TIÊu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998

D.3. Công thức động Hilley

D.3.1. Sức chịu tải giới hạn xác định theo công thức:

(D.4)

Trong đó:

k - Hiệu xuất cơ học của búa đóng cọc; một số giá trị được kiến nghị sử dụng như sau:

- 100% đối với búa rơi tự do điều khiển tự động và búa diesel;

- 75% Đối với búa rơi tự do nâng bằng cáp tời;

- 75%- 85% Đối với các loại búa hơi nước đơn động;

W_c -Trọng lượng của cọc, T;

W - trọng lượng của búa đóng, T;

h - Chiều cao rơi búa, m;

e- Hệ số phục hồi, một số giá trị của e như sau:

+ Cọc có đầu bịt thép: e=0,55;

+ Cọc thép có đệm đầu cọc bằng gỗ mềm: e=0,4;

+ Cọc bê tông cốt thép, đệm đầu bằng gỗ: e=0,25.

e_f - Độ lún của cọc dưới một nhát búa khi thí nghiệm( độ chối ),m;

c₁ - Biến dạng đàn hồi của đầu cọc, đệm đầu cọc và cọc dẫn, m;

c₂ - Biến dạng đàn hồi của cọc,m:

c₂=Qu.L/AE

c₃- Biến dạng của đất nền, thường lấy bằng 0,005m;

A - Diện tích tiết diện cọc,m²;

E- Môdun đàn hồi của vật liệu cọc, T/m².

D.3.2. Hệ số an toàn khi áp dụng công thức Hilley F_s ≥3,0.

PHỤ LỤC E

XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI THEO KẾT QUẢ NÉN TĨNH CỌC

E.1. Quy trình thí nghiệm để xác định sức chịu tải bằng thí nghiệm nén tĩnh được thực hiện trên cơ sở thoả thuận với chủ đầu tư hoặc cơ quan tư vấn của chủ đầu tư

E.2. Khi lựa chọn quy trình xác định sức chịu tải cho phép của cọc cần chú ý tới những đặc điểm của điều kiện địa chất tải trọng công trình và yêu cầu của thiết kế.

E.3. Phương pháp của SNIP2.02.03.85:

E.3.1. Sức chịu tải trọng nén thẳng đứng cho phép của cọc tính theo công thức:

(E.1)

Trong đó :

Q_a - Sức chịu tải cho phép của cọc; Q_tc

k_tc - Hệ số an toàn, xác định theo điều A.1 phụ lục A.

E.3.2. Sức chịu tải tiêu chuẩn theo kết quả thử chúng bằng tải trọng nén, nhổ được và theo hướng ngược được xác định theo công thức:

(E.2)

Trong đó:

m- Hệ số làm việc cho tất cả các loại nhà và công trình trừ trụ đường dây tải của lộ thiên,lấy bằng:

m=1.0 đối với cọc chịu nén dọc trục hoặc nén ngang;

m=0,8 đối với cọc chịu nhổ khi độ sâu độ cọc vào đất ≥ 4m;

m=0,6 đối với cọc chịu nhổ khi độ sâu độ cọc vào đất < 4m;

Q_u - Sức chịu tải cực hạn của cọc, t, xác định theo các điều E.3.3. đến E.3.5 của phụ lục 1

K_d - Hệ số an toàn theo đất, lấy theo những chỉ dẫn của điều E.4.3 của phụ lục này.

E.3.3. Trong trường hợp nếu số cọc được thử ở những điều kiện đất nền như nhau ít hơn 6 chiếc Q_uQumin,còn hệ số an toàn theo đất k_đ=1.

Khi số lượng cọc thử ỏ cùng điều kiện địa chất công trình bằng hoặc lớn hơn 6 chiếc thì các đại lượng Q_u nên xác định trên cơ sở kết quả xử lí thống kê.

E.3.4. Sức chống giới hạn Qu của cọc được xác định như sau (hình E.1)

- Là giá trị tải trọng gây ra độ lún tăng liên tục

- Là giá trị ứng với độ lún ξ S_gh trong các trường hợp còn lại:

Δ = ξ S_gh (E.3)

Trong đó:

S_gh-Trị số lún giới hạn trung bình cho trong tiêu chuẩn thiết kế nền móng,được qui

định theo nhiệm vụ thiết kế hoặc lấy theo tiêu chuẩn đối với nhà và công trình;

ξ - Hệ số chuyển từ độ lún lúc thử đến độ lún lâu dài của cọc, thông thường lấy ξ =0,1.Khi có cơ sở thí nghiệm và quan trắc lún đầy đủ, có thể lấy ξ =0,2

