TIÊu chuẩn ngành 20tcn 21: 1986 (thay thế cho 20tcn 21-72)

MÓNG CỌC

1.1. Khi thiết kế các móng cọc của nhà và công trình cần phải tuân theo tiêu chuẩn này

Chú thích:

1. Móng cọc của các máy có tải trọng động phải thiết kế theo các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế móng máy có tải trọng động.

2. Móng cọc của nhà và công trình xây ở những nơi chưa ổn định về mặt địa chất (ở nơi có thể xuất hiện trượt, các-tơ) và trong những điều kiện đặc biệt, nên thiết kế có kể đến những yêu cầu bổ sung đối với việc xây dựng và sử dụng nhà và công trình ở những vùng nói trên.

1.2. Lựa chọn kết cấu móng (ví dụ nền cọc hoặc nền thiên nhiên, trên nền được gia cố bằng lèn chặt, hóa học hoặc bằng nhiệt v,v…) cũng như dạng cọc và kiểu móng cọc (ví dụ cọc đóng theo nhóm, theo hàng dài, trường cọc) phải xuất phát từ điều kiện cụ thể của nơi xây dựng, được đặc trưng bảng tài liệu khảo sát kỹ thuật, trên cơ sở các kết quả so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án có thể của những giải pháp thiết kế móng, làm theo yêu cầu các quy tắc kỹ thuật và tiết kiệm các vật liệu xây dựng cơ bản.

1.3. Móng cọc nêu thiết kế trên cơ sở các kết quả điều tra địa chất công trình và địa chất thủy văn của vùng xây dựng theo như những yêu cầu của mục 3 thuộc tiêu chuẩn này, theo các số liệu về điều kiện khí hậu của nơi xây dựng cũng như theo đặc điểm của nhà và công trình được thiết kế và theo kinh nghiệm xây dựng của địa phương. Không cho phép thiết kế móng cọc mà không có cơ sở địa chất công trình thích hợp hoặc khi thiếu cơ sở địa chất công trình để lựa chọn kết cấu hợp lý của móng, dạng cọc và để xác định kích thước cọc.

1.4. Trong các bản vẽ thi công móng cọc phải chỉ rõ loại cọc, số lượng và các thông số của cọc (tiết diện và chiều dài cọc, sức chịu tải và tải trọng cho phép tương ứng của cọc), các thông số này không cần làm chính xác thêm bằng cách thử cọc trong đất trong quá trình xây dựng.

Chú thích:

Việc thử cọc, cọc ống hoặc móng cọc (ví dụ nhóm cọc), tiến hành trong quá trình xây dựng hoặc sau khi đã xây xong phải theo những yêu cầu của tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu nền và móng và theo sự nghiệm thu đưa vào sử dụng có sự kiểm tra của xí nghiệp xây dựng nhà và công trình, nhằm xác định chất lượng của móng cọc và sự phù hợp của móng với thiết kế cũng như để xác định sự tương ứng của điều kiện địa chất nơi xây dựng với tài liệu có được lúc thiết kế.

1.5. Trong những đề án móng cọc nên dự kiến việc đo thực tế biến dạng của nền và móng theo các mốc đặc biệt làm sẵn trong các trường hợp sau đây: Khi dùng các kết cấu mới cho nhà và công trình hoặc cho móng cọc mà chưa được nghiên cứu đầy dủ trong xây dựng hàng loạt; khi có nhiệm vụ đặc biệt, trong thiết kế có yêu cầu riêng về đo biến dạng nhằm nghiên cứu sự làm việc của nền, móng, kết cấu của nhà, công trình hoặc của thiết bị công nghệ. Việc chọn đối tượng để đo biến dạng cần phải được sự đồng ý của người giao thầu.

Chương trình và các kết quả đo đạc làm lúc xây dựng phải ghi trong tài liệu thiết kế và được chuyển cho cơ quan nghiệm thu sử dụng nhà hoặc công trình.

1.6. Các móng cọc dùng trong các điều kiện của môi trường ăn mòn phải được thiết kế theo các yêu cầu bổ sung của tiêu chuẩn bảo vệ kết cấu xây dựng chống ăn mòn, còn các kết cấu gỗ của móng cọc – cũng phải lưu ý các yêu cầu bảo vệ chúng chống mục, hỏng và các khuyết tật do mối mọt gây ra.

2. CÁC LOẠI CỌC

2.1. Trong tiêu chuẩn này khảo sát các loại cọc sau đây:

a) Cọc đóng làm bằng bê tông cốt thép và gỗ, hạ vào đất bằng búa, máy rung và bằng máy rung ép;

b) Cọc ống bằng bê tông cốt thép

c) Cọc nhồi bằng bê tông và bê tông cốt thép, làm lại chỗ trong đất;

d) Cọc bê tông cốt thép khoan hạ làm bằng các cấu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn hạ vào đất trong các lỗ đã khoan sẵn;

đ) Cọc vít có thân bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép.

