؛‬

۵

= n ٤ ơ f - ٤٠٤
i=l

(1.7)

( 1.8)

Vi=l

2- Dặc trmig tính tốn
Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một
số tính tốn ổn định của nền được tiến hành với các đặc trưng tính tốn.
Trong QPXD 45-78, các đặc trưng tính tốn của đất được xác định
theo công thức sau:

(1.9)

A'^ =
A - giá trị đặc trưng đang xét
k،] - hệ số an toàn về đất.

Với lực dinh (c), góc ma sát trong ((p), trọng lượng đơn vị (y) và cường
độ chịu nén một tiạic tức thời có hệ số an toàn đất được xác định như sau:
kd =

1

l± p

p là chỉ số độ chính xác được xác định như sau:
- Với lực dính (c) và hệ số ma sát (tg
( 1. 10)


10

CHƯƠNG ٦

s ể tinh toán V giá tri độ l ẹ h toàn phương hung bỉnh dược xác dinh sau:
٠ ‫ ت ﺀ‬٠ ‫ أ‬٠\‫ا‬7 ٤ ٠ ‫ ؛ ه‬.،g<f>=٠ T١Ẽ

v ۵ i=i

(1.11)

VA

( 1. 12)

٠= - Với trpng lưọng riêng Y và cường độ chiu nén một trực Rc
= taV
Vn

(1.13)

(1.14)

.» ‫ﺀ‬

‫ج‬

‫ س( ة‬- ‫ ﺀ‬:) ‫آ‬

(1.15)

ta là hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy a.
Khỉ tinh nền theo bỉến dạng thỉ a = 0.85
Khi tinh nền theo cường độ thỉ a = 0.95
Các dặc tnmg tinh toán theo TTGH I và TTGH II cO giá trị nằn trong
một khoảng:
An = A‫؛‬٥±AA

(1.16)

Tùy theo trường hợp thỉết kế cụ thể mà ta lấy dấu (+) hoặc dấu (_) dể
dảm bảo an toàn hơn.
Khi tinh t o n nền theo cường độ và ổn định thỉ ta ỉấy các dặc trưng
tinh toán TTGHI (nằm trong khoảng lớn hơn a = 0.95).
Khi tinh tốn nền thec bíến dạng thi ta lấy các dặc trưng tinh toàn theo
TTGHII (nằm trorig khoảng I،hỏ hơn a = 0.85).

www.vietcons.org


11

THỐNG KÊ ĐIA CHẤT ĐÊ TÍNH TỐN THIẾT KỀ' MĨNG c ọ c

1.2 VÍ DỤ TÍNH TỐN
1.2.1 Thống kê dung trọng đất
STT

Ki hiộu mẫu

y«(T/m’)

(rw-Yu>)‫؛‬

1

ND1.1

1.63

0.00028

2

ND2.2

1.62

0.00004

3

ND3-3

1.59

0.00054

Tổng

4.48

0.00087

Trung binh

1.61

7
^

a) Kiêm tra thơng kê

٧

A

1.61

0.013 <[v] = 0.05

(Theo QPVN 45-78 thì dung trọng có [\ ] = 0.05)
Vậy tập hợp mẫu được chọn.
b) Giá trị tiêu chuẩn
Ẻ r,
٢٠٠٥-L
n

4.48
= 1.61(TW)
3

c) Tính theo trạng thái giới hạn I
Với TTGH I thì xác suất độ tin cậy a = 0.95
Tra bảng ta được ta = 2.92
0 -0 1 3 . 0.022
73

^

Yi = Y'٠( 1 ± p) = 1.61 (1 ± 0.022) = 1.578 - 1.648 (T W )

d) Tỉnh theo trạng thái giới hạn II
Với TTGH II thì xác suất độ tin cậy a = 0.85. Tra bảng ta được ta = 1.34
p=
Yii

V

= y '٥(1

1.34x0.013
73
± p )

=

0.01

= 1.61 (1 ±0.01) = 1.597 ٣ 1.629 (T/m")


12

CHUƠNG 1

Liru y: Trên đây chi là 1٦‫ ر‬dụ cho đơn gldn, còn hhl tinh todn X١vbxv%vế
thực thi số mẫii.n > 6 thỉ mới thống kê trn g thái giới hạn. Nếu n < 6 thi chỉ
tinh dến gỉá trị tiêu chuẩrí = gia trị trung binh (sau khi dẫ kiểm tra thống kê
v < [v ].
1.2.2 Thống kê lực cắt c và góc ma sát trong ọ
Sử dụng h-àm L ^ E S T trOng chuơng trinh phần mềm MICROSOFT