Nếu độ lún xác định theo công thứ (E.3) lớn hơn 40mm thì sức chịu tải cực hạn của cọc Q_u nên lấy ở tải trọng ứng với Δ =40mm

Đối với các cầu, sức chịu tải cực hạn của cọc chịu tải trọng nén phải lấy tải trọng bé hơn 1 cấp so với tải trọng mà dưới tải trọng này gây ran;

a) Sự tăng độ lún sau một cấp gia tải (ở tổng độ lún lớn hơn 40mm0 vượt quá 5 lần sự tăng độ lún của một cấp gia tải trước đó

b) Độ lún không tắt dần tron thời gian một ngày đêm hoặc hơn (ở tổng độ lún của cọc lớn hơn 40mm

Nếu khi htử,tải trọng lớn nhất đã đạt được có trị số bằng hoặc lớn hơn1,5Q_tc (trong đó Q_tc - Sức chịu tải của cọc tính theo các công thức của phụ lục A), mà độ lún của cọc bé hơn trị số xác định theo công thức (E.3), đối với cầu thì bé hơn 40mm, trong trường hợp này, sức chịu tải cực hạn của cọc cho phép lấy bằng tải trọng lớn nhất có được lúc thử.

Chú thích: Các cấp tải trọng khi thử cọc bằng nén tĩnh thường qui định trong phạm vi 1/10-1/15 sức chịu tải cực hạn tính toán của cọc

E.3.5. Khi thử tải bằng tải trọng tĩnh theo hướng ngang hặc nhổ thì sức chịu tải giới hạn

(điều E.3.3 của phụ lục này) lấy ở tải trọng mà dưới tác dụng của nó, chuyển vị của cọc tăng không ngừng.

Chú thích: Kết quả thử tĩnh cọc chịu tải trọng ngang giới hạn cho phép của nhà và công trình. Loại tải trọng như thế đối với nhà và công trình (trừ những công trình đặc biệt nhạy đối với biến dạng ngang) cho phép lấy tải trọng mà ở đó trị biến dạng ngang của cọc ở mức mặt đất khi thử bằng trị số giới hạn cho phép nhưng không quá 10mm.

E.4. Một số phương pháp thông thường khác dùng để xác định sức chịu tải giới hạn của cọc khi không thể thử cọc đến phá hoại, nhất là đối với cọc có đường kính lớn.

E.4.1. Phương pháp của Canadian Foundation Engineering Manual(1985)

Sức chịu đựn giới hạncủa cọc là tải trọng xác định từ giao đIểm của biểu đò quan hệ tải trọng- độ lún với đường thẳng (hình E.2)

S_f= δ + d/30 (E.4)

Trong đó :

S_f-Độ lún tại cấp tỉa trọng phá hoại,m

δ - Biến dạng đàn hồi của cọc,m

(E.5)

Q -Tải trọng tác dụng lên cọc,T

L_p- Chiều dài cọc, m

A-Diện tích tiết diện cọc, m²

E_p- Mô đun đàn hồi của vật liệu cọc,T/m²

E.4.2. Phương pháp của Davisson:sức chịu tải giới hạn của cọc là tải trọng ứng với độ lún trên đường cong tải trọng-Độ lún có được lúc thử tĩnh:

(E.6)

E.4.3. Trong trường hợp cọc dàI thì sức chịu tải giới hạn ứng với độ lún:

- Khi L_p/d>80 : (E.7)

- Khi Lp/d>100 : S_f = 60 : 80 mm (E.8)

Chú thích: Cách xác định S_f nói ở đIều E4-2 và E4-3 thực hiện như nêu ở đIều E4-1.

E.4.4. Sức chịu tải trọng nén cho phép xác định theo công thức:

(E.9)

E.4.5. Thông thường hệ số an toàn FS ≥ 2,0. Hệ số an toàn cao hơn nên được áp dụng cho các trường hợp sau đây:

- Đối với cọc ma sát trong đất dính

- Khi điều kiện địa chất phức tạp nhưng số lượng cọc thí nghiệm hạn chế

- Cọc trong cát rời, sức chịu tải suy giảm theo tời gian

- Khi cần đảm bảo yêu cầu cao về độ lún.