2.2. Tùy theo tính chất của đất nằm dưới mũi cọc mà cọc được chia ra thành cọc chống và cọc treo.

Cọc các loại và cọc ống, khi chúng truyền tải trọng qua mũi cọc lên đất thực tế không bị nén co, đều thuộc loại cọc chống. Lực ma sát ở mặt hông của cọc chống sẽ không được kể đến trong các tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền khi chịu tải trọng nén.

Tất cả các loại cọc và cọc ống được hạ vào trong những đất có khả năng nén co đều thuộc loại cọc treo. Cọc treo truyền tải trọng lên đất qua mặt hông và qua mũi cọc.

Chú thích:

Đất thực tế không thể nén co được là các loại đá, đất hòn thô (cuội, sỏi, sạn, dăm) có lẫn chất lấp nhét là cát và đất sét có độ sệt cứng, không thể các đất phủ có độ no nước G < 0,85 cũng như không kể đất lớt, dạng lớt, đất trương nở và đất nhiễm muối.

2.3. Cọc đóng làm bằng bê tông cốt thép và cọc ống được chia thành:

a) Theo cách đặt cốt thép – cọc và cọc ống có cốt dọc không kéo căng với cốt thép ngang và có cốt dọc hoặc có sợi thép dọc kéo căng trước (bằng sợi thép và bỏ thép cường độ cao) với cốt ngang và không có cốt ngang, đồng thời chỉ có cọc tiết diện ngang là hình vuông mới được chế tạo mà không có cốt ngang.

b) Theo hình dáng tiết diện ngang – cọc vuông, cọc chữ nhật, cọc vuông có lỗ tròn và cọc tròn rỗng đường kính đến 800mm, bao gồm cả cọc ống đường kính hơn 800mm;

c) Theo hình dạng tiết diện dọc – cọc lăng trụ và cọc có mặt hông nghiêng (cọc thép, cọc hình thang, cọc hình thoi);

d) Theo đặc điểm kết cấu của thân cọc – cọc nguyên và cọc nối (gồm các đoạn riêng rẽ);

đ) Theo kết cấu mũi cọc – cọc mũi nhọn, cọc mũi phẳng, cọc mở rộng đáy hoặc không mở rộng đáy, cọc rỗng có mũi kín hay mũi hở và cọc mở rộng đáy bằng nổ mìn.

Chú thích:

Cọc đóng có đáy mở rộng bằng nổ mìn được chế tạo bằng cách đóng cọc tròn rỗng ruột, ở phần mũi có lắp mũi thép rỗng với mũi bịt kín, sau đó nhồi hỗn hợp bê tông vào ruột cọc, cho mìn nổ ở phần mũi để tạo ra đế loe cho cọc. Trong đề án móng cọc khi dùng cọc đóng và mở rộng đáy bằng nổ mìn phải ghi rõ về sự tuân thủ một cách chặt chẽ các yêu cầu thi công công tác khoan nổ, trong đó phải xác định khoảng cách cho phép từ nhà hoặc công trình hiện có đến vị trí nổ.

2.4. Biến tướng của cọc đóng làm bằng bê tông cốt thép theo kết cấu và theo phương pháp hạ cọc, là:

a) Cọc - cột, phần trên mặt đất của cọc dùng làm cột nhà (công trình).

Không cho phép dùng với tính cách là cọc – cột các cọc bằng bê tông cốt thép kéo căng trước với cốt dọc là thép sợi cũng như cọc kéo căng trước không có cốt ngang với bất kỳ loại cốt dọc nào;

b) Cọc được hạ trong các hố khoan sẵn, đồng thời đường kính lỗ khoan không nên lớn hơn cạnh bé nhất của tiết diện ngang hoặc đường kính cọc, còn độ sâu hố khoan nên bé hơn độ sâu hạ cọc yêu cầu theo tính toán không ít hơn 1m.

Các hố khoan sẵn cho phép dùng khi cần phải xuyên cọc qua đất sét có độ sệt cứng và nửa cứng (ví dụ đất trương nở, đất lún ướt) trong những trường hợp, khi mà theo kết quả đóng cọc thử hoặc theo kinh nghiệm xây dựng xác định được rằng không thể nào hạ cọc qua các lớp đất ấy nếu không khoan trước;

c) Cọc khi đóng có dùng phương pháp xói nước, thì việc xói này không được tiến hành ở mét cuối cùng lúc hạ cọc, còn cọc nên đóng tiếp để đặt đến độ chối thiết kế.

