GIÁO TRÌNH NỀN MÓNG -PHẦN MÓNG CỌC

1
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
1 Khái niệm
2 Phân lọai
3 Ảnh hưởng của thi công cọc
4 Sức chịu tải dọc trục của cọc
5. Các bước thiết kế móng cọc
3
2
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c

c
3.1 Khái niệm
3.1 Khái niệm
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
2
3
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c

c
3.2 Phân lọai
3.2 Phân lọai
3.2.1 Vậtliệu
3.2.1 Vậtliệu
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
4
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ

ọ
c
c
5-70mChiều dài
400 kN – 20,000 kNTải trọng thiết kế
ÑOAÏN COÏC A TL 1 / 20
Þ 8 @ 200
8000
4100
1600
1500
Þ 8 @ 50
300300
Þ 8 @ 100
Þ 14
Þ 8 @ 50
350
Þ 8 @ 50
Þ 8 @ 100
1600
1500
Þ 14
350
300
Þ 8 @ 50
5x54=270
5x54=270
350
ÑOAÏN COÏC B TL 1 / 20
4100

Þ 8 @ 200
8000
Þ 14
Þ 8 @ 50
300 1500
Þ 8 @ 100
1600
Þ 8 @ 50
Þ 14
Þ 8 @ 50
3001500
Þ 8 @ 100
1600
Þ 8 @ 50
350
23070
600
75
300
Þ 22
350
30
Cọcbêtôngcốtthép
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề

ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
3
5
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề

n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
6
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M

ó
ó
ng
ng
3
4
7
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó

ó
ng
ng
3
8
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng

ng
3
5
9
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng

3
10
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
4Þ 25 ở 4
góc kéo dài
suốt cọc
Bt lót
đá 4 x 6
B#150
-2.800
-4.500
Þ 36 @ 180
3
-1.200
Dầm sàn tầng hầm
300 x 600
16
550
6700

1800
4900
18001800100 650
1800650
8
0
0
650
100
100
700
62 Þ 36 @ 80
38 Þ 36 @ 180
3
4
100
1800 650
Þ 8 @ 200
300
1000
Þ 14 @ 200
Þ 14 @ 200
1700
150
100
5
5
0
6
Þ 14 @ 200

5
5
Þ 36 @ 80
4
600
16Þ 25 kéo
dài từ đầu
cọc đến 2/3
cọc, sau đó
cắt thép chưà
lại 4 Þ 25 đi
tiếp đến cuối
cọc
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
6
11

M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
Cọc Thép
5-40mChiều dài
400 kN – 2500 kNTải trọng thiết kế
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3

12
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
CọcGổ
4-20mChiều dài
100 kN – 500 kNTải trọng thiết kế
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng

3
7
13
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
4-20mChiều dài
100 kN – 1800 kNTải trọng thiết kế
Cọc Composite
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó

ng
ng
3
14
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
3.2.2 Sứcchịutải
3.2.2 Sứcchịutải
Cọcchống
Cọc ma sát
2.2.3 Theo vị trí đài cọc
2.2.3 Theo vị trí đài cọc
Cọc đài thấp
Cọc đài cao
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N

ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
8
15
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề

ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3.3.1 Đất dính
3.3.1 Đất dính
3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA THI CÔNG CỌC
3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA THI CÔNG CỌC
Đất xung quanh cọc bị phá hủy cấu trúc
Mặt đất có thể bị trồi lên
Thay đổi trạng thái ứng suất ở đất xung quanh cọc
Tăng và quá trình thóat nước của áp lực nước lỗ rổng
Tăg cường độ thoát nước
3
16
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c

BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
9
17
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ

BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
18
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị

ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
10
19
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị

a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
20
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N

ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
d
h
= 0.5LC=const
d
h
= 0.67LC tăng tuyến tính
3
11
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
21
3.3.2 Đất cát

3.3.2 Đất cát
Cát rời
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
o
N 1520'
1
+=
φ
Tăng độ chặt
3
M
M
ó
ó
ng
ng
C

C
ọ
ọ
c
c
22
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
Tăng ứng suất ngang tác dụng lên cọc
3
12
M
M
ó
ó
ng
ng
C

C
ọ
ọ
c
c
23
3.3.3 Chuyển vị của đất và công trình lân cận do đóng
3.3.3 Chuyển vị của đất và công trình lân cận do đóng
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
M
M
ó
ó
ng
ng
C