PHỤ LỤC G

TÍNH CỌC DƯỚI TÁC DỤNG ĐỒNG THỜI CỦA TẢI TRỌNG ĐỨNG VÀ TẢI TRỌNG NGANG VÀ MÔ MEN

TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP CỦA SNIP II-17-77

G.1. Tính cọc dưới tác dụng đông thời của tải trọng đứng, ngang và mô men theo sơ đồ nêu trên hình G1,bao gồm:

a) Chuyển vị ngang Δ_n và góc xoay, Ψ của đầu cọc cần thoả mãn điều kiện sau:

Δ_n ≤ S_gh (G1)

Ψ ≤ Ψ_gh (G2)

Trong đó:

Δ_n và Ψ -Những giá trị tính toán tương ứng chuyển vị ngang, m, và góc xoay,radian,của đầu cọc,xác đinh theo những chỉ dẫn ở đIều G.4 trong phụ lục này

S_gh và Ψ_gh-Những giá trị tương ứng chuyển vị ngang, m, góc xoay, radian, của đầu cọc, ược qui định từ nhiệm vụ thiết kế nhà và công trình.

b) Tính toán sự ổn định của đất nền xung quanh cọc, hực hiện theo những yêu càu của điều 6 phụ lục này.

c) Kiểm tra tiết diện của cọc theo độ bền của vật liệu, theo trạng thái giới hạn thứ nhất và thứ hai dưới tác dụng đồng thời của lực dọc trục, mô men uốn và lực ngang.

Các Giá trị tính toán của mô men uốn, lực ngang và lực dọc trục, tác dụng lên những tiết diện khác nhau của cọc, được xác định theo điều G7 của phụ lục này.Trong trường hợp cọc được ngàm cứng vào đài, góc xoay Ψ =0, tính toán mô men tại ngàm theo điều G.8 của phụ lục này.

Chú thích: Không cần tính toán độ ổn định của đất nền xung quanh cọc có bề rộng tiết diện d ≤ 0,6m với chiều dài trong đất lớn hơn 10d, trừ trường hợp cọc được hạ vào bùn hoặc đất sét ở trạng thái chảy hoặc dẻo chảy.

G.2. Khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, đất quanh cọc được xem như môi trường đàn hồi biến dạng tuyến tính đặc trưng bằng hệ số nền Cz,(T/m³)

Khi không có những số liệu thí nghiệm, cho phép xác định số liệu tính toán của hệ số nền Cz của đất ở quanh cọc theo công thức:

C_z=K.z (G.3)

Trong đó:

K - Hệ số tỉ lệ,T/m⁴,được lấy theo bảng G1

z - Độ sâu của vị trí tiết diện cọc, m, kể từ mặt đất đối với cọc dài cao, hoặc kể từ đáy đài đối với cọc đài thấp

Bảng G1-Hệ số tỉ lệ k

Loại đất quanh cọc và đặc trưng của nó	Hệ số tỉ lệ k,T/m4 cho cọc
	Đóng	Nhồi, cọc ống và cọc chống
Sét, á sét dẻo chảy (0,75l ≤ 1)	65-250	50-200
Sét, á sét dẻo mềm (0,5l ≤ 0,75), á sét dẻo(0 ≤ Il ≤ 1), cát bụi (0,6 ≤ e ≤ 0,8)	200-500	200-400
Sét, á sét gần dẻo và nửa cứng(0 ≤ Il ≤ 0,5), á sét cứng (Il<0), cát hạt trung(0,55 ≤ e ≤ 0,7)	500-800	400-600
Sét và á sét cứng (Il<0), cát hạt thô (0,55 ≤ e ≤ 0,7)	800-1300	600-1000
Chú thích: 1. Giá trị nhỏ của hệ số K trong bảng G1 tương ứng với giá trị số sệt Il của đất sét và hệ số rỗng e của đát cát được ghi trong dấu ngoặc đơn, còn giá trị lớn của hệ sô K tương ứng với giá trị nhỏ nhất của Il và e. Đối với những đất có đặc trưng Il và e ở khoảng trung gian thì hệ số K được xác định bằng cách nội suy. 2. Hệ số K đối với cát chặt được lấy cao hơn 30% so với giá trị lớn nhất ghi trong bảng cho loại đất loại sét.

