Tiêu chuẩn xây dựng

Nội dung text: Tiêu chuẩn xây dựng

1. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế Pile foundation - Specifications for design 1. Nguyên tắc chung 1.1. Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc đ|ợc áp dụng cho các công trình thuộc lĩnh vực xây Những công trình có yêu cầu đặc biệt mà ch|a đề cập đến trong tiêu chuẩn này sẽ đ|ợc thiết kế theo tiêu chuẩn riêng hoặc do kỹ s| t| vấn đề nghị với sự chấp thuận của chủ công trình. 1.2. - TCVN 4195 4202 : 1995 Đất xây dựng - Ph|ơng pháp thử; - TCVN 2737 1995 - Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 5574 1991 - Kết cấu bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế; - TCVN 3993 3994 : 1985 - Chống ăn mòn trong xây dựng kết cấu bê tông và bê tông cốt thép; - TCXD 206 : 1998 - Cọc khoan nhồi - Yêu cầu về chất l|ợng thi công; - công móng - TCXD 174 : 1989 - Đất xây dựng - Ph|ơng pháp thí nghiệm xuyên tĩnh; - TCXD 88 :1982 Cọc - Ph|ơng pháp thí nghiệm hiện tr|ớng; - chuẩn ( standard test Method for High-Strain Dynamic Testing of Piles ); - BS 8004 :1986 - Móng (Foundations) - SINP 2.02.03.85 - Móng cọc ( Svainu fudamentu); - SINP.2.02.01.83 - Nền nhà và công trình ( Osnovania zdanii i soorujenii) 1.3. Kí hiệu quy |ớc chính. AP - Diện tích tiết diện mũi dọc; B - Bề rộng của đáy móng quy |ớc; c - Lực dính của đất; d - Bề rộng tiết diện cọc p ES - Mô - đun biến dạng của đất nền; EP - Mô - đun biến dạng của vật liệu cọc; FSS -Hệ số an toàn cho ma sát biên của cọc; FSP - Hệ số an toàn cho sức chống tại mũi cọc; G1 - Giá trị mô - đun của lớp đất xung quanh thân cọc; 1
2. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 G2 L - Chiều dài cọc; IL - Chỉ số sệt của đất; N - Tải trọng nén tác dụng lên cọc; NK - Tải trọng nhổ tác dụng lên cọc; NH - Tải trọng ngang tác dụng lên cọc; c q y NSPT - Chỉ số SPT từ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT); Qa - Sức chịu tải trọng nén cho phép của cọc; Qah - Sức chịu tải trọng ngang cho phép của cọc; Qu- Sức chịu tải trọng nén cực hạn của cọc; Quk- Sức chịu tải trọng nhổ cực hạn của cọc; uh Qs- Sức chịu tải trọng cực hạn của cọc đơn do ma sát bên; Qp- Sức chịu tải trọng cực hạn của cọc đơn do lực chống; Sgh -Trọng lực cọc; W - Lực chống cắt không thoát n|ớc của đất nền; ca- Lực dính giữa cọc và đất xung quanh cọc; u fi - Ma sát bên tại lớp đất thứ i; fc - C|ờng độ chịu nén của bê tông; f - Giá trị ứng xuất tr|ớc của tiết diện bê tông đã kể đến tổn thất; fy - Giới hạn dẻo của thép; li - Chiều dày của lớp đất thứ i trong chiều dài tính toán cọc; qp - C|ờng độ chịu tải cực hạn của đất ở mũi cọc; c u - Chu vi tiết diện ngang thân cọc; - Khối l|ợng thể tích tự nhiên của đất; - Góc ma sát trong của đất n- Góc ma sát giữa cọc và đất; 1.4. Các định nghĩa và thuật ngữ. - công tại chỗ vào lòng đất, đá để truyền tải trọng công trình xuống các lớp đất đá sâu hơn nhằm cho công trình xây dựng đạt yêu cầu của trạng thái giới hạn quy định. 2
3. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - quanh, bao gồm các loại cọc chế tạo đ|ợc đ|a xuống đọ sâu thiết kế bằng ph|ơng pháp đóng (đ|ợc gọi là cọc đóng), ấn (đ|ợc gọi là cọc ép) và rung, hay loại cọc nhồi đổ tại chỗ mà ph|ơng pháp tạo lỗ đ|ợc thực hiện bằng ph|ơng pháp - Cọc thay thế : là loại cọc thi công bằng cách khoan lỗ và sau đó lấp đầy bằng vật liệu khác ( ví dụ cọc nhồi đổ tại chỗ ) hoặc đ|a các loại cọc chế tạo sẵn vào. - Cọc thí nghiệm : là cọc đ|ợc dùng để đánh giá sức chịu tải hoặc kiểm tra chất - Nhóm cọc : gồm một số cọc đ|ợc bố trí gần nhau và cùng có chung một đài cọc. - Băng cọc : gồm những cọc đ|ợc bố trí theo 1 - 3 hàng d|ới các móng băng. - Bè cọc : gồm nhiều cọc có chung một đài với kích th|ớc lớn hơn 10 10m. - Đài cọc : là phần kết cấu để liên kết các cọc trong một nhóm cọc với công trình bên trên - Cọc đài cao : là hệ cọc trong đó đài cọc không tiếp xúc với đất. - - Cọc ma sát : là cọc có sức chịu tải chủ yếu do ma sát của đất tại mặt bên cọc. - Lực ma sát âm : là giá trị lực đo đất tác dụng lên thân cọc có chiều cùng với chiều tải trọng của công trình tác dụng lên cọc khi chuyển dịch của đất xung - Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Sandard Penetration Test ): là thí nghiệm thực hiện trong hố khoan bằng cách đóng một ống mẫu có kích th|ớc quy định vào lòng đất bằng l|ợng rơi tự do của một quả búa là 65,5 kg với chiều cao rơi búa là 76cm. - Chỉ số NSPT : là kết quả thu đ|ợc từ thí nghiệm SPT, thể hiện bằng số nhát búa cần thiết để đóng đ|ợc mũi xuyên vào đất một khoảng là 30cm. - Sức chịu tải cực hạn : là giá trị sức chịu tải lớn nhất của cọc tr|ớc thời điểm xảy - Sức chịu tải cho phép : là giá trị tải trọng mà cọc có khả năng mang đ|ợc, xác định bằng cách chia sức chịu tải cực hạn cho hệ số an toàn quy định - Tải trọng thiết kế (tải trọng sử dụng): là giá trị tải trọng dự tính tác dụng lên cọc. 2.1. Khảo sát địa chất công trình 2.1.1. Những vấn đề chung Nhiệm vụ kỹ thuật cho khảo sát điều kiện đất nền phục vụ thiết kế móng cọc do đơn đơn vị chuyên ngành khảo sát cần nêu rõ dự kiến các loại cọc, kích th|ớc cọc và các giải pháp thi công để làm cơ sở cho các yêu cầu khảo sát. Trên cơ sở các nhiệm vụ kỹ thuật của chủ đấu t|, đơn vị thực hiện khảo sát lập 2.1.2. Các giai đoạn khảo sát 3
4. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 phục vụ cho thiết kế và thi công móng cọc o TCXD 160:1987. Thông th|ờng nội dung khảo sát đ|ợc thực hiện làm 2 giai đoạn tùy theo yêu cầu của chủ đầu t|, bao gồm: - Khảo sát sơ bộ, giai đoạn này đ|ợc thực hiện trong tr|ờng hợp quy hoạch khu vực trình và nền móng dự kiến. - Khảo sát kĩ thuật: giai đoạn này đ|ợc thực hiện sau khi ph|ơng án công trình đã đ|ợc khẳng định, nhằm cung cấp các chi tiêu tính toán phục vụ cho việc thiết kế 2.1.3. Khối l|ợng khảo sát. - Đối với giai đoạn khảo sát sơ bộ: Số l|ợng điểm khảo sát cần phải đủ tuỳ theo điều kiện phức tạp của đất nền và độ lớn của diện tích xây dựng để có thể cung cấp các độ sâu của lớp đất có khả năng chịu lực thích hợp. - Đối với giai đoạn khảo sát kĩ thuật: Số l|ợng điểm khảo sát cần phải tuỳ theo độ lớn của diện tích xây dựng nh|ng không quá 3 điểm cho khu vực hoặc công trình thăm dò. 2.1.4. Độ sâu thăm dò - Đối với giai đoạn khảo sát sơ bộ: tùy theo đặc điểm công trình, độ sâu điểm thăm Khoảng cách giữa hai lần thí nghiệm liền nhau không lớn hơn 1,5m.Trong tr|ờng hợp không sử dụng thí nghiệm SPT, có thể sử dụng các ph|ơng pháp sao cho vẫn thỏa mãn yêu cầu xác định đ|ợc lớp đất có đủ tin cậy để tựa cọc. - trị sau: 10 lần đ|ờng kính d|ới độ sâumũicọcvà 6m. Tuy nhiên đối với các công trình giao thông khi sử dụng nhóm cọc, độ sâu thăm dò d|ới mũi cọc không nhỏ hơn 2 lần chiều rộng lớn nhất của nhóm cọc đ|ợc thiết kế chống trên mặt đá hoặc ngàm trong đá. Khi cọc đ|ợc thiết kế chống hay ngàm trong đá, tại mỗi vị trí thăm 2.1.5. Các ph|ơng pháp khảo sát phục vụ cho thiết kế : - Khoan - Lấy mẫu đất và n|ớc để thí nghiệm; - Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn ( SPT ); - Thí nghiệm xuyên tĩnh ( CPT ); - Thí nghiệm cắt cánh; - Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan; - Thí nghiệm xác định sức chịu tải và khả năng thi công cọc; -V.vô 2.1.6. Các thông số chủ yếu cần cho thiết kế baogồm: - Chỉ số Nspt theo độ sâu; - Giá trị sức chống ở mũi, qc và ma sát bên, fs theo độ sâu; 4
5. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - U theo độ sâu; - Chế độ n|ớc d|ới đất; - Các chỉ tiêu cơ lí của đất, tính ăn mòn của đất và n|ớc. Các công trình lân cận khu vực xây dựng (nhà, cầu, đ|ờng, công trình ngầm, hệ thống đ|ờng ống kĩ thuật,v.vô) cần đ|ợc khảo sát hiện trạng để lập biện pháp thi công và thi công cọc chống ảnh h|ởng bất lợi đối với việc sử dụng bình th|ờng của các công 3. Nguyên tắc cơ bản cho tính toán 3.1. Những yêu cầu chung 3.1.1. Cọc và móng cọc đ|ợc thiết kế theo các trạng thái giới hạn. Trạng thái giới hạn Nhóm thứ nhất gồm các tính toán : - Sức chịu tải giới hạn của cọc theo điều kiện đất nền; - Độ bền của vật liệu làm cọc và đài cọc; - Độ ổn định của cọc và móng; Nhóm thứ 2 gồm các tính toán : - Độ lún của nền cọc và móng; - - Hình thành và mở rộng vết nứt tròn cọc và đài cọc bằng bê tông cốt thép Chú thích : 1) Khi trong nền đất d|ới mũi cọc có lớp đất yếu thì cần phải kiểm tra sức chịu tải của lớp này để 2) Khi cọc làm việc trong đài cao hoặc cọc dài và mảnh xuyên qua lớp đất nếu có sức chịu tải giới hạn nhỏ hơn 50 kPa (hoặc sức chống cắt thoát n|ớc nhỏ hơn 10 kPa) thì cần kiểm tra lực nén cực hạn của thân cọc. 3) Khi cọc nằm ở s|ờn dốc ở mép biên cạnh hố đào ô, cần kiểm tra tính ổn định của các cọc và móng. Nếu có yêu cầu nghiêm ngặt đối với chuyển vị ngang, phải kiểm tra chuyển vị ngang. 4) Tính toán khả năng chống nứt và độ mở rộng khe nứt của cọc và đài cọc bằng bê tông cốt thép theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hiện hành. 3.1.2. Tải trọng dùng trong tính toán theo nhóm trạng thái giới hạn đầu là tổ hợp tải trọng ô thứ hai theo tổ hợp tải trọng cơ bản với tải trọng nh| quy định của tiêu chuẩn trọng tải và tác động. 3.1.3. Mỗi ph|ơng án thiết kế cần thoả mãn các yêu cầu sau đây: b) Hệ số an toàn sử dụng cho vật liệu cọc và đất nền là hợp lý; c) Ph|ơng án có tính khả thi về mặt kinh tế - kĩ thuật, đảm bảo việc sử dụng bình th|ờng các công trình lân cận. 3.1.4. Những công trình có một trong những điều kiện sau đây phải tiến hành quan trắc lún theo một ch|ơng trình quy định cho đến khi độ lún đ|ợc coi là ổn định: - Công trình có tính chất quan trọng 5
6. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - Điều kiện địa chất phức tạp; - Dùng công nghệ làm cọc mới; 3.2. Chọn loại cọc biệt chú ý đến các yếu tố chính sau đây: - Đặc điểm của công trình; - Điều kiện cụ thể của đất nền và n|ớc ngầm; - phép, hiện trạng công trình lân cận, hệ thống ngầm n|ớc d|ới đất và vệ sinh môi tr|ờng khác e); - Khả năng thi công của nhà thầu; - - Khả năng kinh tế của chủ đầu t|. 3.2.2. Cần nắm vững phạm vi sử dụng của từng loại cọc cũng nh| khả năng và mức độ hoàn thiện của thiết bị thi công, trình độ nghề nghiệp của đơn vị thi công, nhất là hiệu quả kinh tế kỹ thuật và tính khả thi để lựa chọn. Chú thích : 1) Theo biện pháp thi công, cọc đ|ợc phân làm 3 loại chính: ph|ơng pháp đóng, ép hoặc rụng; b) Cọc gây dịch chuyển nhỏ trong quá trình thi công : bao gồm các loại cọc thép hình có mặt cắt hở, cọc ống mà đất có thể chui vào lòng cọc một cách dễ dàng hoặc cọc đ|ợc hạ bằng ph|ơng pháp đóng, ép và rung có khoan dẫn với đ|ờng kính lỗ khoan nhỏ hơn bề rộng tiết c) Cọc thay thế : là các loại cọc khoan nhồi hoặc cọc đ|ợc hạ bằng ph|ơng pháp đóng, ép và rụng có khoan dẫn với đ|ờng kính lỗ khoan bằng lớn hơn bề rộng tiết diện cọc. 2) Khi sử dụng loại cọc dịch chuyển lớn, cần chú ý tới ảnh h|ởng bất lợi đến công trình lân cận và các cọc thi công tr|ớc đó bị nặng lên và bị dịch chuyển ngang quá mức cho phép. Trong quá trình hạ cọc, nền đất bị xáo động, hiệu ứng này cần phải đ|ợc kể đến trong thiết kế nhóm cọc. Các hiện t|ợng nêu trên có thể khắc phục đ|ợc bằng cách sử dụng các loại cọc gây dịch chuyển nhỏ, khoan dẫn tr|ớc khi hạ cọc khoan nhồi. n|ớc có áp, có thể làm ảnh h|ởng đến chất l|ợng cọc và khả năng chịu tải của các lớp đất xung quanh thân cọc, mặt khác với sự tồn tại của n|ớc tự do trong các lớp đất rời sẽ làm ảnh h|ởng đến quá trình linh kết của xi măng. Trong tr|ờng hợp này cần sử dụng ống vách để bảo vệ cho cọc. n|ớc, nhất thiết phải tránh sử dụng các ph|ơng pháp gây tác dụng làm giảm c|ờng độ chống cắt của các lớp đất d|ới đáy móng của các công trình lân cận. 3.3. C|ờng độ của vật liệu cọc Cọc chế tạo sẵn phải đ|ợc thiết kế để có thể chịu đ|ợc giá trị nội lực sinh ra trong quá trình cẩu, vận chuyển, lắp dựng, thi công hạ cọc và chịu tải với hệ số an toàn và hợp lí. Đối với cọc khoan nhồi, để đảm bảo c|ờng độ, cần chú ý đến độ sạch 6
7. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 nhất và đặc chắc của bê tông. 3.3.2. ứng xuất trong cọc - Với cọc bê tông cốt thép : 0.33 fc; - Với cọc bê tông cốt thép ứng xuất tr|ớc : 0.33 fc r 0.27 fpe; - Với cọc thép hình chữ H cà tròn không có bê tông nhồi : 0.25 fy; - ứng xuất cho phép lớn nhất (trong quá trình đóng cọc có thể sinh ra hai loại sóng ứng xuất nén và kéo) do đóng cọc, không đ|ợc v|ợt quá giới hạn sau: - 0.70 fy (cho tr|ờng hợp sóng kéo); - Với cọc bê tông cốt thép ứng xuất tr|ớc : 0.85 fc-fpc(cho tr|ờng hợp sóng nén); fc+fpc (cho tr|ờng hợp sóng kéo); - Chú thích: 1) Nếu mặt phẳng đầu cọc không vuông góc với h|ớng rơi của quả búa, lực ngang sẽ xuất hiện gây mô - men uốn cho cọc. Giá trị mô - men này sẽ tác dụng lại dàn búa và làm cho các cọc bị 2) Nếu tiết diện chịu và chậm của cọc không đủ lớn, vật liệu đầu cọc sẽ bị phá hoại. Hiện t|ợng này th|ờng xảy ra đối với cọc gỗ và cọc thép đ|ợc đóng trực tiếp mà không có mũi cọc, tuy nhiên nếu mũi cọc không che hết đ|ợc đầu cọc thì cũng xảy ra các hiện t|ợng nh| trên. 3) Nếu cọc phải đóng qua một lớp sét cứng hoặc lớp cát chặt để đi xuống lớp chịu lực sâu hơn, lớp cuội hoặc sỏi đá cũng dễ bị phá hoại. 4) Khi đóng cọc với quả búa nhẹ so với trọng l|ợng cọc và chiều cao rơi búa lớn sẽ gây ứng xuất tiếp xúc lớn làm hỏng đầu cọc. Thông th|ờng tỉ số giữa trọng l|ợng búa và cọc không nhỏ hơn 0.25 và đ|ợc lấy tùy theo loại búa sử dụng. 5) Khi đóng cọc qua lớp đất yếu, nếu chiều cao rơi búa lớn có thể gây ứng xuất kéo dài làm hỏng cọc. 3.3.3. Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn Cọc đ|ợc thiết kế với các loại tải trọng th|ờng xuất hiện trong quá trình bốc dỡ, a) Bê tông Những yêu cầu về bê tông cọc đ|ợc lấy theo các tiêu chuẩn thiết kế cấu bê tông cốt thép hiện hành. Bê tông cọc cần đ|ợc thết kế chống đ|ợc các tác nhân bên ngoài có trong nền đất. Dựa trên điều kiện làm việc của cọc, mác tối thiểu cho bê tông cọc có thể lấy theo bảng 3.1 : Điều kiện Mác bê tông ( Mpa) Cọc phải đóng đến độ chối rất nhỏ 40 Điều kiện bình th|ờng và dễ đóng 25 7
8. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 b) Cốt thép Cốt thép cọc phải thoả mãn các điều kiện quy định về chất l|ợng cốt thép để có thể chịu đ|ợc các nội lực phát sinh trong quá trình bốc dỡ, vận chuyển và áp lực kéo các mô - men uốn của công trình bên tác dụng vào cọc, cũng cần xét đến trị ứng Cốt thép chủ yếu cần đ|ợc kéo dài liên tục theo suốt chiều dài cọc. Trong tr|ờng hợp bắt buộc phải nối cốt thép chủ, mối nối cần đ|ợc tuân theo quy định về nối thép và bố trí mối nối của các thanh. đầu cọc, nh|ng cần bố trí sao cho sự gián đoạn đột ngột của cốt thép không gây ra hiện t|ợng nứt khi cọc chịu tác động xung trong quá trình đóng cọc. Cốt thép dọc đ|ợc xác định theo tính toán, hàm l|ợng thép không nhỏ hơn 0,8% cọc cho nhà cao tầng, hàm l|ợng của cốt thép dọc có thể nâng lên 1 - 1.2%: - Mũi cọc xuyên qua lớp đất cứng; - Độ mảnh của cọc L/d >60; - Cốt đai có vai trò đặc biệt quan trọng để chịu ứng xuất nảy sinh trong quán trình đóng cọc. Cốt đai có dạng móc, đai kín hoặc xoắn. Trừ tr|ờng hợp có sử dụng mối nối đặc biệt hoặc mặt bích bao quanh đầu cọc mà có thể phân bố đ|ợc ứng xuất tại hai đầu cọc, hàm l|ợng cốt đai không ít hơn 0,6% của thể tích vùng nêu trên. Trong phần thân cọc, cốt đai có tổng tiết diện không nhỏ hơn 0,2% và đ|ợc bố trí với khoảng cách không lớn hơn ẵ bề rộng tiết diện cọc. Sự thay đổi các vùng có c) Mũi cọc Mũi cọc có thể là mặt phẳng hay nhọn. trong tr|ờng hợp phải đóng xuyên qua quá, sét lẫn cuội sỏi hoặc các loại đất nền khác có thể phá hoại phần bê tông nên mũi nhất thiết phải nhọn. d) Nối cọc Một cây mọc không nên có quá 2 mối nối (trừ tr|ờng hợp cọc thi công bằng chịu tải. Nói chung mối nối cọc nên thực hiện bằng ph|ơng pháp hàn. Cần có biện pháp bảo vệ mối nối trong các lớp đất có tác nhân ăn mòn. e) Cắt đầu cọc. cao độ sao cho phần bê tông cọc nằm trong đài đảm bảo từ 5 -10cm nếu liên kết khớp cọc dài. Phần cốt thép nằm trong đài đ|ợc thoả mãn theo yêu cầu của thiết kế. Khi cắt đầu cọc, phải đảm bảo cho bê tông cọc không bị nứt, nếu có, cần đục bỏ phần nứt và vá lại bằng bê tông mới. g) Kéo dài cọc Trong tr|ờng hợp phải kéo dài cọc mà đầu cọc không đ|ợc thiết kế mối đặc biệt, thì phải đập bỏ một phần bê tông đầu cọc không ít hơn 200mm và phải tránh làm 8
9. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 hỏng bê tông cọc. Thép chủ đ|ợc hàntheođúngquyphạmvềvềhàn cốt thép. Khi không có máy hàn thì có thể sử dụng cách nối bằng ph|ơng pháp buộc, chiều dài đoạn buộc không nhỏ hơn 40 lần đ|ờng kính cốt thép. 3.3.4. Cọc bê tông ứng suất tr|ớc Thiết kế cọc bê tông cốt thép ứng suấttr|ớccầntuân thủ các yêu cầucủa Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hiện hành và cần l|u ý đến các điểm sau: - Bảo vệ chống ăn mòn; - - Sử dụng búa có tỉ số trọng l|ợng búa trọng l|ợng cọc lớn với chiều cao rơi búa thấp để hạn chế hỏng cọc. 3.3.5. Cọc thép hình tròn, hình hộp. Tỉ lệ giữa đ|ờng kính ngoài và chiều dày thành ống không lớn hơn 100. Chiều dày nhỏ nhất của thành ống là 8mm. a) Thép hoặc các tiêu chuẩn khác tuỳ theo quy định ng|ời thiết kế. b) Bê tông nhồi Trong tr|ờng hợp có cọc tiết diện kín đ|ợc nhồi đầy hoặc một phần bê tông để kg/m3 và độ sụt không nhỏ hơn 75mm. c) Thiết kế c1. Truyền tải vào cọc cốt thép, một chiều dài đoạn cọc đ|ợc ngàm trong đài. Đài cọc phải đủ dày và có l|ới thép hoặc thép tấm phủ lên đầu cọc để tránh hiện t|ợng chọc thủng. Trong phần cọc ngàm đài, cần làm sạch bề mặt thép. Nếu tải trọng công trình đ|ợc thiết tác dụng lên phần bê tông cần tuân theo tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hiện hành. c2. Chống ăn mòn có biện pháp chống ăn mòn, theo nh| tiêu chuẩn quy định trong tiêu chuẩn chống ăn mòn kim loại. Chiều dày của thép đ|ợc xác định dựa vào tốc độ ăn mòn, tuổi thọ dự kiến của công trình và tăng thêm dự trữ ăn mòn là 2mm. d) Mũi cọc Đối với các cọc có tiết diện hở không đòi hỏi phải có mũi. Trong tr|ờng hợp các cọc đ|ợc đóng vào lớp đất cứng, thời gian đóng cọc dài, mũi cọc cần đ|ợc gia c|ờng bằng thép bản để tăng độ cứng. Khi cọc đ|ợc đóng vào đá phải có mũi đặc biệt. Đối với các cọc có tiết diện kín, nếu yêu cầu phải bịt đáy cọc thì việc bịt đáy hay thép chế tạo sẵn. 3.3.6. Cọc nhồi 9
10. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 bê tông hoặc không có cốt thép. Việc tạo lỗ đ|ợc thực hiện bằng ph|ơng pháp khoan, đóng ống hay các ph|ơng pháp đào khác. Cọc nhồi có đ|ờng kính bằng và nhỏ hơn 600mm đ|ợc gọi là cọc nhồi có đ|ờng kính nhỏ, cọc nhồi có đ|ờng kính Ng|ời thiết kế và ng|ời thi công cần có hiểu biết đầy đủ về điều kiện đất nền cũng nh| đặc điểm của công nghệ dự định thực hiện để đảm bảo các quy định về chất l|ợng cọc. Bê tông dùng cho cọc khoan nhồi là các loại bê tông thông th|ờng. Ngoài điều kiện về c|ờng độ, bê tông phải có độ sụt lớn để đảm bảo tính liên tục của cọc. Độ sụt bê tông đ|ợc nêu trong bảng 3.2. Mác bê tông sử dụng cho cọc nhồi nói Bảng 3.2 - Đột sụt của bê tông cọc nhồi Điều kiện sử dụng Độ sụt Đổ tự do trong n|ớc, cốt thép có khoảng cách lớn cho Khoảng cách cốt thép không đủ lớn, để cho phép bê tông dịch chuyển dễ dàng, khi cốt đầu cọc nằm trong vùng vách tạm. 10 17,5 Khi bê tông đ|ợc đổ d|ới n|ớc hoặc trong dung dịch sét >15 ben - tô - nit qua ống đổ( tremie) kg/m3. Để tránh sự phân tầng do bê tông có độ sụt lớn hoặc bê tông bị mất n|ớc trong điều kiện mùa hè, nên sử dụng các loại phụ gia thích hợp. b) Cốt thép yêu cầu cấu tạo sau : - Trong tr|ờng hợp cọc nhồi chịu kéo, cốt thép dọc cần đ|ợc bố trí theo suốt chiều dài cọc. Khi cốt thép dọc đ|ợc nối cần phải hàn theo yêu cầu chịu lực. đ|ợc triệt tiêu hoàn toàn thông qua ma sát cọc. - Đối với cọc chịu nén dọc trục, hàm l|ợng cốt thép không nên nhỏ hơn 0,2 0,4%.Đ|ờng kính cốt thép không nhỏ hơn 10mm và bố trí đều theo chu vi cọc. 0,65% Cốt đai cọc nhồi th|ờng là 6 10, khoảng cách 200 300mm. Có thể dùng đai hàn vòng đơn hoặc đai ốc xoắn ch|a liên tục. Nếu chiều dài lồng thép lớn hơn 4m, thời các cốt đai này đ|ợc sử dụng để gắn các miếng kê tạo lớp bảo vệ cốt thép. Chiều dày lớp bảo vệ cốt thép dọc của cọc nhồi không nhỏ hơn 50mm. 10
11. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Thông th|ờng cọc nhồi đ|ợc tạo lỗ từ caođộmặtđất, đất trong lòng cọc đ|ợc lấy ra. Hiện t|ợng dãn đất trong quá trình thi công sẽ gây ra ứng suất kéo cho cọc và nó tồn tại đến khi cọc đ|ợc tải đủ. Do đó cốt thép cọc cần đ|ợc bố trí đủ để chịu lực kéo để trên cho đến khi giá trị lực kéo này bị triệt tiêu do tải trọng của công 3.4. Cọc chịu tải dọc trục Thông th|ờng cọc đ|ợc đóng thẳng đứng và ngập hoàn toàn trong đất, khi xác định sức chịu tải theo vật liệu cọc thì không cần phải xét đến ổn định của cọc. Đối kPa) thì cần xét đến độ ổn định của cây cọc. 3.5. Cọc chịu tải trọng ngang Cọc đ|ợc đóng thẳng đứng có thể phải chịu lực ngang trong một số tr|ờng hợp hoặc tải trọng động đất. Tải trọng ngang lúc này cần đ|ợc kể đến vì có thể sẽ gây bất lợi cho sự làm việc của cọc. 3.6. Cọc xiên đ|ợc xem là làm việc dọc trục và đ|ợc xác định bằng ph|ơng pháp hình học hoặc giải tích. Tuy nhiên trong thực tế luôn có mômen tác dụng lên cọc. Độ lớn của mô- men uốn nối trên phụ thuộc vào độ lún của nhóm cọc, độ nghiêng của cọc và kiểu 3.7. Cọc chịu tải lệch tâm Thông th|ờng tải trọng tại chân cột là tải trọng lệch tâm hoặc có một giá trị tải trọng ngang và mô- men nhỏ hơn so với giá trị tải trọng thẳng đứng. Mặt khác cọc có nghĩa là luôn tồn tại một giá trị lệch tâmnàođó.Vì vậy cọc nên đ|ợcthiết kế để chịu đ|ợc những tình huống tải trọng nêu trên. 3.8. Cọc chịu nhổ công trình với dạng tháp, trong đó giá trị tải trọng thẳng đứng là nhỏ hơn so với lực ngang và mô- men. Cọc đ|ợc thiết kế nh| các thanh chịu kéo. Nếu cọc đ|ợc làm bằng bê tông cốt thép, cốt thép sẽ chịu toàn bộ giá trị lực nhổ. Bê tông cọc neo th|ờng bị nứt, vì vậy cần chú ý đến các tác nhân ăn mòn, gây h| hỏng cốt thép cọc 3.9. Nhóm cọc 3.9.1. Hạ cọc Trong nhóm cọc, hiện t|ợng cọc đóng tr|ớc bị nâng và bị đẩy ngang trong quá trình tự thi công. Trong nền cát, sét đứng và cuội sỏi để có thể đóng tất cả các cọc trong nhóm đến độ sâu thiết kế, thứ tự đóng nên tiến hành từ giữa nhóm ra phía ngoài. Trong tr|ờng hợp cần thiết có thể sử dụng biện pháp khoan dẫn. Khi nhóm giá và ra xa dần để tránh làm dịch chuyển t|ờng cừ và công trình lân cận. Cọc khoan nhồi trong tr|ờng hợp này là giải pháp thích hợp 3.9.2. Khoảng cách cọc 11
12. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Khoảng cách giữa các cọc trong nhóm có quanhệvớiđiềukiệnđất nền, đối xử từng cọc đơn trong nhóm và giá thành của công trình. Khoảng cách giữa các cọc gồm cần lựa chọn sao cho hiện t|ợng nâng cọc, làm chặt đất giữa các cọc là nhỏ nhất đồng thời tận dụng đ|ợc tối đa sức chịu tải của làm h| hỏng các cọc khác và công trình lân cận. Giá thành của đài cọc và giằng móng cũng làm ảnh h|ởng đến việc lựa chọn khoảng cách và kích th|ớc cọc. a) Ph|ơng pháp thi công (cọc đóng hay cọc nhồi); b) Khả năng chịu tải của nhóm cọc. - Cọc ma sát không nhỏ hơn 3d; - Cọc chống không nhỏ hơn 2d; - Cọc có mở rộng dây, không nhỏ hơn 1,5 đ|ờng kính mở rộng D hoặc D +1m 3.9.3. Hiệu ứng nhóm Do sự t|ơng tác giữa các cọc trong nhóm nên độ lún của nhóm cũng nh| Sức chịu tải của cọc trong nhóm sẽ khác với cọc đơn. Hiệu ứng này cần đ|ợc xét đến kích th|ớc của nhóm và độ lớn của tải trọng. 3.9.4. Độ lún của cọc. Độ lún của một cọc ma sát có số l|ợng cọc nhiều sẽ cao hơn so với nhóm có ít cọc Khi dự tính độ lún của nhóm cọc ng|ời ta th|ờng tính cho khối móng quy |ớc, trong đó diện tích của khối móng quy |ớc xá định tùy theo điều kiện làm việc của cọc. 3.9.5. Khả năng chịu tải của nhóm cọc Trong nền đất rời quá trình hạ cọc bằng ph|ơng pháp đóng hayépth|ờng nén chặt đất nền, vì vậy sức chịu tải của nhóm cọc có thể lớn hơn tổng sức chịu tải của các cọc đơn trong nhóm. Trong nền đất dính, sức chịu tải của nhóm cọc ma sát nhỏ hơn tổng sức chịu tải của độ giảm sức chịu tải của nhóm cọc trong tr|ờng hợp này phụ thuộc vào khoảng cách giữa các cọc trong nhóm, đặc tính của nền đất, độ cứng của đài cọc và sự tham gia truyền tải công trình của đài xuống cọc và đất. trong nhóm. Cọc trong nhóm chịu tải trọng lệch tâm nên bố trí sao cho điểm đặt của hợp lực tải trọng là gần nhất so với trọng tâm của mặt bằng nhóm cọc. Ma sát âm là giảm khả năng chịu tải của cọc, nhất là đối với cọc nhồi, do đó cần xen xét khả năng xuất hiện của nó khi tính toán sức chịu tải của cọc trong các tr|ờng hợp sau: 12
13. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - Sự cố kết ch|a kết thúc của trầm tích hiện đạivà trầmtíchkiếntạo; - Sự tăng độ chặt của đát rời tác dụng của động lực; - Sự lún |ớt của đất khi bị ngập n|ớc; - - Tôn nền quy hoạch có chiều dày lớn hơn 1m; - Phụ tải trên nền kho lớn hơn 20 kPa; - Sự giảm thể tích đất do chất h|u cơ có trong đất bị phân huỷ. - - Sự tăng độ chặt của đất rời d|ới tác dụng của động lực; - Sự lún |ớt của đất khi bị ngập n|ớc; - - Tôn nền quy hoạch có chiều dầy lớn hơn 1m; - Phụ tải trên nền kho lớn hơn 20 kPa; - Sự giảm thể tích đất do chất hữu cơ trong đất bị phân huỷ. Đài cọc th|ờng đ|ợc làm bằng bê tông cốt thép, đ|ợc thiết kế nh| cấu kiện d|ới tác dụng của tải trọng công trình và phản lực của cọc. Tuỳ theo cách liên kết giữa các đài cọc, có thể xem đài cọc làm việc nh| hệ các kết cấu độc lập, hệ kết cấu phẳng hoặc 3.12. Liên kết cọc và đài Cọc có thể đ|ợc liên kết với đài d|ới dạng khớp hoặc ngàm. Trong tr|ờng hợp liên kết khớp, cọc cần đ|ợc cắm vào đài với chiều sâu 5-10cm. Trong tr|ờng hợp liên kết ngàm, thì chiều dài ngàm cọc hoặc cốt thép cọc kéo dài trong đài lấy theo yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép. Trong tr|ờng hợp cọc bê tông ứng suất tr|ớc, không đ|ợc dùng cốt thép kéo căng của cọc Khi cọc đ|ợc liên kết ngàm với đài, cần kể đến giá trị mô-men phát sinh tại liên kết. 3.13. Hệ số an toàn Khi thiết kế móng cọc, các loại hệ số an toàn đ|ợc áp dụng bao gồm: a) Hệ số an toàn cho vật liệu làm cọc và đài cọc nh| là những thành phần của kết cấu, lấy theo các tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép hoặc thép; b) Hệ số an toàn áp dụng cho việc xác định sức chịu tải theo đất nền cần kể đến trạng thái tự nhiên của nền đất, độ tin cậy của ph|ơng pháp xác định các thông Thông th|ờng hệ số an toàn đ|ợc sử dụng nằm trong khoảng từ 1,2 đến 3,0 nh| trình bày ở các phụ lục A,B,C,D và E. Chú thích: 1) Khi có yêu cầu đặc biệt về độ lún tuyệt đối và độ lún lệch (nhỏ hơn quy định thông th|ờng), giá trị hệ số an toàn cần phải lấy lớn hơn cận trên, khi độ lún không phải là điều kiện quyết định cho thiết kế, có thể sử dụng một giá trị hệ số an toàn nhỏ hơn cận d|ới. 13
14. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 2) Hệ số an toàn nên lấy lớn hơn trong từng tr|ờng hợp cọc chịu những tải trọng va chạm lớn, dao động, tải trọng lặp hoặc những tải trọng t|ơng tự mà có thể làm suy giảm c|ờng độ của đất trong quá trình chịu tải. 3) Đối với nhóm cọc, ng|ời thiết kế nên xem xét những chỉ dẫn trong mục 3.9. khả năng chịu tả các cọc đơn trong nhóm. Lúc này nên dự tính độ lún của nhóm cọc d|ới tải trọng làm việc. 4) Trong tr|ờng hợp cọc nhồi có đ|ờng kính lớn, thông th|ờng phải thiết kế đến sự khác nhau giữa quan hệ tải trọng- độ lún của sức chống mũi và ma sát bên. sự khác nhau này đ|ợc thể hiện bằng các giá trị hệ số an toàn nh| nhau cho mũi cọc và mặt bên khi tính toán sức chịu 4. Sức chịu tải của cọc đơn 4.1. Yêu cầu chung 4.1.1. Sức chịu tải của cọc theo đất nền đ|ợc dự tính trên cơ sở: phụ lục A, B, C); b) Thử cọc bằng tải trọng tĩnh (xem phụ lục E); c) Thử cọc bằng tải trọng động (xem phụ lục D); Chú thích: 1) Trong các ph|ơng pháp kể trên, ph|ơng pháp thử cọc bằng tải trọng tĩnh cho kết quả có độ tin cậy cao nhất. 2) Kết quả thử cọc bằng tải trọng động cần đ|ợc hiệu chỉnh theo thử tĩnh. 3) Trong thiết kế sơ bộ có thể sử dụng kinh nghiệm đã có trong điều kiện đất nền và công trình t|ơng tự của địa ph|ơng. 4.1.2. Công thức chung để dự tính sức chịu tải cho phép của cọc đơn theo đất nền là: Q Chú thích: Một số giá trị của hệ số an toàn đ|ợc kiến nghị trong các phụ lục kèm theo tiêu chuẩn này. 4.1.3. Tính toán cọc theo độ bền của vật liệu theo yêu cầu của các tiêu chuẩn thiết kế kết thanh ngàm cứng trong đất tại độ sâu cách đáy đài một khoảng Le (xem phụ lục G). 4.1.4. Sức chịu tải cho phép của cọc đơn dùng trong thiết kế lấy bằng giá trị nhỏ nhất từ 4.2. Sức chịu tải trọng nén của cọc đơn 4.2.1. Tải trọng nén truyền lên cọc phải thoả mãn điều kiện: Trong đó Qa lấy theo quy định của điều 4.1.4. 4.2.2. Sức chịu tải cực hạn của cọc theo đất nền bao gồm hai thành phần- sức chống ở mũi và ma sát bên của cọc: u p s Chú thích: 1) Cần kể đến trọng l|ợng cọc nh| tải trọng tác dụng trong tr|ờng hợp cọc chịu ma sát âm. 14
15. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 2) ma sát âm. 4.3. Sức chịu tải trọng nhổ của cọc đơn 4.3.1. Tải trọng nhổ truyền lên cọc phải thoả mãn điều kiện: N k Qak (4.4) Trong đó Qak lấy theo quy định của điều 4.1.4. 4.3.2. Sức chịu nhổ cực hạn của cọc theo đất nền lấy bằng tổng ma sát bên cọc có kể thêm Quk Qsk w (4.5) Chú thích: Một số ph|ơng pháp tính toán khả năng chịu tải trọng nhổ của cọc đ|ợc giới thiệu trong các phụ lục A và B. 4.4. Sức chịu tải trọng ngang của cọc 4.4.1. Tải trọng ngang H, tác dụng lên cọc phải mãn điều kiện: H Qah (4.6) ah 4.4.2. Sức chịu tải trọng ngang cực hạn của cọc đ|ợc tính toán khi cọc chịu tác dụng đồng thời của mô men uốn, lực ngang, lực dọc trục và phản lực của nền đất. Chú thích: 1) ảnh h|ởng của liên kết giữa cọc và đài cọc cần đ|ợc kể đến trong tính toán. 2) Một số ph|ơng pháp tính toán sức chịu tải trọng ngang của cọc đ|ợc giới thiệu trong phụ lục G. 4.5. Thí nghiệm xác định sức chịu tải của cọc chuyên môn cao và thực hiện theo tiêu chuẩn thử cọc hiện hành TCXD 88:1982. 4.5.1. Ph|ơng pháp thử bằng tải trọng động 4.5.1.1. Thí nghiệm động đ|ợc kết hợp với thí nghiệm tĩnh để xác định quy trình đóng 4.5.1.2. Thí nghiệm động bao gồm hai ph|ơng pháp thông dụng: a- Dùng công thức động để dự tính sức chịu tải theo độ chối khi đóng thử (xem phụ lục D); dịch chuyển của đầu cọc khi đóng thử theo tiêu chuẩn ASTM D4945-89. Chú thích: Kết quả do biến dạng và gia tốc dịch chuyển của cọc khi đóng còn đ|ợc sử dụng để phát hiện các khuyết tật trong cọc hoặc kiểm tra chiều dài cọc. cầu của tiêu chuẩn về thí nghiệm cọc hiện hành với số l|ợng tới 1% tổng số cọc tại công trình đang xét nh|ng không ít hơn 5 cọc. 4.5.2. Ph|ơng pháp thử bằng tải trọng tĩnh. - Thí nghiệm nén dọc trục; - Thí nghiệm nhổ dọc trục; - Thí nghiệm nén ngang vuông góc với trục cọc. 15
16. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Chú thích nhóm cọc. 4.5.2.2. Số l|ợng cọc thí nghiệm trong giai đoạn khảo sát (tr|ớc khi thiết kế) theo tiêu chuẩn thử cọc hiện hành và đ|ợc lựa chọn trên cơ sở: - Quy mô và tầm quan trọng của công trình; - Kinh nghiệm đã có đối với cùng loại cọc trong điều kiện đất nền địa ph|ơng; - Số l|ợng cọc dự kiến sử dụng trong công trình. 4.5.2.3. Nên bố trí cọc thí nghiệm tại các vị trí có điều kiện đất nền điển hình của khu vực xây dựng. dự kiến sẽ sử dụng khi thi công hàng loạt. 4.5.2.5. Quy trình thí nghiệm cọc đo đơn vị t| vấn lập ra trên cơ sở đặc điểm của đất nền tải trọng công trình và phù hợp với quy định của tiêu chuẩn về thí nghiệm cọc 4.5.2.6. Trong quá trình thi công và tr|ớc khi nghiệm thu công tác thi công, có thể thí nghiệm bổ sung một số cọc. Số l|ợng và vị trí cọc thí nghiện bổ sung đ|ợc xác định trên cơ sở hồ sơ theo dõi của t| vấn giám sát xây dựng. Chú thích: 1) Tải trọng thử phải đạt tới trong thí nghiệm nén tĩnh ở giai đoạn này phải lớn hơn sức chịu tải thiết kế của cọc và do t| vấn thiết kế quyết định. 2) Đánh giá chất l|ợng thi công cọc nói chung đ|ợc trình bày trong mục 7 của tiêu chuẩn này. 5. Tính toán nền móng cọc theo biến dạng 5.1. Việc tính toán móng cọc ma sát và nền của nó theo biến dạng đ|ợc thể hiện thông qua độ lún tuyệt đối, lún lệch, chuyển vị ngang, nghiêng hoặc xoắn của công trình trên cọc và móng cọc. Các đặc tr|ng biến dạng tính toán nói trên phải thoả mãn điều kiện: S S gh (5.1) ở đây S đ|ợc hiểu nh| bất kì đặc tr|ng tính toán biến dạng nào cần xem xét; còn Sgh là trị phép của đặc tr|ng biến dạng đó. 1) Các đặc tr|ng biến dạng nói trên (xem phụ lục H) có thể là: - Độ lún tuyệt đối của từng móng độc lập Si; - Độ lún trung bình của nền công trình Stb; đứng với khoảng cách L giữa chúng; - Độ nghiêng I của móng hay của công trình nói chung-tức là tỉ số giữa hiệu số độ lún của những điểm ở mép ngoài cùng của móng với chiều rộng hoặc chiều dài của móng; công trình chịu uốn; - Độ cong của đoạn chịu uốn 1/ R ; - Góc xoắn t|ơng đối của công trình / L ; 16
17. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 2) Trong tr|ờng hợp cần kể đến quá trình lâu dài thì phải tính độ lún theo thời gian. độ lún của móng cọc trong quá trình xây dựng cho phép không kể đến nếu nh| chúng không ảnh h|ởng đến tính sử dụng thuận lợi của công trình. nhằm giảm tính nền lún và tính không đồng nhất của nền cũng nh| các giải pháp cấu tạo nhằm giảm tính nhạy của công trình đối với biến dạng của nền. 5.2. Tính toán móng cọc theo biến dạng nên tiến hành ở mọi loại đất trừ tr|ờng hợp cọc tựa trên đất hòn lớn, cát chặt và sét cứng. Việc tính toán này cũng cần thiết khi cọc 5.3. Tải trọng dùng trong tính toán biến dạng là tổ hợp tải trọng cơ bản truyền lên móng kể cả tải trọng trên nền kho hoặc thiết bị đặt gần móng; trong tr|ờng hợp có tôn nền cao hơn 2m bằng đất và trong nền cọc có lớp đất yếu dày hơn 30cm hoặc khi xuất tính toán độ lún của móng. Chú thích: 1) Nói chung không cần tiến hành dự tính độ lún của móng cọc trong các tr|ờng hợp sau đây: cọc nhiên đảm bảo đ|ợc về biến dạng. 2) độ lún của móng cọc chống chủ yếu là do biến dạng đàn hồi của vật liệu thân cọc d|ới tác dụng tải trọng công trình độ lún này có thể xác định bằng độ lún của cọc đơn lấy từ kết quả nén tĩnh ứng với tải trọng ở đầu cọc hoặc cũng có thể tính toán theo ph|ơng pháp trình bày ở phụ lục H. 100m thuộc hệ kết cấu tĩnh định. Trong tr|ờng hợp cần dự tính độ lún của mố cầu, có thể thực hiện theo điểm của chú thích này với một số bổ sung sau đây. 4) Cọc trong mố làm việc nh| cọc chống; 6) Số hàng cọc theo chiều dọc không quá 3 hàng. 7) Việc tính toán móng cọc cho các mố cầu và cống phải thực hiện theo nhóm trạng thái giới hạn về độ bền có kiểm tra độ lún và chuyển vị ngang đỉnh mố. có thể phân ra: độ lún của nhóm cọc, băng cọc, bè cọc hoặc cọc đơn. 5.4.1. Độ lún của nhóm cọc (khi cọc đ|ợc bố trí d|ới các cột, trụ hoặc mố cầuô) th|ờng dựa vào kích th|ớc của móng quy |ớc với tải trọng t|ơng ứng để xác định. độ sâu và kích th|ớc của móng quy |ớc thay đổi theo điều kiện cụ thể của đất nền (xem phụ lục H). 5.4.2. Độ lún của nhóm cọc (khi cọc đ|ợc bố trí d|ới các móng băng thành một và hai hàng với khoảng cách giữa các cọc 3-4d) đ|ợc tính toán theo lí thuyết bài toán phẳng (xem phụ lục H). 5.4.3. Độ lún của bè cọc (khi bố trí đều khắpd|ới các móng bè có kích th|ớclớnhơn 10 x 10m) có thể xác định bằng ph|ơng pháp lớp biến dạng tuyến tính (xem phụ lục H). 5.4.4. Độ lún của cọc đơn (th|ờng là cọc nhồi không hoặc có mở rộng đáy, bố trí d|ới các cột) đ|ợc tính toán theo lí thuyết bán không gian biến dạng hoặc theo kết quả nén 6. Thiết kế móng cọc 6.1. Yêu cầu chung 17
18. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 6.1.1. này. 6.1.2. Khi thiết kế móng cọc cần thực hiện các công việc sau: - Thu nhập và nghiên cứu các dữ kiện của nền đất và công trình bên trên; - Tải trọng cà tổ hợp tải trọng trên móng cùng đặc điểm của tác động và những khả năng thay đổi tải trọng trong quá trình sử dụng công trình; - Kiểu móng cùng biến dạng giới hạn tuyệt đối t|ơng đối của công trình; cọc, bố trí cọc trong móng. 6.1.3. Thiết kế đài cọc phải bảo đảm các yêu cầu về cấu tạo của tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, trong đó cần kiểm tra chọc thủng, lực cắt và chịu uốn của đài cọc. 6.1.5. Độ sâu đáy đài cọc đ|ợc quy định tuỳ thuộc vào các giải pháp kết cấu phần d|ới mặt đất của nhà và công trình (có tầng hầm hoặc tầng hầm kĩ thuật) và theo thiết kế san nền của khu vực xây dựng (đào bớt đi hoặc đắp cao thêm), còn chiều dày của đài cốt thép. 6.1.6. Tải trọng tính toán trên cọc N nên xác định khi xem móng nh| là kết cấu khung chịu tải trọng đứng, ngang và mô men uốn. Tải trọng dọc trục tác dụng lên từng cọc trong nhóm gồm các cọc thẳng đứng xác định theo công thức: P Mx.y My.x N 2 2 N yi xi (6.1) Trong đó: Mx, My- Mô men tính toán ứng với các trục chính x và y của mặt bằng nhóm cọc tại tọa độ đáy đài cọc, kN.m; xi và yi- toạ độ của cọc thứ i, m; x và y- toạ độ của cọc mà ở đó tải trọng tác dụng lên cọc đ|ợc tính toán, m. Chú thích: 1) Việc phân bố tải trọng giữa các cọc của móng dài cao theo chỉ dẫn của điều 6.2.5. của tiêu chuẩn này. 6.1.7. Tải trọng ngang tác dụng lên từng cọc trong nhóm gồm các cọc thẳng đứng và có cùng tiết diện ngang, đ|ợc phân bố đều lên các cọc trong nhóm. 6.2. Đặc điểm thiết kế móng cầu và công trình thuỷ lợi 6.2.1. Thông th|ờng đối với trụ cầu và các công trình thuỷ lợi có tải trọng ngang lớn, việc dùng cọc xiên th|ờng là giải pháp hợp lí. Móng cọc của các mố cầu nên bố trí một hoặc vài hàng cọc xiên theo phía lòng sông. Móng cọc của trụ cầu nên có đài cao nên thiết kế với cọc xiên theo bốn h|ớng cùng với cọc thẳng đứng. yêu cầu bổ sung sau đây: a) Kết cấu của móng cọc và độ sâu mũi cọc đ|ợc thiết kế có thể kể đến độ bào mòn và xói lở của đất do dòng chảy; 18
19. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 c) Cọc cho phép chống lên đá hoặc chôn vào đá. Trong tr|ờng hợp trên mặt đá có tầng trầm tích không bị bào mòn với điều kiện trong tầng ấy cọc tiếp thu hết tác dụng của mô men uốn thì cho phép không ngàm cọc vào đá. Khi không thoả mãn độ chống nén, lớn hơn 50Mpa và không nhỏ hơn 1m trong các loại đá còn lại. Chú thích: tính toán cụ thể khi mũi cọc tựa lên nền đá có thể tham khảo điều A.2 của phụ lục A thuộc tiêu chuẩn này. a) Các kích th|ớc của đài cọc (hoặc của đệm nối bằng bê tông cốt thép) trên mặt bằng phải quy định sao cho khoảng cách từ mép đài đến cọc gần nhất không đ|ợc nhỏ hơn 0,25m (khoảng cách mép-mép); 6.2.4. Đáy đài cọc của móng cầu cần kể đến chiều sâu dòng n|ớc, việc xói lở đã nêu ở điều 6.2.2 cũng nh| sức chịu tải tính toán và độ bền lâu dài của móng trong điều kiện khí hậu địa ph|ơng. chúng nh| kết cấu khung. 6.2.6. Móng cọc của các mố cầu và của các trụ trung gian trên các mái dốc nên kiểm tra độ ổn định chống tr|ợt sâu. 6.3.1. Khi thiết kế móng cọc trong những vùng có động đất, ngoài những yêu cầu của tiêu chuẩn này còn cần phải tuân theo những yêu cầu về xây dựng trong những vùng có động đất đ|ợc quy định ở tiêu chuẩn về tải trọng và tác động. tổ hợp tải trọng đặc biệt theo trạng thái giới hạn thứ nhất. ở đây cần chú ý: a) Xác định khả năng chịu tải của cọc d|ới tác động của tải trọng nén và nhổ theo yêu cầu nêu trong tiêu chuẩn này; tính toán (lực nén, mô men uốn và lực ngang); c) Kiểm tra độ ổn định của đất theo điều kiện hạn chế áp lực truyền lên đất qua các mặt bên của cọc. những yêu cầu bổ sung nêu trong phụ lục I của tiêu chuẩn này. Chú thích: Khi xác định trị số tính toán của tải trọng động đất tác dụng lên nhà và công trình, thì móng cọc dài cao nên xem nh| tầng khung cuối cùng. 6.4.1. Khi khảo sát địa chất công trình cho các tuyến đ|ờng dây tải điện trên không với các trụ điện có khoảng chuyển tiếp lớn cần phải thực hiện toàn bộ nội dung nêu ở ch|ơng 2 của tiêu chuẩn này. trong tr|ờng hợp còn lại cho phép thực hiện không ít hơn 3 Chú thích: Sự phân loại các đ|ờng dây tải điện trên không và khoảng chuyền tiếp đ|ợc lấy theo tiêu chuẩn lắp đặt thiết bị điện. 6.4.2. Chiều sâu hố khoan quy định nh| sau: 19
20. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 a) Đối với trụ trung gian- sâu hơn 2m d|ới mũi cọc; b) Đối với trụ góc- sâu hơn 4m d|ới mũi cọc; 6.4.3. Móng cọc cho các trụ đ|ờng dây và trạm phân phối điện ngoài trời đ|ợc ghép dùng trong tất cả các loại đất. 6.4.4. Không đ|ợc phép dùng các cọc dạng hình kim, hình nêm và hình thoi cho móng trụ đ|ờng dây. 6.4.5. Đối với các cọc chịu tải trọng ngang hoặc tải trọng nhổ, chiều sâu hạ cọc vào trong 6.4.6. Tính toán sức chịu tải của cọc móng đ|ờng dây tải điện trên không đ|ợc trình bày trong phụ lục K. 6.5. Thiết kế móng cọc trong một số điều kiện đặc biệt khác của đất. 6.5.2. Móng cọc trong đất lún |ớt nên thiết kế xuất phát từ điều kiện là đất trong móng có thể bị |ớt hoàn toàn ở độ no n|ớc G 0,8. |ớt và tách lớp đất có độ lún |ớt t|ơng đối s 0,02 ở áp lực p= 3 kg/c 6.5.3. Các loại đất lún |ớt và các loại đất khác mà các đặc tr|ng bền và biến dạng chúng giảm đi khi |ớt, trong mọi tr|ờng hợp khi chiều dày của các lớp ấy đến 3cm thỉ nên 6.5.4. Khi thiết kế móng cọc trong đất tr|ơng nở cho phép cọc xuyên hết chiều dày đất tr|ơng nở hoặc xuyên một phần (chống mũi cọc trực tiếp lên đất tr|ơng. tuy nhiên cần phải có những tính toán móng cọc theo các trạng thái giới hanh trong đất tr|ơng 6.5.5. Đối với vùng đất tr|ơng nở, ngoài những yêu cầu chung để thiết kế móng cọc trình bày trong tiêu chuẩn này, còn phải thực hiện đầy đủ các chỉ dẫn bổ sung sau đây: a) Trên vùng xây dựng phải tiến hành thử tĩnh cọc có làm |ớt đất và xác định độ b) Việc thử tĩnh cọc cần bắt đầu gia tải đối với cọc đóng trong đất có độ ẩm tự nhiên, cho tới tải trọng bằng tải trọng dự kiến dùng trong tính toán cọc. Sau khi gia tải cần làm |ớt đất và đo chuyển vị của cọc; ph|ơng pháp nh| là đối với đất thông th|ờng, không tr|ơng nở. 6.5.6. Khi thiết kế móng cọc trong vùng khai thác mỏ, ngoài những yêu cầu của tiêu chuẩn thiết kế nhà và công trình trong vùng khai thác mỏ; ở đây cùng với những tài liệu khảo sát địa chất mỏ và các thông tin về những biến dạng dự tính của mặt đất. 6.5.7. Việc tính toán móng cọc của nhà và công trình xây ở vùng khai thác mỏ cần theo các trạng thái giới hạn bằng tổ hợp đặc biệt của tải trọng, có kể đến tác động theo các phía nền bị biến dạng khi khai thác. 6.5.8. Những tính toán khác về móng cọc xây dựng trong vùng đất lún |ớt, vùng đất tr|ơng nở hoặc vùng khai thác mỏ có thể tham khảo SNIP 2.02.03-85 và các tài liệu liên quan khác. 20
21. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 7. Yêu cầu kĩ thuật về đánh giá chất l|ợng cọc 7.1. Cọc đóng và ép 7.1.1. Tr|ớc khi tiến hành thi công cọc cần lập ch|ơng trình thi công và biện pháp quản - Loại cọc, cấu tạo cọc và hồ sơ đúc cọc của nơI sản xuất; - Vị trí và các sai số cho phép; - Chiều dài cọc, cao độ mũi cọc và đỉnh cọc dự kiến; - Trình tự đóng ép cọc; - Yêu cầu chính đối với thiết bị đóng và ép cọc, khi cần có thể phải kiểm tra một số thông số chính của thiết bị tr|ớc khi thi công hàng loạt; quá trình thi công và biện pháp xử lí; - Sức chịu tải cho phép của cọc. 7.1.2. Quá trình đóng/ép tất cả các cọc phải đ|ợc theo dõi và lập lí lịch thi công cho từng cọc. 7.1.3. Lí lịch cọc bao gồm các điểm sau: - Loại cọc và thiết bị hạ cọc; - Số kí hiệu của cọc; - Tiết diện cọc, chiều dài và loại cốt thép ( cho cọc bê tông cốt thép); - Thời gian thi công(ngày, giờ bắt đầu, kết thúc) và các sự cố gặp phải khi thi công cùng biện pháp khắc phục; đập, độ chối. đối với cọc ép cần ghi chi tiết lực ép cho từng đoạn và lực ép cuối cùng; - Các ch|ớng ngại vật gặp phải khi thi công; 7.1.4. Hồ sơ theo dõi thi công cọc cần đ|ợc l|u trữ theo quy định của nhà n|ớc. Bản vẽ hoàn công cọc cần đ|ợc l|u trữ lâu dài. 7.1.5. Thí nghiệm kiểm tra chất l|ợng thi công có thể đ|ợc bổ sung nếu việc theo dõi thi gồm: - Khảo sát lại đất nền; - Đóng vồ cọc nếu cọc chống bị trồi lên khi đóng các cọc lân cận; - Kiểm tra phát hiện khuyết tật của cọc do thi công; - Kiểm tra sức chịu tải; - Kiểm tra vật liệu thân cọc (độ đặc chắc và c|ờng độ). 7.2.1. Tr|ớc khi tiến hành thi công cần lập ch|ơng trình thi công và biện pháp quản lí chất l|ợng cọc. Trong hồ sơ cần thể hiện: - Loại cọc, cấu tạo cọc; 21
22. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - Vị trí và các sai số cho phép; - Chiều dài cọc, cao độ mũi cọc và đỉnh cọc dự kiến; - Số l|ợng cọc; - Thiết bị và công nghệ thi công đã ổn định tr|ớc khi thi công hàng loạt; - Sức chịu tải của cọc và tỉ lệ % cọc cần kiểm tra chất l|ợng; - Các khó khăn có thể gặp trong quá trình thi công cùng với biện pháp dự kiến xử 7.2.2. Quá trình thi công của tất cả các cọc phải đ|ợc theo dõi hết sức chặt chẽ. Phải lập lí lịch thi công cho từng cọc, có chữ kí xác nhận của các bên có liên quan. 7.2.3. Lí lịch cọc bao gồm các điểm sau: - Số kí hiệu của cọc; - Đ|ờng kính cọc, chiều dài, độ sạch đáy lỗ, độ nghiêng của lỗ khoan; khi thi công cùng biện pháp khắc phục. - Loại cốt thép; - Mác bê tông, độ sụt, thể tích bê tông, ph|ơng pháp đổ bê tông; - áp lực bơm vữa hoặc bê tông, đ|ờng kính trong và ngoài của ống bơm; - Các lớp đất đã gặp trong quá trình khoan, quá trình thổi rửa đáy lỗ khoan; - Các ch|ớng ngại vật gặp phải khi thi công; - Sai lệch vị trí và cao độ thực tế của đầu và mũi cọc; - Kết quả kiểm tra chất l|ợng cọc theo quy định của ch|ơng trình quản lí chất l|ợng. 7.2.5. Nếu qua kết quả theo dõi và kiểm tra cho thấy cọc không đạt chất l|ợng yêu cầu, cần bổ sung một số thí nghiệm kiểm tra. Các thí nghiệm cần thực hiện lúc này gồm: - Thí nghiệm kiểm tra độ đồng nhất của vật liệu cọc bằng các ph|ơng pháp gián tiếp (siêu âm, rung, biến dạng nhỏ, biến dạng lớn); - Khoan lấy mẫu bê tông cọc để xác định trực tiếp chất l|ợng bê tông, trong đó có - Kiểm tra kích th|ớc th|ớc hình học (đ|ờng kính, độ sâu, ); - Thí nghiệm kiểm tra sức chịu tải của cọc. Chú thích: việc kiểm tra chất l|ợng thi công thực hiện theo tiêu chuẩn TCXD 206:1998 ocọc Phụ lục A Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lí của đất nền (theo SNIP 2.20.03.85) 22
23. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 A.1. Các chỉ tiêu cơ lí dùng trong tính toán của phụ lục nàyđ|ợc xác định theo TCVN 4195: 1995 TCVN 4202: 1995- Đất xây dựng. Sức chịu tải cho phép của cọc đơn, theo đất nền, đ|ợc tính: Qa K tc (A.1a) Trong đó: Qa- sức chịu tải cho phép tính toán theo đất nền bằng ph|ơng pháp nêu trong phụ lục Qtc- sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo đất nền của cọc đơn; Ktc- Hệ số an toàn, lấy bằng: 1,25- Nếu sức chịu tải xác định theo kết quả thử động cọc có kể đến biến dạng đàn hồi của đất hoặc theo kết quả thử đất tại hiện tr|ờng bằng cọc mẫu; 1,4- Nếu sức chịu tải xác định bằng tính toán, kể cả theo kết quả thử động cọc mà 1,4 (1,250- Đối với móng mố cầu đài thấp, cọc ma sát, cọc chống, còn khi ở cọc đài cao- khi cọc chống chỉ chịu tải thẳng đứng, không phụ thuốc số l|ợng cọc trong móng; cọc ma sát chịu tải trong nén, cũng nh| đối với bất kỳ loại đài nào mà cọc treo, cọc chống chịu tải trọng nhổ, tuỳ thuộc số l|ợng cọc trong móng, trị số ktc lấy nh| sau: - Móng có trên 21 cọc: ktc=1,4 (1,25); - Móng có từ 6 đến 10 cọc: ktc= 1,65 (1,5); - Móng có từ 1 đến 5 cọc: ktc=1,75 (1,6). Số trong hoặc đơn là trị số của ktc khi sức chịu tải của cọc đ|ợc xác định từ kết quả Chú thích: 1) Nếu việc tính toán móng cọc có kể đến tải trọng gió và tải trọng cầu trục thì đ|ợc phép tăng tải trọng tính toán trên các cọc biên lên 20% (trừ móng trụ đ|ờng dây tải điện). tấn (2500 kN) thì: ktc=1,4 - Nếu sức chịu tải xác định theo thử tĩnh cọc; ktc=1,6- Nếu sức chịu tải xác định theo các ph|ơng pháp khác; k bằng 30cm (với số cọc lớn hơn 100), nếu sức chịu tải của cọc xác định theo thử tĩnh. 2 A.2. Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc chống trên đất ít nén co (khi Es= 500 kg/cm ) xác định theo công thức: Trong đó: m- Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất, lấy bằng m=1; 23
24. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Ap- Diện tích tựa lên đất của cọc tròn rỗng và ngang, còn đối với cọc tròn rỗng và cọc ống lấy bằng diện tích tiết diện ngang của thành cọc khi không nhồi bê tông phần rỗng đến chiều cao không nhỏ hơn 3 lần đ|ờng kính cọc; qp a. Đối với mọi loại cọc đóng mà mũi cọc chống lên đá, đất hòn lớn (đá tảng, đá cuội, đá dăm, sỏi sạn có độn cát) cũng nh| trong tr|ờng hợp chống lên đất sét 2 cứng (trừ lớp phủ có độ bão hoà G< 0,85 và đất tr|ơng nở), qp =2000T/m ; (không có các phụ lớp yếu) không nhỏ hơn 0,5m, theo công thức: tc q pn h3 q p ( 1,5) k d Trong đó: q tc pn - C|ờng độ chịu nén tiêu chuẩn một trục, (trung bình cộng) của đá ở trạng thái no n|ớc, t/m2; kđ- hệ số an toàn theo đất, lấy bằng 1,4; h3- Độ chôn sâu tính toán trong đá, m; d3- Đ|ờng kính ngàm của phần chôn vào đá, m. đ|ợc phủ bởi lớp đất không bị xói lở có chiều dày không nhỏ hơn 3 lần đ|ờng kính cọc ống, theo công thức: tc q pn kd (A.3) q tc Trong đó pn và kđ có ý nghĩa nh| trong công thức (A.2). Chú thích: Khi cọc chống lên nền đá bị phong hoá cũng nh| có thể bị xói lở thì sức chống tiêu chuẩn của đất q pn phải dựa trên kết quả thử cọc bằng ph|ơng pháp tĩnh. A.3. Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát thi công bằng ph|ơng pháp đóng có bề rộng tiết diện đến 0,8m, chịu tải trọng nén, đ|ợc xác định theo công thức: tc R p p f si i Trong đó: qp và fs- c|ờng độ chịu tải ở mũi và mặt bên của cọc, lấy theo bảng A.1 và A.2; ảnh h|ởng của ph|ơng pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất, xác định theo bảng A.3. Trong công thức (A.4) việc lấy tổng c|ờng độ chịu tải của đất phải đ|ợc tiến hành trên tất cả các lớp đất mà cọc xuyên qua. Trong tr|ờng hợp khi san nền cần gạt bỏ các lớp đất nằm lần l|ợt bên d|ới mức san nền (gọt bỏ hoặc d|ới cốt xói lở cục bộ khi bị lũ). Chú thích: 24
25. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 1) Sức chịu tải của cọc đóng có mở rộng đáy khi xác định theo công thức(A.4): chu vi u ở thân cọc là chu vi tiết diện ngang của thân cọc, còn ở phần mở rộng là chu vi tiết diện ngang của phần mở rộng. Bảng A1- Sức chống của đất ở mũi cọc qp p 2 Độ sâu Của đất cát chặt vừa của Sỏi Thô - Thô vừa Mịn Bụi - mũi Của đất sét với chỉ số sệt I bằng 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 660 310 200 3 750 300 110 60 (400) (200) (120) 4 830 380 125 70 (510) (250) (160) 700 340 220 5 880 400 130 80 620 280 200 730 370 240 7 970 430 140 85 (690) (330) (220) 770 400 260 10 1050 500 150 90 820 440 15 1170 560 290 165 100 (750) (400) (450) 25 1340 900 680 520 350 195 120 30 1420 950 740 650 380 210 130 r Bảng A.2 ma sát bên fs 2 Ma sát bên cọc, fs, T/m Của đất cát, chặt vừa Độ sâu trung bình của lớp Thô và mịn Bụi - - - - - - đất, m thô vừa 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1 3,5 2,3 1,5 1,2 0,5 0,4 0,4 0,3 0,2 2 4,2 3 2,1 1,7 1,2 0,7 0,5 0,4 0,4 4 5,3 3,8 2,7 2,2 1,6 0,9 0,8 0,7 0,5 5 5,6 4 2,9 2,4 1,7 1 0,8 0,7 0,6 6 5,8 4,2 3,1 2,5 1,8 1 0,8 0,7 0,6 25
26. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 8 6,2 4,4 3,3 2,6 1,9 1 0,8 0,7 0,6 10 6,5 4,6 3,4 2,7 1,9 1 0,8 0,7 0,6 15 7,2 5,1 3,8 2,8 2 1,1 0,8 0,7 0,6 25 8,6 6,1 4,4 3,2 2 1,2 0,8 0,7 0,6 30 9,3 6,6 4,7 3,4 2,1 1,2 0,9 0,8 0,7 35 10 7 5 3,6 2,2 1,3 0,9 0,8 0,7 Chú thích của bảng A.1 và A.2: 1) Trong những tr|ờng hợp khi mà ở bảng A.1 các giá trị số của qp trình bày ở dạng phân số, thì tử số là của cát còn ở mẫu số là của sét. ph|ơng pháp gọt bỏ hoặc đắp dày đến 3m, nên lấy từ mức địa hình tự nhiên, còn khi gọt bỏ và đắp thêm dày từ 3 10m thì lấy từ cốt quy |ớc nằm cao hơn phần bị gọt 3 m hoặc thấp hơn mức đắp 3m. Độ sâu hạ cọc trong các lớp đất ở vùng có dòng chảy của n|ớc nên lấy có l|u ý đến khả năng Khi thiết kế cọc cho các đ|ờng v|ợt qua hào rãnh thì chiều sâu của mũi cọc nêu ở bảng A.1 nên lấy từ cốt địa hình tự nhiên ở vị trí móng công trình. 3) Đối với các giá trị trung gian của độ sâu và chỉ số sệt IL thì xác định qp và fs từ bảng A.1 và A.2 4) Cho phép sử dụng các giá trị sức chống tính toán, qp theo bảng A.1 với điều kiện độ chôn sâu của cọc trong đất không bị xói trôI hoặc gọt bỏ không nhỏ hơn: - Đối với công trình thuỷ lợi: 4m; - 5) Khi xác định ma sát bên fs theo bảng A.2, đất nền đ|ợc chia thành các lớp nhỏ đồng nhất có chiều dày không quá 2m 6) Ma sát bên tính toán fs của đất cát chặt nên tăng thêm 30% so với giá trị trình bày trong bảng A.2. Bảng A.3- các hệ số mR và mf Hệ số điều kiện làm việc của đất đ|ợc kể đến một cách độc lập với nhau khi tính toán sức chịu tải của D|ới mũi cọc ở mặt bên cọc mR mf 1. Hạ cọc đặc và cọc rỗng có bịt mũi cọc, bằng búa hơi 1 1 2. Hạ cọc bằng cách đóng vào lỗ khoan mồi với độ sâu mũi cọc không nhỏ hơn 1m d|ới đáy hố khoan, khi đ|ờng kính lỗ khoan mồi: 1 0,5 b) Nhỏ hơn cạnh cọc vuông 5cm 1 0,6 c) Nhỏ hơn cạnh cọc vuông hoặc đ|ờng kính cọc tròn (đối với trụ đ|ờng dây tải điện) 15cm. 1 1 26
27. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 3. Hạ cọc có xói n|ớc trong đất cát với điều kiện đóng tiếp 1 0,9 cọc ở mét cuối cùng không xói n|ớc 4. Rung và ép cọc vào: - Cát thô và thô vừa 1,2 1 - Cát mịn 1,1 1 - Cát bụi 1 1 - á cát 0,9 0,9 - á sét 0,8 0,9 - Sét 0,7 0,9 c) Đất sét có độ sệt IL 0 5. Cọc rỗng hở mũi hạ bằng búa có kết cấu bất kì a) Khi đ|ờng kính lỗ rỗng của cọc 40cm 1 1 1 6. Cọc tròn rỗng, bịt mũi, hạ bằng ph|ơng pháp bất kì, tới độ sâu 10m, sau đó có mở rộng mũi cọc bằng cách nổ mìn trong đất cát chặt vừa và trong đất sét có độ sệt IL 0,5, khi đ|ờng kính mở rộng bằng: a) 1m, không phụ thuộc vào loại đất nói trên 0,9 1 b) 1,5m trong đất cát và á cát 0,8 1 c) 1,5m trong á sét và sét 0,7 1 Chú thích: Hệ số mR và mf ở điểm 4 bảng A.3 đối với đất sét có độ sệt 0,5 > IL>0 đ|ợc xác định bằng cách nội suy. 1 D 3 trên đất sét có chỉ số sệt IL>0,6 thì sức chịu tải của cọc nên xác định theo kết quả thử tĩnh cọc. A.5. Tính sức chịu tải của cọc nêm, cọc hình thang, hình thoi, xuyên qua đất cát và đất sét phụ thuộc vào mô đun biến dạng của đất từ kết quả thử nén ở trong phòng thí nghiệm các loại đất mà cọc xuyên qua, nên xác định theo công thức: Qtc m q p Ap Li (ui f i uoiic E j k'i p ) (A.5) Trong đó: m, qp, Ap, li và fi- Kí hiệu giống nh| trong công thức (A.4); ui- chu vi ngoài của tiết diện I của cọc, m; ic- Độ nghiêng mặt hông của cọc tính bằng phân l|ợng của đơn vị, là tỉ số của nửa cạnh tiết diện ngang ở đầu trên và đầu d|ới trên chiều dài của đoạn có mặt nghiêng, khi ic 0,025 thì nên lấy ic=0,025; 27
28. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Ei- Mô đun biến dạng của lớp đất thứ I ở quanh mặt hông cọc, T/m ; xác định từ kết quả thử đất trong máy nén; n Ki- Hệ số, xác định theo bảng A.4; Chú thích: Đối với cọc hình thoi, tổng sức chống của đất ở mặt bên phần có độ nghiêng ng|ợc trong công thức A.5 không tính đến. n Bảng A.4- hệ số k i i Cát và á cát 0,5 á sét 0,6 Sét: khi chỉ số dẻo I =18 0,7 0,9 khi chỉ số dẻo Ip=25 n Chú thích: đối với sét có chỉ số dẻo 18 < Ip<25, hệ số k I xác định bằng nội suy. k Qtc m(mR q p Ap u m f ilf i ) (A.7) Trong đó: m=0,8 còn trong các tr|ờng hợp còn lại lấy m=1; mR- Hệ số điều kiện làm việc của đất d|ới mũi cọc. Lờy mR=1 trong mọi tr|ờng hợp trừ khi cọc mở rộng đáy bằng cách nổ mìn, đối với tr|ờng hợp này mR=1,3, còn khi 2 qp- c|ờng độ chịu tải của đất d|ới mũi cọc, T/m , lấy theo yêu cầu của các điều A.8 và A.9 của phụ lục này; 2 Ap- diện tích mũi, m , lấy nh| sau: ngang của chúng; b) Đối với cọc nhồi có mở rộng đáy lấy bằng diện tích tiết diện ngang của ống kể cả thành ống; ống; d) Đối với cọc ống có nhân đất (không nhồi ruột cọc bằng bê tông), lấy bằng diện tích tiết diện ngang của thành ống. tạo lỗ khoan, lấy theo bảng A.5; fi- Ma sát bên của lớp đất I ở mặt bên của thân cọc, T/m2, lấy theo bảng A. Bảng A.5- Hệ số mf trong Loại cọc và ph|ơng pháp thi công cọc f Cát á cát á sét Sét 1 2 3 4 5 28
29. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 1. Cọc chế tạo bằng biện pháp đóng ống thép 0,8 0,8 0,8 0,7 có bịt kín mũi rồi rút dần ống thép khi đổ bê tông 2. Cọc nhồi rung ép 0,9 0,9 0,9 0,9 3. Cọc khoan nhồi trong đó kể cả mở rộng đáy, đổ bê tông: a) khi không có n|ớc trong lỗ khoan 0,7 0,7 0,7 0,6 (ph|ơng pháp khô) hoặc khi dùng ống b) D|ới n|ớc hoặc dung dịch sét c) Hỗn hợp bê tông cứng đổ vào cọc có 0,6 0,6 0,6 0,6 đầm (ph|ơng pháp khô). 0,8 0,8 0,8 0,7 5. cọc r trụ 0,7 0,7 0,7 0,6 6. Cọc khoan nhồi, cọc có lỗ tròn rỗng ở 0,8 0,8 0,8 0,7 giữa, không có n|ớc trong lỗ khoan bằng 7. Cọc khoan phun chế tạo có ống chống 0,9 0,8 0,8 0,8 hoặc bơm hỗn hợp bê tông với áp lực 2-4 atm. 2 A.8. C|ờng độ chịu tải của đất qp, T/m , d|ới mũi cọc nhồi cọc trụ và cọc ống hạ có lấy đất ra khỏi ruột ống sau đó đổ bê tông cho phép lấy nh| sau: a) Đối với đất hòn lớn có chất độn là cát và đối với đất cát trong tr|ờng hợp cọc theo công thức (A.8). còn trong tr|ờng hợp cọc ống hạ có giữ nhân đất nguyên dạng ở chiều cao 0,5m- tính theo công thức (A.9): o 0 q p 0,75 ( 'I d p Ak I LBk ) (A.8) o 0 q p ( 'I d p Ak I LBk ) (A.9) Trong đó: 0 0 , Ak , Bk 3 'I - Trị tính toán trung bình (theo các lớp) của trọng l|ợng thể tích đất, t/m , nằm phía trên mũi cọc (khi đất no n|ớc có kể đến sự đẩy nổi trong n|ớc); L- chiều dài cọc, m; p b) Đối với đất sét, trong tr|ờng hợp cọc nhồi có và buồn có không có mở rộng đáy, cọc ống có lấy lõi đất ra (lấy một phần hoặc lấy hết) và nhồi bê tông vào ruột ống và cọc trụ c|ờng độ chịu tải của đất lấy theo bảng A.7. nền không nhỏ hơn đ|ờng kính của cọc (hoặc phần mở rộng đối với cọc có mở rộng đáy), nh|ng không nhỏ hơn 2m. Bảng A.6- các hệ số của công thức (A.8) và (A.9) 29
30. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 o o Các hệ số A k, Bk , và khi các trị tính toán của góc ma trong của đất I, Kí hiệu các hệ độ số 23 25 27 29 31 33 35 37 39 o o Bk 18,6 24,8 32,8 45,5 64 87,6 127 185 260 4 0,78 0,79 0,8 0,82 0,84 0,85 0,85 0,86 0,87 5 0,75 0,76 0,77 0,79 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 L 10 0,62 0,67 0,67 0,7 0,73 0,75 0,77 0,79 0,81 d p 12,5 0,58 0,63 0,63 0,67 0,7 0,73 0,75 0,7 0,80 15 0,55 0,61 0,61 0,65 0,68 0,71 0,73 0,76 0,79 17,5 0,51 0,58 0,58 0,62 0,66 0,69 0,72 0,75 0,78 20 0,49 0,57 0,57 0,61 0,65 0,68 0,72 0,75 0,78 22,5 0,46 0,55 0,55 0,6 0,64 0,67 0,71 0,74 0,77 25 0,44 0,54 0,54 0,59 0,63 0,67 0,7 0,74 0,77 khi 0,8m 0,31 0,31 0,29 0,27 0,26 0,25 0,24 0,28 0,28 dp= <4m 0,25 0,21 0,23 0,22 0,21 0,20 0,19 0,18 0,17 2 A.9. C|ờng độ chịu tải qp, T/m của đất d|ới mũi cọc ống không nhồi bê tông mà có nhân đất l|u lại ở giai đoạn sau cùng lúc hạ cọc có chiều cao 0,5m (với điều kiện là nhân đất đ|ợc hình thành từ đất có cùng đặc tr|ng với đất đ|ợc dùng làm nền ở mũi cọc ph|ơng pháp hạ cọc ống nh| điều 4 bảng A.3 thuộc phụ lục này, đồng thời sức chống tính toán trong tr|ờng hợp này là của diện tích tiết diện ngang của thành cọc ống. Quk m.u m f ilf i w (A.10) Trong đó: u, mf, fi và li- kí hiệu giống nh| trong công thức (A.7). Bảng A.7- Trị số qp 2 C|ờng độ chịu tải qp, T/m , d|ới mũi cọc nhồi có và không mở rộng đáy, cọc cọc h,m sệt IL bằng 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 3 85 75 65 50 10 30 25 5 100 85 75 65 50 40 35 7 115 100 85 75 60 50 45 10 135 120 105 95 80 70 60 30
31. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 12 155 140 125 110 95 80 70 15 180 165 150 130 100 100 80 18 210 190 170 150 130 115 95 30 330 300 260 230 200 - - 40 450 400 350 300 250 - - Chú thích : p a) Tăng lên (khi mố cầu nằm trong vùng n|ớc) một đại l|ợng bằng 1,5 ( n hn ) trong đó: 3 n - trọng l|ợng riêng của n|ớc, 1 T/m ; toán. b) Giảm đI khi hệ số rỗng của đất e>0,6; lúc này giá trị của qp trong bảng A.7 phải nhân với hệ số giảm thấp m xác định bằng nội suy giữa các giá trị m=1 khi e=0,6 và m=0,6 khi Phụ lục B Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu c|ờng độ của đất nền B.1. Yêu cầu chung B.1.1. Sức chịu tải cực hạn của cọc tính theo công thức: Qu As f s Ap q p (B.1) B.1.2. Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức: Qs Q p Qa FS s FS p (B.2) FSs- Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1,5-2,0; FSp- Hệ số an toàn cho sức chống d|ới mũi cọc lấy bằng 2,0-3,0. f c ' tan s a h a (B.3) Trong đó: 2 Ca- Lực dính giữa thân cọc và đất, T/m ; với cọc đóng bê tông cốt thép, ca=0,7c, 2 'h - ứng suất hữu hiệu trong đất theo ph|ơng vuông góc với mặt bên cọc, T/m ; a- góc ma sát giữa cọc và đất nền; với cọc bê tông cốt thép hạ bằng ph|ơng pháp a a nền. B.1.4. C|ờng độ chịu tải của đất d|ới mũi cọc tính theo công thức: 31
32. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 q p cN c 'vp N q d p N (B.4) Trong đó: c- Lực dính của đất, T/m2; 'vp - ứng suất hữu hiệu theo ph|ơng thẳng đứng tại độ sâu mũi cọc do trọng l|ợng bản thân đất, T/m2; N Nc, Nq, - Hệ số sức chịu tải, phụ thuộc vào ma sát trong của đất, hình dạng mũi - Trọng l|ợng thể tích của đất ở độ sâu mũi cọc, T/m3. B.2. Sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất dính tính theo công thức: A c A c Trong đó: 2 Cu- sức chống cắt không thoát n|ớc của đất nền, T/m ; - Hệ số không thứ nguyên. Đối với cọc đóng lấy theo hình B.1, đối với cọc nhồi Nc- Hệ số sức chịu tải lấy bằng 9,0 cho cọc đóng trong sét cố kết bình th|ờng và bằng 6,0 cho cọc khoan nhồi. Chú thích: 2) Trị giới hạn của cu trong công thức (B.5) lấy bằng 1 kg/cm2. B.3. Sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất rời tính theo công thức: tan u s s v a+ Ap v pNq (B.6) Trong đó: Ks- Hệ số áp lực ngang trong đất ở trạng thái nghỉ, lấy theo hình B.2; v - t/m2; a- Góc ma sát giữa đất nền và thân cọc; ' 2 p Nq- Hệ số sức chịu tải, xác định theo hình B.3. B.3.1. C|ờng độ chịu tải d|ới mũi cọc và ma sát bên tác dụng lên cọc trong đất rời ở độ sâu giới hạn, nghĩa là: s c s c qp(z>zc)=qp(z=zc) Chú thích: Độ sâu giới hạn zc xác định theo góc ma sát trong của đất nền (hình B.4). B.3.2. Hệ số an toàn áp dụng khi sử dụng công thức tính toán B.6 lấy bằng 2,0-3,0. 32
33. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 33
34. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 34
35. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Phuù luùc C Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên C.1. Tính toán theo kết quả xuyên tĩnh c. C.1.2. Thiết bị xuyên sử dụng đầu xuyên chuẩn: đ|ờng kính đáy mũi côn bằng 35,7mm, góc nhọn mũi côn bằng 600. Nếu sử dụng loại đầu xuyên khác với chuẩn nêu trên cần quy đổi giá trị t|ơng đ|ơng với đầu xuyên chuẩn trên cơ sở các t|ơng quan đ|ợc xác C.1.3. Ph|ơng pháp tính theo tiêu chuẩn TCXD 174:1989. C.1.3.1. Độ sâu ngàm cọc tới hạn zc, là độ sâu mà v|ợt quá giá trị đó thì c|ờng độ chịu tải giữ nguyên giá trị không đổi: c đ|ờng kính tiết diện cọc; - Tr|ờng hợp đất nền nhiều lớp: 0,1 Zc= 3d khi v Mpa Zc= 3d 6d khi v <0,1 Mpa (trong đó v là áp lực cột đất). C.1.3.2. Sức chống cực hạn ở mũi xác định theo công thức: Qp=Ap.qp (C.1.1) Giá trị của qp đ|ợc xác định theo công thức: q p K c q c (C.1.2) Trong đó: hsi-độ dài của cọc trong lớp đất thứ i,m; u-chu vi tiết diện cọc, m; fsi-ma sát bên đơn vị của lớp đất thứ i và đ|ợc xác định theo sức chống xuyên đầu qci f si i (C.1.4) C.1.4.4. Sức chịu tải cho phép của một cọc đ|ợc xác định bằng cách lấy sức chịu tải giới hạn tính theo quy định trên chiu cho hệ số an toàn FS=2 3. C.1.5. T|ơng quan thực nghiệm giữa sức chống xuyên qc và một số chỉ tiêu cơ lí của đất C.1.5.1. T|ơng quan giữa góc ma sát trong của đất rời, , và sức chống xuyên, qc, xác định theo bảng c.2. Bảng C.2- T|ơng quan giữa qc và 5 qc (10 Pa) 2m 5m 10 28 26 35
36. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 20 30 28 40 32 30 70 34 32 200 38 36 300 40 38 c dính, cu, xác định theo công thức: q c c v u 15 Trong đó v là áp lực thẳng đứng do tải trọng bản thân của đất nền. 36
37. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 37
38. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 C.2.1. Kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong đất rời có để tính toán sức chịu tải của cọc (Meyerhof, 1956). C.2.2. Sức chịu tải cực hạn của cọc tính theo công thức của Meyerhof (1956) Qu= K1NAp+ K2NtbAs (C.2.1) Trong đó: N- chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d d|ới mũi cọc và 4d trên mũi cọc; p Ntb- chỉ số SPT trung bình dọc thân cọc trong phạm vi lớp đất rời; 2 As- Diện tích mặt bên cọc trong phạm vi lớp đất rời, m ; K1- hệ số, lấy bằng 400 cho cọc đóng và bằng 120 cho cọc khoan nhồi. Hệ số an toàn áp dụng khi tính toán sức chịu tải của cọc theo xuyên tiêu chuẩn lấy bằng 2,5-3,0. C.2.3. Sức chịu tải của cọc theo công thức của Nhật Bản: Q N A (0,2N L CL ) d a 3 a p s s c (C.2.2) Trong đó: Na- chỉ số SPT của đất d|ới mũi cọc; s Ls-chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, m; Lc- chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, m; - Cọc bê tông cốt thép thi công bằng ph|ơng pháp đóng: =30; - Cọc khoan nhồi: =15 Phụ lục D Xác định sức chịu tải của cọc theo công thức động D.1. Khi xác định sức chịu tải của cọc theo công thức động có thể sử dụng công thức của Gersevanov (điều D.2) hoặc công thức của Hilley (điều D.3) của phụ lục này. Sức chịu tải cho phép của cọc: Qtc Qa ktc (D.1a) Trong đó: Qtc- sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo công thức động của Gersevanov, T; Ktc- Hệ số an toàn, xác định theo điều A.1 phụ lục A. Qu Qtc kd (D.1) 38
39. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Trong đó: Qu- sức chịu tải cực hạn của cọc, T, xác đinh theo công thức D.2 hoặc D.3 Kd- Hệ số an toàn theo đất, lấy theo điều D.2.2 của phụ lục này. chiếc, lấy Qu= Qu min và kd= 1,0. Trong tr|ờng hợp số cọc đ|ợc thử ở những điều kiện đất giống nhau, bằng hoặc lớn hơn 6 chiếc thì sức chống giới hạn Qu xác định trên cơ sở kết quả xử lí thống kê các D.2.3. Khi thử động cọc đóng, nếu độ chối thực tế (đo đ|ợc) ef 0,002m, Qu xác định theo công thức: 2 nFM 4 p w n w c w 1 2 nFe w w w f n c 1 (D.2) Nếu độ chối thực tế (đo đ|ợc) ef<0,002m thì trong dự án đóng cọc nên xét việc dùng búa có năng l|ợng va đập lớn để hạ cọc, ở năng l|ợng này độ chối ef 0,002m, còn hồi, thì sức chịu tải giới hạn nên xác định theo công thức: 1 2e f c 1 8 p e f c W Qu 2 1 (D.3) 2 e f c 2e f c W Wc Trong đó: n- hệ số lấy bằng 150T/m2 đối với cọc bê tông cốt thép có mũ cọc; F - diện tích đ|ợc giới hạn bằng chu vi ngoài của tiết diện ngang cọc; dung thì lấy theo bảng D.1 phụ thuộc vào loại đất d|ới mũi cọc; P - Năng l|ợng tính toán của một va đập của búa, T.m lấy theo bảng D.2 hoặc năng l|ợng tính toán của máy hạ bằng rung- lấy theo bảng D.3; f - rung là độ lún của cọc do công của máy trong thời gian một phút, m; c-độ chối đàn hồi của cọc ( chuyển vị đàn hồi của đất và cọc), xác định bằng máy đo độ chối, m; W1 - Trọng l|ợng của cọc dẫn ( Khi hạ bằng rung W1=0 ), T; Wn - Trọng l|ợng của búa hoặc của máy rung, T; - h động đập có dùng mũ đệm gỗ, lấy = 0,2 khi hạ bằng rung, lấy 2=0; - hệ số, l/t, xác đinh theo công thức: 1 n n W 0 h 2g H h (D.4) c n0, nh- Hệ số chuyển từ sức chống động sang sức chống tĩnh của đất, lấy lần l|ợt bằng đối với đất d|ới mũi cọc n0= 0,0025s.m/T và đối với đất ở mặt hông cọc nh=0,25 s.m 39
40. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - Diện tích mặt bên cọc tiếp xúc vớiđất, m2; g- gia tốc trọng tr|ờng, lấy bằng 9,81m/s2; h - chiều cao nẩy đầu tiên của phần va đập của búa đối với búa diesel lấy bằng H- Chiều cao rơi thực tế của phần động của búa, m. Chú thích: 1. Các giá trị của Wn, W, Wc và W1 dùng trong công thức tính toán nói trên không có hệ số v|ợt tải (D.2 và D.3) với sức chịu tải xác định bằng tính toán dựa vào tính chất cơ lý của đất cần kiểm tra thêm bằng ph|ơng pháp nén tĩnh. Bảng D.1 r Hệ số M 1. Sỏi cạn có chất lấp nhét cát 1,3 2. Cất thô vừa, chặt trung bình và á cát cứng 1,2 3. Cát mịn chặt trung bình 1,1 5. á sét dẻo, á sét và sét cứng 0,9 6. á sét và sét nửa cứng 0,8 0,7 7. á sét và sét khô dẻo Chú thích: trong cát chặt, giá trị của hệ số M nói ở điểm 2,3 và 4 nên tăng thêm 60% còn khi có tài liệu xuyên tĩnh r tăng 100% Năng l|ợng tính toán của va đập búa , Kiểu búa p T.m 1. Búa treo hoặc tác dụng đơn động WH 3. búa di-e-den cần va đập đơn 0,4WH 4. Búa di-e-den khi đóng kiểm tra lại bằng va W(H-h) đập đơn : gây ra, xác định theo th|ớc đo, m. Để tính toán sơ bộ cho phép h= 0,6m đối với búa kiểu cột và h=0,4m đối với búa kiểu ống Lực kích thích của máy 10 20 30 40 50 60 70 80 rung, T Năng l|ợng tính toán 4,5 9 13 17,5 22 6,5 31 35 máy rung P, T.m 40
41. 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: 2 kWh W e Wc Qu (D.4) c Trong đó: k - Hiệu xuất cơ học của búa đóng cọc; một số giá trị đ|ợc kiến nghị sử dụng nh| sau: -75% Đối với búa rơi tự do nâng bằng cáp tời; - 75%- 85% Đối với các loại búa hơi n|ớc đơn động; W - trọng l|ợng của búa đóng, T; h - Chiều cao rơi búa, m; e- Hệ số phục hồi, một số giá trị của e nh| sau: + 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 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 3 A - Diện tích tiết diện cọc,m2; E- Môdun đàn hồi của vật liệu cọc, T/m2. 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 đ|ợc thực hiện 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. Ph|ơng pháp của SNIP2.02.03.85: Qtc Qa (E.1) ktc Qa - Sức chịu tải cho phép của cọc; Qtc ktc - Hệ số an toàn, xác định theo điều A.1 phụ lục A. 41
42. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 h|ớng ng|ợc đ|ợc xác định theo công thức: Qu Qtc m (E.2) kd Trong đó: m- Hệ số làm việc cho tất cả các loại nhà và công trình trừ trụ đ|ờng dây tải của lộ thiên,lấy bằng: 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; Qu - Sức chịu tải cực hạn của cọc, t, xác định theo các điều E.3.3. đến E.3.5 của phụ Kd - Hệ số an toàn theo đất, lấy theo những chỉ dẫn của điều E.4.3 của phụ lục này. E.3.3. Trong tr|ờng hợp nếu số cọc đ|ợc thử ở những điều kiện đất nền nh| nhau ít hơn 6 chiếc QuQumin,còn hệ số an toàn theo đất kđ=1. Khi số l|ợng cọc thử ỏ cùng điều kiện địa chất công trình bằng hoặc lớn hơn 6 chiếc thì các đại l|ợng Qu nên xác định trên cơ sở kết quả xử lí thống kê. E.3.4. Sức chống giới hạn Qu của cọc đ|ợc xác định nh| sau(hình E.1) - Là giá trị ứng với độ lún Sgh trong các tr|ờng hợp còn lại: = Sgh (E.3) Sgh-Trị số lún giới hạn trung bình cho trong tiêu chuẩn thiết kế nền móng,đ|ợc qui định theo nhiệm vụ thiết kế hoặc lấy theo tiêu chuẩn đối với nhà và công trình; - Hệ số chuyển từ độ lún lúc thử đến độ lún lâu dài của cọc, thông th|ờng Nếu độ lún xác định theo công thứ (E.3) lớn hơn 40mm thì sức chịu tải cực hạn của cọc Qu nên lấy ở tải trọng ứng với =40mm 42
43. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Đối với các cầu, sức chịu tải cực hạncủa cọc chịu tải trọng nén phảilấytải trọng bé hơn 1 cấp so với tải trọng mà d|ới tải trọng này gây ran; a) Sự tăng độ lún sau một cấp gia tải (ở tổng độ lún lớn hơn 40mm0 v|ợt quá 5 lần sự tăng độ lún của một cấp gia tải tr|ớc đó b) Độ lún không tắt dần tron thời gian một ngày đêm hoặchơn(ở tổng độ lún của cọc lớn hơn 40mm Nếu khi htử,tải trọng lớn nhất đã đạt đ|ợc có trị số bằng hoặc lớn hơn1,5Qtc(trong đó Qtc - Sức chịu tải của cọc tính theo các công thức của phụ lục A), mà độ lún của cọc tr|ờng hợp này, sức chịu tải cực hạn của cọc cho phép lấy bằng tải trọng lớn nhất có đ|ợc lúc thử. Chú thích:Các cấp tải trọng khi thử cọc bằng nén tĩnh th|ờng qui định trong phạm vi 1/10-1/15 sức E.3.5. Khi thử tải bằng tải trọng tĩnh theo h|ớng ngang hặc nhổ thì sức chịu tải giới hạn (điều E.3.3 của phụ lục này) lấy ở tải trọng mà d|ới tác dụng của nó, chuyển vị của cọc tăng không ngừng. tải trọng nh| 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 nh|ng không quá 10mm. E.4. Một số ph|ơng pháp thông th|ờng khác dùng để xác định sức chịu tải giới hạn của E.4.1. Ph|ơng 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 đ|ờng thẳng(hình E.2) Sf= +d/30 (E.4) 43
44. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Trong đó : Sf-Độ lún tại cấp tỉa trọng phá hoại,m - Biến dạng đàn hồi của cọc,m = QLp (E.5) Q -Tải trọng tác dụng lên cọc,T Lp- Chiều dài cọc, m A-Diện tích tiết diện cọc, m2 2 Ep- Mô đun đàn hồi của vật liệu cọc,T/m E.4.2. Ph|ơng pháp của Davisson:sức chịu tải giới hạn của cọc là tải trọng ứng với độ lún trên đ|ờng cong tải trọng-Độ lún có đ|ợc lúc thử tĩnh: p S f 0,0038 (m) E p A 120 E.4.3. Trong tr|ờng hợp cọc dàI thì sức chịu tải giới hạn ứng với độ lún: 2QL p f , , 3E p A - Khi Lp/d>100 : Sf = 60 80 mm (E.8) Chú thích: Cách xác định Sf nói ở đIều E4-2 và E4-3 thực hiện nh| nêu ở đIều E4-1. Q u (E.9) Qa 44
45. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 E.4.5. Thông th|ờng hệ số an toàn FS 2,0. Hệ số antoàncaohơnnênđ|ợc áp dụng cho các tr|ờng hợp sau đây: - Đối với cọc ma sát trong đất dính - 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 toán theo ph|ơng pháp của SNIP II-17-77 G.1. Tính cọc d|ới 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 n và góc xoay, của đầu cọc cần thoả mãn điều kiện sau: n Sgh (G1) gh (G2) n và -Những giá trị tính toán t|ơng 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 và -Những giá trị t|ơng ứng chuyển vị ngang, m, góc xoay, radian, của đầu cọc, |ợc 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 d|ới tác dụng đồng thờicủa 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, đ|ợc xác định theo điều G7 của phụ lục này.Trong 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 tr|ờng hợp cọc đ|ợc hạ vào bùn hoặc đất sét ở trạng thái G.2. Khi tính toán cọc chịu tải trọng ngang, đất quanh cọc đ|ợc xem nh| môi tr|ờng đàn hồi biến dạng tuyến tính đặc tr|ng 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 Cz=K.z (G.3) Trong đó: K - Hệ số tỉ lệ,T/m4,đ|ợc lấy theo bảng G1 đài đối với cọc đài thấp Bảng G1-Hệ số tỉ lệ k 45
46. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Hệ số tỉ lệ k,T/m4 cho cọc Loại đất quanh cọc và đặc tr|ng của nó Nhồi, cọc ống và Đóng cọc chống Sét, á sét dẻo mềm (0,5<Il 0,75), á sét dẻo(0 Il 1), cát 200-500 200-400 bụi (0,6 e 0,8) Sét, á sét gần dẻo và nửa cứng(0 Il 0,5), á sét cứng 500-800 400-600 l 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 t|ơng ứng với giá trị số sệt Il của đất sét và hệ số rỗng e nhỏ nhất của Il và e. Đối với những đất có đặc tr|ng Il và e ở khoảng trung gian thì hệ số K đ|ợc xác định bằng cách nội suy. 2. Hệ số K đối với cát chặt đ|ợc lấy cao hơn 30% so với giá trị lớn nhất ghi trong bảng cho loại G.3. Tất cả các tính toán đ|ợc 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 Ze=bdz (G.4) Le=bd L (G.5) Trong đó: (mũi cọc) trong đất tính từ mặt đất với cọc đài cao và từ đáy đài với cọc đài thấp, m bd-Hệ số biến dạng, I/m, xác định theo công thức: . bd= 5 EbI Trong đó: K - kí hiệu nh| tron công thức G3 b thiết kế kết cấu bê tông cốt thép I - Mô men quán tính tiết diện ngang của cọc, m4 bc - Chiều rộng qui |ớc của cọc, m đ|ợc lấy nh| 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: 3 2 0 0 n y0 0l0 (G.7) 3Eb I 2Eb I 46
47. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 2 Hl0 Hl0 0 (G.8) 2Eb I Eb I Trong đó: l0 - Chiều dài đoạn cọc,m,bằng khoảng cách từ đáy đài cọc đến mặt đất Y0 và 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 đ|ợc xác định theo điều G5 của phụ Chú thích: Các đại l|ợng trong phụ lục này đ|ợc coi là d|ơng trong các tr|ờng hợp sau: - Mô men và lực ngang tại đầu cọc:mô men theo chiều quay của kim đồng hồ và lực ngang h|ớng về phía bên phải và lực ngang h|ớng 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 h|ớng về bên phải. y0 H 0 HH M 0 HM (G.9) 0 H 0 MH M 0 MM (G.10) H0 - Giá trị tính toán của lực cắt, T, lấy H0=H M0-Mô men uốn, T.m, lấy M0=M+Hl0 HH - Chuyển vị ngang của tiết diện, m/T, bởi lực H0=1(hình G.2a) HM - Chuyển vị ngang của tiết diện, l/T, bởi mô men M0=1(hình G.2b) MH - Góc xoay của tiết diện,l/T (T.m) MH-Góc xoay củ tiết diện, l/T, bởi lực H0=1(hình G.2a) Chuyển vị HH, MH = HM và MM đ|ợc xác định theo công thức: 1 HH 3 A0 (G.11) bd Eb I Formatted: Font: 13 pt, Complex 1 Script Font: 14 pt MH HM 3 B0 (G.12) bd Eb I Formatted: Font: 13 pt, Bold, Complex Script Font: 14 pt 1 Formatted: Font: 13 pt, Complex MM 3 C0 (G.13) bd b Formatted: Font: 13 pt, Bold, Trong đó: Complex Script Font: 14 pt 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 Le xác định theo công thức G.5. Khi Le nằm giữa hai 47
48. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 G.6. Khi tính độ ổn định của nền quanh cọc,phải kiểm tra điều kiện hạn chế áp lực tính z 4 ' z 1 2 v .tg 1 C1 (G.14) cos 1 Trong đó: á 2 z - p lực tính toán lên đất T/m ,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 Le2,5:tại 2 độ sâu z=L/3 và z= L 3 1-Khối l|ợng thể tích tính toán của đất,T/m , ứ 2 v - ng suất có hiệu theo ph|ơng thẳng đứng trong đất tại độ sâu z,T/m 2 1,C1 - Giá trị tính toán của góc ma sát trong, độ và lực dính, T/m của đất - Hệ số,lấy =0,6 cho cọc nhồi và cọc ống,=0,3 cho các loại cọc còn lại; 1 - Hệ số, lấy bằng 1, trừ tr|ờng hợp tính móng của các công trình chắn lấy bằng 0,7; 48
49. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 2 - Hệ số, kể đến phần tải trọng th|ờng xuyên trong tổng tải trọng, tính theo công thức: M M p v (G.15) 2 nM M Trong đó: Mp - Mômen do tải trọng ngoài th|ờng xuyên, tính toán ở tiết diện móng tại mức mũi cọc, T.m; v n , hệ số, lấy bằng 2,5 trừ các tr|ờng hợp sau đây: a) Những công trình quan trọng: c + Khi Lc 5 lấy n = 2,5; + Khi Lc nằm giữa các trị số trên thì nội suy n . thuộc vào Lc. Chú thích: Nếu áp lực ngang tính toán lên đất z không thỏa mãn điều kiện (G.14) nh|ng lúc này sức chịu tải của cọc theo vật liệu ch|a tận dụng hết và chuyển vị của cọc nhỏ hơn trị số chuyển vị cho phép khi chiều sâu tính đổi của cọc Lc > 2,5 thì nên lặp lại việc tính toán với hệ số tỉ lệ K giảm chuyển vị của cọc cũng phải tuân theo điều (G.14). á 2 G.7. p lực tính toán, z, T/m , lực cắt Qz, T, trong các tiết diện của cọc tính theo công thức: K 0 M 0 H 0 z zc y0 A1 B1 2 C1 2 D1 ; (G.16) bd bd bd EI bd Eb I 2 H 0 M z bd Eb Iy0 A3 bd Eb I 0 B3 M 0C3 D3 ; (G.17) 3 2 Qz bd Eb Iy0 A4 bd Eb I 0 B4 bd M 0C4 H 0 D4 ; (G.18) Nz = N (G.19) K - Hệ số tỉ lệ xác định theo bảng G.1 của phụ lục này; bd, Eb, I - Có ý nghĩa nh| công thức (G.6); ze - Chiều sâu tính đổi xác định theo công thức (G.4) tùy theo độ sâu thực tế z mà ở z z z H0, M0, y0 và 0 có ý nghĩa nh| đã nêu ở điều G.4 và G.5 của phụ lục này; A1B1,C1và D1 A B C và D A4 B4 ,C4và D 4 N - Tải trọng tính toán dọc trục tại đầu cọc. 49
50. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Formatted: Justified, Space Before: 4 pt G.8. Mômen ngàm tính toán, Mng, T.m, khi tính cọc ngàm cứng trong đài và đầu cọc không bị xoay, tính theo công thức sau: 2 0 MH l0 MM 2Eb I M ng H (G.20) l0 MM Eb I đây, ý nghĩa các kí hiệu đều giống nhau, nh| những công thứcnêuở trên. Dấu oâmp có ý nghĩa là với lực ngang H h|ớng từ trái sang phải, mômen truyền lên đầu cọc từ phía ngàm có h|ớng ng|ợc với chiều kim đồng hồ. Tính toán sức chịu tải trọng ngang theo ph|ơng pháp của Broms (1964) G.9. Tùy theo độ cứng của cọc và phân bố phản lực nền theo ph|ơng ngang, cọc đạt tới sức chịu tải giới hạn theo những cơ chế khác nhau. Đối với cọc ocứngp, sức chịu tải trọng chỉ phụ thuộc vào đất nền trong khi sức chịu tải của cọc omềmp hoàn toàn phụ thuộc vào khả năng chịu uốn của vật liệu cọc. 50
51. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 đ|ợcthiếtlậpchotr|ờng đất dính và trong đất rời. G.9.1. Cọc trong đất dính o p a) Cọc cứng : Sức chịu tải giới hạn, Hu giữa độ sâu ngàm cọc t|ơng đối L/d và sứcchịutảigiớihạnt|ơng đối, Hu/Cud ,(hình G.3a). Tr|ờng hợp liên kết ngàm giữa cọc và dải cọc cũng đ|ợc kể đến trong ph|ơng pháp tính. o p b) Cọc mềm : Sức chịu tải giới hạn. Hu, đ|ợc tính toán trên cơ sở biểu đồ quan hệ u u G.9.2 Cọc trong đất rời o p a) Cọc cứng : Sức chịu tải giới hạn, Hu, đ|ợc tính toán trên cơ sở biểu đồ quan hệ giữa độ sâu ngàm cọc t|ơng đối, L/d, và sức chịu tải trọng giới hạn t|ơng đối, Hu- p o p b) Cọc mềm : Sức chịu tải giới hạn, Hu, đ|ợc tính toán trên cơ sở biểu đồ quan hệ 4 giữa khả năng chịu uốn giới hạn t|ơng đối của vật liệu cọc, Mu/Kp d , và sức chịu tải 3 giới hạn t|ơng đối, Hu/Kp d (hình G.4b). 51
52. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 52
53. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Phụ lục H Tính toán độ lún của móng cọc H.1. Độ lún của cọc đơn 2 xông 1 và chống lên lớp đất đ|ợc xem nh| bán không gian biến dạng tuyến tính đặc tr|ng bởi môđun cắt g2 và hệ số poat- xông 2 đ|ợc tính theo công thức sau đây với điều kiện tải trọng truyền lên cọc N Qa và khi Lp/d>5, G1 lp/G2d>1: N S (H.1) G1Lp Trong đó: N - Tải trọng đứng truyền lên cọc, MN(tấn); - hệ số xác định theo công thức: ' 1 ' / ' 1 ổ Trong đó: n =0,17 x ln(k G1Lp/G2d) - hệ số ứng với cọc có độ cứng tuyệt đối (EA= ); n v p ổ 2 = EA/G1K p - độ cứng t|ơng đối của cọc; 1 - Thông số, xác định việc tăng độ lún do thân cọc chịu nén và tính theo công thức: 2.12ổ3/4 1 1 2.12ổ3/4 k ,k 1- Các hệ số tính theo công thức : lần l|ợt khi = ( 1 + 2)/2 và khi = 1; Qtc - sức chịu tải của cọc xác định theo phụ lục A Trong đó: db - Đ|ờng kính phần mở rộng của cọc Các đặc tr|ng G1 và 1đ|ợc lấy trung bình đối với tất cả các lớp đất trong phạm vi 2 2 phần mở rộng( đối với cọc có mở rộng mũi ) kể từ mũi cọc trở xuống với điều kiện là d|ới mũi cọc không có than bùn, đất bùn có độ sệt chảy. H.2. Tính toán độ lún của nhóm cọc định móc quy |ớc nh| sau: Cách 10: ranh giới móng quy |ớc (hình H1) - Phía d|ới là mặt phẳng AC đi qua mũi cọc đ|ợc xem là đáy móng; 53
54. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - Phía trên là mặt đất san nền BD, vớiAB=Llà độ sâuđặt móng; - Phía cạnh là các mặt phẳng đứng AB và CD qua mép ngoài cùng của hàng cọc biên tb tại khoảng cách Ltbtg ( /4) nh|ng không lớn hơn 2d (d - đ|ờng kính hoặc cạnh góc vuông) khi d|ới mũi cọc có lớp sét bụi với chỉ số sệt IL > 0,6; khi có cọc xiên thì các l tb i i Ltb i - Góc ma sát trong của lớp đất có chiều dày li; Ltb- độ sâu hạ cọc trong đất kể từ đáy dài, Ltb = li. Chú thích: 1. Nếu trong chiều dài của cọc có lớp đất yếu ( bùn, than bùn,.v.v.) dày hơn 30 cm thì kích th|ớc đáy móng quy |ớc giảm đi bằng cánh lấy Ltb là khoảng cách từ mũi cọc đến đáy lớp đất yếu; 2. Trọng l|ợng bản thân của móng quy |ớc gồm trọng l|ợng cọc, dài và đất nằm trong phạm vi móng quy |ớc. : a) Ranh giới móng quy |ớc khi đất nền là đồng nhất Cách xác định móng quy |ớc tr|ơng tự cách 10, chỉ khác là lấy góc mở bằng 300 cho mọi loại đất kể từ độ sâu 2Ltb/3 (hình H2). b) Ranh giới của móng quy |ớc khi cọc xuyên qua một số lớpđấtyếutựa vàolớp đất cứng cánh xác định móng quy |ớc nh| mô tả trong cánh 1, riêng góc mở lấy bằng 0 30 kể từ độ sâu 2L1/3, với L1 - phần cọc nằm d|ới lớp đất yếu cuối cùng (hình H.3) c) Ranh giới của móng quy |ớc khi đất nên nằm trong phạm vi chiều dài cọc gồm - Chiều rộng và chiều dài bản móng quy |ớc là đáy hình khối có cạnh mở rộng so với mặt đứng của hàng cọc biên bằng 1/4 cho đến độ sâu 2Lp/3, từ đó trở xuống đến mặt phẳng mũi cọc góc mở bằng 300 (hình H.4); H.2.2. ứng suất phụ thêm phân bố trong đất nền, d|ới mũi cọc có thể tính toán theo lời giải Boussinesq với giả thiết bản móng quy |ớc đặt trên bán không gian đàn hồi. nông trên nền thiên nhiên. H.3. Độ lún của móng băng cọc. H.3.1. Độ lún S, m, của móng băng với 1 hoặc 2 hàng cọc ( khi khoảng cách giữa các cọc P(1 2 ) S (H.3) E 0 Trong đó: móng trong khối đất và cọc với ranh giới nh| sau: phía trên là cốt nền; phía cạnh là mặt phẳng đứng đi qua hàng cọc ngoài cùng; phía d|ới là mặt phẳng đi qua mũi cọc; 54
55. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 E, - Giá trị môđun biến dạng kPa (kg/cm2) và hệ số poát r xông của đất trong phạm vi chiều dày của lớp đất chịu nén d|ới mũi cọc; r 0 - lấy theo biểu đồ (xem hình vẽ) phụ thuốc vào hệ số poát xông bề rộng quy đổi của móng b = b/h ( trong đó b r bề rộng của móng lấy tới mép ngoài của hàng cọc biên; h - Độ sâu hạ cọc, và độ dày quy đổi của lớp đất chịu nén Hc/h (Hc - độ dày của lớp đất chịu nén xác định theo điều kiện nh| tính lún đối với nền thiên nhiên); ứng với Hc/h một đ|ờng thẳng song song với trục hoành cắt đ|ờng cong b t|ơng ứng, từ giao điểm này vẽ đ|ờng vuông góc đến gặp đ|ờng . Từ giao điểm nay vẽ một đ|ơng thẳng song song với trục hoánh đến cắt trục tung, đây chính là giá trị của hệ số 0. H.3.2. ứng suất trong nền đất d|ới mũi cọc, xác định theo lời giải của bài toán phẳng với giả thiết tải trọng ở mũi cọc là phân bố đều theo chiều rộng và dài của móng. H.4. Độ lún của móng bè cọc ph|ơng pháp lớp biến dạng tuyến tính nh| trong tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình. ở đây việc tính toán nên lấy theo áp lực trung bình lên nền tại mặt phẳng đáy dài, và tăng chiều dài tính toán của lớp lên một đại l|ợng bằng độ sâu hạ cọc với môđun biến dạng của lớp mà cọc xuyên qua lấy bằng vô cùng hoặc bằng môđin biến H.4.2. Độ lún tính toán của móng gồm nhiều cọc mà mũi cọc tựa lên đất có môdun biến dạng E 20 Mpa có thể xác định theo công thức: 0,12 E Trong đó : P - áp lực trung bình lên nền ở đáy đài; E - Môđun biến dạng trung bình của lớp chịu nén d|ới mặt mũi cọc với chiều dầy bằng B: 1 B Trong đó : E1, E2, Ei - Môdun biến dạng của lớp 1, 2 và lớp i; h k1, k2, ki - Hệ số kể đến độ sâu của lớp lấy theo bảng H.1 tuỳ theo độ sâu của lớp đáy. 55
56. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Bảng H.1 r Trị số k Độ sâu của đáy lớp (0 - 0,2) B (0,2 -0,4) B (0,4 - 0,6)B (0,6 - 0,8)B (0,8 - 1) B (Phần lẻ của B) Hệ số ki 1 0,85 0,6 0,5 0,4 H.5. Các đặc tr|ng biến dạng nêu ở điều 5.1 của tiêu chuẩn là những đại l|ợng sau đây (hình H6, H7,H8 và H9): - Độ lún S là chuyển vị đi xuống của một điểm đang xét, ví dụ độ lún của điểm B là SB; - Độ lún lệch S là chuyển vị của một điểm này đối với một điểm khác, nh| chuyển - Biến dạng góc tại một điểm là sự thay đổi độ dốc tại điểm này, nh| A = SAB/LBA + SBC/LBC; - Góc xoay là góc mở của vật thể rắn của một đơn vị công trình so với ph|ơng - Góc xoắn t|ơng đối là tỉ số / L; - Độ nghiêng i là tỉ số S/L của 2 điểm mép ngoài cùng của công trình (đối với móng cứng tuyệt đối); - Độ võng (hay vồng), f, là chuyển vị lớn nhất diễn ra giữa hai điểm so với đ|ờng thẳng vẽ giữa chúng (đối với móng mềm); - Độ xoắn t|ơng đối là độ xoay của một đ|ờng thẳng giữa hai điểm mốc có liên quan tới sự nghiêng; - Độ méo góc (hay độ võng hoặc vồng t|ơng đối) f/L là tỉ số của độ võng giữa hai điểm với khoảng cách giữa chúng. Trong bảng H2 và H3 nêu các biến dạng giới hạn của nền và kết cấu do lún gây ra Độ lún trung bình S hoặc lớn nhất Độ lún lệch Độ nghiêng u Công trình t|ơng đối Smax (trong iu 1. Nhà sản xuất một tầng và nhà dân dụng nhiều tầng có khung hoàn 0,002 - (8) - Bằng bê tông cốt thép 0,004 - (12) - Bằng thép 2. Nhà và công trình mà trong kết cấu 0,006 -(15) không đều. 3. Nhà nhiều tầng không khung với t|ờng chịu lực: 56
57. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 - Bằng tấm lợp 0,0016 0,005 10 - Bằng khối lớn hoặc có thể xây 0,0020 0,0005 10 gạch không có thép có giằng bê tông cốt thép 4. Công trình thép chứa vận thăng bằng kết cấu bê tông cốt thép; - chỗ liên khối trên cùng một móng bè - Nh| trên nh|ng kết cấu lắp ghép - 0,003 30 - 0,004 40 tại chỗ - Nh| trên nh|ng kết cấu lắp ghép - 0,004 30 - Nhà công tác đứng độc lập - 0,004 25 5. - H 100 m - 0,005 40 -100 300 - 1/(2H) 10 6. Công trình cứng cao đến 100m, - 0,004 20 5 7. Công trình liên lạc, ăng ten : - Thân tháp tiếp đất - 0,002 20 - đất - Tháp phát thanh 0,002 - - - Tháp phát thanh sóng ngắn 0,0025 - - - Tháp ( block riêng rẽ ) 0,001 - - 8. Trụ đ|ờng dây tải điện trên không - Trụ trung gian 0,003 0,003 - - gian, trụ ở vòng cung, cửa chính của thiết bị phân phối kiểu hở. - Trụ trung chuyển đặc biệt 0,002 0,002 - Chú thích cho bảng H.2: 1) Trị giới hạn của độ võng (vồng lên) t|ơng đối của nhà nói ở điểm 3 lấy bằng 0,5( S/L)U 57
58. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 2) Khi xác định độ lún lệch t|ơng đối S/L nói ở điểm 8, L là khoảng cách giữa 2 trục block móng theo h|ớng tải trọng ngang, còn ở các trụ kéo dây - là khoảng cách giữa các trục của mong chịu nén và neo. 3) Nếu nền gồm các lớp đất nằm ngang ( với độ dốc không quá 0,1) thì trị giới hạn về độ lún trung bình cho phép tăng lên 20%. tăng lên 1,5 lần. 5) Trên cơ sở tổng kết kinh nghiệm thiết kế xây dựng và khai thác các loại công trình khác nhau, cho phép lấy trị biến dạng giới hạn của nền khác với trị cho ở bảng này. Bảng H.3 - Giới hạn biến dạng góc (Theo Skempton và McDonald, 1956; Bjerrum, 1963 và Wroth, 1975) f/L Trạng thái công trình giới hạn cong. 1/3000 Các vết nứt nhìn thấy ở các t|ờng chịu lực. 1/1000 Các vết nứt nhìn thấy ở các t|ờng gạch chèn khung. 1/750 1/600 Mức quá ứng suất cho phép trong các cấu kiện nghiêng trở lên đáng kể. 1/500 Giới hạn thực tể để ngăn chặn các vết nứt trầm trọng trong nhà khung và công trình hiện đại. 1/300 ở cao. 1/250 Nghiêng đáng chú ý trong các nhà nhiều tầng. 1/150 H| hại đến kết cấu đối với hầu hết công trình. 58
59. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Chú thích cho bảng H.3 1) Đối với công trình bình th|ờng, biến dạng góc giới hạn lấy nhỏ hơn 1/500 2) Cần tránh h| hại khi các khe nứt nhìn thấy đ|ợc nếu biến dạng góc nhỏ hơn 1/1000. 59
60. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 60
61. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 61
62. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 Phụ lục I Đặc điểm thiết kế móng cọc trong vùng có động đất I.1. Khi tính toán sức chịu tải của cọc làm việc d|ới tải trọng nén hoặc nhổ, giá trị Qp và F và M bảng I.1 trừ tr|ờng hợp cọc chống lên đá và đất hòn lớn. Giá trị Qp cũng phải nhân với hệ số điều kiện làm việc Mc3 = 1 khi Le 3 và Mc3 = 0,9 khi Le < 3 trong đó Le - Chiều dài tính đổi của cọc xác định theo h|ớng dẫn ở phụ lục G. Ma sát bên cọc, Fi trong khoảng giữa mặt đất đến độ sâu hu lấy bằng 0: 4 hu (1.1) bd Trong đó: bd này. I.2. Khi tính toán cọc theo điều kiện hạn chế áp lực lên đất qua mặt bên của cọc nêu trong phụ lục G, d|ới tác dụng của tải trọng động đất, lấy giá trị của góc ma sát trong 1 I.3. Khi tính toán móng cọc của cầu, ảnh h|ởng của động đất đến điều kiện ngàm cọc vào cát bụi no n|ớc đất sét và á sét dẻo chảy vào dẻo mềm hoặc á cát chảy thì hệ số K cho trong bảng G.1 phụ lục G phải giảm đi 30%. đặc tr|ng ngắn hạn của tác động động đất bằng cánh tăng hệ số 2 thêm 30%, còn tr|ờng hợp móng một hàn cọc với tải trọng tác dụng tại mặt phẳng vuông góc với hàng đó thì 2 tăng lên 10%. tc thí nghiệm hiện tr|ờng phải đ|ợc xác định có xét đến tác động động đất theo công thức: Qtc = kc . Qu (1.2 ) Kc - Hệ số, bằng tỉ số giữa giá trị sức chịu tải trọng nén của cọc Qu nhận đ|ợc bằng cách tính theo những chỉ dẫn ở điều I.1 và I.2 của phụ lục này có xét đến tác động động đất với giá trị tính theo chỉ dẫn ở ch|ơng 4 của tiêu chuẩn (không tính đến tác Qu - Sức chịu tải cực hạn của cọc, T, xác định theo kết quả thí nghiệm động tĩnh, xuyên tĩnh nh| chỉ dẫn ở ch|ơng 4 ( không tính đến tác động động đất) r Bảng I.1 Hệ số Mc1 và Mc2 cl c2 Cấp qp trong đất chỉnh f1, trong đất động Cát chặt Sét bụi ở độ Cát chặt và Cát chặt Sét bụi ở độ sệt đất vữa sệt chặt vừa m m m No No 0 I No 0 I 0,75 I toán và ít và ít I < 0 L và ít I < 0 L L n|ớc n|ớc L 0,5 n|ớc L < 0,75 <1 ẩm ẩm ẩm 7 1 0,9 0,95 0.8 1 0,95 0,95 0,90 0,95 0,85 0,75 62
63. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 0,9 - 0.85 - 1 0.90 0.85 - - 0.80 0.75 8 0,9 0,8 0,85 0,7 0,95 0,90 0,85 0,80 0,90 0,80 0,70 0,8 - 0.75 - 0.95 0.80 0.75 - 0.80 0.70 0.65 9 0,8 0,7 0,75 0,9 0,85 0,75 0,70 0,85 0,70 0,60 - Chú thích: Trị số ở tử số là dùng cho cọc đóng, ở mẫu số cho cọc nhồi. I.5. Đối với móng trong vùng động đất cho phép dùng tất cả các loại cọc, trừ cọc không có cốt thép ngang. Khi thiết kế mong cọc trong vùng có động đất phải đ|a mũi cọc tựa lên loại đất đá, đất hòn lớn, cát chặt và chặt trung bình, đất sét có chỉ số sệt IL 0,5. > 0,5. I.6. Độ cắm sâu cọc vào trong đất ở vùng động đất phải lớn hơn 4m, và khi mũi cọc nằm trong nền đất cát bão hoà n|ớc chặt vừa thì không nhỏ hơn 8m trừ tr|ờng hợp mũi cọc tựa trên đá, cho phép giảm độ chôn sâu của cọc khi có những kết quả chính xác I.7. Đài cọc d|ới t|ờng chịu lực của một khối nhà hoặc công trình cần phải liền khối và bố trí trên cùng một cao độ. Trong tr|ờng hợp liên kết ngàm, chiều dài ngàm cọc vào đài đ|ợc xác định bằng tính toán có kể đến tải trọng động đất. I.8. Khi có đủ cơ sở kinh tế r kỹ thuật, cho phép dùng móng cọc có đệm trung gian bằng vật liệu rời (đá răm, sỏi sạn, cát hạt thô lớn và cát trung )/ Giải pháp này không đ|ợc sử dụng trong nền đất tr|ơng nở, đất than bùn, đất lún |ớt, ở những vùng có hiện Không nên tính toán cọc chịu tải trọng ngang trong móng có đệm trung gian. Sức chịu tải trọng nén có kể đến tác động động đất nên xác định theo tát cả mặt bên của cọc, tức là hu = 0, còn hệ số điều kiện làm việc của mũi cọc d|ới tác dụng động đất Phụ lục K Thiết kế cọc cho trụ đ|ờng dây tải điện trên không K.1. Sức chịu tải của cọc chịu nén thi công bằng ph|ơng pháp đóng cho các trụ đ|ờng dây điều kiện làm việc đ|ợc lấy nh| sau: a) Đối với trụ trung gian bình th|ờng mc = 1,2; b) Trong các tr|ờng hợp khác mc = 1,0 K.2. Sức chịu tải của cọc chịu nhổ đ|ợc xác định theo công thức (A.10) của phụ lục A, trong đó các hệ số điều kiện làm việc đ|ợc lấy nh| sau: a) Đối với trụ trung gian tiêu chuẩn mc = 1,2; 63
64. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 b) Đối với trụ neo và góc mc = 1,0 c) Khoảng v|ợt lớn, nếu trọng l|ợng cọc và đài cọc bằng lực nhổ tính toán, thì lấy mc = 0,6; d) Các tr|ờng hợp còn lại mc K.3. Sức chịu tải của cọc khi chịu nén tính theo công thức (A.4) của phụ lục A phải giảm đi một l|ợng bằng 1,2W. khi cọc chịu nhổ, tính theo công thức (A.10), thì tăng thêm một l|ợng bằng 0,9W trong đó W là trọng l|ợng của cọc. đẩy nổi của n|ớc. K.4. Ma sát bên của cọc trong móng đ|ờng dây tải điện trên không đối với đất sét bụi có chỉ số sệt IL > 0,3 cần phải tăng 25% so với giá trị cho trong bảng ở phụ lục A và cần áp dụng hệ số điều kiện làm việc bổ xung mg nêu trong bảng K.1 của phụ lục này. r Bảng K.1 Hệ số mg Các hệ số điều kiện làm việc bổ sung mg khi chiều dài của cọc L Lp > 25d H/N = H/N 0,1 H/N = 0,6 0,4 1. Móng d|ới trụ trung gian tiêu chuẩn khi tính: - Trong đất cát và á cát 0,9 0,9 0,8 0,55 - Trong sét và á sét: Khi IL 06 1,15 1,15 1,05 0,7 b) Cọc đơn chịu tải trọng nén và cọc trong nhóm chịu tải trọng nhổ: - Trong đất cát và á cát 0,9 0,9 0,9 0,9 Khi IL 06 1,15 0 1,15 1,15 Khi IL > 0,6 1,50 1,50 1,50 1,50 2. Móng d|ới neo, d|ới trụ ở góc, ở các đâu a) Cọc đơn chịu tải nhổ: - Trong đất cát và á cát 0,8 0,8 0,7 0,6 - Trong sét và á sét. b) Cọc trong nhóm chịu tải trọng nhổ: - Trong đất cát và á cát 0,8 0,8 0,8 0,8 - Trong sét và á sét. 1,0 1,0 1,0 1,0 Chú thích: 1) trong bảng K.1 lấy ký hiệu nh| sau: d- Đ|ờng kính của cọc tròn, cạnh của cọc vông hoặc cạnh dài nhất của cọc tiết diện chữ nhật 64
65. Tiêu chuẩn xây dựng tcxd 205 : 1998 H- Tải trọng ngang tính toán N- Tải trọng đứng tính toán 2) Khi hạ cọc đơn với góc nghiêng hơn 100 về phía tác dụng của tải trọng ngang thì hệ số điều kiện làm việc mg lấy nh| đối với cọc thẳng đứng làm việc trong nhóm cọc (điểm 1b và 2b trong bảng K.1). 65