Phân tích, xác định sức chịu tải của cọc theo lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường tại khu vực tỉnh Vĩnh Long (Luận văn thạc sĩ file word)

Ọ
——Η——

Ầ

PHÂN TÍCH, X
E

Ý

Ị

Ị

UẾ

Ơ

A

SỨ

ỊU Ả

E
K U Ự

U

Ố Ồ

Í
Ỉ

M
Ĩ

SĨ

ÍM

–

A Ọ

M 2015


Ọ

Ầ

PHÂN TÍCH, X
E

Ý

Ị

Ị

UẾ

Ơ

A

SỨ

ỊU Ả

E
K U Ự

Í
Ỉ

A Ọ
M

Ĩ

ịa Kỹ huật à Xây ựng ơng rình gầm
60-58-02-04

U

SĨ

S. S

Ố Ồ

Í

– 2015


Ầ

Ị

Ơ

A

U

SĨ

Ố Ồ

ÍM

– 2015


LỜI CÁM ƠN

Luận văn Thạc sĩ “Phân tích, xác định sức chịu tải của cọc theo lý

thuyết và theo thí nghiệm hiện trường tại khu vực tỉnh Vĩnh Long ” đã được
hoàn thành tại Trường Đại học Thủy lợi Cơ sở 2- Thành phố Hồ Chí Minh tháng 7
năm 2015. Trong q trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tác giả đã
nhận được rất nhiều sự giúp đỡ của các Thầy, Cô, bạn bè và đồng nghiệp.
Trước tiên, với tất cả sự kính trọng và lịng biết ơn sâu sắc nhất, tác giả muốn
gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS.TS. Tô Văn Lận là người trực tiếp hướng dẫn
và giúp đỡ trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Thủy
Lợi Cơ sở 2, phòng Đào tạo sau Đại học Trường Đại học Thủy lợi Cơ sở 2- Thành
phố Hồ Chí Minh và tồn thể các Thầy, Cơ đã giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện
thuận lợi cho tác giả trong thời gian học tập cũng như thực hiện luận văn này.
Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến những người thân
trong gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tác giả trong thời gian
học tập và làm luận văn này.
Trong khuôn khổ luận văn, do thời gian, trình độ và điều kiện hạn chế nên
khơng tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tác giả rất mong nhận được những ý kiến
đóng góp quý báu của các Thầy, Cô, đồng nghiệp và những người quan tâm.

Tác giả

Trần Thị Hương Giang


BẢN CAM KẾT
Đề tài luận văn cao học “Phân tích, xác định sức chịu tải của cọc theo

lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường tại khu vực tỉnh Vĩnh Long ” của
học viên đã được Nhà trường giao nghiên cứu theo Quyết định số 1801/QĐ-ĐHTL
ngày 11tháng 11 năm 2014 của Hiệu trưởng Trường Đại học Thủy lợi.
Trong thời gian học tập tại trường với sự định hướng của các thầy cô cộng

với kinh nghiệm làm việc tại cơ quan, sự giúp đỡ của bạn bè, đồng nghiệp và đặc
biệt là sự giúp đỡ, chỉ bảo của PGS.TS. Tô Văn Lận, học viên đã tự nghiên cứu và
thực hiện đề tài. Đây là thành quả lao động, là cơng trình nghiên cứu của tác giả.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2015

Học viên

Trần Thị Hương Giang


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài................................................................................1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài...................................................................1
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài................................................2
4. Nội dung nghiên cứu của đề tài....................................................................2
5. Phƣơng pháp nghiên cứu..............................................................................2
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM
MÓNG CỌC
1.1. Đánh giá chung về địa chất cơng trình trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long.........3
1.2. Đặc điểm móng cọc và tiêu chuẩn thiết kế................................................ 4
1.2.1. Đặc điểm móng cọc................................................................................ 4
1.2.2. Phân loại cọc.......................................................................................... 6
1.2.3. Tiêu chuẩn thiết kế.............................................................................. 12
1.3. Một số cơng trình sử dụng móng cọc khu vực tỉnh Vĩnh Long.............13
1.4. Kết luận chƣơng 1.................................................................................14
Chương 2: MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
VÀ KIỂM TRA BẰNG THÍ NGHIỆM NÉN TỈNH
2.1. Tính tốn sức chịu tải dọc trục của cọc đơn bê tông cốt thép đúc sẵn...15