G.3. Tất cả các tính toán được thực hiện theo chiều sau tính đổi của vị trí tiết diện cọc trong đất, Ze, và có chiều sâu tính đổi hạ cọc trong đất, Le, xác định theo công thức sau:

Ze=α _bdz (G.4)

Le= α _bdL (G.5)

Trong đó:

z và L - Chiều sâu thực tế vị trí tiết diện cọc trong đất và chiều sâu hạ cọc thực tế (mũi cọc) trong đất tính từ mặt đất với cọc đài cao và từ đáy đài với cọc đài thấp, m

α _bd-Hệ số biến dạng, I/m, xác định theo công thức:

(G.6)

Trong đó:

K - kí hiệu như tron công thức G3

E_b - Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông cọc hi nén và kéo,T/m2, lấy theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép

I - Mô men quán tính tiết diện ngang của cọc, m4

b_c - Chiều rộng qui ước của cọc, m được lấy như sau:

+ Khi d ≥ 0,8 thì bc=d+1m

+ Khi d<0,8m thì bc=1,5d+0,5m

G.4. Tính toán chuyển vị ngang của cọc ở mức đáy dài và góc xoay theo các công thức:

(G.7)

(G.8)

Trong đó:

H và M - Giá trị tính toán của lực cắt, T, và mô men uốn, T.m, tại dầu cọc (xem hình g.1)

l₀ - Chiều dài đoạn cọc, m, bằng khoảng cách từ đáy đài cọc đến mặt đất

Y₀ và Ψ_o -Chuyển vị ngang, m, và góc xoay của tiết diện ngang của cọc, radian, ở mặt đất với cọc đài cao, ở mức đáy đài thấp và được xác định theo điều G5 của phụ lục này.

Chú thích: Các đại lượng trong phụ lục này được coi là dương trong các trường hợp sau:

- Mô men và lực ngang tại đầu cọc:mô men theo chiều quay của kim đồng hồ và lực ngang hướng về phía bên phải

- Mô men uốn và lực cắt trong phần dưới của tiết diện cắt:mô men theo chiều quay của kim đồng hồ và lực ngang hướng về phía bên phải

- Góc xoay và chuyển vị ngang của tiết diện cọc:góc xoay theo chiều quay của kim đồng hồ và chuyển hướng về bên phải.

G.5. Xác định chuyển ngang y0,m và góc xoay o , radian, theo công thức:

y₀ = H₀δ_HH + M₀δ_HM (G.9)

Ψ₀ = H₀δ_MH + M₀δ_MM (G.10)

Trong đó :

H₀ - Giá trị tính toán của lực cắt, T, lấy H₀=H

M₀ - Mô men uốn, T.m, lấy M₀=M+Hl₀

δ_HH - Chuyển vị ngang của tiết diện, m/T, bởi lực H₀=1 (hình G.2a)

δ_HM - Chuyển vị ngang của tiết diện, l/T, bởi mô men M₀=1 (hình G.2b)

δ_MH - Góc xoay của tiết diện, l/T (T.m) δ_MH-Góc xoay củ tiết diện, l/T, bởi lực H₀=1 (hình G.2a)

δ_MM - Góc xoay của tiết diện,l/T (T.m), bởi mô men M₀=1 (hình G.2b)

Chuyển vị δ_HH, δ_MH = δ_HM và δ_MM được xác định theo công thức:

(G.11)

(G.12)

(G.13)

Trong đó:

A₀,B₀,C₀ - Những hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng G.2 tùy thuộc vào chiều sâu tính đổi của phần cọc trong đất L_e xác định theo công thức G.5. Khi L_e nằm giữa hai giá trị ghi trong bảng G.2 thì lấy theo giá trị gần hơn để tra bảng

G.6. Khi tính độ ổn định của nền quanh cọc, phải kiểm tra điều kiện hạn chế áp lực tính toán σ_z lên đất ở mặt bên của cọc theo công thức:

(G.14)

Trong đó:

σ_z - áp lực tính toán lên đất T/m², ở mặt bên cọc, xác định theo công thức (G.16) tại độ sâu z, m, kể từ mặt đất cho cọc đài cao và từ đáy dài cho cọc đài thấp:

a) Khi L_e2,5:tại 2 độ sâu z=L/3 và z= L

b) Khi L_e>2,5:tại độ sâu z=0,85/bd, trong đó /bd, xác định theo công thức (G6)

γ₁ - Khối lượng thể tích tính toán của đất, T/m³

σ’_v – Ứng suất có hiệu theo phương thẳng đứng trong đất tại độ sâu z,T/m²

φ₁,C₁ - Giá trị tính toán của góc ma sát trong, độ và lực dính, T/m² của đất

ξ - Hệ số, lấy = 0,6 cho cọc nhồi và cọc ống = 0,3 cho các loại cọc còn lại;

η₁ - Hệ số, lấy bằng 1, trừ trường hợp tính móng của các công trình chắn lấy bằng 0,7;

η₂ - Hệ số, kể đến phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải trọng, tính theo công thức:

(G.15)

Trong đó:

M_p - Mômen do tải trọng ngoài thường xuyên, tính toán ở tiết diện móng tại mức mũi cọc, T.m;

M_v - Mômen do tải trọng tạm thời, T.m;

n , hệ số, lấy bằng 2,5 trừ các trường hợp sau đây:

a) Những công trình quan trọng:

+ Khi Lc ≤ 2,5 lấy n = 4;

+ Khi Lc ≥ 5 lấy n = 2,5;

+ Khi L_c nằm giữa các trị số trên thì nội suy n .

b) Móng 1 hàng cọc chịu tải trọng lệch tâm thẳng đứng nên lấy n = 4, không phụ thuộc vào L_c.