Việc xói nước cho phép làm chủ yếu khi đóng cọc qua lớp đất cát có chiều dày lớn.

2.5. Cọc đóng làm bằng gỗ được chia ra thành các loại sau;

a) Cọc nguyên làm bằng một cây gỗ:

b) Cọc nối theo chiều dài:

c) Cọc bó gồm một số cọc nguyên hoặc cọc nối.

2.6. Cọc nhồi, theo phương pháp chế tạo, được chia thành loại sau:

a) Cọc nhồi được chế tạo bằng cách đóng trước các ống thép bịt kín mũi ống và để lại trong đất mũ bịt hoặc nút bằng bê tông và sau đó rút ống ra dần tùy theo lượng bê tông đổ vào lỗ;

b) Cọc nhồi rung dập, tạo ra trong các lỗ khoan sẵn hoặc các lỗ đóng bằng cách cho vào các lỗ này hỗn hợp bê tông cứng, dầm chặt bằng máy rung dập có dạng hình ống với đầu nhọn và lắp vào máy hạ cọc bằng phương pháp rung.

c) Cọc nhồi trong ống dập được chế tạo bằng cách ép khoan vào đất, tạo nên lỗ có dạng hình tháp hoặc hình nón và sau đó nhồi hỗn hợp bê tông vào lỗ.

d) Cọc khoan nhồi có mở rộng - hoặc không mở rộng đáy được chế tạo trong đất sét không no nước, không cần chống thành hố còn trong đất ngập nước và trong cát thì phải giữ thành hố bằng dung dịch sét hoặc bằng ống chèn sau đó rút ống lên và chỉ trong những trường hợp đặc biệt khi có căn cứ hợp lý thì ống chèn mới để lưu lại trong đất.

đ) Cọc khoan nhồi mở rộng đáy bằng nổ mìn được chế tạo bằng cách khoan lỗ và sau đó mở rộng lỗ bằng nổ mìn và nhồi hỗn hợp bê tông vào lỗ.

2.7. Cọc đúc sẵn cho vào lỗ khoan, theo phương pháp thi công chia ra như sau:

a) Cọc – cột được chế tạo trong các lỗ khoan sẵn bằng cách đặt vào trong các lỗ này các cấu kiện đúc sẵn hình trụ hoặc lăng trụ có tiết diện đặc với các cạnh hoặc đường kính 800mm và lớn hơn, sau đó dùng vữa xi măng – cát nhồi vào khe (rộng 5 – 10cm) giữa thành lỗ khoan và các cấu kiện ấy:

b) Cọc đúc sẵn cho vào lỗ khoan có mở rộng đáy bằng nổ mìn khác với cọc khoan nhồi có nổ mìn (điểm d của điều 2.6) ở chỗ: sau khi nhồi hỗn hợp bê tông rồi mở rộng đáy bằng nổ mìn trong lỗ khoan đã đặt sẵn cọc bê tông cốt thép đã chế tạo trước trong nhà máy.

2.8. Cọc bê tông cốt thép và cọc bê tông, cọc ống và cọc cột bằng bê tông cốt thép nên thiết kế bằng bê tông nặng.

Mác bê tông về độ bền chịu nén đối với cọc đóng và cọc ống phải lấy không bé hơn mác thiết kế được quy định bằng các tiêu chuẩn Nhà nước cho cọc và cọc ống.

Đối với cọc nhồi, cọc cột và các loại cọc đóng khác không có kéo căng trước, khi chưa có tiêu chuẩn Nhà nước, nên dùng bê tông có mác không thấp hơn M200, còn khi có kéo căng trước thì không thấp hơn M300.

Chú thích:

Đối với cọc nhồi ngắn (chiều dài bé hơn 3m) cho phép dùng bê tông nặng có mác thiết kế không bé hơn M100.

2.9. Đài móng cọc bằng bê tông cốt thép nên thiết kế bằng bê tông nặng có mác thiết kế theo độ bền chịu nén, không bé hơn.

a) Đối với cầu, công trình thủy lợi và đối với trụ lớn của đường dây tải điện lộ thiên:

- Lắp ghép – M300

- Đổ tại chỗ - M200.

b) Đối với nhà và công trình, trừ các loại nói ở điểm “a”:

- Lắp ghép – M200

- Đổ tại chỗ - M50.

Bê tông để trám các cột bê tông cốt thép trong các cốc của đài cọc cũng như để trám đầu cọc đối với đài móng băng, đúc sẵn, nên theo đúng các yêu cầu của Tiêu chuẩn thiết kế cấu bê tông và bê tông cốt thép dùng cho bê tông đổ ở các mối nối các kết cấu đúc sẵn, nhưng không được bé hơn mác M150.