2.1.1. Nguyên tắc xác định............................................................................15
2.1.2. Sức chịu tải của cọc theo đất nền.........................................................15
2.1.3. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu........................................................ 16
2.2. Một số phƣơng pháp xác định sức chịu tải của cọc đơn........................17
2.2.1. Tính tốn sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu......................17
2.2.2. Tính tốn sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu đất nền............................20


2.3. Phƣơng pháp thí nghiệm cọc tại hiện trƣờng........................................ 35
2.3.1. Thí nghiệm nén tĩnh cọc......................................................................35
2.3.2. Thử tải động.........................................................................................36
2.3.3. Thí nghiệm bằng hộp kích Osterberg..................................................38
2.3.4. Thí nghiệm Statnamic..........................................................................41
2.4. Kết luận chƣơng 2................................................................................. 42

Chương 3: MƠ HÌNH MƠ PHỎNG SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
3.1. Mục đích việc mơ phỏng bài tốn tính sức chịu tải của cọc..................44
3.2. Giới thiệu chƣơng trình Plaxis...............................................................44
3.2.1. Cấu trúc chƣơng trình......................................................................... 44
3.2.2. Một số lỗi thƣờng gặp.........................................................................45
3.3. Đặc tính hữu hiệu của Plaxis..................................................................45
3.4. Mơ hình nền dùng để mơ phỏng nén tĩnh cọc........................................ 45
3.4.1. Mơ hình Mohr-Coulomb.....................................................................45
3.5. Phân tích các thơng số của đất nền, cọc để phục vụ mô phỏng..............51
3.6. Phần tử tiếp xúc..................................................................................... 54
3.7. Xác lập trạng thái ban đầu......................................................................54
3.7.1. Trạng thái áp lực nƣớc lỗ rỗng ban đầu..............................................54
3.7.2. Trạng thái ứng suất ban đầu trong nền................................................54
3.7.3. Xác lập các giai đoạn tính tốn............................................................55
3.8. Kết luận chƣơng 3..................................................................................55

Chương 4: TÍNH TỐN ỨNG DỤNG CHO MỘT SỐ CƠNG TRÌNH
TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH LONG
4.1. Mục đích.................................................................................................56
4.2. Tính tốn ứng dụng cơng trình Trƣờng Lƣu Văn Liệt.......................... 56
4.2.1. Giới thiệu về cơng trình...................................................................... 56
4.2.2. Tài liệu địa chất cơng trình, đặc điểm cơng trình............................... 57


4.2.3. Phƣơng pháp xác định sức chịu tải của cọc thí nghiệm..................... 58
4.2.4. Mơ phỏng sức chịu tải của cọc đơn bằng Plaxis 3D........................... 62
4.3. Tính tốn ứng dụng cơng trình Trụ sở Huyện ủy huyện Vũng Liêm.....66
4.2.1. Giới thiệu về cơng trình...................................................................... 66
4.2.2. Tài liệu địa chất cơng trình, đặc điểm cơng trình............................... 66
4.2.3. Phƣơng pháp xác định sức chịu tải của cọc thí nghiệm......................68
4.2.4. Mơ phỏng sức chịu tải của cọc đơn bằng Plaxis 3D............................72
4.4. Kết luận chƣơng 4..................................................................................76
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Những kết quả đạt đƣợc của luận văn.......................................................77
2. Những tồn tại trong quá trình thực hiện luận văn.....................................77
3. Những kiến nghị về hƣớng nghiên cứu tiếp theo......................................77
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................ 78


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1.1: r

o n

Hình 1.2: Món

t

n

n

uv

tn

n

on...............3

ọ...........................................................................................5

Hình 1.3: Cọ bê tơn........................................................................................7
Hình 1.4: Cá t ết b
Hình 1.5: C

ạ ọ.............................................................................7

t ết ọ bê tơn.............................................................................8

Hình 1.6: Cọ

o n n ồ ó n t àn

Hình 1.7: K o n ọ n ồ tron
Hình 1.8: Cá dạn

u ọ Fr n.................................10

t dín.........................................................10

ọ

n , m sát và ọ x ên........................................11

Hình 2.1: rườn

ợp t

ơn ép ( ón ) ọc...............................................18

Hình 2.2: rườn

ợp ọ làm v ệ

Hình 2.3: Sơ ồ t í n

ệm nén t n

B u ồ qu n ệ
Sơ ồ t í n

ệm t ử tả

uy n v.....................................36

ộn.........................................................36
ộn............................................................37