Chú thích: Nếu áp lực ngang tính toán lên đất σ_z không thỏa mãn điều kiện (G.14) nhưng lúc này sức chịu tải của cọc theo vật liệu chưa tận dụng hết và chuyển vị của cọc nhỏ hơn trị số chuyển vị cho phép khi chiều sâu tính đổi của cọc L_c > 2,5 thì nên lặp lại việc tính toán với hệ số tỉ lệ K giảm đi (điều G.2 của phụ lục này). Với trị số mới của K cần kiểm tra độ bền của cọc theo vật liệu, chuyển vị của cọc cũng phải tuân theo điều (G.14).

G.7. Áp lực tính toán, σ_z, T/m₂, lực cắt Q_z, T, trong các tiết diện của cọc tính theo công thức:

(G.16)

(G.17)

(G.18)

N_z = N (G.19)

Trong đó:

K - Hệ số tỉ lệ xác định theo bảng G.1 của phụ lục này;

α_bd, E_b, I - Có ý nghĩa như công thức (G.6);

z_e - Chiều sâu tính đổi xác định theo công thức (G.4) tùy theo độ sâu thực tế z mà ở đó xác định σ_z, M_z, Q_z;

H₀, M₀, y₀ và Ψ₀ có ý nghĩa như đã nêu ở điều G.4 và G.5 của phụ lục này;

A1B1, C1và D1 A3B3, C3 và D3 A4B4, C4 và D4

- Các hệ số lấy theo bảng (G.3);

N - Tải trọng tính toán dọc trục tại đầu cọc.

G.8. Mômen ngàm tính toán, M_ng, T.m, khi tính cọc ngàm cứng trong đài và đầu cọc không bị xoay, tính theo công thức sau:

(G.20)

Ở đây, ý nghĩa các kí hiệu đều giống nhau, như những công thức nêu ở trên. Dấu “âm” có ý nghĩa là với lực ngang H hướng từ trái sang phải, mômen truyền lên đầu cọc từ phía ngàm có hướng ngược với chiều kim đồng hồ.

TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG THEO PHƯƠNG PHÁP CỦA BROMS (1964)

G.9. Tùy theo độ cứng của cọc và phân bố phản lực nền theo phương ngang, cọc đạt tới sức chịu tải giới hạn theo những cơ chế khác nhau. Đối với cọc “cứng”, sức chịu tải trọng chỉ phụ thuộc vào đất nền trong khi sức chịu tải của cọc “mềm” hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng chịu uốn của vật liệu cọc.

Các công thức tính toán và các biểu đồ được thiết lập cho trường hợp cọc nằm trong đất dính và trong đất rời.

G.9.1. Cọc trong đất dính

a) Cọc “cứng” : Sức chịu tải giới hạn, H_u, được tính toán trên cơ sở biểu đồ quan hệ giữa độ sâu ngàm cọc tương đối L/d và sức chịu tải giới hạn tương đối, H_u/C_ud², (hình G.3a). Trường hợp liên kết ngàm giữa cọc và dải cọc cũng được kể đến trong phương pháp tính.

b) Cọc “mềm” : Sức chịu tải giới hạn. H_u, được tính toán trên cơ sở biểu đồ quan hệ giữa khả năng chịu uốn giới hạn tương đối của vật liệu cọc, M_u/c_ud³ (hình G.3b).

G.9.2 Cọc trong đất rời

a) Cọc “cứng” : Sức chịu tải giới hạn, H_u, được tính toán trên cơ sở biểu đồ quan hệ giữa độ sâu ngàm cọc tương đối, L/d, và sức chịu tải trọng giới hạn tương đối, H_u-/K_pγd³ (hình G.4a).

b) Cọc “mềm”: Sức chịu tải giới hạn, H_u, được tính toán trên cơ sở biểu đồ quan hệ giữa khả năng chịu uốn giới hạn tương đối của vật liệu cọc, M_u/K_pγd⁴, và sức chịu tải giới hạn tương đối, H_u/K_pγd³ (hình G.4b).

tải về 0.56 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn: