Kết cấu móng đặc biệt

Móng đặc biệt
1: Anh (chị) hãy trình bày cách xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm thử tải cọc bằng
phương pháp thử tải trọng động?
Phương pháp này cho phép xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả hạ cọc bằng búa hoặc
máy rung vào đất ngay tại địa điểm xây dựng và cả cọc nhồi. Mục đích của việc thử bằng tải trọng động
là kiểm tra sức chịu tải của cọc hoặc để chọn búa đóng cọc thích hợp.
- Chế tạo cọc ở công trường có kích thước, tiết diện, chiều dài đúng như thiết kế, chờ cọc đủ
tuổi thì vận chuyển đến công trường xây dựng và tiến hành đóng cọc xuống độ sâu thiết kế tại vị trí xác
định.
- Dùng búa tiêu chuẩn đóng thành từng loạt.
- Đầu tiên đóng 1 nhát búa không nổ để đệm khít vào đầu cọc, sau đó đóng 3 loạt mỗi loạt 10
nhát, đo độ lún, độ võng tương ứng với từng loạt.
Tính độ lún trên một loạt: đó chính là độ chối e của cọc.
Theo 20TCN 21 - 86 thì sức chịu tải của cọc P theo kết quả thử tải trọng động được xác định theo
công thức :

P=m

Pghtc
Kd

Trong đó : m - hệ số điều kiện làm việc, m = 1
Kd

- hệ số an toàn đối với đất lấy như sau : khi thử cọc trong điều kiện đất như nhau với số
Kd
Kd
lượng cọc <6 thì
= 1 ; nếu số cọc thử > 6 thì
được xác định theo phương pháp thống kê;

Pghtc

- trị số tiêu chuẩn của sức chịu tải giới hạn của cọc, đươc xác định như sau : khi thử ít

hơn 6 cọc trong điều kiện đất như nhau thì
phương pháp thống kê.

Pghtc = Pgh min

. Khi thử

≥

6 cọc thì

Pghtc

xác định theo

Hiện nay, có nhiều phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thử bằng tải trọng
động. Ở đây ta xét phương pháp do N.M. Gerxevanov để xuất năm 1917 cho búa hoạt động đơn. Ông
QH = Pgh e + Qh + α QH
đã xuất phát từ phương trình cân hằng công :
Trong đó : QH - Công do búa rơi gây ra;

Pgh e

- công sản ra để thắng sức cản của đất khi cọc xuyên vào đất.

Qh - công mất mát do biến dạng đàn hồi của quả búa.

α QH

- công mất đi do biến dạng dư (do đập vỡ đầu cọc, vỡ đệm lót) do sựnóng lên và
các mất mát khác;
Q - trọng lượng quả búa;
H - chiều cao quả búa rơi;
h - biến dạng đàn hồi của quả búa;

α
Pgh

- hệ số kể đến sự mất mát công;
- sức chịu tải giới hạn của cọc;

e - độ chối, là đoạn đường mà cọc xuyến vào đất sau một nhát đập.
Sau một số biến đổi ông đã tìm ra :

Pgh =

nF 
4Qh Q + 0, 2q 
.
− 1
 1+
2 
nFe Q + q


Trong đó : F - diện tích tiết điện cọc.
q - trọng lượng cọc và đầu cọc.
n - hệ số có thứ nguyên của ứng suất, phụ thuộc vào vật liệu cọc, được xác định bằng
thí nghiệm.
Trên cơ sở phương pháp này, người ta tìm ra các công thức tương ứng cho các loại máy hạ cọc
khác. Theo 20TCN 21 - 86 thì :
Khi thử cọc bằng tải trọng động nếu độ chối dư e
Pgh =

≥

0,002m thì

Pgh

, xác định theo công thức:

2

nFM 
4 ∋ p Qn + ε ( q + q1 )
 1+
.
− 1
2 
nFe
Qn + q + q1



n – hệ số phụ thuộc vào vật liệu cọc KN/m2.
M - hệ số phụ thuộc vào loại đất ở chân cọc. Khi hạ cọc bằng búa M = 1, khi hạ cọc bằng
máy rung thì ta tra bảng.

∋p

- năng lượng đập tính toán của búa (KN.m) và năng lượng tính toán của máy rung, ta

tra bảng.
F - diện tích tiết diện cọc.


e - độ chối dư thực tế, bằng quảng đường cọc xuyên vào đất sau một lần đóng của búa
hoặc bằng quãng đường cọc xuyên vào đất đo máy rung hoạt động trong một phút, (m).
Qn - trọng lượng toàn phần của búa máy, hoặc máy rung, (KN).
q - trọng lượng cọc và đầu cọc, (KN).
q1 - trọng lượng đệm lót (khi hạ bằng máy rung thì q = 0).

ε

- Hệ số phục hỏi sự đập, khi hạ cọc bêtông cốt thép bằng búa máy có dùng đệm bằng
ε = 0, 2
ε2
gỗ thì
, khi hạ bằng náy rung
= 0.
2

Nếu độ chối dư đo được e < 0,002m thì phải chọn búa có năng lượng đập mạnh hơn để có e > 0,002m.
Pgh

Nếu không có loại máy đóng cọc với năng lượng đập lớn hơn để thay thế thì
xác định theo công
thức :
Pgh =


8 ∋ p ( e + c ) Q.θ
1 2e + c 
 1+

.
.
−
1
2
2θ e + c 
Q+q 
2
e
+
c
(
)



Trong đó: c - độ chối đàn hồi của cọc (chuyển vị đàn hồi của cọc và đất) xác định bằng thiết bị
đo (m).
Q - trọng lượng của búa, KN.

θ

- hệ số

1
KN

, xác định theo công thức :

1n n  Q
θ=  o+ b÷
. 2g ( H − h)
4 F Ω Q+q

.

no nb
, - hệ số chuyển từ sức cản động (kể cả sức cản nhớt) sang sức cản tĩnh của đất,
no
lấy như sau : đối với đất dưới mũi cọc
= 0,025 S.m/KN, đối với đất ở mặt xung quanh cọc
nb
= 2,5S.m/KN.

Ω

- diện tích mặt bên của cọc tiếp xúc với đất.

g - gia tốc trọng trường,

g = 9,81 m / s 2

.

H - chiếu cao búa rơi, m.
h - chiếu cao lần nẩy đầu của quả búa Đối với búa Diezen thì h = 0,5m, đối với các
loại búa khác h = 0.


Ngoài ra, còn có rất nhiều công thức của các nhà khoa học khác để tính sức chịu tải của cọc dựa theo
kết quả đóng bằng búa như công thức của Hilei năm 1930 để tính lực cản khí đóng cọc. Kế đến các
mất mát năng lượng khi hạ cọc công thức của Radtenbeker (1859)...
Thực tế cho thấy khi đóng cọc vào cát độ chối giảm dần và có trường hợp sau khi đóng đến một độ
sâu nhất định, nếu đóng tiếp thì cọc sẽ không xuyên xuống nữa. Nếu lúc đó ta thay bằng búa mạnh
hơn thì lại đóng được xuống sâu thêm. Độ chối trước khi cho cọc nghỉ là độ chối giả.
Hiện tượng chối giả: Đó là hiện tượng độ chối thu được khác xa với độ chối thật.
Nguyên nhân là: - Với đất cát độ chối giả sẽ nhỏ hơn độ chối thật. Sở dĩ như vậy là vì khi đóng, cát
dưới chân cột sẽ bị nén chặt quá mức và cản lại sự hạ cọc, cho cọc nghỉ một thời gian cần thiết rồi tiếp
tục đóng thì sau mỗi lần đóng cọc xuyên vào đất một khoảng lớn hơn trước khi nghỉ do trong thời gian
nghỉ khối cát dưới chân cọc sẽ giảm bớt độ chặt. Độ chối giả trong trường hợp này làm cho Pgh giả >
Pgh thực, điều đó gây ra sự nguy hiểm.
- Với đất dính: Khi đóng cọc đất nền bị cắt làm cho nước trong đất và các lỗ rỗng thoát ra làm giảm
ma sát quanh thân cọc (đất bị nhão nên giảm độ chặt đồng thời lại tăng độ trơn). Độ chối giả thu được
trong trường hợp này lớn hơn độ chối thực dẫn tới Pgh giả < Pgh thực nên gây lãng phí.
Quy phạm quy định thời gian nghỉ của cọc như sau: - Với đất cát: thời gian nghỉ là 3 ngày đêm;
- Đất dính: thời gian nghỉ 7 ÷ 10 ngày đêm.
Ưu điểm – Nhược điểm : Phương pháp này có ưu điểm sau: đơn giản, dễ làm, ít tốn kém. Tuy nhiên
độ chính xác kém.
Quy phạm quy định lượng cọc đóng thử ≥ 20% và ≥ 5 cọc
2: Anh (chị) hãy trình bày cách xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm thử tải cọc bằng

phương pháp thử tải trọng tĩnh?
Các công trình thường chịu tải trọng tĩnh nên sức chịu tải thu được bằng phương pháp thử tải trọng
tĩnh sẽ phản ánh đúng hơn khả năng làm việc của cọc trong móng công trình. Phương pháp thử tải
trọng tĩnh còn cho phép ta xác định sức chịu lực nhổ, lực ngang. Đối với các công trình quan trọng và
công trình dùng nhiều cọc, cần tiến hành thử cọc bằng tải trọng tĩnh . Quy phạm hiện hành quy định số
cọc thử tĩnh > 0,5% nhưng không ít hơn 2 cọc.
Mục đích của phương pháp này là nhằm kiếm tra sức chịu tải của cọc, còn nếu thử trước khi thiết kế
thì nhằm chọn chiều đài, tiết điện cọc.
Cọc được đóng xuống hoặc nhồi tại nơi làm móng hoặc gần móng và được gia tải trọng tĩnh .
Hiện nay, có những cách gia tải trọng tỉnh sau : Dùng hệ thống cọc neo để chẹn kích và Dùng đòn
bẩy có một
đầu liên kết với các cọc neo.
Cách này có thể dùng khi ma sát của đất theo mặt xung quanh cọc đủ lớn và có thể chịu được lực
nhổ. Số cọc neo có thể là 4, 6, 8 có thể tận dụng luôn các cọc đã hạ xuống nhằm làm móng sau này để
làm cọc neo, có thể chỉ đùng một dầm thép được neo vào 4 cọc.


Nếu dùng cọc neo tốn kém hơn hoặc do đất yếu, ma sát theo mặt xung quanh cọc hay cọc xoắn
không đủ để neo thì dùng bàn gia tải. Khi thử tải trọng tĩnh đối với cọc cần lưu ý đến các yếu tố để nếu
cọc thử và cọc neo sau này sẽ làm cọc cho móng thì chúng không bị đứt hoặc bị nứt trầm trọng khi thử.
1 1
÷
10 15

Tải trọng được gia theo từng cấp bằng
tải trọng giới hạn đã xác định theo tính toán. Ứng với
mối cấp tải trọng, người ta đo độ lún của cọc như sau : Bốn lần ghi số đo trên đồng hồ đo lún, mối lần
cách nhau 15 phút, hai lần cách nhau 30 phủt sau đó cứ sau một giờ lại ghi số đa một lần cho đến khi
cọc lún hoàn toàn và ồn định dưới cấp tải trọng đỏ. Cọc coi là lún ổn định dưới cấp tải trọng nếu nó chỉ
lún 0.1mm sau 1 giờ hoặc 2 giờ tùy loại đất dưới mũi cọc. Theo kết quả thử tải trọng tĩnh , người ta

dựng đồ thị mối quan hệ độ lún - tải trọng F = f(P) và đó thị độ lún theo thời gian S = f(t)

Khi tải trọng tăng lên đồ thi chuyển sangđường cong với tốc độ phát triển độ lún vượt quá tốc độ
tăng tải trọng

∆
Khi thử cọc bâng tải trọng tĩnh, nếu tải trọng lớn đến mức gây ra sự tăng liên tục độ lún trong khi
∆ ≤ 20mm
tải trọng không tăng (khi
) thì tải trọng đó được coi là sức chịu tải giới hạn của cọc .
Trong các trường khác, sức chịu tải giới hạn của cọc được coi là tải trọng mà dưới tác đụng của nó
∆ = ξ .S ghtb
∆
cọc bị lún một độ lún bằng xác định theo công thức:

S ghtb

Trong đó:
- độ lún giới hạn cho phép trung bình của nhà or công trình thiết kế theo TCXD
45-78 hay được quy định trong nhiệm vụ thiết kế.


ξ

- Hệ số lấy bằng 0,2 khi thử cọc với độ lún ổn định 0,1mm trong 1 giờ nếu đất dưới
mũi cọc là cát hay đất sét cứng dẻo or 0,1mm trong 2h nếu đất dưới mũi cọc là sét dẻo mềm đến
dẻo chảy.
Nếu độ lún xác định theo công thức

∆ = ξ .S ghtb

> 40mm trên đường cong S = f(P). Sức chịu tải của

P=m
cọc được xác định theo công thức :

Pghtc
K dkd

m - hệ số điểu kiện làm việc khi thử tải trọng nén m = 1.
Pghtc

- trị số tiêu chuẩn của sức chịu tải giới hạn của cọc khi thử tải trọng tĩnh.

kd - hệ số an toàn đối với đất.
Khi thử số lượng cọc < 6 chiếc trong điều kiện đất như nhau thì
Pghtc = Pgh min
thử nghiệm nghĩa là
còn bệ số kd = 1.
Nếu số cọc thử > 6 thì
thống kê.

Pghtc

Pghtc

lấy bằng trị

Pgh min

trong các kết quả

và kd xác định bằng cách xử lí các số liệu thínghiệm bằng phương pháp

Quy phạm của một số nước qui định tải trọng tĩnh toán của cọc với các trị khác nhau của độ lún trên
đường cong S = f(P). VD: California: 0,25mm trên 10KN tải trọng; Áo 25mm; đức và Bỉ: 20mm;….
Phương pháp thử tải trọng tĩnh còn được dùng để xác định sức chịu tải trọng ngang và sức chống
nhổ của cọc. Lúc đó người ta gia tải trọng tác dụng theo phương ngang hoặc lực kéo đối với cọc.
Khi thử tải trọng tĩnh đối với cọc cần lưu ý là có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thử do vậy
chúng ta cố gắng loại trừ càng nhiều càng tốt các yếu tố gây nhiễu, để tìm được giá trị đích thực của
sức chịu tải của cọc.
Nếu thử tải trọng tĩnh nhằm mục đích kiểm tra sức chịu tải của cọc thì khi sức chịu tải của cọc theo
kết quả thử nhỏ hơn so với trị tính toán theo xuyên hay theo kết quả thí nghiệm trong phòng thì có thể
tăng chiều đài, tăng tiết
điện cọc, tăng số lượng cọc, dùng loại cọc khác hay phương án nền móng khác.
Việc quyết định dùng giải pháp này hay giải pháp nọ phụ thuộc vào điểu kiện địa chất công trình và
các yếu tố khác.
3: Anh (chị) hãy trình bày cách xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm thử tĩnh tải bằng
hộp Osterberg?
Phương pháp OSTERBERG là phương pháp thử tải tĩnh, vì thế tải trọng thử sẽ phản ánh trực tiếp
trạng thái chịu lực của cọc trong mỗi bước thử. Tải trọng tĩnh dùng để thử được tạo ra bởi hộp tải (The


Osterberg Cell) đặt sẵn trong cọc khi thi công. Hộp tải thực chất là một bộ kích thủy lực hoạt động nhờ
áp lực của bơm thủy lực đặt trên mặt đất truyền theo ống dẫn vào trong hộp tải. Hộp tải hoạt động theo
2 chiều đối nhau : đẩy phần cọc trên hộp tải lên trên phá sức kháng cắt của đất nền quanh thân cọc của
phần cọc này; đẩy phần cọc dưới hộp tải xuống dưới phá sức kháng nén của đất nền dưới mũi cọc
cùng với sức kháng cắt của đất nền quanh thân cọc của phần cọc này . Như vậy, đối trọng dùng để thử
sức kháng nén của đất nền dưới mũi cọc chính là tự trọng cọc và sức kháng cắt của đất nền quanh
thân cọc của phần cọc trên hộp tải; còn đối trọng dùng để thử sức kháng cắt của đất nền quanh thân

cọc của phần cọc trên hộp tải chính là sức kháng nén của đất nền dưới mũi cọc cùng với sức kháng cắt
của đất nền quanh thân cọc của phần cọc dưới hộp tải.
Phương pháp Osterberg là công nghệ nén tĩnh mới cho cọc được phát minh bởi giáo sư người Mỹ
Jorj Osterberg từ những năm 1970s và lần đầu áp dụng năm 1984. Công ty Loadtest độc quyền về thiết
bị thí nghiệm với giá khá cao. Hiện nay, một số nước đã chế tạo lại theo nguyên lý trên để giảm giá
thành tuy vẫn phải tốn một khoản để mua bản quyền.
Ngày nay, Phương pháp Osterberg được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn “ASTM – D1143 Standard
Test Method for Piles Under Static Axial Load – Quick load test”.
Các ưu điểm:
- Không cần thiết kế vật liệu chịu tải thí nghiệm lớn cho cọc thử
- Có thể tiến hành ở những vùng chật hẹp hoặc địa hình như sông biển.
- Có thể thử nhiều cọc một lúc với cùng một thiết bị. Tránh được ảnh hưởng của đối trọng hay cọc
neo tới mối quan hệ giữa đất và cọc thí nghiệm như trong phương pháp thử tĩnh.
- Tránh được ảnh hưởng của đối trọng hay cọc neo tới mối quan hệ giữa đất và cọc thí nghiệm như
trong phương pháp thử tĩnh.
- Mức độ an toàn cao trong khi thử.
- Thí nghiệm Osterberg không những dự báo trước được sức chịu tải mà còn phân tách được
thành phần sức kháng bên và mũi của cọc.
- Với cọc xiên thí nghiệm Osterberg dễ dàng được thực hiện
- Có thể thí nghiệm đến tải trọng rất lớn mà không đòi hỏi phải sử dụng đối trong hoặc neo: Đến
nay thí nghiệm cọc đường kính tới 3m và tải trọng nén 27.900 tấn đã được thực hiện bằng phương
pháp này tại công trình INCHEON BRIDGE , Hàn Quốc.
Phương pháp hộp Osterberg cũng có một số nhượng điểm sau:
- Không thể sử dụng thí nghiệm Osterberg cho cọc nêm (vì cọc nêm không có sức kháng bên)
- Không thu hồi được kích sau khi được hoàn thành thí nghiệm;
- Công tác lắp đặt thiết bị thí nghiệm phức tạp, phải do chuyên gia có kinh nghiệm thực hiện.
- Trong quá trình cẩu lắp, các thanh truyền dễ bị gãy.
- Thời gian lắp đặt thiết bị thí nghiệm khá lâu, do đó có thể ảnh hưởng đến chất lượng thi công cọc
khoan nhồi;
- Sau khi kết thúc thí nghiệm, chất lượng bơm phun lấp đầy lòng kích và khoảng trống trong cọc hình

thành thí nghiệm sẽ có ảnh hưởng lớn đến thành phẩm sức chịu tải mũi cọc (trường hợp cây cọc
được sử dụng cho công trình).
Phương pháp thí nghiệm :
Osterberg cell được lắp trong phần kết cấu phía dưới. O-cell tác động hai chiều: chiều phía trên
nghịch với lực ma sát sườn và chiều phía dưới nghịch với lực đáy và ứng suất sườn dưới (nếu có).


Nguyên lý:
• Thí nghiệm Osterberg thực chất là thí nghiệm nén tĩnh cọc, về mặt nguyên lý hoàn toàn giống với thí
nghiệm nén tĩnh, chuyên dụng cho các cọc khoan nhồi và barrette (nhưng vẫn có thể áp dụng cho
cọc đúc sẵn).
• Nguyên tắc thí nghiệm là đặt tải trực tiếp tại mũi hay thân cọc bằng một thiết bị gọi là hộp Osterberg
(hay O-cell), khi đó sử dụng ngay tải trọng cọc, ma sát đất thành bên cọc và sức kháng mũi làm đối
trọng để tăng tải.
• Các hộp Ocell được đặt sẵn trong thân cọc trước khi đổ bê tông cọc khoan nhồi hay cọc barret (hoặc
đặt khi đổ betong trong nhà máy đối với cọc đúc sẵn). Khi tăng tải tiến hành đo chuyển vị đầu cọc và
mũi cọc hay vị trí đặt hộp tải trọng. Xây dựng quan hệ tải trọng-chuyển vị và xác định sức chịu tải của
cọc theo một số giả thiết.
• Hộp Osterberg thực ra là một hộp gia tải bằng kích thủy lực, đặt tại vị trí đầu cọc hoặc lý tưởng hơn là
trên thân cọc ở tại nơi sao cho lực ma sát bên (ở phía trên hộp) cân bằng với lực kháng đầu cọc (ở
phía dưới).
• Sức chịu tải cực hạn của cọc được mô hình lý thuyết gồm 2 thành phần: sức kháng mũi và ma sát
Ru = Qs + Q p
thành bên, các đại lượng này có thể được tính toán dựa vào các đặc trưng của đất:
Quy trình thí nghiệm[1] :
Tiêu chuẩn ASTM D1143/D1143M-07 - Tiêu chuẩn kiểm tra cho nền móng sâu dưới tác động của lực
thẳng đứng.
Thứ tự các bước thực hiện O-cell:
1.Chuẩn bị công trường
2.Lắp O-cell và thiết bị đo lường trong lồng thép

3.Hoàn thành việc đào hố cho barrette/cọc nhồi
4.Đổ xi măng vào phần đáy hố
5.Đặt lồng thép vào trong hố
6.Đổ bê tông co barrette/cọc nhồi
7.Lắp hệ thống đo chuyển dịch và bơm thủy lực
8.Gia tải theo tiêu chuẩn sau khi bê tông bắt đẩu có độ chịu lực
9.Ghi chú thông số chuyển dịch và áp suất.

4: Anh (chị) hãy nêu các yêu cầu về bố trí cọc và xác định số lượng cọc trong đài?
* Yêu cầu về bố trí cọc:
- Khoảng cách giữa các trục cọc đứng ≥ 3d, cọc nghiêng thì a ≥ 3d tại mặt phẳng mũi cọc còn tại
mặt phẳng đáy đài amin ≥ 1,5d.
- Với móng nhà khoảng cách từ mép đài đến trục hàng cọc ngoài cùng quy định ≥ 0,7d.
- Với móng trục cầu khoảng cách từ mép đài đến mép ngoài hàng cọc biên ≥ 0,25d.


Sau khi sơ bộ xác định số lượng cọc thì tiến hành bố trí cọc trong đài. Trường hợp chỉ có tải trọng
thẳng đứng tác dụng thì bố trí cọc thẳng đứng và cách đềunhau. Trường hợp tải trọng ngang và mô
men lớn thì có thể tăng độ cứng ngangcủa móng bằng cách bố trí cọc xiên, có thể xiên một hoặc
hai chiều hoặc kết hợpcả cọc đứng và cọc xiên
Về mặt thi công, phải đảm bảo khoảng cách giữa các cọc cần được lựa chọn sao cho hiện tượng
nâng cọc và làm chặt đất giữa các cọc là nhỏ nhất đồng thời tận dụng tối đa sức chịu tải của cọc,
khoảng cách tối thiểu giữa hai trục cọc phải đảm bảo để có thể hạ cọc xuống độ sâu thiết kế mà không
làm hư hỏng cọc khác và các
công trình lân cận.
Về mặt kinh tế, bố trí khoảng cách giữa các cọc càng gần càng có lợi. Tăng khoảng cách cọc không
chỉ làm tăng khối lượng bê tông đài, khối lượng công tác đất, mà còn làm tăng đáng kể mô men trong
đài dẫn đến tăng diện tích cốt thép.
- Khoảng cách giữa các trục cọc đứng ≥ 3d, cọc nghiêng thì a ≥ 3d tại mặt phẳng mũi cọc còn tại
mặt phẳng đáy đài amin ≥ 1,5d.

- Với móng nhà khoảng cách từ mép đài đến trục hàng cọc ngoài cùng quy định ≥ 0,7d.
- Với móng trục cầu khoảng cách từ mép đài đến mép ngoài hàng cọc biên ≥ 0,25d.
* Xác định sơ bộ số lượng cọc :
Số lượng cọc được kiểm tra theo điều kiện lực truyền lên cọc, đảm bảo tổng tải trọng lên cọc (kể cả
trọng lượng cọc) không vượt quá sức chịu tải cho phép của cọc. Số lượng cọc là hợp lý khi tận dụng
được tối đa khả năng làm việc của cọc (tổng tải trọng lên cọc xấp xỉ sức chịu tải cọc)
Số lượng cọc có thể xác định bằng thử dần: chọn số cọc → bố trí cọc trong đài → kiểm tra lực truyền
lên cọc. Phương pháp này phù hợp khi sử dụng phầnmềm tính toán.
Số lượng cọc sơ bộ có thể được xác định như sau:
Bước 1: Giả thiết lực truyền lên cọc bằng đúng sức chịu tải cọc P c , cọc trong đài bố trí đều với khoảng
cách 3d (d là bề rộng cọc vuông, chữ nhật hoặc đường kính cọc tròn). Thay thế phản lực cọc tập trung
P
p tt = c 2
( 3d )
ở đáy đài bằng áp lực tính toán giả định:
Bước 2: Quan niệm đài như một móng nông, xác định diện tích đáy đài sơ bộ:
N tt
Asb = tt 0
p − nγ tb .h

Trong đó:

N 0tt

- tổng lực dọc tính toán tác dụng tại đỉnh đài


γ tb

.h- áp lực tiêu chuẩn truyền xuống đáy đài của trọng lượng đài và đất trên đài

n - hệ số độ tin cậy của trọng lượng đài và đất trên đài, n =1,1
N sbtt = N ott + nγ tb h. Asb
Bước 3: Xác định tổng lực dọc sơ bộ tại đáy đài:
N tt
nc = tt m
Pc
Bước 4: Xác định số lượng cọc sơ bộ:
→ chọn số cọc chẵn nc.
m: hệ số kể đến ảnh hưởng của mô men. m = 1 khi đài chịu tải đúng tâm. Theo kinh nghiệm, khi
e=
độ lệch tâm của tải trọng tại đỉnh đài
chọn m càng lớn.

M ott
< 0, 2m
N ott

, có thể chọn

m = 1 1, 4

khi e càng lớn nên

Bước 5: Bố trí cọc trong đài -> tính diện tích đáy dài A d

5: Anh (chị) hãy trình bày về cấu tạo và cách tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi đường
kính lớn?
Theo quy phạm trước kia ta có thể coi cọc nhồi có đường kính D > 80cm là cọc nhồi đường kính lớn.
Việc tạo lỗ có nhiều cách: Có thể đào bằng thủ công, hoặc khoan bằng các tổ hợp máy khoan hiện đại.

6: Anh (chị) hãy trình bày cấu tạo của móng băng và băng giao thoa?

7: Anh (chị) hãy trình bày cấu tạo của móng bè?
Móng bè hay còn được gọi là móng toàn diện.Móng bè là một loại móng nông, được sử dụng chủ yếu ở
những nơi có nền đất yếu, sức kháng nén yếu dù không hay có nước hoặc do yêu cầu cấu tạo của
công trình như: dưới toàn bộ nhà có tầng hầm, kho hoặc bể vệ sinh, bồn chứa nước, hồi bơi. Móng bè
còn được sử dụng ở những khu nhà cao tầng có kết cấu chịu lực nhậy lún lệch và lún không đều.
Cấu tạo của móng bè
Bản phẳng:


Thông thường chiều dày của bản được chọn e = (1/6)l với khoảng cách giữa các cột l <9m và tải trọng
khoảng 1.000 tấn/ cột
Bản vòm ngược
Sử dụng khi có yêu cầu về độ chịu uốn lớn. Đối với các công trình không lớn, bản vòm có thể cấu tạo
bằng gạch đá xây, bê tông với e = (0,032.l + 0,03)m và độ võng của vòm f=1/7l ~ 1/10.
Kiểu có sườn
Chiều dày của bản được chọn e = (1/8)l ~ (1/10) với khoảng cách giữa các cột là l >9m. Hình thức
được cấu tạo theo 2 cách:
•

Sườn nằm dưới có tiết diện hình thang (khả năng chống trượt gia tăng)

•

Sườn nằm trên bản.

Kiểu hộp

Loại móng bè có khả năng phân bố đều lên nền đất những lực tập trung tác động lên nó. Thông thường
kiểu hộp thường có độ cứng lớn nhất nhưng trọng lượng lại nhẹ. Với phần này, cần sử dụng rất nhiều
tép và thi công tương đối phức tạp. Giải pháp móng áp dụng cho nhiều nhà tầng, nhà cao tầng có kết
cấu khung chịu lực nhậy lún không đều (lún lệch).

8: Anh (chị) hãy phân tích cơ chế của phương pháp xuyên tĩnh?
Thí nghiệm xuyên tĩnh là ấn sâu vào đất với tốc độ không đổi một chiếc cọc tròn bằng kim loại có
đường kính nhỏ, đầu có mũi xuyên. Trong khi dùng kích ấn cọc xuyên vào đất có thể đo được sức
kháng của đất ở đầu mũi xuyên và lực ma sát giữa đất và chu vi thành cọc hoặc ở đoạn măng xông
gần mũi xuyên hoặc trên toàn bộ thành cọc xuyên
*) thí nghiệm xuyên tĩnh cho những số liệu sau đây :
- cấu tạo địa tầng của khu đất khảo sát.
- Độ sâu các lớp đât cứng, vị trí các hang hốc và các cấu trúc không liên tục.
- Tính chất cơ lí của đất thể hiện ở lực kháng của đất ở đầu mũi xuyên và lực ma sát của đất đối với
thành cọc xuyên.
- dùng kết quả xuyên tĩnh để tính khả năng chịu tải của cọc (với chiều dài tới 30m) cho kết quả khá tin
cậy.


*) Một số dạng mũi xuyên :
Hình I-6: Một số loại mũi xuyên
- đường kính xuyên :

φ = 35, 7mm

φ = 45mm

- mũi xuyên có góc mở

(xuyên Pilcon và Gouda)

(xuyên PVS)

600

qc

- loại mũi xuyên (ở hình I-6a ) không có măng xông, chủ yếu để xác định lực kháng ở đầu mũi xuyên
đối với đất rời.
- loại mũi xuyên (ở hình I-6b ) có măng xông, chủ yếu để xác định lực kháng của đất ở mũi xuyên
fs
lực ma sát của đất với thành măng xông . Loại này dùng thích hợp cho đất dính (loại sét) .

qc

và

9: Trình bày thí nghiệm thử bản nén tại hiện trường?
1. Mục đích thí nghiệm:
Thí nghiệm nén tải tĩnh đất nền được thực hiện tại những vị trí được chỉ định nhằm tìm ra được độ lún
thực tế của nền móng dưới tải trọng cho trước.
2. Hệ thống thiết bị chất tải:
Bàn nén bằng thép: Kiêu I: diện tích S = 2500 cm2 và 5000 cm2.
Kiểu II: diện tích 1000 cm2.
Kiểu III: diện tích 600 cm2.
- Kích thủy lực: Áp lực lớn nhât P = 25 tân kẻm theo đồng hồ đo áp lực.
- Đối trọng: là những bao tải cát, đất được xếp lên dàn đỡ tải. Dàn đỡ tải được làm bằng những dầm
φ130mm
thép I 100 và các ông thép
, kích thước dàn là 2,4mx4,0m.

Tổng tải trọng chất lên là 10 - 15 tấn.
- Đồng hồ đo chuyển vị: Sử dụng 03 Đồng hồ đo do Nhật Bản sản xuất với độ chính xác 0.01mm.
3. Quy trình:
Thí nghiệm được thực hiện ở trong hố đào ở độ sâu đặt móng. Bàn nén được đặt ngay tâm của hố
đảo.
Gia tải theo từng cấp áp lực đối với đất tốt (0,0 – 0,5 – 1,0 - 1,5 – 2,0 - 2,5 ...kg/cm 2).
Đối với đất yếu (bùn sét, sét dẻo chảy) (0.0 — 0.25 — 0.5 — 0.75 — 1.0 — 1.25 ..kg/cm 2)


Trong mỗi cấp gia tải, ghi nhận độ lún của bàn nén qua các đồng hồ đo chuyển vị đã được gắn xung
quanh bản nén.
Thời gian giữ tải của mỗi cấp tải là từ 01 giờ đến 03 giờ và được phân bổ để ghi số đọc đồng hồ như
sau: 10 phút - 10 phút - I0 phút - 15 phút - 15 phút - 30 phút – 30 phút - 30 phút - 30 phút.
Thí nghiệm được tiến hành cho đến khi nền đất mất chịu tải hoặc đạt được đến tải trọng mong muốn.
Giảm tải cũng theo từng cấp đối với đất tốt ( …- 2.5 – 2.0 – 1.5 – 1.0 – 0.5 – 0.0kg/cm 2 ), đối với đất
yếu ( … - 1.25 – 1.0 – 0.75 – 0.5 – 0.25 – 0. 0kg/cm2). Thời gian giảm tải của mỗi cấp là 30 phút và
được phân bố để ghi số đọc đồng hồ như sau: 10 phút – 10 phút – 10 phút.
Dựa vào số liệu ghi chép, tiến hành vẽ đường cong quan hệ giữa c.vị và tải trọng tính được mođun E
đất nền.
Điểm uốn trên đường cong quan hệ giữa chuyển vị và tải trọng được xác định ngay tại điểm mà
đường cong bắt đầu đi xuống nhanh.
Tải trọng (q) và độ lún (s) tương ứng xác định tại giá trị điểm uốn trên đường cong.
4 Tính toán:
Môđun đất nền được tính theo công thức: `
E=

3,14 × qB ( 1 − v 2 )
4s

Trong do : E - Modun đất nền (kG/cm2)

q - Ứng suất (tại điểm uốn trên đường cong) (kG/cm2)
B: đường kính bản nén = 56,4 cm
v – Hệ số Poisson = 0,35
s - Độ lùn đất nền (tại điểm uốn trên đường cong) (cm)
* Khả nàng chịu tải của móng có thể được xác định từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh tại hiện trường.
Đối với đất dính: Qu(F) = Qu(P)
Trong dó: Qu(F) – Khả năng chịu tài của móng
Qu(P) – Tải trọng tác dụng lên bản nén (tại vị trí điểm uốn)
Khả năng chịu tại cho phép: Qa(F ) x FS với FS = 0.75
10: Trình bày sự phối hợp làm việc của nhóm cọc?
- Do sự tương tác giữa các cọc trong nhóm nên độ lún của nhóm cũng như sức chịu tải của cọc trong
nhóm sẽ khác với cọc đơn. Hiệu ứng này cần được xét đền trong
thiết kế. Chiều sâu và vùng ảnh hưởng phần đất dưới nhóm cọc phụ thuộc vào kích thước của nhóm và
độ lớn của tải trọng


- Trong nền đất rời quá trình hạ cọc bằng phương pháp đóng hay ép thường nén chặt đất nên, vì vậy
sức chịu tải của nhóm cọc có thể lớn hơn tổng sức chịu tải của các cọc đơn trong nhóm.
- Trong nên đất dính, sức chịu tải của nhóm cọc ma sát nhỏ hơn tổng sức chịu tải của các cọc đơn
trong nhóm. Mức độ giảm sức chịu tải của nhóm cọc trong trường hợp này phụ thuộc vào khoảng cách
giữa các cọc trong nhóm, đặc tính của nền đấtt, độ cứng của đài cọc và sự tham gia truyền tải công
trình của đài xuông cọc và đấtt.
- Ảnh hưởng tương hỗ giữa các cọc:
+ Cọc giữa lún nhiều hơn vì có lực ma sát hơi lớn hơn so với các cọc biên. Nhưng vì có dải liên kết,
các cọc trong nhóm lún đều nhau -> cọc biên phải chịu tải lớn hơn -> nhóm cọc có thể bị phá hoại dưới
tác dụng của tải trọng TB lên 1 cọc nhỏ hơn tải trọng phá hoại của cọc đơn.
+ Trong thực tế có thể xảy ra các hiện tượng:
* Đẩy trồi: Làm các CT bên cạnh bị nâng lên hạ xuống k đều.
* Sụt bề mặt: : Khiến Ct bên hạ xuống k đều.
Cọc hạ trước bị cọc hạ sau đẩy trồi -> vỗ lại.

* cọc ép đất có thể làm mái đất trượt ngang.

≥
≥
+ Nều khoảng cách cọc 2D đối với cọc chống và 3D đôi với cọc treo thì ảnh hưởng nhóm cọc nhỏ.
+ Từ nhận xét trên, có thê coi rằng sức chịu tải của cọc gồm 2 thành phân tại bề mặt tiệc xúc cọc đất.
+ lực kháng bên quanh cọc tạo nên bởi ma sát và lực dính của đất vào các bề mặt bền cọc.
+ lực chống mũi cọc.
11: Trình bày phương pháp thí nghiệm hiện trường bằng xuyên tiêu chuẩn?
Thiết bị thí nghiệm : máy khoan địa chất công trình và thiết bị xuyên tiêu chuẩn. Máy khoan làm nhiệm
vụ khoan tạo lỗ đến độ sâu cần thí nghiệm, lấy mẫu đất và xác định cấu tạo địa tầng. Thiết bị xuyên
gồm : ống xuyên và quả tạ tiêu chuẩn. Ống xuyên có thể lấy được mẫu đất nguyên dạng với đường
φ = 50mm
600
kính
và có thể lắp đầu mũi xuyên với góc mở
. Quả tạ tiêu chuẩn có trọng lượng 63,5kg
và chiều cao rơi tự do là 75cm. Quả tạ sẽ đóng cho mũi xuyên ấn sâu vào lòng đất mỗi đợt 30cm. Số
lần đóng tạ cho mỗi đợt kí hiệu là N. chỉ số N càng lớn chứng tỏ đất càng tốt và ngược lại.
*) Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm dùng đề đánh giá:
- Sức chịu tải của đất nền
- Độ chặt tương đối của nền đất cát.
- Trạng thái của đất loại sét
- Độ bền nén một trục (qu) của đất sét
- Kết hợp lấy mẫu đề phân loại đất.


Nguyện lý thí nghiệm: Thí nghiệm sử dụng một ống mẫu thành mỏng với đường kính ngoài 50 mm,
đường kính trong 35 mm, và chiều dài 650 mm. Ống mẫu này được đưa đên đáy lỗ khoan, sau đó dùng

búa trượt có khối lượng 63,5 kg cho rơi tự do từ khoảng cách 760 mm.
Việc đóng ống mẫu được chia làm ba nhịp, mỗi nhịp đóng sâu 150 mm tổng cộng 450 mm, người ta
sẽ tính số búa trong mỗi nhịp và chỉ ghi nhận tổng số búa trong hai nhịp cuối và hay gọi số này là "giá trị
N".
Trong trường hợp sau 50 búa đầu mà ống mẫu chưa cắm hết 150 mm thì người ta chỉ ghi nhận 50 giá
trị này. Số búa phản ảnh độ chặt của nền đất và được dùng đề tính toán trong địa kỹ thuật..
Dụng cụ thí nghiệm:
- - Ông mẫu: đường kính ngoài 50,8mm, đường kính trong 34,9mm, chiều dài ống chẻ: 609mm, chiều
dài mũi đóng là 57,1mm.
- - Ta có trọng lượng 63,5kg, rơi tự do trên đế nện.
- - đế nện..
- - Cần trượt định hướng.
Trình tự thí nghiệm:
- Bước 1: Khoan tạo lỗ đến độ sâu dự định thí nghiệm, vét sạch đáy, hạ ống mẫu SPT và lắp
đặt đế nện, cần, tạ...
- Bước 2: vạch lên cần đóng 3 khoảng, mỗi khoảng 15cm (tổng chiều sâu đóng 45cm).
- Bước 3: Cho tạ rơi tự do ở độ cao 76cm, đếm và ghi số tạ đóng cho từng khoảng 15cm.
- Bước 4: lấy chỉ số tạ đóng của 30cm cuối cùng làm chỉ số SPT.
Khoảng cách thí nghiệm SPT thông thường từ 1 — 3m, tùy theo độ đồng nhất của đất nền.
Xử lý kết quả thí nghiệm:
Trong đất cát hạt mịn, số lần đóng búa N cần thiết để hạ ống mẫu tiêu chuẩn xuống độ sâu 30 cm
cuối có thể thay đổi tuỳ thuộc vào độ sâu mực nước ngầm. Nếu N* là số nhát búa thực hiện để hạ ống
mẫu xuống 30 cm cuối ở độ sâu dưới mực nước ngầm trong đất cát hạt mịn thì giá trị N thực tế cần
được hiệu chỉnh theo công thức sau của Terzaghi và Pek :
N = 15 +

1
( N − 15 )
2

- Đánh giá độ chặt tương đối của cát (theo Terzaghi và Pek)
- Xác định trạng thái đất và độ bền của đất loại sét trong trạng thái ứng suất một trục (qu) - Theo
Terzaghi và Pek.
Độ bên kháng nén của đất trong trạng thải ứng suất một trục có thể được xác định tuỳ thuộc
vào giá trị N, căn cứ vào những tương quan sau đây :


- ĐẤT sét: qu=N/4
- Đất sét bụi: qu =N/5
- Đất sét pha cát và đất bụi: qu =N/7,5

12: Trình bày các bước thi công cọc khoan nhồi?
Quy trình thi công cọc khoan nhồi tiến hành theo trình tự sau:
Công tác chuẩn bị, định vị tim cọc và đài cọc.
Rung hạ ống vách, khoan tạo lỗ.
Vét đáy hố khoan.
Lắp đặt cốt thép.
Lắp ống đổ bê tông.
Thổi rửa đáy hố khoan.
Đổ bê tông.
Lấp đầu cọc bằng đá 1x2 và đá 4x6 (đối với cọc đại trà)
Rút ống vách.
Kiểm tra chất lượng cọc.
Qui trình thi công được thể hiện theo sơ đồ dưới đây:

13: Anh (chị) Trình bày hiệu ứng nhóm cọc?
* Hiệu ứng do tác động qua lại giữa các cọc trong một nhóm. Gây ảnh hưởng đến sức chịu tải của
nhóm cọc được gọi là hiệu ứng nhóm cọc. Hoạt động của nhóm cọc do tác động qua lại giữa các cọc
với nhau có thể xảy ra 2 loại hiệu ứng là:
-_ Hiệu ứng thay đổi (chủ yếu là giảm) sức chịu tải cả nhóm so với tổng sức chịu tải các

cọc thành phân.
-_ Hiệu ứng bẻ làm tăng vùng truyền ứng suất. Hậu quả của nó là gây ra độ lún của nhóm
cọc cao hơn nhiêu so với cọc đơn đặc biệt khi có lớp đât yêu năm gân mũi cọc.


* Để chịu được tải trọng lớn, móng cọc thường được cầu tạo bởi một nhóm cọc. Tuy nhiên khi
khoảng cách giữa các cọc không đủ lớn. Sẽ hình thành trong vùng đât xung quanh các cọc hiện tượng
chồng ứng suât chống cắt do ma sát bên và do sức chống mũi của các cọc gây ra.
Hiệu ứng nhóm cọc rị theo công thức Labarre:

η = 1 − arctg

d c ( m − 1) n + ( n − 1) m
lc × 90

trong đó: dc - đường kính cọc, (m);
lc - khoảng cách giữa các cọc, (m);
m – số hàng cọc;
n – Số cọc trong mỗi hàng;
mn – tổng số cọc trong móng.
Kiêm tra sức chịu tải của nhóm cọc so với tông tải trọng tính toán đến đáy đài thoe điều kiện:
R = η .nc .Rc
nc : là số lượng cọc trong móng.
14: Các bước tính toán độ bền của móng băng bằng gạch, đá, bê tông và bê tông đá hộc dưới
tường?
15: Các bước tính toán độ bền của móng băng BTCT dưới tường?