CỌC KHOAN NHỒI TRONG GIAO THÔNG

Chủ biên: P G S . T S . NGUYỄN VIẾT TRUNG
T h S . LẺ THANH LIÊM

CỌC KHOAN NHỐI
TRONG CONG trin h

giao thông
(Tái bản)

NHÀ XUẤT BẢN XÂY D ự N G
HÀ NÔI - 2 0 1 0


LỜI NÓI ĐÂU

C í ỉ / I i ỉ \'ới s ư Ị ) l i ( ỉ ỉ ỉ r i e n C!UJ n e n k ì n h íi' i Ị ỉ i ô c cl ân , ỉii^à/ili Ả Ú y d ự ỉ ì ^ n ó i c l i i ỉ ỉ ì ị '
v ủ .\(/y (lựỉii^ ^ i i i o rlỉOỉỉi^ n ó i ỉ'iưn\!^ l ù ỉ i ì Ị p l ỉ ú ỉ í r i ê n v ớ i ĩ ố c d ộ n í t l ì h u ỉ Ị Ì ĩ . N l ỉ ữ / i i ị
('O/ỈÌỊ í r ì ỉ i h

l ớ n ỈỈỊỌ C lơ ỉỉ /ií^ủy c à ỉ i ^

hờn

/iliỉcii n l ỉií n lìà c a o

Ĩ c h ĩ ^ , C í U i c ố n ^ , SCÌỊI h a v ,

l ỉ ơ K l ì ẽ ĩ c á c côỉtsị Ỉ r ì ỉ i h ỉ i à v d ẽ ỉ i p l h i i d í u ỉ í ' t ó i n i ó ỉ ì ^ c ọ c . D ậ c h i ệ ĩ

k ì ì i \ ú \ i lỉ fn\ ị c ú c c à u l ớ ỉ i VICƠÍ k h â u i ỉ ộ í ừ 5 0 ỉ ì i cỉê/i lià/ìí^ Ĩ Ì Ũ D Ì i ì ì é ĩ ĩ r ê ỉ ì h ệ ỉ ỉ ỉ ó ỉ ì ^
cọ c

(ỉiM ií^ kíìih

ỉiliicii

lớ j) (ìấ í

Ìó'/ì, í l i i ờ i i d à i c ọ c

yen. ró

lớiì ÍỈO ỊỊ^ d i ê u

CCỈSK)'. h o ậ c

ờ n o i ỈÌI(Ớ(

kiện

( l ị a l i i â ỉ p l ỉ ử i ' ĨỤỊ) Ịìlìỉi' c ó

.sâu... l ù

ỉììộ ĩ íỉ'o/iíỊ lì lì ữ ỉ ì^

í l i ú í lì

ỉ l ì ứ c l ớ n ( l õ i v ó i n ^ ủ ì ì h \ a x ( h n i i ' í õ ỉ i í ỉ ĩ r i/ ỉ ì i '^ị(/(ỉ ỉ l i â ỉi iỊ .
1

If\' ỉ ỉ l i i ờ ỉ i c h o

(íã v Ị)lu iỉỉ (ỉo lỉìỉ

i ĩí 'ỉ i ÌÌÌỈX . ( Ù /Iiỉ

voi cúc

f l i ì c o ỉ ì : ^ ỉỉi^/iự í l i i

c o ì ì \ ị ỉii^ lìự ( ì ú i ' lic h ií^ c ú n

h ủ ỉií>

hăỉỉ}^ Ị)lìi(ơ n \ị p lìÚ Ị) k l i o u ì i

C ỌÍ

và (ĩíic

ỉiìỉổ i đ ã

(íỉứ/c p h ú ỉ tricn lììcn ìỊHii (ý nirớc (a. C ú c CÔ!1^ ỉií^lỉệ (hi côiì{ị c ọ c khouỉì iìììồi
cíiừyìi^ ki/ih lớỉỉ (lũ

í/iỉvưỉ l iií- Viíỉi di' k ỹ ĩhỉiật ỈNÓỈÌÌ' sủĩỉ íro/ií^ ỉtêỉỉ (ìịcỉ cìiấỉ

p l ỉ i h ' ÍOỊ), ( h ỉ í ụ o í h c I h i í iloỉi;^
ỉiliữ ỉiy

ỉ l i i ( ‘o / i í > ÍV/Í

Ỉỉo /Iì^

ỉiì>()/ìl! \í/\' ( l ự ỉ i í ^ C Ỏ Ì I ^ ĩ r ì n í ì

íYV/ L' i r ì ỉ i l i í í í i i l ớ n

n ià

cho

^ ia o ĩ/iôỉiiỊ, k ìỉô ỉì^

( '( i 1 'ô ỉiiỉ ĩ ỉ ì t i h

c u ỉ ii’ l)iể ỉì,

ỉ i l u ỉ ( iỉ (> Ỉ ( U Ì ' ^ . - .
('n o /i
vơi

S(}i-/ì

''('o c

IIÌOII' -^ f ỉ i ( i i

k h o a n
i íin'^

n h ó i

cdỊ)

troỉì^

Ỉ/IỘỈ

ỉai

COĨÌÍ* í r i n h
Ìii-H

!lì(ỉi/i

í Ị Ì a o t l ì ỏ n g ^ ^ ( h i ‘ọ \ - h i ỡ ì i s o ạ n

kh a o

í lio

cúi'

kx

M i ’ .\('iy i ì ỉ ù i ^

<^ị(í{> fli()iỉ\> khi ìlìicỉ ki' cíiỉi'^ Iiliiỉ khi ỉlii CÒ/I<^ mó/ỉi^ Í ỌC klỉOíUì /ìliồi; Mộĩ sô íìỉí
(ỈII \-(‘ k i n h i Ị'^lìicỉìi ỉ/ii í ỉ')ỉiiỉ \ a ỉ ì ì ư ĩ i i ị COI' k l u H ỉ ỉ ỉ ỉ i h ổ i í i i o ( ỏ n ^ tri/i li c a n à í ' d

Ỉ Ì I I Ư Ỉ I l ỉ ì)icn s o ạ n

N i i ỉ ỉ i i iỉii ỈIHOC Ị(i ( l à ( i i ữ / c

i ^i ớ i í h i ẹ i ỉ I r o ỉ i ^ s ủ d ì .

Tliíiỉỉì

i^iư

i ^ ó ỉ ì ỉ ( ( Ỉ C f ú í ' <^ì(ỉ:

~ /Yi.s./.s. \ '^iị\'(’/i l irỉ l ì ÌHỈ\‘ cliỉi hỉcn vủ víi'ỉiáci'lìỊf(ỉ'iì'^ l , 2 , 3 , 4 .
- lli.s. Lớ Thíinli I.ICỈ/I vii'f (■(}{■ chỉùíỊì;^ 5. ().
.Sí/í7/ i l i í Ợ c h ỉ c ì ỉ SOUỈÌ l í ỉ ì i i!(ìi(, l i h ì c khn n' ^ íỉ' {ình k l i ò i i l ì i c u .sóĩ, c á i

í á c í^iíi

ỈÌÌOIÌ'^ nlìậ/i (liỉ'n'c MíI>lic hỉỉìli
y íiiiỉ (ìỉH- {>!(! di' ìỉoàn ỉhiện sách i ho la/ì Miấĩ
l)iUì \(IH \'<) AÌÌI clìiììì ĩlìdiìlì ( (im ()'n.
I l i K ' ỉ í f l u ' / Ị h t ; \ i ỉ ì ;,'//■/ v r \ ị i < )

\i í ( ỉ ' ỉ h í ỉ ỉ i Ai/V í///'//Lf “

L ơ D i/i H ủ ììh

h-Hu hen hc ỉrif\- íịc/> VOỈ /<íí' '^h.Ị ilu/o so (ÌÌCỈỊ íhoụi (Ì^J I ^
n í 7

/ / 7 í//^v/i,'

(l

ì

h n . v ỉ ì ì ì .

x iỊ.