EXCEL.
Cách tinh: Ta ghi kết quả ứng suất cắt cực dại Tmax vào cột 1 và ứng
suất pháp ơ tuơng dương vào cột 2. Sau dó chọn một bảng gồm 2 cột 5
hàng, đánh vào lệnh llnest (vị tri dãy số Tmax, dãy số Ơ ,1 , 1 ) xong ấn cUng lúc
“Shlft+Ctrl”+Enter.
Lớp dất có 2 mẫu thl nghiệm cắt trực tiếp (thi nghiệm cắt nhanh
khơng thốt nước).
a) Bảng tinh
mAu

T (kG,cm2)

ơ (kCcm^)

0.199

0.5

tgọ'٠ =, 0.097

‫ = ﺀاح‬0.121667

0.255

1.0

٠ ‫ا‬8‫ = ا‬0.0213191

٠ ‫ =ح‬0.01387

0.337

1.5

0.40217422

. , = 0.059132

0.143

0.5

2.69091256

4

0.179

1.0

0.009409

0.013986

0.199

1.5

NDI-1

ND3-1

b) Biểu đồ

www.vietcons.org


13

THONG KÊ ĐlA CHẤT OẾ Τ‫؛‬ΝΗ TOAN TH١ẾT k ế MONG COC

c) Kiềm tra thong kê
ν٠٠φ = ‫ﻷ‬
= !
= tv > 0.216] = 0.3
'‫ج‬٠‫ﺀ‬
tgtp
0.097
trong dó:

tgφ ‫ = ﺀا‬0.097‫ ؛‬σtgφ = 0.021
0.014
٧‫د =ﺀ‬
= ϋ ! = 0.114 ‫ [ ة‬ν ] = 0.3
с
0.122
'L J

trong dó:

‫ = ﺀاﺀ‬0.122‫ ؛‬.с =0.014

Vậy mẫu có

< fv] = 0.3 nên tập hợp mẫu duợc chọn.

Vtgọ, Vc

d) Giả tr] lieu chuản
Theo bảng trên ta có:
tgφ ‫ =ﺀ؛‬0.097 ‫ د‬φ‫=ﺀﺀ‬5.54‫ﻻ‬
c‘. =0.121 (kG/cm2)
e) Gia trl tinh toủn theo ^ G H 1
Theo TTGH I xác suất tin cậy a = 0.95
n = 6 ‫ >ي‬n - 2 = 4 tra bảng

= 2.13

-G óc ma sát φι
Độ chinh xác p duợc xác định nhu sau:
Ptg
t g i ٠= tg(p‫؛‬٠(l

2.13

X

± p ( g ٠0)

0.216 = 0.460

= 0.097(l ±0.460) = 0 .0 5 2 0 .1 4 2 ‫؛‬

Suy ra φι = 2.998. ‫ آ‬8.061‫ه‬
- Lực dinh c.
Độ chinh xác p dupc xác định nhu sau:
pc = t٥ .Vc=2..13x 0.114 = 0.243
Ci =

c‘٠(l

± P c) =

0.121(1

±

0.243) = 0.092 0.151

j) Gia trị tinh toán theo ^ G H I I
Theo TTGH II xác ή

tin cậy a = 0.85

n = 6 ^ n - 2 = 4trab ản g t٠= 1.19
-G óc ma sát φιι
Độ chinh xác p duợc xác dịnlĩ nhu sau:
Ptgọ=t«.v،g٠٠)= 1.19x0.216 = 0.257

‫ب‬

(kG/cm2)


14

CHUONG1

tg(pII = tg‫(ﻳﺎب‬l±ptg،p) = 0.097(l±0.257) = 0 .0 7 2 0 .1 2 2 ‫ب‬
Suy ra 6.952‫ﺀ‬۶„= 4.122‫ أ ه‬٠
- Lực dinh cll
Độ chinh xấc p dược xác djnh như sau:
p٠= t٠.v٠= 1.19x0.114 = 0.136
,

CII =

c‘٠(l ±

P c)

= 0.121(1 ± 0.136) = 0.105 0.138 ‫(ب‬kG/cm2)