ệm Osterber.............................................................38

ắp ặt ộp í
Sơ ồ t í n

ôn tr n.........................19

ọ.........................................................35

ữ tả trọn -

ắp ặt t ết b t ử tả
Sơ ồ t í n

u tả trọn

Osterber..............................................................40

ệm St tn m..............................................................41

ắp ặt, t í n

ệm St tn m........................................................42

Hình 3.1: Qu n ệ ứn su t, b ến dạn dọ tr..............................................42

Hình 3.2: Cá mặt b o p á oạ MC tron
Hình 3.3: Xá
Hình 3.4: Đườn
Hình 3.5: Xá

ơn

n E0 và E50 từ ết quả t í n
on e-logσ ủ t í n
n ứn su t t ền

n ứn su t
ệm b tr

ệm nén

ín..........46

t ốt nướ........47

ết..............................48

ết σ’p............................................................................. 49


Hình 3.6: Xá
E

n

Hình 3.7: Xá
E

n

Mặt ắt

re
oe f
d

qu t í n

ệm nén

ết....................................49

………………........................................................51

actual

t ôn tr n..............................................................58

: B u ồ qu n ệ tả trọn –

uy n v.............................................60

3: B u ồ qu n ệ tả trọn –

uy n v.............................................61

So sán tả trọn –

uy n v

.5: B u ồ qu n ệ tả trọn –
6: Mặt ắt

ữ t ửn

ệm và Pl x s..............64

uy n v.............................................65

t ôn tr n..............................................................68

7: B u ồ qu n ệ tả trọn –

uy n v............................................70

8: B u ồ qu n ệ tả trọn –

uy n v.............................................71

4.9: So sán tả trọn –

uy n v

.10: B u ồ qu n ệ tả trọn –

ữ t ửn

ệm và Pl x s..............74

uy n v...........................................75


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 2.1. Hệ số uốn dọc φ............................................................................11
Bảng 2.2. Bảng xác định hệ số ktc.................................................................20
Bảng 2.3. Sức chống của đất ở mũi cọc qP...................................................21
Bảng 2.4. Ma sát bên fS..................................................................................23
Bảng 2.5. Các hệ số mR và mf........................................................................24
Bảng 2.6. Bảng xác định hệ số Kc và α theo loại đất.................................28
Bảng 2.7. Hệ số M.........................................................................................33
Bảng 2.8. Năng lượng tính tốn
Bảng 2.9. Năng lượng tính tốn

∋ p của búa...............................................33

∋ p của búa rung......................................33
Bảng 3.1. Hệ số R ………………………………………………….........51
inter
Bảng 3.2. Các thông số của các lớp đất......................................................52
Bảng 3.3. Các thông số của các lớp đất......................................................52
Bảng 3.4. Các thông số về cọc bê tơng cốt thép dự ứng lực......................53
Bảng 4.1. Quy trình tăng tải, giảm tải........................................................59
Bảng 4.2. Kết quả so sánh giữa thử nghiệm cọc và Plaxis 3D..................63
Bảng 4.3. Quy trình tăng tải, giảm tải........................................................69

Bảng 4.4. Kết quả so sánh giữa thử nghiệm cọc và Plaxis 3D..................73


12

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong q trình thiết kế móng cọc, bài tốn xác định sức chịu tải của cọc
là quan trọng nhất. Hiện nay, để dự báo sức chịu tải của cọc có thể sử dụng
nhiều công thức khác nhau theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, chỉ tiêu cường độ đất
nền hay theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT,… Các công thức lý thuyết này
phần lớn đều kế thừa từ cơng trình nghiên cứu và thực nghiệm của các nước
trên thế giới như Liên Xô (cũ), Mỹ hoặc các nước Tây Âu. Kết quả này chỉ
phù hợp với cấu trúc địa chất bản địa. Đề tài “Phân tích, xác định sức chịu tải
của cọc theo lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường tại khu vực tỉnh Vĩnh
Long“ là cần thiết, nhằm xác định hệ số hiệu chỉnh kết quả tính tốn theo lý
thuyết dựa trên thực tế ứng dụng cho từng khu vực có địa chất tương đồng.
Đây là đề tài có ý nghĩa lớn về mặt khoa học và thực tiễn. Nghiên cứu ứng
dụng hệ số hiệu chỉnh tính tốn sức chịu tải móng trong xây dựng là hết sức
cấp thiết trong đầu tư xây dựng hiện nay.
Vì vậy đề tài: “Phân tích, xác định sức chịu tải của cọc theo lý thuyết
và theo thí nghiệm hiện trường tại khu vực tỉnh Vĩnh Long”
Có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu mơ phỏng tính tốn trên cơ sở lý thuyết và kết quả thí
nghiệm thực tế.
- Phân tích, so sánh đánh giá để thiết lập hệ số hiệu chỉnh kết quả lý thuyết
theo kết quả thí nghiệm thực tế, tối ưu hóa trong việc tính tốn sức chịu tải
móng cơng trình xây dựng.
- Kiến nghị và các khuyến cáo khi sử dụng