Chú thích:

Khi thiết kế công trình thủy lợi và cầu, mác thiết kế của bê tông để trám các cấu kiện đúc sẵn của móng cọc phải lớn hơn một cấp so với mác thiết kế của bê tông thuộc cấu kiện được liên kết.

2.10. Mác thiết kế của bê tông không thấm nước đối với cọc đóng bằng bê tông cốt thép, tiết diện vuông (trong đó kể cả lỗ tròn ở giữa) cũng như đối với cọc tròn và cọc ống bằng bê tông cốt thép phải định theo yêu cầu của các tiêu chuẩn Nhà nước đối với loại cọc kể trên.

Đối với cọc nhồi, cọc cột và các loại cọc đóng khác chưa có tiêu chuẩn Nhà nước, cũng như đối với đài cọc, mác thiết kế của bê tông, chống thấm nước nên quy định theo các yêu cầu của các tài liệu tiêu chuẩn thiết kế nhà và công trình trong đó có sử dụng móng cọc. Khi không có các yêu cầu này trong các tài liệu tiêu chuẩn, thì mác thiết kế của bê tông không thấm nước nên quy định xuất phát từ điều kiện nhiệt độ - khí hậu của vùng xây dựng và từ điều kiện địa chất nơi dùng móng cọc giống như là các yêu cầu đã nói trên đây trong các tiêu chuẩn Nhà nước đối với cọc tiết diện vuông, cọc tròn và cọc ống.

2.11. Các mối nối của cọc bê tông cốt thép ghép lại và của cọc ống phải đảm bảo:

a) Có độ bền đồng đều của liên kết nối và của thân cọc (cọc ống) khi chịu lực ép dọc trục và lực ngang cũng như mô-men uốn, còn đối với móng có cọc làm việc với tải trọng nhỏ phải chịu lực kéo.

b) Tính chất đồng trục của các cấu kiện nối.

2.12. Đài lắp thép bằng bê tông cốt thép hình băng và của nhóm cọc cho phép dùng loại nguyên cấu kiện cũng như loại lắp ghép từng đoạn, điều này phụ thuộc vào sức chở của các phương tiện vận tải và vào máy móc cẩu lắp.

2.13. Cọc gỗ phải chế tạo bằng gỗ giống lá kim (thông, lạc diệp tùng, cây tùng) có đường kính 22 – 34cm và dài 6,5 – 8,5m.

Gỗ để làm cọc phải bóc vỏ, vạc bỏ mắt gỗ và cành, phải giữ độ vát tự nhiên của thân gỗ. Các kích thước tiết diện ngang và chiều dài của cọc bó phải lấy theo kết quả tính toán và phù hợp với đặc điểm của đối tượng được thiết kế.

Chú thích:

Khả năng dùng cọc gỗ có thân dài hơn 8,5m chỉ cho phép khi được sự đồng ý của xí nghiệp chế tạo cọc.

2.14. Mối nối theo chiều dài trong các cọc gỗ và trong cọc bó phải dùng kiểu nối đối đầu có bọc bằng các đai thép hoặc bằng ống thép. Mối nối trong các cọc phải bố trí sole cách nhau không bé hơn 1,5m

3.1. Khối lượng và thành phần của công tác khảo sát cho từng đối tượng định thiết kế trên móng cọc phải được quy định bởi một chương trình do cơ quan khảo sát soạn thảo, căn cứ theo nhiệm vụ kỹ thuật lúc tiến hành khảo sát, theo yêu cầu của người giao thầu (cơ quan thiết kế - người chủ trì thiết kế) phù hợp với những yêu cầu của tiêu chuẩn khảo sát công trình xây dựng, của các tiêu chuẩn Nhà nước và của các tài liệu tiêu chuẩn hiện có về công tác khảo sát nhằm nghiên cứu đất nền nhà và công trình, cũng như theo các yêu cầu của phần 3 thuộc tiêu chuẩn này.

Nhiệm vụ kỹ thuật khi tiến hành khảo sát do người chủ trì thiết kế soạn thảo có sự tham gia của cơ quan thiết kế móng, chương trình này phải được sự đồng ý của cơ quan đề ra yêu cầu kỹ thuật khi tiến hành khảo sát.