Lituỷ:
- Khi n = 1 thi chi tinh giấ trj tỉêu chuẩn, n 2 ‫( ة‬dưọc 6 điểm (t,ơ ) thi
thống kê theo TTGH).
Bảng 1.1 Bảng tong hợp thong kê của lớp đất thứ 2
Lớp đát
٠g«p

Kiềm tra
thổng kê

Giá trjtiêu
chuần

Lực dính
c
Gốc ma sát
trong
Lực dính

LỚP 2

πG H ‫ا‬

Gốc ma sát
·trong
Lực dính
٠,

Góc ma sát
trong
Lực dính

Kí h‫؛‬٠ộu

Gỉá trị

Gh‫ ؛‬chú

.tgo

0.02.1

٧ ‫ [ ة‬٧]

٧٤٥٠

0.216

tv]

.0.3

Tập hợp mẵu
dược chợn

ơc

0.014

٧ ‫]ﻟ ﺔ‬

Vc

0.114

tv]

0.3

Tặp hợp mẵu
.ư ợ c c h ọ n

‫ ا‬9٠‫ا‬٠‫ئ‬

0.097

c'٠(kG/cm2)

5.&4٥
0.121

a

,0.96

L

2.13

^ ٠٠

0.46

tg٠pi

0.062 + 0.142

pc
ci(kG/cm2)

2.998 ٠ + 8.061.

‫ى‬

0.85

‫ئ‬

1.19

p...
tg«,.»

0.257
0.072 + 0.122


4.122. + 6.952.

pc
c ٠i(kG/cm‫)؛‬

0.136

www.vietcons.org

s ٥ TN
n=6

0.243
0.092 ‫ و‬0.151

0.105 + 0.136

٠.


Chứằg 2

٥

Μ Ν6 CỌC BỀ t Ong c Ot th E p chê' tạo sẩn
2.1 NGUYÊN TẮC c .

b An

TBONG Τ(ΝΗ TOAN

2.1.1 Những yêa cầu chung
tt) Cọc và mỏng c‫ ؟‬c đuợc thiết kể theo cảc frọng thải gỉốì họn (TTGH)
- Trạng thải g‫؛‬ớí hạn I (TTGH I) (cường độ)
+ Sửc chiu tải giới hạn của CÇCtheo diều kiện dất nền‫؛‬
+ Độ bền của vật liệu làm cợc và dài cợc‫؛‬

+ Độ ổn định c١a cọc và mỏng.
- Trạng thải giới hạn II (TTGHII) (biến dạng)
+ Độ lún mdng cợc;
+ Chuyển vị tri ngang của CỘCvà mdng cọc.
Ngoài nhftng yêu cầu chung ٥ ‫ةي‬٠‫ا‬.‫ آ‬trong thiết kể mống CỘC cần lutt
ỷ thêm:
+ Khi trong nền đ ấ t ề ớ i mũi cọc cớ lớp đất yếu thi cầnphảỉ kiểnrtra
sức chịu tải của lớp này để đảm bảo điêu kiện làm việc tin cậy cW٥ cọc.
+ Khi cọc làm việc trong đài cao hoặc cọc dài v۵ mảnh xuyên qua
lởp dât nêu cỏ sửc chịu ٠‫ اة‬gỉơi hạn nhỏ hỏn 50 kPa (hoặc sửc chổng cẳt
thodt nuOc nhỏ hơn 10 kPa), thl càn kiềm .ira lực nẻn cực hạn cùa thân
cọc.
■‫ ·؛‬Khi cpc nằm ở sườn dốc, ở mép bien cạnh hố đào..., cần kiểm tra
tinh ôn định cii. các cọc và móng. Nêu có u câu nghiêm ngặt đơi với
chuyên V,' ngang, phải kiểm tra chuyển vị ngang.
+ Tinh toán khả năng chổng nứt và độ mở rộng khe nứt cùa cọc và
đài cpc bằng bê tông cốt thép theo tiêu c h ế thiết kế kết cẩu bê tơng cốt
thép hìện hành.