C á c tác ^iá

- H à N ộ i,

. 194; EtììuH:


Chương I

ÁP DỤNG MỎNG CỌC KHOAN NHỔl
TRONG XÂY DỰNG CẦư

1.1, M Ớ ĐẦU
Xày dựng các cầu lớn vượi khẩu độ từ 50 m đến hàng trăm mét trên hệ móng cọc đường
kính lớn, chiểu dài cọc lớn Irong điều kiện địa chất phức tạp như có nhiều lóp đất yếu, hoặc
có castư, hoặc ở nơi nước sâu là một trong những thách thức lớn đối với Ngành xây dựng
cồng trình giao thông.
Clio đến nay cùng với các cônu nghệ đúc hẫng cân bằng và đúc đẩy phân đoạn thì công
n<.'liệ thi còng cọc bằng phircmg pháp khoan nhồi có đường kính 1,0

2,5in đã dược phát

tricn hiệu quá ở nước ta. Lần đầu tiên ngành xây dựng cầu đã ứng dụng công nghệ cọc
khoan nhồi đường kính ệ l , 4 m hạ sáu 30m khi thi cóng cầu Việt Trì. Đến nay việc thi công
cọc khoan nhồi có đường kính từ 1

2iìi hạ sâu troiig đất từ 40 H- 60m, thậm chí sâu đến

80 - 100 m đang là giải pháp chủ yốLi đc giái quyết kỹ tliuật móng sâu, trong các điều kiện
dịii cliâì dáì yếu hoặc phức lạp cho các cóna trình vưíyt nhịp lớn. Loại cọc khoan nhồi
đưcínu kính lứii này đã đirực xây dựiiíi ơ hầu liốt các cầu lớn trt)iig khoảng 5 năm gần đây
nhu' cầu Vict Trì, Sông Gianli. Hàm Rõiia, Đuốnj:. Bac Giaim, Đáp CầLi, Hòa Bình, Quán
Hàu (Hòa Bình), Lạc Ọuần (Nam Định) (ílường kính ệ l ,5 m sãii 84ni), Tân Đệ, Quý Cao,
Non Nước, Kién v.v... ở miéii Bắc. miển rruim và những cầu ỏ' miền Nam như Mỹ Thuận
(đườiig kính c|)2,5m sâu lOOm), cấu Binh Phước TP. Ilồ Chí Miiih (đưòiig kính (|)2,0m sâu
hưn XOin), v.v...
Các còng nghệ thi còng cọc khoan Iihồi đường kính lớn đã ciái quyết các vấn đề kỹ thuật
móng sâu trong nền địa chất phức tạp, ớ nhữne Iiưi mà các loai cọc đóng bằng búa xung
kích hay búa rung có mặt cãt vuông hoặc tròn với clirờiig kính nhó (ị) < 60cm, loại cọc ống
tlicp không thực hiện được lioậc chúng đòi hỏi kiiih plií xây dựng rất cao, tiến độ thi công
kéo dài và hơn nữa có thc không đám bao dộ bcn cỏne trình.
Cóng nghệ thi công cọc khoan nhói đườnc kínli ló'n đã tao tliế chủ động cho ngành xây
dựng công irình giao thông của nưóc ta, khỏim những tmim ihi côim các công trình cầu lớn
mà clio cá c ô n g trình c á n g biến, cánu SÒIIÍÍ, nhà cao lầim. Đ ế lìm hicii phân tích, đánh giá
inộl s ố chi tiêu về kinh lc, kỹ thuàt cúa claiiíi m ó im c o c này cần c ó ihời gian nghiên cứu
việ c ứno du n g nó vào c á c

còiií :

irình xày dưng đã (.|Li;i và lổng kéì c ô n g nghệ , dưa ra nhận

xét rút kinii nghiệm chơ các cỏim irình liro'ng lai kliác.


1.2.

KHÁI QUÁT VỀ ĐẶC ĐlEM s ử DUNG MÓNG c ọ c KHOAN N l l ồ l TRC)NG
XÂY DỰNG CÔ N G TRÌNH GIAO THÔNG

Hiện nay, ngành xây dựng ờ nước ta đã dat được Iihữim tliành tựu đántí kế, nhài là trong
công nghệ xây dựng nền món s nói chung và trong xây dựnc móng cọc nói riẽim . Chúiiíỉ ta
đã có các phương tiện, thiết bị thi côn” và kicm tra chài krơiic khá hiện dại, cho nón việc
lựa chọn móng cọc không bị ràne buộc do thiêu thiếl bị mìa. Truii" xây dụìiu con^ Irình
việc lựa chọn dạng móng coc họp lý là một trong nluìiii: ycu tỏ ihcn ciiòt t|uvết định tlcii độ
an toàn, tin cậy và giá thành họp lÝ nianu lại hiệu quá kinh tc,
Cọc khoan nhồi (hay còn gọi cọc đổ bc tông tại chỗ) dược tạo ra băng một cỊua trình
nhiều công đoạn gồm: dùng thiết bị máv khoan hoặc dào dát dế tạo lố Irong đất tơi cai) độ
thiết kế, hạ lồng cốt thép vào trong lỗ khoan, đố bê tỏim lại chỗ đc tạo thành cọc bè lóng
cốt thép.
Cọc khoan nhồi có kích thước mặt cắt, chiổLi dài coc lớn (đưòìiíĩ kính cọc tói 300cm,
chiều dài cọc có thể dài đến 120m), chịu được tải trọng ngan" lớn. So vứi các loại cọc khác
(trừ cọc ép) thì cọc khoan nliỏi thi công thuận lợi Iron" các vùng aầii công trình ciã xây
trước, trong khu đông dân cư. Quá trình thi công ít gâv anh hưởiiíí đến các côntỉ trìiih bên
cạnh và không gây tiếng ồn lớn. Với đặc điếm thi công là công đoạn klioan tạo lỗ đi trước
nên có thể kiểm tra lại điều kiện địa chất công trình của lừng cọc và có thê dỗ dàiig thay dối
kích thước, nhất là c hi ều SÌÌLI đê phù hợp với dicu kiện dịa chất c ô n g trình thực lế;
P h ạ i ì i v i á p (lii/iiỊ c i ì a c ọ c k h o í i n I i l ìồ i:

I Tliích hợp với các loại nền đất đá, ké cá vùng C(S hang casKí;

+ Tliích ht?p cho các còng Irìiih cầu lỏn, tai trọng nậnc, dịa châì nổii móng là dất ycu
hoặc có địa tầng thay đổi phức lạp.
+ Thích hợp cho nền móng các cỏns liình cầu virọt xây dựng tronc thành pliố hay di qua khu
dân cư đông đúc vì nó đảm đáo dươc các vâìi dc vc inòi li Liòlia cĩmg Iilui' tiên đỏ thi công cầii.
+ Thích họp cho móng có tải troim lứn như: Nhà cao tấng có tầng ngầm, các cong trình
cầu (cầu dầm giản đơn, cầu khuii” T. cầư dầm licn hợp licn tục, cầu treo dây xièn, Iih;ít là
khi kết cấu nhịp siêu ũiih vưọl khẩu độ lớn, tái trọne truycii XLiốni’ nióne lớn mà lại VCLI cầu
lún rất ít hay hầu như không kín).
T u y / iliiê ii k h i CÌÌỌÌI p h ư ơ i i í Ị á iì c ọ c k h o a n n l ì ó i c ầ n I>li(ii xé t clếit r á c n h ư ợ c ( ĩi ể m S íH i:

•

Giá thành trên Im dài cọc hiộii vẫn còn cao so vói c;k' loại hình cọc dóng, cọt ép,
cọc rung hạ;

•

Việc kiếm tra chất lượng cọc khoan thưừns chi thực hiện được sau khi đã thi còno
xong cọc. Chi phí cho thiết bị kiêm tra chất lượnu tưưim dối cao. l l i í imhiệin ihư tái
cọc phức tạp và giá thành cao;

•

Suất huy động cưòiig dộ vật liệu cáu lạo cọc thấp:

•

Chất lượng cọc tùy thuỏc trình dỏ và cóng nchệ dổ bé tòns coc;

•

Mức độ chiết giảm ma sál mặt bẽn cọc và sức kháng mũi cọc nhiều hem so với các
loại cọc khác;
Dẻ sụt thành vách lỗ khoan trong giai đoạn tạo lỗ, điều này ảnh hưởng đến tính chất
làni việc của đất xung quanh cọc, tại chân cọc, làm thay đổi kích thước tiết diện cọc,
tăng khối lượng bê lông và troiiií lượng bán ihân cọc một cách vô ích;

•

Chi phí kháo sát địa chất công trình cho việc thiết kế móng cọc khoan nhồi cao hơn
Iihiểu so với móng cọc khác. Bởi vì, việc thiết kế cọc khoan nhồi cẩn biết chi tiết về
các tính chất cơ-lý- hoá của đất, nước, cần dự báo đúng về các hiện tượng cát chảy,
đất sập.v.v.. .

1.3. MỘT SỐ TRUỒNG HỢP ÁP DUNG MÓNG c ọ c KHOAN NHỒl TRONG CÁC
CÔNG TRÌNH CẦU
Trong nluìn^ năm gần dây cùiig vói sự phát triển các công Irình xây dựng có quy mô
lứn troiie các ngành xây dựng côn” nuhiệp, nhà cao táng. Móng cọc khoan nhồi cũng đã
đươc nghiên cứu và áp dụng nhiều tiong xây dựng cầu đường, bến cảng ờ những vùng đất
yếu, địa chất phức tạp đicn liình như saư:
1.3.1. Một sỏ trường hợp điên hình
- MÓIIÍỈ trụ cầu Việt Trì (Phú Tliọ) sứ dụng 36 cọc khoan nhồi đường kính 130cm, dài
29in, khả nãnu chịu tài của cọc 800 ^ 840T. Cọc xuyên qua địa táng cát-đá granite phong
hó:i, chân cọc lựa Irên dá sranitc n<íu\ên kliối banu máy khoan TRC 1500 của Nhật, trong
thi còn.u (tã t.-eiữ ổn dinh
vách lỏ khoaii hãn?’
.
<_,’ nuóv;■
- M o n ” irụ cíiu Đông Kinli (Lạnti Sơii) sỉr clụiig s cọc khoan nhồi đường kính lOOcm, dài

1 0 ^ 15m, khá Măng chịu tái cùa cọc 500 ^ 60(rr. Cọc xuyên qua dịa tầng có hang động
castơ, chân cọc lựa trên nền đá vôi . Thi côntí bằng máy khoiin GPS 1500 của Trung Quốc;
- Mónc m ố trụ cầu sỏntí Gianh (Ọuáng Bình) dùng 44 cọc khoan nhồi đường kính
13()cni. dài 32