3.2. Tất cả các loại khảo sát công trình cần để lập thiết kế móng cọc phải được thực hiện trong tổng thể của công tác khảo sát – thiết kế, thông thường là ở giai đoạn lập thiết kế kỹ thuật (kỹ thuật – thi công) trong đó phải đảm bảo có các dữ kiện sau đây:

a) Các số liệu ban đầu cho phép cơ quan thiết kế xác định khả năng và tính hợp lý của việc dùng móng cọc (theo kết quả khoan, hố đào, xuyên tĩnh, nghiên cứu đất trong phòng thí nghiệm và nước ngầm)

b) Các số liệu đầy đủ cần để lập bản vẽ thi công móng cọc (chọn loại và xác định các kích thước của cọc và cọc ống, cọc trụ và sức chịu tải của cọc, tải trọng tính toán tương ứng cho phép trên mỗi cọc); các số liệu này phải kết hợp với kết quả khoan, hố đào, xuyên và thử đất bằng bàn nén dưới tải trọng tĩnh hoặc bằng cách nén ngang trong vùng chu vi của nhà (công trình) định thiết kế. Khi cần thiết, tại nơi xây dựng phải tiến hành thử cọc hoặc cọc ống trong đất bằng tải trọng tĩnh hoặc động, còn đối với những nơi có đất trương nở thì thử nén cọc bằng tải trọng tĩnh ứng với các nhiệm vụ kỹ thuật bổ sung (theo chương trình) do cơ quan thiết kế - người chủ trì thiết kế nêu ra, nhiệm vụ kỹ thuật phải được soạn thảo có sự tham gia của cơ quan chịu trách nhiệm đồ án móng.

Trong những trường hợp cá biệt, khi không thể thực hiện đầy đủ công tác khảo sát thiết kế do hiện trường xây dựng chưa giải phóng mặt bằng, để lập bản vẽ thi công móng cọc có thể chưa cần đến công tác thử cọc. Sau đó làm chính xác lại bản vẽ thi công, điều chỉnh dự toán và trình bày cho người đặt hàng biết trước khi bắt đầu thi công.

Chú thích:

1. Thử động và thử tĩnh cọc, cọc ống và cọc trụ nên làm theo các yêu cầu của tiêu chuẩn Nhà nước về phương pháp thử cọc tại hiện trường (20 TCN 88 - 82) còn việc thử đất bằng xuyên tĩnh và xuyên động, bằng phương pháp nén ngang và bằng bàn nén thì theo các yêu cầu của các tiêu chuẩn Nhà nước tương ứng về phương pháp thử đất bằng xuyên tĩnh và xuyên động, về phương pháp xác định tại hiện trường môđun biến dạng của đất bằng cách nén ngang và bằng bàn nén.

2. Những điều đã trình bày ở điểm “a” của điều 3.2, công tác khảo sát có thể không tiến hành hoặc tiến hành với khối lượng giảm bớt nếu như các số liệu cần để xác định giải pháp kỹ thuật và loại móng cọc có thể tìm được ở các tài liệu lưu trữ của các cơ quan thiết kế, khảo sát và các cơ quan khác.

3. Những thử tĩnh cọc trong khảo sát công trình thường không tiến hành nếu như móng được thiết kế bằng cọc chống, đống bằng búa mà năng lượng va đập của nó thỏa mãn các yêu cầu của tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu nền móng. Trong mọi trường hợp còn lại, vấn đề cần phải thử tĩnh cọc phải được quyết định bởi cơ quan thiết kế móng cọc khi họ đề ra nhiệm vụ khảo sát.

3.3. Số lượng các phần khảo sát nói ở điều 3.2 cho mỗi nhà hoặc công trình không được ít hơn:

- Hố khoan: 2

- Hố đào: 2

- Xuyên: 5

- Thử động cọc: 5

- Thử tĩnh cọc, cọc mẫu hoặc cọc ống: 2

- Thử đất bằng bàn nén với tải trọng tĩnh hoặc nén ngang: 2

Số lượng và trình tự lấy mẫu đất để tiến hành thử trong phòng thí nghiệm được quy định trong chương trình thi công khảo sát theo các yêu cầu của các tài liệu tiêu chuẩn hiện hành về nghiên cứu đất nền nhà và công trình, trong đó bắt buộc phải lấy các mẫu đất nằm ngay ở chỗ mũi cọc và ở phía dưới mũi cọc trong phạm vi 5m

Chú thích:

1. Nếu những điều kiện địa chất công trình của nơi xây dựng tương tự với các điều kiện vùng đất tiếp giáp, mà đối với vùng ấy đã có nhiều kinh nghiệm làm móng cọc, thì theo sự thỏa thuận với cơ quan thiết kế - tác giả đồ án móng, được phép rút bớt khối lượng nghiên cứu.

2. Không được phép lập bản vẽ thi công móng cọc nếu như trong phạm vi chu vi của nhà hoặc công trình thiết kế hoặc gần đó (đến 5m) không có các hố khoan hoặc hố đào cho ta kết quả xác định các tính chất cơ lý của đất.

3.4. Chiều sâu lỗ khoan dự kiến trong chương trình khảo sát có kể đến các điều kiện địa chất công trình cụ thể của nơi xây dựng và tính chất của nhà (công trình) định thiết kế nên quy định sau hơn độ sâu mũi cọc, cọc ống và cọc trụ, trong đất, thông thường không bé hơn 5m.

Đối với nhà và công trình kiểu khung có tải trọng trên nhóm cọc treo và cọc ống lớn hơn 300 tấn, cũng như khi cọc được bố trí thành trường cọc dưới toàn bộ công trình, thì độ sâu của 50% số lượng hố khoan phải quy định sâu hơn độ sâu mũi cọc hoặc cọc ống, thường không bé hơn 10m.

Khi cần chống hoặc chôn sâu cọc, cọc ống và cọc trụ trong đó thì độ sâu hố khoan trong đá không được bé hơn 1,5m ở dưới mũi cọc, cọc ống và cọc trụ. Khi trong đá có các-tơ, các phụ lớp đất hoặc một số chỗ đất yếu cục bộ, thì số lượng và chiều sâu hố khoan phải quy định theo chương trình khảo sát xuất phát từ đặc điểm của điều kiện địa chất công trình của vùng xây dựng đang nghiên cứu.

Chú thích:

1. Trong nhiệm vụ kỹ thuật về thi công khảo sát, để quy định chiều sâu hố khoan, cho phép xác định sơ bộ chiều dài của cọc, cọc ống và cọc trụ theo số liệu của đất đã có trong các tài liệu lưu trữ về địa chất công trình đã làm trước đây hoặc theo các móng tương tự của nhà và công trình ở gần đấy.

2. Đối với cọc chỉ chịu lực nhỏ thì chiều sâu hố khoan và xuyên khi khảo sát cho phép chỉ lấy đến 1m sâu hơn mũi cọc.

3.5. Độ chặt của đất cát nên xác định trong điều kiện thế nằm tự nhiên theo số liệu xuyên ứng với những yêu cầu của các tiêu chuẩn Nhà nước và phương pháp thử đất tại hiện trường bằng xuyên tĩnh và xuyên động và khi có thể được thì theo kết quả thử các mẫu đất có kết cấu nguyên dạng lấy trong các hố đào hoặc hố khoan theo các yêu cầu của các tài liệu tiêu chuẩn về nghiên cứu đất nền nhà và công trình.

4. NHỮNG CHỈ DẪN CƠ BẢN VỀ TÍNH TOÁN

4.1. Tính toán móng cọc và nền cọc phải tiến hành theo trạng thái giới hạn của hai nhóm:

a) Theo nhóm thứ nhất:

- Về độ bền của kết cấu cọc, cọc ống, cọc trụ (dưới đây, trong chương này, để đơn giản sẽ gọi chung là cọc) cũng như của dài cọc (điều 4.2 của tiêu chuẩn này).

- Về sức chịu tải của đất nền móng cọc và của cọc (điều 4.3 của tiêu chuẩn này).

- Về ổn định (sức chịu tải) của nền móng cọc nói chung nếu truyền lên cọc các tải trọng nằm ngang (tường chắn, móng của các kết cấu có lực đẩy ngang v.v…) hoặc nếu nền bị giới hạn bởi các mái nghiêng hoặc gồm các lớp đất nằm nghiêng (điều 8.12 của tiêu chuẩn này).

b) Theo nhóm thứ hai.

- Về độ lún của nền móng cọc do tải trọng gây ra (các Điều 4.4, 7.1 và 7,2 của tiêu chuẩn này).

- Về chuyển vị của cọc (hướng thẳng đứng và nằm ngang ng và góc quay của đầu cọc ) cùng với đất nền do tác dụng của tải trọng đứng, tải trọng ngang và mômen (phụ lục của tiêu chuẩn này).

- Về hình thành hoặc mở rộng vết nứt trong các cấu kiện bê tông cốt thép của móng cọc (điều 4.2 của tiêu chuẩn này).

4.2. Phải tiến hành tính toán kết cấu của cọc và đài cọc theo độ bền tùy thuộc vào vật liệu chế tạo chúng (bê tông cốt thép, bê tông, gỗ) dựa vào tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép hoặc theo tiêu chuẩn kết cấu gỗ, trong những trường hợp cần thiết phải theo tiêu chuẩn thiết kế cầu và cống và thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép các công trình thủy lợi, có lưu ý đến các yêu cầu bổ sung, trình bày ở các Điều 4.6, 5.2, 5.3 và trong phụ lục thuộc tiêu chuẩn này.

Tính toán các cấu kiện bê tông cốt thép của móng cọc theo hình thành và phát triển vết nứt phải theo các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế bê tông và bê tông cốt thép, trong những trường hợp cần thiết phải theo các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép của công trình thủy lợi.

4.3. Móng cọc và cọc theo sức chịu tải của nền đất nên tính theo công thức.

(1)

Trong đó:

N – Tải trọng tính toán, tấn, truyền lên cọc (lực dọc trong cọc do tải trọng tính toán tác dụng lên móng gây ra với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất, xác định theo những chỉ dẫn của chương 8 thuộc tiêu chuẩn này.

 - Sức chịu tải tính toán của đất nền cho cọc đơn, tấn, sau đây để đơn giản sẽ gọi là “sức chịu tải của cọc” xác định theo những chỉ dẫn ở chương 5 và 6 của tiêu chuẩn này.

k_tc - Hệ số tin cậy, lấy bằng:

a) Nếu sức chịu tải của cọc được xác định bằng tính toán trong đó kể cả theo kết quả thử cọc bằng tải trọng động mà không kể đến biến dạng đàn hồi của đất k_tc = 1,4.

b) Nếu sức chịu tải của cọc được xác định theo kết quả thử cọc tại hiện trường bằng tải trọng tĩnh hoặc tính theo kết quả xuyên tĩnh của đất, cũng như theo kết quả thử cọc bằng tải trọng động có kể đến biến dạng đàn hồi của đất, k_tc = 1,25.

c) Đối với móng cầu dài cao, hệ số tin cậy được chọn tùy theo tổng số cọc của một trụ móng:

- Móng có 21 cọc và nhiều hơn k_tc = 1,4

- Móng gồm từ 11 đến 20 cọc k_tc = 1,6

- Móng gồm từ 6 đến 10 cọc k_tc = 1,65

- Móng gồm từ 1 đến 6 cọc k_tc = 1,75

P – Tải trọng tính toán, tấn, cho phép trên mỗi cọc*

* Trong tiêu chuẩn thiết kế móng cọc trước đây, P được gọi là sức chịu tải của cọc.

Chú thích:

1. Khi tính toán cọc các loại chịu lực nhỏ, còn cọc ống và cọc trụ chịu lực nén, ngoài tải trọng tính toán hoặc lực dọc xuất hiện trong cọc do tải trọng tính toán N trên mỗi cọc gây ra, còn phải thêm vào trọng lượng bản thân của cọc, cọc ống hoặc cọc trụ.

2. Nếu việc tính toán móng cọc có kể đến tải trọng gió và tải trọng cầu trục thì được phép tăng tải trọng tính toán trên các cọc biên lên 20% (trừ móng trụ đường dây tải điện).

Nếu cọc của móng trụ cầu theo hướng tác dụng của tải trọng ngoài cấu tạo thành một hàng hoặc một vài hàng thì khi kể đến tải trọng (kết hợp hoặc tách riêng) do lực hãm, áp lực gió, do chất hàng của tàu thủy gây ra, cho phép tăng tải trọng tính toán truyền cho mỗi cọc lên 10% khi 4 cọc bố trí thành 1 hàng và lên 20% khi có từ 8 cọc trở lên. Với số cọc nằm giữa khoảng nói trên thì số phần trăm nâng tải trọng tính toán phải xác định bằng nội suy.

4.4. Móng cọc nói chung và cọc khi đã tính theo trạng thái giới hạn của nhóm thứ hai (theo biến dạng) cần thỏa mãn điều kiện:

S  S_gh (2)

Trong đó:

S – trị tính toán của biến dạng (độ lún, chuyển vị v.v…) của cọc và móng cọc nói chung, xác định bằng tính toán theo các chỉ dẫn của những Điều 4.5 và 4.6 thuộc chương 7 và phụ lục của tiêu chuẩn này.

S_gh - trị giới hạn, cho phép của biến dạng (độ lún, chuyển vị v.v…) của móng cọc được quy định trong nhiệm vụ thiết kế và khi không quy định trong nhiệm vụ thì lấy theo biến dạng giới hạn cho phép được quy định trong tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.

4.5. Các tải trọng và tác động được kể đến trong tính toán móng cọc phải xác định theo “tiêu chuẩn tải trọng và tác động, những nguyên tắc cơ bản thiết kế kết cấu xây dựng và nền”. Trong những trường hợp cần thiết, tải trọng và tác động phải xác định theo các tiêu chuẩn: xây dựng trong vùng động đất; thiết kế nhà và công trình ở những vùng khai thác mỏ; tải trọng và tác động trên các công trình thủy lợi (sóng, tàu bè).

Ở đây việc tính toán móng cọc và nền của nó theo sức chịu tải phải tiến hành trên cơ sở tổ hợp các tải trọng tính toán với hệ số vượt tải lấy theo các yêu cầu của tiêu chuẩn tải trọng và tác động, còn việc tính nền của móng cọc theo biến dạng thì trên cơ sở tổ hợp các tải trọng tính toán với hệ số vượt tải bằng 1.

Tính toán độ lún của mố cầu chỉ tiến hành dưới tác dụng của tải trọng thường xuyên còn tính toán chuyển vị - ngang của đầu mố theo hướng dọc cũng như theo hướng ngang của trục cầu – với tổ hợp của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời.

Khi thiết kế móng cọc xây trong những điều kiện tự nhiên đặc biệt và chịu tác động của tải trọng đặc biệt (động đất, tác động do biến dạng mặt đất lúc khai thác Mỏ v.v….) ngoài những tính toán nói trên của móng cọc và nền của móng cọc đã nói trên đây còn cần phải tính toán theo sức chịu tải với tổ hợp đặc biệt của tải trọng, còn trong những trường hợp cần thiết (ví dụ ở vùng khai thác mỏ) phải tính theo biến dạng.

4.6. Việc xác định sức chịu tải P và biến dạng S của cọc, của đài, của móng cọc nói chung và của nền của chúng phải tính toán theo các yêu cầu của tiêu chuẩn này bằng cách dùng giá trị tính toán các đặc trưng của vật liệu và của đất. Khi có kết quả thử hiện trường (theo các yêu cầu trình bày tại các điều 6.1 – 6.9 của tiêu chuẩn này) sức chịu tải của cọc phải được xác định có kể đến kết quả tìm được bằng xuyên tĩnh đất hoặc theo số liệu thử động cọc hoặc có thể lấy trực tiếp theo kết quả thử cọc bằng tải trọng tĩnh.

Thuật ngữ “đặc trưng đất” nên hiểu là các đặc trưng độ bền và biến dạng của đất (góc ma sát trong lực dính C, môđun biến dạng của đất E) cũng như trong lượng thể tích của đất . Ngoài ra, thuộc về các đặc trưng tính toán của đất, trong tiêu chuẩn này, còn có sức chống tính toán của đất R ở mũi cọc và f ở mặt hông cọc, cũng như các đại lượng tính toán của hệ số nền của đất C ở mặt hông của cọc.

Giá trị tính toán các đặc trưng của đất , C, E và  nên xác định theo các yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình lúc này hạn chế hệ số an toàn theo đất k_d bằng các giá trị tương ứng 1.1 khi xác định góc ma sát trong ₁ và 1,5 khi xác định lực dính C₁. Trong những tính toán theo biến dạng cho phép lấy k_d=1 để tính tất cả các đặc trưng tính toán của đất.

Sức chống tính toán của đất R và f được dùng trong các công thức xác định sức chịu tải của cọc nên lấy theo những chỉ dẫn của các điều 5.4 – 5.11 của tiêu chuẩn này. Giá trị tính toán của hệ số nền C của đất khi tính cọc chịu tải trọng ngang nên lấy theo công thức (3) trình bày ở phụ lục của tiêu chuẩn này.

Các đặc trưng tính toán của vật liệu cọc và của đài cọc nên lấy theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông, bê tông cốt thép hoặc gỗ, còn đối với cầu – theo tiêu chuẩn thiết kế cầu và cống.

4.7. Những tính toán kết cấu của cọc thuộc tất cả các loại nên dựa vào các lực của nhà và công trình truyền lên cọc, còn đối với cọc đóng, ngoài lực nói trên, còn phải theo lực do trọng lượng bản thân của cọc gây ra trong khi chế tạo, chất kho và vận chuyển cọc cũng như khi nâng cọc lên giá búa tại một điểm cách đầu cọc một khoảng 0,3L (ở đây L – Chiều dài cọc).

Nội lực trong cọc (giống như trong đầm) do tác động của trọng lượng bản thân nên xác định có kể đến hệ số động lực bằng:

- Khi tính độ bền - 1,5.

- Khi tính theo sự hình thành và mở rộng vết nứt - 1,25.

Trong các trường hợp này hệ số vượt tải do trọng lượng bản thân của cọc gây ra nên lấy bằng 1.

4.8. Cọc cột nên tính như cọc bê tông cốt thép đóng có chú ý đến những yêu cầu bổ sung nói ở chương 14 của tiêu chuẩn này, cũng như tính theo độ bền và ổn định như là các cấu kiện của khung này.