16

CHƯƠNG 2

b) Cách chọn tải trọng và tổ hợp tải trọng để thiết kế móng cọc
Tải trọng tính tốn và tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên móng
- Xác định tải ttọng tính tốh. Thơng thường khi giải khung, ta thường
nhập tải trọng tác dụng lên khung là tải trọng tính tốn. Do vậy, nội lực xác
đinh được là giá trị tính tbán gồm: lực dọc N٠٤, moment M‫‘؛‬, và lực ngang
H“. Để tính tốn, thiết kế móng ta chọn các giá tri nội lực này (cũng là ngoại

lực để tính tốn móng).
- Xác định tải họng tiêu chuẩn: Để xác định các tải ữọng tiêu chuẩn tác
dụng lên rtióng thì phả' giải lại khunậ với tải ữọng nhập vào là tải trị tiêu chuẩn,
tuy nhiên làm như vậy sẽ mất nhiêu thời gian. Đê đon giản ừong tính tốn
người ta thường lấy giá trị tính tốn chia cho hệ số vượt tải tnmg bình r،tb=1.15:
_N «
N٤٠
1.15
M٤.

_M «
1.15

(2. 1)

H٤. _ H“
1.15
- Quy ước về lực tác dụmg lên móng

Hình 2.1 Quy ước phương và chiều cùa lưc
trong đó: N - lực dọc theo phưong trục Oz
Hx - lực ngang theo phưong trục Ox
Hy - lực ngang theo phưorng trục Oy
Mx - moment quay quanh trục Ox
My - moment quay quanh trục Oy
www.vietcons.org


17

MĨNG CỌC BẼ TƠNG CỐT W P CHẾ TẠO SẴN

Tải trọng tính tốn và tải trọng tiêu chuẩn được ứng dụng trong tính
tốn móng cọc như sau:
+ Khi tính tốn theo chỉ tiêu cường độ như kiểm tra sức chịu tải của
cọc, kiếm tra xuyên thủng, ìực cắt cho đài móng, tính tốn cốt thép cho đài
cọc, cọc... thì dùng tải trọng tính tốn.
-t- Khi tính tốn theo biến dạng như kiểm tra lún trong móng cọc, kiểm
tra ốn định nền dưới móng khối quy ước... thì dùng tải trọng tiêu chuẩn.
Ckợn tổ h(ỹp để tính tốn và thiết kể móng cọc:
+ Theo đúng ngun tắc tính tốn và thiết kế móng cọc, phải chọn tất
cả các cặp tổ hợp nội lực ftể tính tốn và kiểm tra. Tuy nhiên để đcm giản
trong tính tốn, theo kinh nghiệm, ta thường dùng các cặp tổ hợp nội lực sau
đây để thiết kế móng cọc:
N "a x

- Cặp tổ hợp ỉ: Lực dọc lớn nhất: (1) My
H“
H«
- Cặp tổ hợp 2: Moment lớn nhất:
M"
^^xmax

M“
y max

M“

M It

H"tt
(2a) II

hoặc

(2b)
h;

N"

N«
- Cặp tổ hợp 3: Lực ngang lớn nhất:
H ttX max

u tt

^ymax

H”
(3a) M ‫؛؛‬

hoặc

(3b) Ml!

Mj

M“

tt

N“


18

CHưON6 2

2

'Trong tinh toản móng ỌC, ta thường chọn cặp tổ hợp 1 (lực dợc lớn
nhất), dể tinh toán và thỉết kế mOng CỘC, sau dó lấy cắc cập nội lục còn lại
dể kiểm tra.
+ Khi kiểm tra cọc chuyển vị ngang hoặc kiểm tra xoay của mdng thi
dùng cặp nội lục 2 và 3 dể tinh toán và dùng tổ họíp 1 dể kiểm tra.
‫ رﺀ‬Cường độ của vật liệu làm cọc
Nhũng vấn dề chung:
Cọc BTCT chế tạo sẵn phải dưọc thiết kế dể có thể chiu dưọc giá trị
nội lục sinh ra trong циа trinh cẩu, vận chuyển, lắp d١mg, thi công hạ CỘCvà
chịu tải với hệ số an toàn và họp lý.
- ứ ng suất cho phép lớn nhất trong cọc khi làm việc không dưọc vượt
quá 0.33 Rb.
- ứng suất cho phép lớn nhất do dOng cợc (có thể sinh ra hai loại sóng
ứng suất nén và kéo), khOng dược vượt quá giớỉ hạn: 0.85 Rb (cho
trường hợp sOng nén )0.70 ‫ ؛‬fy (cho trường hợp sOng kéo)‫( ؛‬Rb:
cường độ chịu nén của bê tông‫ ؛‬fy: giới h n dẻo của thép).
Yêu cầu về bê tông:
Dựa trên dỉều kiện làm việc của cọc, cấp độ bền tối thiểu cho bê tơng
cqc có thể lấy như sau:
Bảng 2.1 Cap độ bền tối thiểu cua bê tong làm cọc

c á p đ ộ bèn của bè t٥ ng tương ứng
M ác M tỏng

‫ ﻻ ﺀﺍ ﻩ‬kiộnđóng cọc

M٥ c b ٥ t٥ ng (MPa)

C ọ c phải đông đến độ ch ồ ‫ ؛‬rẳỉ nhỏ

400

ВЗО

Điều k‫؛‬ộn b‫؛‬nh thường và dễ d ỗ n g ٠ ép

25.