35ni, khá Iiãnu cliiu tái CIUI cọc S50

lOOOT. Cọc xuyên qua địa tầng lớp

sét-sét dco mềm dcn dỏo cứng, imàni vao láng cuội 2-3m. Thi còng bằng máy khoan TRC
150Ơ cua Nhật, ííiữ ốn định vách lỏ khoan bãnỉí ỏnẹ vách và duiig dịch bcnlonitc;
- Móiiiỉ IIIỐ irụ cầu Hoà Bìiili (lỉò;i Bình) dùng cọc kho;in nhối dườno kính 150cni, dài
35 ^ 40m, kliá năng chịu lái ciia cọc 760 ^ HOOT. Coc xuyên qua dịa tầng lóp sét-cát-cuộidá plúcn thạch phong hoá, chiìn coe tưa trên nen đá p!iiến lliạch nguyên khối. Tlii cỏníỉ
baim nní>' khoaii BS-6S0-R CLÌa Đức, mũ' ốn dịnh vách lỗ klioan bằng ống vách và dung
dịch bentonilc;
- M oiiì; inố trụ cầu Lạc Quấn (Nam Định) dùnsí cọc khoan nhổi đường kính 150cm, dài
85ni, kha nãnu cliịu tái cúa cọc 920

950T. Coc XLiycn qua địa tầng sét chảy đến sét déo


mểm, ngàm vào tầng cát chặt 2-3ni , Tlii công bằng máy khoan BS-680-R cúa Đức, i;iũ ốn
định vách lô khoan bằng ống vách và dung dịch bcntonite;
- Móng trụ neo và trụ tháp phần cầu chính cấu Mỹ Thuận, sử diinc 36 cọc khoan nhồi
đường kính 250cm, dài 55

lOOm, khả năng chịu tải của cọc 3900T, Cọc xuyên qua địa

tầng sét chảy đến sét dẻo mịn, ngàm vào tấng cát chặt 2-3m bàiiíỉ uàu nsoạm hình báii cầu
KD P3-2400 E(S) của Đức, giữ ổn định vách lỗ khoan bằng ốriíĩ vách và dunc tlỊch

bentonite, xem hình 3-1;
- Móng mố trụ cầu Thị Nghè 2-TP. Hồ Chí Minh, dùng 40 cọc khoan nhồi đườnu kính
lOOcm, dài 33

37m, khá năng chịu tái của cọc 600 ^ 750T. Cọc xuyên qua địa lầiig cál

sét dẻo, cát hạt trung đến thô rời rạc đên chặt vừa, ngàm vào tầng sét cứng 3,27 - 6ni. Tlii
cống bằng máy khoan BS-680-R cùa Đức, giữ ổn định vách 16 khoan bằng ống vách và
dang dịch bentonite;
- Móng mố trụ cầu Bình Điền- TP. Hồ Chí Minh, dùng 40 cọc khoan nhồi dườnp kính
lOOcm, dài 33

37m, khá nãng

chịu tải của cọc 600

750T. Cọc xuyên qua

sét dẻo, cát hạt trung đến thô rời rạc đến chặt vừa, ngàm vào táng sét cứng 3,27 - 6iii. Thi
công bằng máy khoan BS-680-R cứa Đức, giữ ổn định vách lỗ khoan bằng ống vách và
dung dịch bentonite;
- Móng mố trụ cầu Điện Biên Phú-TP. Hổ Chí Minh, dìmg cọc khoan nhồi đườiiị’ kính
lOOcm, dài 39.6m, khả năng chịu tải của cọc 600 ^ 750T. Cọc xuyên qua địa tấng c át sét
dẻo, cát hạt trung đến thô rời rạc đến chặt vừa, ngàm vào tầng sé( cứng 3,27 - 6m . llii công
bằng máy khoan BS-680-R của Đức, giữ ổn định vách lỗ khoan băng ống vách và diiiig
dịch bentonite;
- Móng mố trụ cầu vượt đường Lê Tliánh Tôn Iiỏi dài - TP. Hồ Chí Minh, dìiim cọc
khoan nhồi đưòfrig kính

lóOcin và 60cni, dài 45-49m, khả năng chịu tái eủa cọc

200 -ỉ- 900T. Cọc xuyên qua địa tầng cát sét deo, cát hạt trung đến Ihô rời rạc dến chặt vừa,
ngàm vào tầng sét cứng 3,27 - 6m bằng máy khoan BS-680-R của Đức, giữ ổn định václi lỗ
khoan bằng ống vách và dung dịch bentonitc;
- Cầu Bình Phước bắc qua sông Sài Gòn nằm irên tuyến Quốc lộ 1A dự án đườiig Xuyên
Á có móng trụ cầu nhịp chính (sơ đổ nhịp cliính liên tục 48,9in + 61m + 48,9m) gổni 16
cọc khoan nhồi đường kính (Ị) 2(X)cm, dài 80m, khá năng chịu tải tứ 870,3 -r 903,5T. Coc xuyên
qua các lớp địa tầng bùn sét, cát pha, cát hạt mịn và ngàm vào kíp sét chặt 2 4- 3m. ITii công
bằng máy khoan BS-680-R cúa Đức, 2 Ìữ ổn định vách lỗ khoan bằng ống vách và dung
dịch bentonite, xem hình 3-2;
- Cầu Tỏ Châu (Kiên Giang) trên Ọiiốc lộ HO có phần nhịp chính là dầm hộp licn tục bc
tông cốt thép dự ứng lực (55m + 90m + 55in) đặt trên trụ có mónc gồm 12 cọc khoaii nhồi
dưòng kính Ộ150cm chiểu dài cọc 36nr.
8


].3.2. Một sô nhặn xét
Qua kinh nghiệm áp dụng của các loại cọc đóng, cọc ép, cọc ống (rung hạ cọc), cọc
thổỊ>, cọc hỗn hợp và cọc khoan nhồi cho cá nước nói chung như đã trình bày ở trên, có thể
rút ra được một vài nhận xét như sau:
- c ọc khoan nhồi thường được dùng cho niột số móng công trình đặc biệt như; có tải

trọng lớn và chiều dài lớn, Irong điều kiện môi trường có yêu cầu khắt khe, v.v... Vì ưu
điciii của nó đáp ứiia được các yêu cầu đó.
- Kích thước của cọc thay dổi troníí khoảng khá rộns: đường kính từ 40mniH-2500mm,
cá biệt đường kính cọc có thc lên đến 3000mm (sẽ được dùng cho xây dựng cầu Cần Thơ),
chiéu dài lớn hơn lOOm, cá biệt 120m (cầu Cần Thơ); với khả nãng chịu lực từ 75 tấn đến
hon 4000 tấn;
- Phươiig pháp thi công thường là khoan tạo lỗ bằng thiết bị khoan chuyên dụng đặc biệt
là dùng thiết bị đào gầu ngoạm, giữ ổn địiih thành vách bằng ống chống thép kết hợp với

dung dịch bcntonite. Tuỳ theo điều kiện địa chất và điều kiện thi công mà sử dụng các loại
ihict hị khác nhau, nhưng chủ yếu gồm các dạng chính như sau;
+ Máy khoan gấu xoay: được sử dụng đối với địa chất là cát, đất sỏi sạn, cát pha cuội sỏi
(các niô' trụ trên cạn hoặc khi có thế đắp đảo nhàn tạo đế thi công).
4- Máy khoan theo Iiiỉuyên lý tuần hoàn ngược: được dùng cho các trụ dưới sông, có
nước Iigạp, khoan vào tầng đá gốc hay đá phong hoá như trường họp trụ 2, trụ 3 cầu
Việt lYì, các tru cẩu Hàm Rồng, cáu Gianh
+ Máy khoan vách xoay; được dùng cho các công trình có tầng địa chất phức tạp, ví dụ
có tầng cát cháy, hoạc các công trình gần những công trình hiện đã có trước như trong cấc
dự án cầu đường sát Hà Nội - thành phố Hồ Chí Minh, v.v...
Tuy nhiên trong nhiều dự án cầu đã sử dụng kết hợp các loại thiết bị khác nhau đế phát
huy thế mạnh của mỗi loại, ví du dùng máy khoan gầu xoay ED 4000 để khoan tầng đất cho
các tru trên cạn cúa cầu Hàm Rồng (vì tốc độ khoan đất của loại máy này rất nhanh), sau đó
dùng máy khoan theo nguyên lý tuần hoàn ngược TRC để khoan tiếp vào tầng đá gốc.
- Đối với nưcVc ta, công nghệ móng cọc khoan nhồi đã được các nhà thầu áp dụng thành
thạo trong xây dựní: cầu. Tuy nhiẽn vì kinh nghiệm thiết kế, thi còng và kiếm tra chất lượng
cọc klioan nhồi có đuừng kính lớn từ ộlSOOmm H-(Ị)3000mm chưa nhiều nên thường gặp
một sò sự cố trong thi còiig làm ánh hưởng đốn châì lượng và giá thành xây dựng;
- Xél vc khá năng chịu lực dìíy nsang do chuyển vị cố kết lớn của nền dấl gây ma sát àm
icn hệ niónu cọc cúa các còim trình cấu xây dựng ở khu vưc địa chất đất yếu, hoặc có địa
lầiiịi th a y đ ổ i p h ứ c

cọc éịv

l ạ p , tl i ì c ọ c k h o a n n l i ổ i t ỏ r a c ó ƯLI d i c m

h o n s o vớ i c á c loại c ọ c đ ó n g ,


R.L 5,000

ÍĨVVIRL 2.200
m . L R L - 1.500

o

II

i i
c

o

c: Ọ

ềầ

oo ^g’