3. Đối tượng và phạm vi nghiêm cứu của đề tài


- Đối tượng nghiên cứu: Sức chịu tải dọc trục của cọc đơn bêtông cốt
thép dự ứng lực.
- Phạm vi nghiên cứu: Do thời gian có hạn, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu các
khu vực có số liệu địa chất và kết quả thử nghiệm cọc bê tông cốt thép dự ứng
lực bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long.
4. Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Tổng quan về địa chất trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long.
- Cơ sở lý thuyết về xác định sức chịu tải của cọc.
- Một số phương pháp đánh giá khả năng chịu tải cọc và kiểm tra bằng thí
nghiệm nén tỉnh cọc.
- Tính tốn ứng dụng cho một số cơng trình trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long
5. Phương pháp nghiên cứu
- Thống kê tài liệu: Thu thập và tổng hợp các tài liệu đã có về địa chất và kết
quả thí nghiệm thử tải thực tế.
- Phân chia các khu vực có địa tầng tương đồng, lập sơ đồ phân bố theo
địa tầng.
- Tính tốn đánh giá thiết lập hệ số hiệu chỉnh ứng dụng cho từng khu
vực.


Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Đánh giá chung về địa chất công trình trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long
Vĩnh Long thuộc đồng bằng sông Cửu Long, nằm giữa sông Tiền và
sông Hậu. Đây là vùng có khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo. Trong năm
chia làm hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 và kết thúc vào tháng 11, mùa
khô kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Về đặc điểm địa chất, nhìn

chung Vĩnh Long có bề mặt được bao phủ bởi tầng đất sét mềm yếu với sức
chịu tải dưới 0,5kG/cm2 xen kẽ các thấu kính cát, dày vài mét đến vài chục
mét phủ l n tầng đất cứng h n có sức chịu tải từ 2kG/cm2 đến 4kG/cm2. Mực
nước ngầm thay đổi theo mùa, nước khơng có tính ăn mịn đối với b tơng.
Do đó khả năng sử dụng nền thi n nhi n hầu như khơng có, n n chỉ sử dụng
móng cọc làm việc như cọc ma sát. N n việc nghi n ứng dụng móng cọc ở
vùng đất yếu này là đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tế.
Mặt c t hố khoan địa chất điển h nh ở khu vực tỉnh Vĩnh Long:

Hình 1.1: T

o n

n ìn ở

n

n

on


+ Lớp k: Lớp sân b tông. Lớp này bao phủ toàn bộ bề mặt khu vực xây
dựng, dày khoảng 0.4m - 0.6m.
+ Lớp 1: Lớp đất sét pha nặng, dẻo chảy. Lớp này xuất hiện ngay b n
dưới lớp sân b tông, thành phần thạch học chủ yếu là đất sét pha nặng, màu
xám xanh, xám vàng. Trạng thái dẻo chảy. Bề dày khoảng 2.4m - 3.4m. Thí
nghiệm SPT cho N= 0.
+ Lớp 2: Lớp đất sét pha nặng, xen kẹp cát, chảy. Thành phần thạch
học là đất sét pha nặng xen kẹp cát, màu xám nâu, trạng thái chảy. Bề dày khá

lớn, dao động trong khoảng 22m - 23.2m. Đây là lớp sét pha xen kẹp cát n n
thí nghiệm SPT khá phức tạp. Số búa N dao động từ 0 – 10 búa, trung bình là
5 – 6 búa.
+ Lớp 3: Lớp sét pha xen kẹp cát, dẻo chảy. Phân bố sau cùng theo
chiều sâu thiết kế. Thành phần thạch học là đất sét pha nặng, xen kẹp cát, màu
xám nâu, trạng thái dẻo chảy. Trong phạm vi hố móng sâu 30m chưa xác định
được bề dày lớp này. Thí nghiệm SPT cho N dao động từ 5 – 6 búa.
Như vậy mặt c t địa chất điển h nh Vĩnh Long cho thấy sự phân bố của
các lớp đất có trạng thái chảy. Đây là vấn đề với người thiết kế cọc nếu sử
dụng các bảng tra trong quy phạm và sẽ dẫn đến sai số lớn trong q tr nh tính
tốn.
1.2. Đặc điểm móng cọc và tiêu chuẩn thiết kế
1.2.1. Đặc điểm móng cọc [2]
Trong nhiều trường hợp, một bộ phận phía tr n của nền cơng tr nh có
thể là lớp đất tư ng đối yếu, v thế cần phải truyền áp lực từ công tr nh đến
các lớp đất chặt h n nằm ở độ sâu nào đó. Trong những trường hợp này người
ta khơng dùng móng nơng mà thường dùng móng cọc và có thể coi nó là biện
pháp xử lý nền dưới sâu, nó có khả năng tiếp thu tải trọng lớn và tiết kiệm do


giảm khối lượng đào đ p đất. Hiện nay móng cọc được sử dụng rộng rãi trong
các ngành xây dựng, thuỷ lợi, giao thơng...
Cấu tạo: móng cọc gồm ba bộ phận: cọc, đài cọc và đất bao quanh cọc,
trong đó cọc là bộ phận chính có tác dụng truyền tải trọng từ công tr nh l n
đất ở mũi cọc và xung quanh cọc. Đài cọc có tác dụng li n kết các cọc thành
một khối và phân phối tải trọng công tr nh l n các cọc. Đất bao quanh cọc
được cọc lèn chặt tiếp thu một phần tải trọng và phân bố đều h n l n đất đầu
mũi cọc. Móng cọc có tác dụng truyền tải trọng từ cơng tr nh xuống lớp đất có
cường độ lớn ở đầu mũi cọc và đất xung quanh móng. Trong thực tế xây dựng
móng cọc thường được sử dụng khi tải trọng công tr nh tư ng đối lớn và lớp

đất tốt lại nằm ở sâu, hoặc ở những n i có mực nước ngầm tư ng đối cao.

) Món

ọ

à

p

b) Món
Hình 1.2: Món ọ

ọ

à

o


Móng cọc có các ưu điểm nổi bật như sau:
- Giảm khối lượng làm đất, tận dụng được lớp đất nền cũ và tiết kiệm vật liệu
làm móng.
- Dễ dàng c giới hố trong việc thi cơng.
- Trong một số cơng tr nh phức tạp, có thể dùng móng cọc ở những bộ phận
chịu tải trọng lớn hoặc tại những chỗ đất yếu để giảm ch nh lệch về lún.
Có một số trường hợp không n n dùng biện pháp móng cọc, chẳng hạn
trường hợp nền đất là cát chặt, khi đóng cọc sẽ làm đất bị t i ra; nền đất có tác
dụng của lực thấm, cọc đóng vào sẽ làm dòng thấm tập trung, tăng th m khả
năng phá hoại của dòng thấm đối với nền.

1.2.2. Phân loại cọc [2]
a) P ân loạ ọ

eo ậ l ệ

Theo vật liệu, chúng ta có thể phân chia cọc thành: cọc gỗ, cọc thép,
cọc b tông, cọc phối hợp giữa các vật liệu tr n.
Cọc gỗ
Cọc gỗ thường được sử dụng là: thông, tràm, tre… dưới dạng cọc đ n,
đôi khi đang tổ hợp các thanh đ n thành bó cọc hoặc phối hợp với các loại
cọc khác như gỗ - bê tông, thép - gỗ. Cọc gỗ phải được thường xuy n nằm
dưới mực nước ngầm nhằm giữ cho phần thớ gỗ không bị tấn công bởi mốc,
mục, mối, mọt…
Một số y u cầu kỹ thuật cho một cây cọc gỗ như nó phải đủ tư i, độ ẩm
khơng nhỏ h n 20%, độ thon không nhỏ h n 1%, không được cong v nh hai
chiều và độ cong phải nhỏ h n 1%.
Trong một số trường hợp cần thiết, cọc gỗ thông được ngâm tẩm nhựa
đường và thuốc mối mọt để có thể sử dụng tr n mực nước ngầm sâu. Loại này
có tuổi thọ đạt đến ba, bốn mư i năm.


Hầu hết các loại cây có thân thon và thẳng đều có thể sử dụng làm cọc,
nhưng phải nghĩ đến việc lạm dụng sử dụng cây làm cọc sẽ ảnh hưởng xấu
đến mơi trường sống của lồi người.
Cọc bê tơng
Có rất nhiều loại cọc b tông như: Các loại cọc chế tạo sẵn đặc ruột
hoặc rỗng ruột và hạ búa bằng đóng, hoặc ép bằng các kích thuỷ lực, hay hạ
bằng xói nước, đơi khi kết hợp khoan mồi và đóng. Mặt khác, ta cũng có các
loại cọc đúc b tông ngay trong các hố khoan (hoặc đào) tại chỗ, thường được
gọi chung là cọc nhồi, loại này cũng có nhi u phư ng pháp thực hiện: khoan

hoặc đào đ n giản trong sét có độ dẻo từ trung b nh đến cao, hoặc phải giữ ổn
định thành vách bằng ống chống hay sử dụng dịch huyền phù bentonite khi
gặp đất rời,….Một số cọc b tông đã được đổ sẵn, phư ng pháp thi công hạ
cọc và thiết bị hạ cọc được thấy rõ ở hình 1.3 và hình 1.4.

Hình 1.3: Cọ bê tơng

Hình 1.4: Cá

ế b ạ ọ

Cọc bê tông tiền chế
Cọc b tông tiền chế tại công tr nh hoặc ở những nhà máy. Chúng có
tiết diện ngang dạng vuông cạnh d = 20cm đến 40cm, dài từ 4m đến 8m cho
các cọc hạ vào đất bằng các máy ép (như các cọc Méga) và có thể dài từ 8m


đến 20m cho loại hạ bằng búa đóng cọc. Dĩ nhi n, chiều dài cọc còn phụ
thuộc vào phư ng tiện vận chuyển từ n i sản xuất đến công trường.
Ngồi ra, cọc cũng có thể có dạng tiết diện trịn, tam giác, lục giác có
cấu tạo đặc hoặc rỗng ruột, đôi khi cọc cũng được làm bằng b tông ứng suất
trước.
Loại cọc b tông ứng suất trước thường là cọc ống rỗng ruột có kích
thước từ 0,4m đến vài mét đường kính.
Cọc b

tơng chế tạo sẵn thường được bố trí 4 hoặc 8 thanh thép dọc

chịu uốn, thép đai chống c t do cẩu vận chuyển hoặc cẩu l p dựng, cácvỉ thép
φ6 lưới ô vuông 50x50 ở đầu cọc để chống vỡ b tông khi bị ép mặt mạnh,

khu vực bố trí loại vỉ này ở hai đầu đoạn cọc nối một khoảng bằng cạnh B,
thanh thép gia cường ở mũi cọc để chịu đựng lực kháng xuy n khi qua các lớp
đất cứng, ngồi ra cịn có thép để móc, cẩu cọc (xem

ế ìn 1.4).

Thép đai

D

Thép chính

L

Đầu cọc

Hộp nối cọc

Mũi thép

Mối hàn

Đặt hộp nối cọc vào đầ
đoạn cọc dưới trước khi lắp
đoạn cọc trên vào, và hà
ối

Chi tiết mặt cắt A-A
A

A

Nối cọc

Hình 1.5: C

ế ọ bê ơn


Cọc nhồi
Cọc nhồi là loại cọc được đúc b tông tại chỗ vào lỗ trống đào hoặc
khoan trong lòng đất, tiết diện ngang là tròn, h nh chữ nhật, hoặc dạng chữ
thập, chữ H, chữ L;… Để ổn định thành vách các lỗ trống này trong đất dễ bị
sạt lở, có thể sử dụng ống vách hoặc sử dụng bùn khoan bentonite. Loại thứ
hai giá thành rẻ, thi công nhanh và có thể thực hiện được những cọc tiết diện
lớn h n loại thứ nhất, nhưng đòi hỏi nhiều điều kiện kỹ thuật g t gao trong
suốt quá tr nh thực hiện.
Cọc nhồi có thể khơng có cốt thép chịu lực khi các tải trọng công tr nh
chỉ gây n n ứng suất nén trong thân cọc. Trong trường hợp này, chúng ta có
thể đặt một ít thép chờ c m trực tiếp vào b tông tư i nhằm xác định trục cọc
đồng thời gia cường mạch dừng giữa mạch cọc và đài cọc. Trong trường hợp
cần cốt thép chịu mô men do tải ngang hoặc chịu tải nén cùng với b tơng,
chúng ta cần phải tính tốn cẩn thận chiều dài cần thiết của cốt thép này. Cọc
nhồi được chia thành các nhóm chính: Cọc nhồi ổn định thành vách bằng ống
chống có thu hồi ống vách hoặc khơng thu hồi ống vách; Cọc nhồi khơng có
thành vách khi nền đất là sét dẻo trung b nh đến cứng; Cọc nhồi ổn định thành
vách bằng dung dịch huyền phù.
+ Cọc nhồi ổn định thành vách bằng ống
chống. Nhóm này gồm:
- Loại cọc Franki; ống vách được hạ bằng cách đóng trực tiếp l n nút b tơng