Β20

Yêu cầu về cốt thép:
-C ốt thép dợc;

www.vietcons.org


19

MÓNG cọ.c BÊ TỒNG CỐT THẾP CHẾ TẠO SẤN
A

MẶT c At i -1

d

Hình ٩-2 C ii ttết-cọc


20

C H Ü 0 I2

Hìttìt ‫ و د‬cốt thép trong cọc
٧ề chất !ượng cốt + Cốt thép cọc phải thỏa mãn các điều kíện quy định
thép để có thể chịu dược các nộ‫؛ ؛‬ực phát sinh trong quá trínli bốc
dỡ, vận chuyển, cẩu ‫؛‬ắp và áp ‫؛‬ực kéo các mô-men uốn của công
trinh bên tác dụng vào cọc, cũng cần xét dến tr ‫ ؛‬ứng suất kéo có thể
hát sinh do hỉện tượng nâng nền khi dóng các cọc tíếp theo(,
+- ‫ﺀ‬:ốt thép chủ yếu cần dược kéo dài ‫؛‬.ỉên tục theo suốt chỉều dài cọc
rong trường họrp bắt buộc phảỉ nối cổt thép chủ, mốỉ nối cẩn dược'.
.íân theo quy.dlnh về nối thép và bố tri mối nốỉ của các thanh.
o n g trưCmg hợp cần tăng khả năng chiu '
،".‫'؛‬Ong ở phần dầu cọc, nhưng cần bố tri sao cho sự gián đoạn dột
ngọt của cốt thép không gây ra hiện tượng nứt khi cọc chiu tác dộng
.xung trong quá trinh dOng cọc
Trong các trường hợp binh thường thi cốt thép dọc dược xác đ.ịnh +
theo tinh toán, hàm ‫؛‬ượng thép không nhỏ hon 0,8٥
/ jrng kinh'o đư٠
.khOng nên nhỏ hon 14mm
Dối với những trường họp sau, nhất + ‫؛‬,à các cọc cho nhà cao tầng
hàm ‫؛‬ưọng của cốt thép dọc có thể nâng tên 1 - 1.2% khi:

٠MQi cọc xuyên qua ‫؛‬op dất cứng‫؛‬
٠E>ộ mảnh của cọc L/d > 60 ‫؛‬
٠Số cọc trong dài ít hon 3 cọc.
www.vietcons.org


MỎNG CỌC BE TƠN6 CỐT THẾP CHỂ TẠO SẴN

21

Hình 2.4 Các chi tiết thép trong cọc trước khi đổ bẽ tơng
-C ốt da‫؛‬:
+ Cốt daỉ có ٧ trị dặc bỉệt quan trọng dể chịu ứng suất nảy sinh
trong quán trinh dóng cọc. c ố t da‫ ؛‬có dạng móc, da‫ ؛‬kin hoặc xoắn.
Trừ trường hợp có sử dụng mốỉ nốỉ dặc b‫؛‬ệt hoặc mặt bích bao
quanh dầu c،١c mà có tliể phâiĩ b ố dưọc ứng suất gây ra trong quá
trinh dóng cọc, trong khoảng cách bằng 3 lần cạnh nhỏ của cọc tại
ha‫ ؛‬dầu cọc, hàm lượng cốt dai khơng ít hơn 0,6% của thể tích vUng
nêu trên.
+ Trong phần thần cọc, cốt dai có tổng tỉết d‫؛‬ện khơng nhỏ hơn 0,2%
và dược bố tri với khoảng cdch không lớn hơn 200mm. Sự thay
dổỉ các vUng có khoảng cách các dai cốt khác nhau không nên quá
dột ngột.
+ Thép gia cường dầu cợc: thông thưỂmg dể dầu CỘC không bị bể khi
dOng hoặc ép cọc thi nên dUng lưới thép ф6а50 dể gỉa cưỉmg dầu
cọc (thưímg bố tri 4 lớp).
d) Cốc yêu cầu khảc
- Mũỉ cợc: Khi đống (ép) CỘC vào dất nền, mũỉ cợc thưỉmg dễ vỡ, nên
cấu tạo mũi CỘC thưímg nhpn, có thanh thép gia cưỉmg dưọc hàn với các
thép chủ ở mQi CỘC.