C
ọ
ọ
c
c
24
3.3.4 Ảnh hưởng của nhóm cọc
3.3.4 Ảnh hưởng của nhóm cọc
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
13
M
M
ó
ó
ng
ng

C
C
ọ
ọ
c
c
25
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
26
M
M
ó
ó
ng
ng
C

C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3.3.5 Ảnh hưởng thi cộng cọc khoan nhồi
3.3.5 Ảnh hưởng thi cộng cọc khoan nhồi
Ảnh hưởng của sự thay đổi đô ẩm trên lục dính giữa đất và cọc
¾ Đất hút nước từ cọc khoan nhồi ướt
¾ Nước từ đất chảy vào lỗ khoan
Đất xung quanh cọc và mũi cọc bị phá hủy kết cấu do việc khoan
Dung dịch bentonite tạo ra lớp áo phủ trên bề mặt tiếp xúc giữa cọc
và đất
Giảm ma sát giữa đất và cọc
3
14

27
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
3.4 SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC
3.4 SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC
3.4.1 Sức chịu tải theo vật liệu
3.4.1 Sức chịu tải theo vật liệu
)(
atapna
ARARQ +=
ϕ
ϕ: hệ số ảnh hưởng bởi độ mảnh của cọc
Cọc tròn và cọc vng: ϕ = 1,028-0,0000288λ
2
-0,0016λ
Cọc hình chữ nhật: ϕ = 1,028-0,0003456λ
b
2
-0,00554λ
b

λ=l
0
/r = l
0
/d λ
b
=l
0
/b
Chiều dài tính toán của cọc l
0
l
0
= vl
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
Cọc đóng, ép

28
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
v =2 v = 0.7 v = 0.5
λ=L/r
50 70 85 105 120 140
ϕ 1 0,8 0,588 0,41 0,31 0,23
Có thể tham khảo hệ số ϕ theo Jacobson
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó

ng
ng
3
15
29
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
Theo Qui Phạm TCXD 21-86
)(
aapnvl
ARARkmQ +=
k = 0,7 là hệ số đồng nhất,
m= 1 là hệ số điều kiện làm việc,
¾ Cường độ chịu kéo nhổ
aavlnh
AkmRQ =
,
BM Đ
BM Đ
ị

ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
30
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
Theo Qui Phạm TCXD 195:1997
aanpuvl
ARARQ +=
9 Cọc bê tơng đổ dưới nước
BM Đ

BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
Cọc khoan nhồi
5,4
R
R
u
=
2
/60 cmkgR
u
≤
9 Cọc bê tơng trong lỗ khoan khơ
4
R
R
u
=
2

/70 cmkgR
u
≤
9
5.1
c
an
R
R =
2
/2200 cmkgR
an
≤
mm28φ<
5.1
c
an
R
R
=
2
/2000 cmkgR
an
≤
mm28
φ
>
3
16
31

M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
Kiễm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp
M
max
= 0,0214qL
2
L
0,207
L
0,207
L
0,586
L
2 móc cẩu
0,293L
M
max
= 0,043qL
2

Sơ đồ dựng cọc
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
32
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
3.4.2 Sức chịu tải của cọc theo nền đất

3.4.2 Sức chịu tải của cọc theo nền đất
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
17
33
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c

BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
Q
u
= Q
s
+ Q
p
Q
p
= A
p
q
p
;Q
s
=
∑

A
si
f
si
Q
u
=
∑
A
si
f
si
+ A
p
q
p
-W
Sức chịu tải giới hạn
Sức chịu tải cho phép
p
p
s
s
a
FS
Q
FS
Q
Q +=
F

S
Q
Q
u
a
=
FS, FS
p
, FS ≈ 2-3
3
34
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
avsas
Kcf
φ
σ
tan'+
=
γ

γ
γ
BNNDcNq
qfcp
5,0
+
+
=
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
Công thức tổng quát
0,67 φ - 0.83 φ
0,90 φ - 1.00 φ
0,80 φ - 1.00 φ
Thép
Bê Tông
Gổ
φ

a
Vật liệu cọc
3
18
35
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng

ng
3.4.2.1 Sức chịu tải cọc ở mũi cọc
3.4.2.1 Sức chịu tải cọc ở mũi cọc
3
36
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng

ng
fucp
DcNq
γ
+×=
A. Không thóat nước – Tổng ứng suất
A. Không thóat nước – Tổng ứng suất
0=
u
φ
1=
q
N 0
=
γ
N
Sét –short term
9=
c
N
Skempton (1959)
3
19
37
M
M
ó
ó
ng
ng

C
C
ọ
ọ
c
c
Vesic (1975)
Bishop (1945))
Ladanyi (1963))
7.4 < N
c
< 9.3
Sét độ nhạy
nhỏ
Skempton (1959)N
c
= 9London clay
Sowers (1961)5 < N
c
< 8Model test
Reese và O’Neil (1988))
Skempton (1959)5.7 < N
c
< 8.2
Sét trương
nở
ReferenceN
c
Lọai đất
BM Đ

BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+=
b
c

D
L
N 2.016
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
++=
u
u
c
c
E
N
3
ln1
3
4
1
()

1
2
1ln
3
4
+++=
π
rrc
IN
3
38
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề

ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
B. Thóat nước – ứng suất có hiệu
B. Thóat nước – ứng suất có hiệu
Cát hay Sét – long term
(
)
b
zqp
Nq '
σ
×
=
0=c
API (1984)
Berezantzevet al (1961)
Vesic (1975)
Poulos (1988)
Datta et al. (1980)
N
q
= 40
N
q
= f(φ’) (ứng dụng cho cát chặt)

Công thức (*)
N
q
= 8 – 20
N
q
= 20
Cát
Janbu (1976)
Berezantzevet al (1961)
Lấy giá trị ψ nhỏcho sét mềm, cố kế thường
Giá trị lớn cho cát chặt, sét quá cố kết
N
q
= f(φ’)
Sét
ReferenceN
q
Lọai đất
()
)'tan2exp('tan1'tan
2
2
φψφφ
pq
N ++=
ππ
ψ
58.03/ −=
p

3
20
39
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
0

1
1520' += N
φ
3
40
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
⎪
⎭
⎪
⎬
⎫
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
⎟
⎠
⎞

⎜
⎝
⎛
+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
=
+ 'sin1
'sin
3
4
2
2
'
4
tan'tan'
2
exp

'sin3
3
φ
φ
φπ
φφ
π
φ
rrq
IN
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
Vesic (1972, 1975) (*)
Chỉ số độ cứng I
rr
rp
r
rr

I
I
I
ε
+
=
1
'tan'
'
)(
φσ
bz
r
G
I =
ε
p
biến dạng thể tích
G’ modulus cắt
σ’
z(b)
ứng suất do trọng lượng
bản thân tại mũi cọc
3
21
41
M
M
ó
ó

ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
42
M
M
ó
ó
ng
ng

C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
22
43
M
M
ó
ó
ng
ng
C

C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
44
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ

ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3
23
45
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ

c
c
uas
ccf ×==
α
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
α method (Tomlinson)
A. Khơng thóat nước – Tổng ứng suất
A. Khơng thóat nước – Tổng ứng suất
0=
u
φ
Sét –short term
3.4.2.2 Sức chịu tải cọc do ma sát xung quanh cọc
3.4.2.2 Sức chịu tải cọc do ma sát xung quanh cọc
3
46

M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
Loại đất L/D
Hệ số α (theo Tomlinson)
1/ Đất Cát nằm trên lớp
sét cứng

< 20
>20
1,25
c
u
<75 : α =1,25
c
u
= 75 – 180 : α = 1,25 – 0,4
2/ Sét mềm hay silt nằm
trên đất dính cứng
8 – 20
> 20
0,4
c
u
=0 – 25 : α =1,25 – 0,7
c
u
> 25 : α = 0,7
3/ Sét cứng 8 – 20 0,4
c
u
=0 – 30 : α =1,25 – 1
c
u
=30 – 80 : α = 1
c
u
= 80 – 130 : α = 1 - 0,4

c
u
> 130 : α = 0,4
L – độ sâu cọc xun qua lớp sét cứng
¾ Tomlinson
3
24
47
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M

ó
ó
ng
ng
3
48
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó

ng
ng
3
25
49
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng

ng
3
50
M
M
ó
ó
ng
ng
C
C
ọ
ọ
c
c
BM Đ
BM Đ
ị
ị
a Cơ N
a Cơ N
ề
ề
n M
n M
ó
ó
ng
ng
3