bịt đầu ống (Hình 1.6);
- Loại cọc hạ ống vách sau lưỡi khoan:
- Và loại cọc hạ ống vách bằng các tia nước áp lực cao. Việc thu hồi ống vách
rất khó khăn và cần các máy móc thiết bị chuy n dụng làm giảm ma sát giữa
đất và mặt ngoài ống trong suốt thời gian ống nằm trong đất. Chính điều này
làm hạn chế kích thước của cọc loại này.


Hình 1.6: Cọ

o nn ồ ó n

àn

ọ F n

Khi thi công cọc nhồi và cọc barrette trong các loại đất dính, cọc chỉ đi
qua trong đất dính dẻo cao đến cứng, thành vách hố khoan có thể tự ổn định
khơng cần chống đỡ (hình 1.7).

Hình 1.7: K o n ọ n ồ

on

dín

+ Cọc nhồi và cọc barrette ổn định thành vách bằng bùn khoan.
Cọc nhồi và cọc barrette được phát triển từ các loại cọc rễ phát minh
bởi người Ý vào những năm 30 của thế kỷ XX, và được phát triển bởi người
Pháp, Nhật,…

Kích thước tiết diện ngang của cọc nhồi tuỳ thuộc vào dụng cụ tạo lỗ
trong đất.
Loại cọc nhồi và barrette này có khả năng chịu lực rất lớn, chiều sâu
cọc kỷ lục là 125m ở Malaysia cuối thế kỷ 20, ở Việt Nam kỷ lục là 98m ở
cầu Mỹ Thuận vào năm 1998.
b) Phân loạ ọ

eo ặ ín

l .

Cọc chịu mũi khi phần lớn tải trọng được truyền qua mũi cọc vào lớp
đất cứng ở mũi cọc.Cọc chịu mũi còn được gọi là cọc chống.
Cọc ma sát khi cọc không tựa đến lớp đất cứng, tải trọng được phân bố
phần lớn qua lực ma sát đất xung quanh cọc và một phần nhỏ qua mũi cọc.
Cọc ma sát còn được gọi là cọc treo.
Đôi khi cọc được phân chia thành cọc đứng và cọc xi n, (hình 1.8).
Ngồi ra cọc cịn được phân loại theo kích thước như: cọc nhỏ có cạnh
< 25cm và cọc có cạnh > 25cm.
Cũng cịn có khuynh hướng phân chia cọc thành: Cọc có độ chối khi hạ
cọc bằng phư ng pháp đóng hoặc ép: cọc khơng có độ chối khi hạ cọc trong
rãnh đào hoặc cọc nhồi.

Cọ

n

Hình 1.8: Các dạn

Cọ m sá
ọ

Cọ x ên

n , m sá à ọ x ên [2]


1.2.3. Tiêu chuẩn thiết kế
Hiện tại các công tr nh xây dựng đang tuân thủ theo ti u chuẩn Việt
Nam, ti u chuẩn Xây dựng, ti u chuẩn thiết kế, thi cơng và nghiệm thu móng
cọc bao gồm các ti u chuẩn ri ng biệt như sau:
-TCXD 189:1996 Móng cọc tiết diện nhỏ, ti u chuẩn thiết kế.
-TCXD 190:1996 Móng cọc tiết diện nhỏ-ti u chuẩn thi công và
nghiệm thu.
-TCXD 205: 1998 Móng cọc-Ti u chuẩn thiết kế.
-TCXD 206: 1998 Móng khoan nhồi -Y u cầu về chất lượng thi cơng.
-TCXD 88: 1982 Cọc Phư ng pháp thí nghiệm hiện trường.
- TCVN 9393: 2012 Cọc-Phư ng pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh dọc
trục.
Hiện các tính tốn, thiết kế sức chịu tải của cọc nói chung và của cả cọc
khoan nhồi, cọc barette ở nước ta đều dựa tr n các cơng thức tính tốn thuộc
các ti u chuẩn đã n u ở tr n và cá biệt có một số đ n vị ứng dụng các nghi n
cứu của nước ngồi. Đây là cơng thức vẫn mang nhiều tính quy ước và giả
định trong đó có hệ số hiệu chỉnh chưa được nghi m cứu đầy đủ cho đất nền
Vĩnh Long, n n chưa ch c đã phù hợp khi áp dụng cho các cơng trình trên
khu vực Vĩnh Long.
Theo kết quả s bộ trong đề tài nghi m cứu cấp Trường tại trường Đại
học Xây dựng Hà Nội mã hiệu 27-2009/KHXD [8] thực hiện, trị số ma sát

đ n vị của các lớp đất đo được trong thực tế lớn h n nhiều so với các giá trị
thường được dùng các phư ng pháp, ti u chuẩn hiện hành. Điều đó có nghĩa
là trong một số trường hợp ta có thể giảm giá thành bởi sức chịu tải của cọc
có thể lấy tăng th m so với các thiết kế sử dụng các cơng thức tính tốn
truyền thống hiện nay đang được dùng.


Tuy nhi n các nghi n cứu vẫn cịn ít và các kết quả chỉ mới áp dụng
trực tiếp cho các thiết kế của cơng tr nh đó, chưa được nghi n cứu và tổng kết
để có thể áp dụng một cách rộng rải cho một nền đất đặt trưng trong khu vực.
1.3. Một số cơng trình sử dụng móng cọc khu vực tỉnh Vĩnh Long
Trường Trung học Phổ thông Lưu Văn Liệt [9] được xây dựng lại trong
khuôn vi n hiện có của trường tại số 105, đường 30/4, phường 1, thành phố
Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long. Giải pháp phần móng là đài móng tr n cọc ép b
tơng cốt thép dự ứng lực Φ300 với các thông số kỹ thuật sau:
+ Đường kính ngồi cọc: Φ 300mm.
+ Cấp độ bền b tông theo thiết kế: 600 daN/cm2
+ Chiều dài: L = 4x12 = 48m.
+ Sức chịu tải tính toán: Ptk = 30 tấn.
+ Sức chịu tải thử tĩnh: Pthử tĩnhmax = 60 tấn.
+ Số lượng cọc thử: n = 2 cọc.
Trụ sở làm việc Huyện ủy huyện Vũng Li m [10] được xây dựng tại ấp
An Nh n, xã Trung Thành, huyện Vũng Li m, tỉnh Vĩnh Long. Giải pháp
phần móng là đài móng tr n cọc ép b tông cốt thép dự ứng lực Φ300 với các
thông số kỹ thuật sau:
+ Đường kính ngồi cọc: Φ 300mm.
+ Cấp độ bền b tông theo thiết kế: 600 daN/cm2
+ Chiều dài: L = 2x10 + 1x7= 27m.
+ Sức chịu tải tính tốn: Ptk = 40 tấn.
+ Sức chịu tải thử tĩnh: Pthử tĩnhmax = 80 tấn.

+ Số lượng cọc thử: n = 6 cọc.


Trụ sở làm việc Cục thuế tỉnh Vĩnh Long được xây dựng tại phường 9,
thành phố Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long. Giải pháp phần móng là đài móng tr n
cọc ép b tông cốt thép dự ứng lực Φ600 với các thơng số kỹ thuật sau:
+ Đường kính ngồi cọc: Φ 600mm.
+ Cấp độ bền b tông theo thiết kế: 600 daN/cm2
+ Chiều dài: L = 3x12 + 1x7= 43m.
+ Sức chịu tải tính tốn: Ptk = 125 tấn.
+ Sức chịu tải thử tĩnh: Pthử tĩnhmax = 250 tấn.
+ Số lượng cọc thử: n = 4 cọc.
1.4. Kết luận chương 1
Một thực tế đối với các công tr nh tr n địa bàn Vĩnh Long các thí nghiệm
nén tĩnh cọc với tải trọng nén bằng 2 lần tải trọng cho phép theo thiết kế của
cọc hầu như cho thấy kết cấu cọc làm việc tốt, chưa đạt đến trạng thái phá
hoại. Điều đó có ý nghĩa g ? Phải chăng sức chịu tải theo thiết kế của cọc
đang bị đánh giá thấp h n khả năng thực sự của nó, đặt biệt với thành phần
kháng ma sát.