CONTÍ^L LEVEL - TRỤ BỜ BẮC R.L - 85.000
TRIX8Ờ NAM R.L--85.000

^r— »§0

)
^

“9 —

* — 4^ ^ - 4 > - é

___________^

5500;55QQ|55Q0| 7600___

•

76Ũ0| 5500|5500 550^

H ì ì ì h I ~ I : M ụ ĩ ( ỉiicn cĩứỉìí’ íì ĩi ( ơỉỉ - tììặí ỉnhìi’ h ò írí c ọ c k h o a n ììỉìổi, c ú u M T

10


23500

I Ị
^ọoo 2500^0^

H ì n h ỉ ‘2: M ặ í (ỉữìì'^ //■// í (/// - lìỉặt ham ; h ô 'tr i c ọ c kỉìo a n ỉìlìói, C ổ ii B P

1.4. VẾ CÁ C TIÊU CỈỈUẤN TIỈỈÈT KẾ, TIÊU CH UÂN THI C Ô N G VÀ NGHIỆM THU
MÓNCỈ CỌC KHOAN N H ồ I TRONG CÁC CÒNG TRÌNH C Ầ U
Bỏ Giao lliòng Víxn hii và Bò Xâv clựim dã ban hành một số licu chuán có liôn quan đến
công tác kỈKÌo sát, thiết kố tlii cỏim và lì^lìiệm Ihu cọc khoan nhồi. Có Ihể lìệl kc như sau:
- Quy trình khoan íhãm dò dịa chấi cỏim trình maiìí: ký hiệu 22TCN- 82-1985.
Khào sát địa kv thuậl pliục
20TCN- 160-1987.
-

V II

cli() thiết kế và thi còng m óng cọc m an g ký hiệu

- Các phương pháp thí imliiệni coc hiệiì Irưòìm, 20 TCN 82-1982.
- Coc khoaii nliổi - Yêu cáu vc châí Urơĩm thi còiig TCXD 206-1998.
- Ticư clìuân thi côim \'à Iiuhiệni lliu các còng íác vc nén mỏim TCXD 79-1980.
11


- Ticu chuẩn Ihi còng và nuhiệm thu cọc khoan Iiliổi 22TCN- 2000.
- '1'icu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-2001.
Rất nliiổii công tác liên quan đến phưưni: pháp đánh giá chất lưựnc cọc khoan nhồi bàng
các phươiic pháp hiện đại như phương pháp siêu âni, phươim pliáp thử độim biến dạns nhỏ,
phương pliáp thử động biến dạng lớn, phương pháp tia phónR xạ, phương pháp dùng liộp
ơstenber g. v.v... chưa có các tiêu chuẩn Việt Nain quy định kỹ cụ thế. Trong các truờns
hợp đó, chúiiỊ: ta thường áp dụng các liêu chuẩn nước nízoài như AASHTO của Hoa Kỳ, BS
ciia Anh, AS của Australia, v.v...
Về công t;íc khảo sát địa chất thủy văn công trình: Hiện nay chúng ta vẫn dùnạ cách
kháo sát thu thập số liộu cho loại cọc đúc sẵn đê áp dụng cho cọc khoan nhồi, nên khỏng
phù hợp cho việc thiết k ế và thi công cũnơ như chưa dự đoán trước được các sự cố có (hê
xảy ra c h o C(K' khoan nhồi.

Về tính Mán thiết kế thì trước đây các tiêu cliiũỉn thiết kế trong nước la thường chú yếu
là dưa trên lièu chuẩn thiết của một số Iiước, cháng hạn nliư: 20TCN 21-86 dựa theo liêu
c h iiấ n ih iê ì k ố ciia L iô n X ô , T C X D

195 -

1 9 9 7 d ư a i h e o ticLi c i i ư ấ n

thiết k ế IS O . H iệ n n a y

Bộ Cỉiao thõnu vận tái đã ban hành Ticu chuẩn ihiết kế cầu 22TCN 272 - 2001 cỉựa trên
Tiêu chuẩn tliiêì kế ASSHTO - LRFD - 1998 của Mỹ. Tuy Tiêu chuẩn này còn tương đối
mới so với đa số đơn vị Tư vấn thiết kế ở các tính, nhưng nó lại đã và đang đirơc sử dung
rộng rãi đc tính toán thiết k ế một số còng Irình cầu lớn do các Tư vấn nước ngoài và Tư vấn
lớn của Bô như TEDI và có thể áp dụng thích họp trong việc tíiih loán thiết k ế cọc klioan
nhồi cho điều kiện ở Việi Nam.


('hưon<í ỈI

CO S() TÍNH TOÁN c o c KHOAN NHỔl

C á c ' r i c L i clìLKui l l ì i c t k c c u a

V iẹt

Nam

cìiim

Iihií c u a

cấc

n i r ó ’c k h á c

d c u clira r a n h ữ i m

p l i i r o n i : p l ì á p l í i i l i t o á n IIKMIU c o c \m V\ c l u i i ì i ’ \ à n i ó n u c o c k l i o a i i I i l ì ổ ị n ó i r i ê i m . C á c i m l ì i ẽ n

cứu kl',oa 1k)c tròn tlic uiới cùim iliLiờnu \Li\'ên cập nliạt nlìLÌne kèt quá mới nlìàì vé thực
Iielìiộn; \'à lý ihiuct liẽii I|uan Jen niíMiu cọc klìoaiì nlìòi. Nói cluint! dối với các kỹ sư thicì
kc\ có lai hài loán cấn eiíii CỊUVC! laii lirơl klii thicí kê là;
- Bìi

l o á i ì t í i i h i k Ví l ư c c u a l ừ i i e c o c t r o n i z h ẹ IIÌÓIIU c ọ c v à

- Bi'i

to án

t í i i h s ứ c c liịii cLia

1 coc dơn

i h c o \'ậi l i ệ u l à m

coc

cCiiic Iilnrt h e o d i ề u k i ệ n

dât nén.
Vé việc tính toán nọi lưc của từnịí coc tronịí hệ niónj; cọc ihiiòni: áp clụim các phiỉonu
pliáp tíih loáiì đirợc liìnli bấ\ lroniz các tài liệu nííhicn cứu lioạc tham kliáo cliLÍ kliỏnu hảl buộc
theo 111')I 'riêu cliiian tlìict kc duv nliâì nào. Troiìg TicLi clìLiaii ihicì kế cẩu 22TCN 272 - 2001
của B( Cìiao lliõim vận ti’ii Iiãiìi 2001 [1] chí C(3 nhữne yêu cáii cấiì phái xél đến khi phàn
lưc niỏiii: coc clìứ kliõim quy dịnh phươim pháp pliản ĩíclì cụ thỏ. T i\\ iheo kiếii

lícli Iì(i

ihức \'1 kiiìỉi lìuhiệm cúa mình, kv sir tliiéì kế có thc áp clụim cấc phươnu pháp tínli toáĩi
Iiìóim :ọc 1|UC11 lluiỏc cua các tác uiii imười Nea nhu' Zavricp, Cìhcxcvanop, cúa các tác ciá
Viẹl Narn. hoạc cua các lác ui.ì nu'(ì'c imoàỉ kliác dà chrơc trìiili hấy íronu các sách tham
klìiic).

cỏ lìhicu cliuoiiLĩ iriiìli iiKÌy tíiilì \ à các haiiu tinh saii li'èn Ỉ:XCI:L, trôn MaíhC'AD

clu) c;í; bài loáiì nà\; \cl nn>iií^ CI)C Ị)liai)u lioãc lUoiiLi l o l kliônu uian.
^

•

I

I..

.

c

■

Sau khi dìi có kcl CỊLUÌ tính nọi lưc dau coc, dc tínli loán niọl cọc clo'n chịu tác ỏunn đổnu
thời cia imoại lưc llìanu clứiiu. lục nuanu và !iiònìcn uon ỉại cliiih coc. các kỹ su’ Việl Nam
ihưòni. áp clụnu các cỏnti ihiíc nèu Ironu Phu lục cua ricu chuaiì thióì kê nìónu cọc
' r c x c 205 - 199S dira trẽn nuhicn Cíhi cúa các tác izí;t imười Niza. Troiìí: nhicu dư áii cfiu
clo ' l ư v à n

N liậ t B a n lliict k ế d à s ư clu im c á c p liiro ìm p h á p (ínli l o á n k l i ấ c llic o c á c liọ c u iá

í l o a K ỳ . C l i â u A u , N l i â l l ỉ a n . T á i n l i i c i i v é s ố l i ệ u clịa k v l l u i â t b a n d ẩ i i cl iia \ ' à o í í n h í o á i i

clôLi làsó iiéii llìưc khao s;íl lai \'ị Irí cau.
Đ clín li

t o á i i s ứ c c l i ị i i liii I r o n u

pliLi'()'iiíi l l i á n i i d ứ n e

cua coc

klioan

n h ó i c l o ’n i h c o d i c i i

k i ệ n d í ( n e n t l n í ờ i m c ó l ì h i c L i p l i i r o ì m p ỉ i á p , n h ư i ì í i đcLi x u ấ t p ỉ i á t lìi' 1 I r o n i ! 2 c á c h s a u ;

Ccỉ lĩ th ứ 1. Dưa \'ào kôì qua thí lìehiệni mẫu dfií iroiìii plìòne tlií nghiệiiì \'é các chí tiêu
co' lý aui tlâì \'à dicii kiệiì phân bố Iiiỏi Iruừnu dô tínli ĩoán sức chịu tài cua cọc khoan nhổi
đ()ìi- SVc chịu íái này có ihc uọi là sức chịu lai ihco CỎỈIÍI (hức lý ihuyêt;
C á : ì i t h ứ 2 , D ư a \ à o k ê t qiKÌ k h á o s á ỉ b ă i i u i h i é ì h ị l l i í n i i h i ệ i i ì h i ệ n

sức

c l i ư tái c ủ a c o c k lì o a ii lìliỏi

tlieo

trườni: đ c x á c đ ịn h

K ê ì C | u á tlìLí d ư ơ c s ẽ c ỏ s a i s ố n h ò h ơ n s o \ ' ớ i k h i l í n h

llìLÌc lý tliu>ct iihiniL: ihircvim dòi lioi chi phí rãt cao. Tlìỏni! íhuờni: có ihc pliân

t h à r ' i l i l n l i ó i i ì pl ì ii ' (Vi ie p l i á p c h i t i c l l ì í r n ;

13


Nlìóiìi !: Sử dụng kết quá cua các pỊiưoiiii pháp xuyên tĩnh, xuyên động, v.v...;
Nhốììì 2: Sử dụng kết qua các phãii lích vể mối quan hệ dộ lún - tải trọns trong các thí
nghiệm tĩnh, động, v.v...
Về việc tính toán sức chịu tai cùa mot cọc khoan nhói đon theo điều kiện vật liéu
thường áp dụng các công thức ihiẽt kc câu kiện BTCT chịu nén lệch tâm có mặt cắt tròn,
Đối với thiết kế cầu ở Việt Nam hiện na} song song tổn tại 2 Tiêu chuẩn thiết k ế là :
- Quy trình thiết k ế cầu cònt: ihco các trạns thái eiới hạn 22TCN 18 - 1979 (dựa tlico
Quy trình năm 1962 và Quy trình năm 1967 của Liên x ỏ trước đây).
- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 - 2001 (dựa theo Tièu chuẩn AASHT O LRFD năm
1998 của Hoa Kỳ).
Như vậy tuỳ theo từng dự án mà kỹ sư thiêì ké có tlic chọn các công ihức cúa niột
trong 2 Tiêu chuẩn thiết
kế iiói trên, hoặc lính lần lưọl iheo cà 2 TiồLi chuẩn để so sánh
rồi quyết định về kết quả duyệt mật cắt cọc khoan Iihồi BTCT như đối với cấu kiện Iròn
BTCT chịu nén lệch tàm. Một số kỹ sư quen dìum cliươno trình C A L C O M có sẵn cùa
nước ngoài nhưng nhiều người khác đã tư lâp các bán,u lính E C X EL theo các ''ỏng thức
nói trên để tính toán.
Đ ể tính toán thiết k ế móng cọc kliDan nhổi cho mố trụ cầu cần phải xét nhiều vấn dể và
tốt nhất là dựa theo Tiêu chuẩn thicì kc cầu 22TCN 272 - 2001 dã ban hành nãm 2001.

Trong phạm vi tài liệu này, sẽ chí hạn ciic bàn dcn sức chịu coc đon khoan nhồi.
Dưới đây chí trình bầy tóm tál \'é \ ài |íliu’(JTiu lìliái-) líiili sức cliỊu tái clục tuic của cọc
khoan nhổi đang được dÙMíi phổ bicn khi Iliici kc moim ,'OC cho cõni: trìnli cấu. Ban cloc
cỊiian lã m Iih iể u h()'ii cỉẽn Iv llìiiM .'! liiili lo;ín co ilii' Ili;m i k'i:u ) k v hon lio im các l;'ii lic ii

tham kliáo có liên quan.
2.1. C Á C P H U Ơ N G P H Á P TINH

1V).\N S l (

CHI U TAI D O : ’ T R U C C Ủ A c o c

K H O A N N H Ồ I ĐANC, ĐUƠC AP DUNCi ò \' llVr N A M

2.1.1. Xác định sức chịu tái dọc triu' cùa coc kho;in nhồi theo cỏn" thức Iv thuvốt (tlic(r
kết qua thí nghiệm tronịi phònỵ) 1 icư cluian \ ict Nam l ' ( ' \ r ) 195 - 1997
Các công thức lý thuyèì déii tlươc thict lậii Ircii 2 Ịoại dát lièu bicii, đó là đất sót và đâì cál.
Sức chịu tải cực haii ọ,ị cua cọc h;io ỊZỔI11 2 (hàiili Ịihần: !ưc nia sát mặt bôn và sức chong
ỏ’ chân cọc;
Qu = Q,. + Q,
H ay

= A

l-s
14

-

(2.1)

A ị , L|,,

!S,

1 s,.

( 2 .2 )


trong đó:
Ọj. : sức chịu tái cực hạn do ina sáí mật bén;
Qp! sức chịu tai cực hạn do sức chtMiỵ ỏ' chân;
Ọ., : sức chịu tải cho phép của cọc;
: ma sát bên đơn vị qiữa cọc và đất;
C]|,: cường độ chịu tài của đất ở chân cọc;
Ag; diện tích mặt bên cọc;
A p : diện tích ở chân coc;
FS, FSj., FS ; hệ số an toàn, Giá trị được chọn tiiỳ theo phương pháp tính;
FS = 2,5 - 3,0;
2.1 . ỉ . Mci sát tiên đơn vi diện tícìì mặt l)én của cọc,
Đối với các loại đất;

íí/ili theo íôiii' thức:

f, = ạ , + ơ \ , K , tancp,

(2.4)

Đối với đất dính :

= a Cy < 1k G /n r

(2.5)

Đối với đất rời :

= a \ , K , tamp,

(2.6)

(Nếu dộ sâu ở cliân cọc z > z
hạn) thì

dược tính ở (lộ sân

z

=

(cỉộ sàII tới
(lối với chít

r ờ i , x e m h ì ì ì h 2 - 1 ).

^

MNN

Irong đó:
c.,: lực dính giữa cọc và dất;

Cj,: sức chống cắt không thoát nước của đất nén,
xác định theo kết quá thí nghiệm trong
phòng hoặc thí nghiệm cắt cánh hiện trường;
ơ^, : írng suất hữu hiệu theo phương thẳnẹ

Hình 2-1

đứng do tải trọnq cột dất tại độ sàii tính
toán ma sát bên;
: hệ số áp lực ngang Irong đất;
(p,, : góc ma sát giữa đất ncn và mặt bèn cọc;
a : hệ số không thứ nguyên, lấy a = 0,3-í-0,45 cho sét dẻo cứng và a = 0,64-0,8 cho sét
dẻo mềm;
K^tanq),,: iheo hình 2-2 (hay hình 3 trarm 303 - TCXD 195);
Z^: độ sâu tới hạn xác dịiih iheo sóc ma sát trong (p của đất nền, theo hình 2-3 (hay hình
2 trang 303 - T C X D 195).
15


15

20

25

Hình 2-2; X('h

30

15

35

so K liiiio

(ỉịiilì ỉ i c

20

25

30

35

40

-15 o

Hình 2-3: Xái (ỉinli ỉv Si ỉ z :d

G h i chú: Gói' nội ỉìiiỉ sủĩ (p ĩroìì'^ ịiiỉìli2-2. 2 - J , 2-4 ihrợc

lã \ (p-

(Pị

- J v ớ i (/), lủ ^^óc

ỈỈUỈ sáĩ tron^ ( Íiíi (íấỉ ỉiêii ĩìiCỚc khi ỉlii

2.1 J .2. Ci{'ờỉì\ị (íộ ('Íỉiií ỉ(ii cua íìat {>'chan
Đối với các loại điít;

C|j, = c = N +

Đối \'ới dát ciíiih ;

t|p -

Đoi \'ới cỉat lời ;
ị N ừ i i (ló SiỉH

cọc

z>

N J + y ei N ,

(2.7)

N

(2.
= ^\ị,N

()' c h u n

íẠ,.'

z

(2.9)

I

.\iỉn Ỉ(>'ỉ lu iỉi)

ỉhi í /

iíii‘ọ \' íiiili

(ỳ (lộ

Sdỉi

z =z

itoỉ v o i

(l(ií rò i).
Ironu đó;
ciiii dal IICII. xấc tlinli llico kcl Lịuìì lỉií imhiệiiì iroim

c\,; sức cliỏVm cat khỏim llioál

phòim hoặc llií neliiciii cĩịl C.IIÌỈỈ liicn Irườiii::
a ' , ,,; ứ i i i : MUÌl l i ữ u l i i c u l l i c t ’ ị> ỉ!ìiu i)l:
'' : l i o n u

í l k ' t i ^ h cii:i t ! j !

j d ú n ụ Uii LỈO s a u t y d i i ì n c o c ;

! 1.-Ịi

d : (lu'o’iìLi kinh íicl cliẹn coc:
N

. N ^ .. N : e ; i c h ộ

so

M iV c i m i

í,II

l i i n l i t l a i ì u CÌK. ( Vì i l u

\iiiwv. 3 0 3 - 'ỉ'( ' \ 1 ) 1

16

Ịi|iM Ỉ Í 11U 'C L ' l u i \ C L 1

I. 1\ \

).

- (\il

\a o

u t)C

N ị Xiic d ị i ì l i

ỉ ì i a s.ii Ịrc ìiiu

liicc) l ì ì n l i

('[)'.

cua

elal \ à

2 - 4 (ha>' h ìn lì

I-


M ột sô vấn đ ề cần thảo luận thêm vé Tiêu chuẩn này:
+ Với (p = 25°h-45°

có

Z J á , Kj. tancp.,,nhưng

thc xác định được

cpnằm ngoài khoảng

giá trị nói trên thì chưa có hướng dẫn tính toán;
+ Với hệ số Nj. = 6, khi chiểu dài cọc lófii, kết quả tính được trị số sức chống ở chân cọc
khoan nhồi khá nhỏ so với thực tế, cũng như các công thức khác;
+ Giá trị

tancpg (ứim với cp < 2 5 ° ^ 3 1°) rất nhỏ (gần bằng 0). Cho nên ma sát bên đợii

vị giữa cọc và đất rời (có (p’| = 28°H-34°) sẽ rất nhỏ (xấp xí bằng 0);
Ví dụ: Kết quả tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi

theo đất nền theo TCXD195:1997

so với kết quả nén tĩnh cọc iheo bảng sau:
Bảng 2-1
Kết quả nén tĩnh

Kết quả tính toán - sức chịu tải theo

1

Tẽn công trình

Cầu MT

Đườriiỉ
kính
mm

2500

Chicu
dài
m

85,6

Độ lún
Đính
cọc
s

Tương
đối

(m ni)

(% )

23

L OO

Tải
trọng

Mũi
cọc

Thân
cọc

Cưc
hạn

Cho
phép

Qu

Qp

Qs

Qu

Qa

(tấn)

(tấn)

(tấn)

(tấn)

(tấn)

3900

2264

3696

5330

1653

Tliain khảo qua bản« 2 A . có thê nhân thấy rằnq:
- Sức chịu lải giới hạn cùa cọc Ihco tính luán lý thuyết nhỏ hơn sức chịu tải giới hạn thực
tế (từ kết quả nén tĩnh) khoảng 17(174%). Do vậy, khi lấy hệ số an toàn theo tiêu chuẩn
này là 2(3) thì sức chịu tải cho phép theo tính toán lý thuyết nhỏ hơn rất nhiều so với sức
chịu tải giới hạn thực tế (như trường hợp cọc khoan nhồi của cầu Điện Biên Phủ ở TP. Hồ
Chí Minh, trị sô'

= 840 tấn >

= 86 tấn).

- Sức chịu tải cực hạn do ma sát mặt bên trong các

lóp dâì cát (rời) rất

nhỏ;

2.1.2. Xác định sức chịu tải dọc trục theo tièu chuẩn thiết kẻ Austroads - 1992 của ú c
Sức chịu tải cực hạn
chân cọc;

hay

của cọc bao gồm 2 thành phần: ma sát mặt bên và sức chống ở

Ọ . = Ọp + Qs

(2 .1 0 )

Q , = Ap q,, + p Sl, f.

(2.11)

trong đó:
; sức chịu tải cực hạn do ma sát mặt bên;
Qp ; sức chịu tải cực hạn do sức chốn ” ỏ’ chân;
17


fj : ma sát bên đơn vị giữa cọc và lớp đất thứ i;
Qp : cưòfng độ chịu tải của đất ở chân cọc;
p : chu vi cọc;
Ap : diện tích ở chân cọc;
fị, Qp được xác định như sau;
Đối vứi đất dính:
fi = a c ,

(2.12)

qp = N ,.c ,

(2.13)

trong đó:
Cy, C|,: sức chống cắt không thoát nước của đất nền xung quanh cọc và dưới ở chân cọc,

xác định theo kết quả thí nghiệm trong phòng hoặc thí nghiệm cắt cánh hiện trường;
Nj.:

hộ số sức chịu tải của đất dính dưới ở chân cọc, lấy N^. = 9;

a: hệ sô' sức chịu tải của đất dính xung quanh thân cọc, lấy theo hình 2-5 (hay hình
C3.7.2.4 - trang 32, Tiêu chuẩn Austroads 92):

Sức chống cắt không thoát nước c„(ưm^)
Hình 2-5: Xúc định hệ sô' a
2.1.2.1. Đ ối với đất rời:
f| = Fơ'^ khi 0 < z <
= F ơ '^l k h i z > Z l

(2.14)
(2.14’)

q p = N ^ ,ơ 'v b k h i O < z < Z i

(2.15)

qp=N ,i<L khiz>ZL

(2.15’)

trong đó:
: ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng do tải trọng cột đất tại độ sâu tính
toán ma sát bên, và tại độ sâu ở chân cọc;
18


: úng suất hCru hiệu theo phưong thẳng đứng do tải trọng cột đất tại độ sâu tới hạn Zị\
z; đ ộ sâu xác định f| hay

;

Hình 2-6
/| . F, N^I : độ sâu ngàni tới hạn, hệ số sức chịu tải của đất rời xung quanh cọc và hệ số
sức chịu tải của đất rời dưới ở chân cọc được xác định theo bảng 2-3 (hay bảng
C3.7.4.4(B) của Tiêu chuẩn này);
d; đường kính cọc;
Bảng 2-2: Xác định

z , , F, N,

Zịíd

F

Nq

Đất rời rạc

6

0,3

25

Đất iò'i chạl vừa

H

0,5

60

Đất ròi chặt

15

0,8

100

Trạng thái đất cát

V í dụ: Kết quả tính toán sức chịu tải cọc khoan Iihổi theo đất nền theo Tiêu chuẩn
AUSTROADS -1992 cỉia lJc so với kcì

c Ị Li a

nén tĩnh cọc theo bảng sau:

Bảng 2-3
Kết quả tính toán - sức chịu tải
theo đất nền

Kết quả nén tĩnh

7'êĩì còng trìiìh

Cầu MT

Đưòng
kính
mm

2500

Chiều
dài
m

S5,6

Độ lún
Đỉnh
cọc

Tương
đối

s

(mm)

(%)

25

1,00

Tải
trọim

Mũi
cọc

Thân
cọc

Cực
hạn

Cho
phép

Q.
(tấn)

Qp
(tấn)

Qs

(tấn)

Qu
(tấn)

Qa
(tấn)

4606

7982

2815

3900
..

4006

i

G h i chú: Giá trị của kết quả nén tinh, xein Phụ lục 2-1 và kết quả tính toán sức chịu tải
theo đat nén, xem Phu lục 2-2;
19


T l u u i i k h ả o B ả n g 2 - 3 , c ó fìit' n hạ n i liííy n h ỉ ^ :

Sức chịu tải giới hạn của cọc ihco tính toán lý thuyết lớn hơn sức chịu tai giới hạn Ihực
tế (từ kết quả nén tĩnh) khoảpc

. Nhuim với hệ số an toàn theo Tiêu chuẩn này là 2,5

thì sức chịu tải cho phép theo tíiih io;in Iv thuyết vẫn nhỏ hơn sức chịu tái giới hạn ihực tế
(như trường hợp cọc khoan nhồi rua cầu MT, Qu= 3900tấn >
2.1.3.

Xác định sức

= 28 15tấn).

chịu tải doc truc cua cọc khoan nhồi theo kết quả khảo sát bang

thiết bị thí nghiệm hiện trưòriỊí
2 . I . 3 .J.

T h e o T iêu

c/ììiđ n

thiéi k r r a n

22T C N

272

- 2001

của

V iệt

N am

và A A S H T O

-

L R F D - 1998 n h M ỹ

Tlieo điều 10.8.3.2. Sức chịu lai cưc han của cọc khoan nhồi, Q|^, dược xác địnli Iheo
công thức sau:
Q R = 9 Ọ n = (^P ,,Q p + 9 c,sQ s)-W

(2.16)

Q s^M sA s

(2 . 17 )

Q , = q„A,,

(2.18)

trong đó:
Q s : sức kháng thân cọc cl' ma sái mal bẽn; (N)
Q p : sức kháng ở chân cọc do ph/m Iưc ơ cliân; (N)
w : lĩọng lượng cọc có kc (lếii lirc (l.ív nổi của nước; (N)
: sức kháng đon vị thân coc (Ml’a)
q^,; sức kháng đơn vị ớ chàn cọc (Ml’a)

A ■diên tích bề măt thân coc (iTim )
A|,; diện tích ở chân cọc (mm )
Ọqp-. hệ số sức kháng đối với sức kháng ở chân cọc dược quy định trong

Bảng 10.5.5.3

của Tiêu chuẩn 22TCN 272 - 2001 dùng cho các phương pháp tách rời sức

kháng

của cọc do sức khánỵ ờ chân cọc và sưc kháng ihân cọc.
(Pq,: hệ số sức kháng đối \ơ\ sức kliáiigihân cọc (‘ươc quy định trong Bảng 10.5.5-3
Tiêu chuẩn 22TCN 272 - 2001 dùng cho các phương pháp
cọc do sức kháng ờ cl' 'm coc và sức kháng thàii cọc.

20

tách rời sức

của

kháng của


Đ ố i v ớ i d ă t diiìlì

a) Sức kháng dọc thân ctK' khoan trong đất dính tính theo phương pháp a
Sức kháng danh định cùa Iiia sát hòng đcm vị (MPa) trên thân cọc khoan trong đất dính
chiu tái trong điều kiện lái trợiiỉ’ không thoát nước có thế tính như sau:
Ms = a s ,

trona đó
Sj,

- cườiig độ lực cát không thoát nước trung bình (MPa)

tt

- hệ số dính bám

CYic phần chiều dài sau dày cua cọc khoan không được tính tham gia vào làm tăng giá trị
sức kháng ở thành bên ciui coc thông qua ma sát:
•

ít nhất ISOOmm đoaii trên đầu của bất kỳ cọc khoan nào.

•

Đỏi với cọc tháim. mỏl doạn dưới cùng của thân cọc mà có chiều

dài bằng trị số

đường kính cọc,
Nếu sử dụng loại cọc loc thì khống được tính theơ chu vi của cọc loe
Nếu sử dụng loại coc loc thì mói doạn cọc dưới cùng ngay bên trên đoạn loe của cọc
loe, chicu dài đoạn nàv lây bang trị só đườna kính cọc
Các giá trị a đỏi với plián ihani gia cúa cọc khoan đào khô trong hố m óng hở hoặc
klioaii troim 0112 vách dươc qii\- định trong báng sau:
Bang 2.4: (ỉiá trị cúa (X dùnịí clẽ tính sức kháng thành bên cúa cọc trong đất dính

s , (MPa)

a

< 0,2

0,55

0,20 - 0,30

0,49

0,30 - 0,40

0,42

().40 - {),50

0.3S

0,50 - 0,61)

0,35

0,60 - U.70

0,33

0,70 - 0,80

0,32

o.so - (!>)()

0,31

> ().‘)()

Xứ Iv nliư đối với đá cuôi

ị----------

21


Bảng 2.5: Các hệ sỏ sức kháng theo trạng thái «ỉi()i hạn cưòiiịi dộ địa kỹ thuật
trong cọc khoan chịu tái trọnị; dọc trục
Hệ số sức kháng

Phương pháp/đất/điều kiện
Sức kháng thành bên

Phưcínu

trong đâ't sét

(Rccsc và 0 ’Ncill 19HH)

Sức kháiiiỊ tại mũi cọc

Tổng ứriii SIKÌÌ

trong

(Rccsc và 0'Ncill 1988)

đ â l SCI

p h á p (X

Sức kháng ihành bên

Touma và Rccsc (1974)

Irong đĩíl cál

Mcycrhol' (1 y?6)

0.65

0,35

Xcm Ironii
Đicu IO.X.3.4

Qiiyros và Rccsc (1977)
Khả năng chịu

Rccsc vù Wriehl (1977)

lực lới hạn của

(Rccsc và 0'Ncill 1988)

cọc khoan đớn
Sức kháng tại mũi cọc

Touma và Rccsc (1974)

trong đâì cát

Mcycrhor(1976)

Xcm trong
Điồu 10,8.3.4

Quyros và Rccsc (1977)
Rccse và Wright (1977)
(Rccsc và 0'Ncill 1988)
Sức kliáng lliànli hêi)
Phá hoại khôi

Thí imhiệm lai iioim

o.so

và sức khánsỉ mũi cọc
Sét
Scl

0,65

Phưdiig pháp a

0.55

(Rccsc và 0'Ncill)
Cọc loc (Rccsc và
0 ’Ncill)

Khả năng chịu
lực nhổ của cọc

0,50

Cál

khoan đơn

Touma và Rccsc (1974)
Mcycrhor ( 1976)

Xcm ironu
Đicu 10.8.3.7

Qiiyros và Rccsc (1977)
Rcesc và Wrighl (1977)
(Rccsc và 0 ’Ncill 1988)
Khả năng chịu lực nhổ của nhóm cọc

22

Cát

0,55

Đâ t sél

0.55


b) Sức kháng ơ chân cọc tronc đất dính:
Đối với cọc chịu tái trọim dọc Irục trong đất dính, sức kháng đơn vị ở chân cọc danh
định của cọc khoaíi (MPa) có thế tính như sau:
Qp = N , s , < 4,0

tione đó:

N^, = 6| I + 0,2 (Z/D)] < 9,0

Với D = đường kính coc khoan (mni)

z - độ xuyên cùa cọc khoan (mm)
= cirờng đô khánc cắt khôim thoát nước (MPa)
Giá ti ị s,, phái được xác định từ kếl quá thí nghiệm hiện trường và/ hoặc trong phòng thí
ngliiệm cỉia c á c inẫii nguyên dạiio lấy trong khoáng sàu 2,0 lần đưòng kính dưới ở chân
coc. Nếu đất trons íĩiới han 2.0 đườns kính cọc có s„ < 0.024 MFa, giá trị của N^, sẽ bị chiết
ei;ini 1/3.
Đối với các cọc khoan tronc đất sét với S^I > 0,096 MPa với D > 1900min, và độ lún cọc
kliỏiiu được chính eiá thì ciíì trị ciia q,, phái chiết giảm thànli

như sau:

Mp, = Mp^'r

troii.s d('ì:
760
-

I2j)xax

<

1,0

f 760b)

a = ().(K)7l +().()()21 Z / D <0.0 15
b = l,4 5 ^ ^ „
vói

với 0,5 < b < 1.3

= clirờim kính ở chân coc (mni)

2 . Ị . 3 . Ỉ .2. Đ ổ i với d ii ỉ l ời

a) Sức kliáim ò’ lliành bôn của tliáii coc;
Sức kháim claiih địíili của íhâiì coc khoan tronii cát có ihổ cUrợc xác định bằng cách sử
ciụnị: một troim các plìưírim pháp quy địnli iroiie Báim 1.
Chì cỏ tlìc dìnìiỉ các uiá trị lớn hơn nếu IIÓ được hiộu chínlì bời các thí nghiệm lài trọng.
Sức klìáim béii cua coc khoan troii” đâì cát có tliê IIỚC tính bane cách sử dụng:

•

Góc nội ina sát ọ, lioac
Sổ nliál búa s p r , N
23


Bảng 10.8.3.4.2-1 của tiêu chuan 22TCN 272 - 01: T ổng kết các phưưng pháp
đánh giá sức kháng mật bên q^, MPa, trong đất cát
Tham khảo
Touma và Reese (1974)

Mồ tá
) Cj^ = K ơ^, tan CP|. < 0,24 MPa
ớ đây
K = 0,7 đối với

< 7500mm

K = 0,6 đối với 7500mm < D(^ < 12000mm
K = 0.5 đối với

> 120ơ0mm

Meyerhof (1976)

ỉ

Quyros và Reese (1977)

; q, = 0,ơ025N<0,19MPa

Reese và Wright (1977)

; Với N < 53

= 0.0Ơ096 N

= 0,0028 N

V ớ i 5 3 < N < 100 q, = 0,00021 ( N - 5 3 ) + 0,15
Reese và 0 ’Neill (1988)

cis = Pa,.’ < 0,19 MPa với 0,25 < p < 1,2
( Kláy

(ỉ=

1,5 - 7 , 7 1() ’ n/ z

Gidi tlìíí lì các kỷ hiện
N

= số nhát búa SPT chưa hiẹii chiiili (húa/30()min)

a,,’ = ứng suất hĩai hiệu ihãiií^ dứng (VlPa)
(p,- = góc ma sát cùa cát (đô)
K

= hệ số truyền tải Irọiig

D|^ = chiểu sâu chôn cọc khoan tmiiii Iầiiíz đất cát chịu lực (mm)
p

= hệ số truyền tái trọng

z

= chiều sâu dưới đất (nim)

Góc ma sát của cát có the tưoìic quan với số búa SPT hoặc là sức kháng xuyên hình nón
được quy định trong Báng 1U.S.3.4.2-2.
b) Sức kháng ở chân cọc
Sức kháng danh định ớ chân coc có thc tính toán bằng cách dùng các phương pháp e|uy
dịiih trong Báng 10.8.3.4.3-1 của Tiéii cliuắn 22TCN 272 - 2001, với các ký hiệu sau đây
được sử dụng:
Ncorr =

SPT-N dã hiệu chinh cho áp lực tầng phủ (búa /300nim)

N „ , , = 10,77 l g ( l , 9 2 / a ; ) | N
N
24

= sỏ' búa SPT chưa liicu chinh (búa/3()()mm)


D = đường kính cọc khoan (nim)
D|,= đường kính ở chân cọc khoan (nini)
Dị ,

= chiểu sâu chôn của cọc khoan trong lớp chịu lực là cát (mm)

ơ^,’ = ứng suất lực thắne dứng hữu hiệu (MPa)
Đối với các đường kính dáy lớn hofii 1270mm, qpphài chiết giảm như sau:
cip,= 1 2 7 0 ( q p / D p )

Bảng 10.8.3.4.2-2 (cùa Tiêu chuán 22T C N 272-01)
Các góc ma sát cúa cát
Độ chặt

(p,.

SPT-N

Qc (MPa)

Rất rời

< 30°

0-4

< 1.9

Rời

30°- 35°

4 - 10

1,9- 3,8

Vừa

35°-40°

10-30

3,8-11

Chặt

40°- 45°

30 - 50

1 1 - 19

Rấl chặi

>45°

> 50

> 19

Bang 10.8.3.4.3-1 cúa Tiêu chuẩn 22T C N 272-01
Tổng kết các phưong pháp dùnịỉ dè ước tính sức kháng ỏ chân cọc,

C ịp ,

MPa

cúa cọc khoan tronịỊ đát
T ham

Mò lá

k h iio

Touma và Recsc {1974)

Rời - q p ( M P a ) = 0 .0
Cl i ặt v ừ a

-

C ||,

( M P a ) = 1 ,5 / k

Rất chặt - 1||, (MPa) = 3,8/k
k = 1 , 0 đ ố i với D h < S O O m i n
k = 0 , 6 đ ố i v ớ i D|^ > 5 0 0 m m
C h i d ù n g khi
M cy crh o r ( 1976)

> 10 D

qp ( M P a ) = 0 ,0 1 3 N eorr(Db/Dp)
t | p < 0 , 1 3 N ^o rr d ố i
Ijp < 0 , 0 9 6 N c i r r

kcc sc và VVritỉhi (1977)

<-'31
khônsỉ dẻo

Cjp ( M P a ) = ( ) , { ) 6 4 N d ô i V('íi N < 6 0
C|p ( M P a ) = 3 . X đ ố i v ớ i N > 6 0

Kccscvà 0 ’Ncill (198
qp (MPa) = (),()57N dôì với N < 75
C]p ( M P a ) = 4 , 3 N d ố i v ứ i N > 6 0

25


Ví dụ: Kết quả tính toán sức chịu ĩải cọc khoan Iihổi ílìco đất nén theo Tiêu chuấn
20TCN 272-01 và Tiêu chuẩn AASliTO “ LRFD - 199(S dưa vào kc't quả Ihí nghiệm hiện
trường so với kết quả nén lĩnh cọc ihco bảiìu sau:
Bản<ỉ 2-8
Kct quá tính toán - sức chịu tái
theo đất nền

Kct quá nén tĩnh

Tên cổng trinh

Cầu MT

Đườiig
kính
mm

2500

Cliiểu !
Độ ỉún
T:'u
dài 1 Đinh Tiro‘ne Ị
m
đối I
cọc
Q,
s
A. I
(mm) (%) j

Mũi
cọc

Thâii
cọc

Cưc
hạn

Cho
phép

Qp
(tấn)

Qs

Qu

Qa

(tấii)

(tấn)

(lấn)

69H4
85,6 I 251,00 ' 3^00 i 1490 1490
í
_____ I_______ I___^____^_______________^__

5519

3172

G h i ch ú: Giá trị cùa kết

CỊ I I CÌ

I

1

lìéiì tĩiilì, .veiìi phii liic 2-1 vủ kết íỊUii íiiìlì toán sức dìịu tái

theo dđt ỉìền, xem p hụ lục 2-2;
Tlìu/ìì khảo Bảni’ 2-8, có thớ nhận thấy i-íìn-ị:
Sức chịu tải giới hạn của cọc iheo tính toán Iv thuyct chêiili lệch so sức chịu tái giói hạn
thực tế (từ kết quả nén lĩnh) kh o a n g 2 9 ‘/ í . Nhưng với hộ s ố an toàn tlico Ti êu chLÙÍii Iiày là
1,74 thì sức chịu tải cho phép theo tính loán lý íliuvcl van niu') hon sức chịu lái yiởi liạn
thực tế (như trường hợp cọc khoan nhồi của cấu VÍT,

= 3900 tân > ọ , = 3172 lấn).

2.1.3.2. Sức kháìi^ dọc tim cúu (loạn Í ỌI' nủnì iroiiiỊ

(lá

Đ ế xác định sức khán g d ọ c truc của c ọ c khoan Iiuàni Iroiiu các hỏc đá, c ó ihc bó qua sức
k h á n g niặt bôn từ trầm tích dâì phú nãni ớ pliía trên lo'p đ;i.

Nếu đá bị suy thoái phong hoá, dùnu các plurơiie pliáịi llii cỏnu dặc biệt làm cho clưòìig
kính hốc đá ĩigàm cọc lớn hơn hoặc pluii xét dcn chict uiiim sức kháng của liốc dá ngàni
chân cọc dó.
Các hệ s ố sức k h á n g c h o c ọ c khoan imàni tioim clá Ịiiiái dược lày như q u y dịnh trong

Bủng 10.5.5-3 cúa Tiôu chuán 22TCN 272^ 2001.
Báng 10.5.5-3 cúa Tièu chuiin 22TCN 272-01

Phưo’nu pháp / nén dá / dicLi kiện
Khả năim chịu ỉực tới
hạn của cọc khoan úơn

Khả nănỵ chịu Iưc nhổ
của cọc khoan ốơn
26

Sức kháng thành
bén íroim đá

Carler và KulluiNvy (19Fk)rvaili \'à Kciincy (1979)

Hiéii hội địii kv tliiiàt Canada
Sức kháim lại
nìùi coc troim đá 1 (iys5)
1
Carlcr và Kiilhavvy ( I9HH)
Đá
Honalli và Kciiiieỵ (1979)

Hệ số sức kliánu
0,55
0,65
0.50
Ị

0,45
0.55

Vc vấn dổ tính sức khánc dơ cua tầnu dá, thcơ Tiêu chuẩn 22TCN 272-2001 có nhiều
kh;íi niém mới so với trước dây, Các phươnc pháp dùng đổ thiết kế móng cọc khoan trên
nền dá cần dược xem xét iTÌện trạnc, hưóne và diéii kiện các vết nứt nẻ, các mặt cắt phong
hoá ờ từng vị trí cụ thế.
Khi thăm dò tầng đá «ốc phái khoan sâu vào tầng đá gốc ít nhất 3m
Trước hết cần xác định trị số RQD của đá (chữ viết tắt tiếng Anh : Rock Quality
Dcsignation, nghĩa là Chi ticLi xác định chất lượna dá). Phái khoan lấy các mẫu đá lõi rồi
tínli theo công thức:
RQD = lỷ số giữa chiểu dài của các đoạn lõi lOcni và dài hơn với chiều dài hành trình
của lõi, tính theo phần trăm.
RQD là một chi số chất lương chung của đá được đo trực tiếp ở nhiều vết nứt và tất cả
những chỗ bị mềm hoặc có những biến đổi trong khối đá. Nó được xác định từ các lõi đá
thu tliâp bằng thùna lấy mẫu 2 nòng cỡ nhỏ nhất NX (đường kính 54mm). Khi xác định
R Ọ D nếu lõi bị vỡ do vậii chuyên hoặc quá trình khoan thì các miếng vỡ còn mới sẽ được
gáii lai với nhau và coi là miếne liển. Báng sau đây là phân loại R Q D và trị số tương ứng
CLUI châì lượng dùng c h o dịa kỹ thuật.

BảnịỊ : Chí định chất lưọnịỊ đá RQD (Deere và các cộng sự, 1967)
Phân loại RQD

Giá tri RQD %

Rất tốt
Tốt

> 90
1

1'ruiig binh

5 0 ^ 75

Kém
Rất kém

75 + 90

25^50
1

< 25

Đối với móng đặt trên nồn đá tốt, có Ihc áp dụng các phân tích đơn gián và trực tiếp dựa
trên cường độ nén một trục cứa đá và trị số RỌD. Đá tốt dược định nghĩa như là một khối
đá với các vết nirt không rộng hơn 3,2mm.
Đối với inóng trên nền đá kém hơn, phái thực hiện các kháo sát điều tra và phân tích chi
tiết hơn để xét đến ảnh hưưne của phong hoá và các vết Iiírt thực tế.
Kinh nghiệm thi công các cọc khoan của các cấu trên Quốc lộ 10 như Quý Cao, Non
Nước, Đá Bạc, Kiền trone các nãiTì 1999-2002 cho ihấy đều gặp tình huống cọc khoan vào
tđng đá nhưng độ cứng đá ờ mức độ khác nhau. Khi đó dã náy sinh tình huống phức tạp là ;
nếu tínli theo đúng Tiêu chuán 22TCN 272 - 2001 này thì phải bỏ qua ma sát thành bên của
các tần í đấ) phía trên v;ì chi tính sức chÌLi của đoạn cọc ngập trong táng đá, điều này khiến
cho phải khoan sâu vào dá cứn” có chỗ dến hơn lOni, râì tốn kém và hư hỏng nhiều thiết bị
khoan. Nếu tính theo các Tiêu chuán của Liên Xô cũ như trước đày thì vẫn an toàn mà
khóng cần khoan quá sâu vào lầnc dá.
27