22

CHIÌƠNG2

: :'..‫ذ‬

‫ ﻫ ﺜ ﺔ‬٠!‫ﻷﺷﻊ‬
►,٠
■‫ه‬,.‫ا„<ة‬. ‫(ر؟ه‬۶‫!أهﺀ‬٠
‫اا‬٠
. .‫ب أ‬-

% ..‫ت‬

‫>؛‬

§

٠ ,,‫ م ؛؛‬٠ ,٩

‫ي‬
‫ﺀ‬.:

، ‫ز „ سﺀ‬

1 ‫ ؛ل‬1

;‫و‬: .. ‫ﺀ‬...._‫ا‬

>

٠«■ \ ١ :‫ه‬

‫ !ﺀ‬: ? ‫ ﻳ ﺦ‬١ ‫ج؛ ﺀ‬

HjnH 2.5 cố.n.tạo t^ẻp mũi cọc
Nố -‫ ؛‬cọc: Cọc thườìi^. được nổỉ lạ ‫ ؛‬từ nhỉều đoạn cợc bằng mối
nối cọc, mối nối cọc phảỉ bảo đảm cho các đoạn CỘC dồng trục, khơng
‫ا‬5‫ ا‬.ăn mịn
qua 2 mối n.:L ư u ỷ : Một'cây cọc không nên c٠‫ ؛‬i (trừ trường họp cọ‫؟‬
thi công băng phương pháp ép)‫ ؛‬kh ‫ ؛‬cọc C.J t ‫؟‬ên 2 môi nôi phả ‫ ؛‬tăng hệ sơ
an tồn dơi với sức chịư tải. Nói chung mơ‫ ؛‬nối cợc nên thực h ‫؛‬ện bâng
phương pháp hàn. cần có b ‫؛‬nốỉ trong cấc lớp dất có tác ện pháp bảo vệ mố٤
nhân ăn mịn .

Hình 2.6 Hộp thép đầu cọc

www.vietcons.org


MĨNG CỌC BẼ TƠNG CỐT THẾP

.i
TẠO SẨN

23

Hình 2.7 Thép gia cường đầu cọc

Hình 2.8 Thi cơng hộp thép nối cọc
٠Cất đầu cọc: Trong trưịmg hợp cọc đóng chưa đến độ sâu thiết kế
nhưng đã đủ sức chịu tải, đầu cọc được cắt đến cao độ ôao .cỊio phần bê tông
cọc nằm ٥٠ong đài đảm bảo từ 5 - lOcm. Phần cốt thép nằm trong đài được
thỏa mãn theo yêu cầu cùa thiết kế (Lneo> 30(ị), (Ị) là đường kính cốt thép dọc
trong cọc). Khi cắt đầu cọc, phải đảự. bảo cho bê tơng cọc khơng bị nứt, nếu
có, cần đục bỏ phần nứt và vá lại bằng bê tông mới.
٠Kéo dài cọc; Trong trường hợp phải kéọ dài cọc mà đầu ■cọc khơng
được thiết kế mối đặc biệt, thì phải đập bỏ một phần bê tơng đầu cọc khơng
ít hom 20()mm và phải tránh làm hị.op, hì tơng cọc. Thép cbủ được hàn theo
đúng quj phạm về về hàn cốt thép. ‫؛‬Kiii Idiơng có máy hàn thì có thể sử


24

CHƯƠNG 2

dụng cách nối bằng phương'pháp buộc, chiều-dài đoạn buộc khơng nhỏ hơn
40 lan đường kính cểt thép.
Đối với các cơng trình cầu, cảng, thủy lợi..., để thuận lợi trong thi
công, đáy đài thường nằm ừên mực nước cao nhất.
e) Chọn chiều sầu đặt đài Df

Chiều sâu đặt đài Df phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- Nếu cơng trình khơng có tầng hầm, xung quanh khơng có cơng trình
lân 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 Df:
1.5m-3.0-‫؛‬m
- Nếu cơng trình có tầrụ hầm thì cao độ mặt ứên của đài trùng yới cao

độ mặt trên của sàn tấig 1 ^ để thuận tiện ttong thi cơng và có lợi
cho việc chịu lực của sàn tầng hầm.
- Nếu công trinh xây chen (xung quanh giáp ranh với các cơng trình
lân cận) thì chiều sâu đặt đài khơng nên q sâu vì khi thi cơng dê
ảnh hưởng đến các cơng trình lân cận.
www.vietcons.org


25

MÓNG CGC ВЕ TỒNG CỐT ТНЕР СнЕ TẠO SẴN

Cũng cần lưu ý rằng, trong móng cọc chúng ta khơng cần thiết phải
chọn chiều sâu ứặt dài sao cho thỏa mãn lực ngang tác dụng lên mOng phải
nhỏ hơn áp lực tác dụng của dất nền vì trong mOng cọc phải xét dến cọc
chiu tải trọng ngang dể xác djnh nội lục và cồt thép trong cọc (sẽ dược kiểm
tra ở phần cọc chiu tải trọng ngang).
2.2 SỨC CHỊU TẢI CI١ACỢC0ƠN
2.2.1 Sức chiu
٠ tải cùa coc
٠ theo
٠ dô bền của vât
٠ ٠lỉêu
Tinh t o n cọc theo độ bền của vật liệu theo yêu cầu của các tiêu chuẩn
thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hoặc thép.
Qa(v/)=Ọ(AsRs+AbRb) (kN)

(2.2)

As - diện tích tỉết dỉện ngang của cốt thép dọc trong cọc (m2)

Ab - diện tích của của tiết dỉện ngang của bê tơng trong cọc (dã trir
diện tích cốt thép) (m2)
Rb - cường độ chịu nén của bê tông (phụ thuộc vào cấp độ bền của

bêtông)'(kN٠
/m2)
Rs

- cường độ ch‫؛‬u nén của cốt thép (kN/m2)

φ - hệ số uốn dọc của cọc
φ = 1,028 - 0,00002882‫ د‬- Ο,ΟΟΙόλ
φ = 1,028-0,0003456λ٥2-0,00554λ٥
λ -đ ộ m i cùa cọc, λ = Ух (с‫ ؟‬с trOn hoặc cọc vuông), λ = /o/b (cọc
chữ nhật).
Hoặc φ tra theo bảng sau:
Bảng 2.2 Hệ sổ uốn dọc φ
λ = 1(/Γ <14

21

28

35

42

48

55

62

69

76

83

90

97

104

λό = ‫ا‬0‫ةا‬

<4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

φ

1.0

0.98 0.96 0.93

0.90 0.87 0.84 0.81 0.78 0.74 0.70 0.65 0.60 0.55

r - bán kinh của cọc trOn hoặc cạnh cọc vuông
b - bề rộng của tiết diện chữ nhật

0‫ ا‬- chỉều dài tinh toán của cọc dược xác d)nh như sau:


26

CHƯƠNG 2

- Trường hợp I : Khi
thi cơng ép (đóng) cọc:

Lực ép cọc

m

Trong, trường hợp này:
^ l.V i/i

/
1

Õ
ở
o

٣٠.

,c

trong đó: V | = 1.0 (thiên về
an tồn xem tại vị trí nối cọc
là liên kết kh<^, tại vị trí lực
tác dụng khi ép cọc như tựa
đơn)
٠ chiều dài đoạn cọc

/i ■
lớn nhất khi chưa ép vào đất.

---,،

«٠٠

0
...٥

n1

ế

\

٠

V

—

i,—

1

77777
Mặt dất

-- ٠

77777

^ ■

(Cũng cần lưu ý rằng, trong
trường hợp đoạn lớp đất yểu
nằm trên cùng thì chiều dài 1]
tỉnh từ đáy lớp đất yếu đến
đỉnh cọc phía trên).
■^"^٠^٠^٠ Tncờng hợp thi cơng ép (đóng) cọc
- Trường hợp 2: Khi cọc chịu tải trọng công trình

4
-

/ / / / /

.77777

ỈTTtTtTTT

/77/7

Ngàm tương dương
trong dát nổn

Hình 2.11 Trường hợp cọc làm việc chịu tải trọng cơng trình
Trong trường hợp này;
trong đó:

V2 =

/ó2 = V2./2

0.5 (thanh hai đầu ngàm)

h= l

www.vietcons.org