Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền – Công thức của Viện Kiến trúc Nhật Bản

Sức chịu tải của cọc theo đất nền là khả năng chịu tải của sức kháng thành kết hợp với sức kháng mũi cọc. Khi tính toàn đất được chia thành 2 nhóm chính là đất dính gồm các loại đất sét và đất rời bao gồm các loại đất cát và bùn không dẻo.

Download bảng Excel tính toán sức chịu tải cọc theo công thức Nhật Bản

G.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

G.3.2. Công thức của Viện Kiến trúc Nhật Bản (TCVN 10304-2014)

1. Sức chịu tải cực hạn của cọc:

Rc,u = qb.Ab + u.Σ(fc,i.lc,i + fs,i.ls,i)

Trong đó:

+ qb : cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

  • khi mũi cọc nằm trong đất rời. Đối với cọc khoan nhồi: qb = 150.Np, với cọc đóng – ép: qb = 300.Np
  • khi mũi cọc nằm trong đất dính. Đối với cọc khoan nhồi: qb = 6.cu, với cọc đóng – ép: qb = 9.cu

+ Np: chỉ số SPT trung bình trong khoảng 4d phía trên và 1d phía dưới mũi cọc

  • đối với đất cát, nếu Np > 50 thì lấy Np = 50, nếu Ns,i > 50 thì lấy Ns,i = 50
  • với cọc nhồi có mũi cọc tựa vào lớp cuội sỏi có Np > 100, nếu có biện pháp tin cậy làm sạch mũi cọc và bơm vữa xi măng gia cường đất dưới mũi cọc thì lấy qb = 20 MPa
+ Ab: diện tích tiết diện mũi cọc

+ u: chu vi thân cọc

+ fs,i: cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i

  • fs,i = 10.Ns,i/3
  • Ns,i: chỉ số SPT trong phạm vi lớp đất rời thứ i

+ fc,i: cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i

  • fc,i = αp.fL.cu,i
  • αp: hệ số điều chỉnh cho cọc, phụ thuộc vào tỉ lệ sức kháng cắt không thoát nước và trị số trung bình của ứng suất hiệu quả thẳng đứng
  • fL: hệ số hiệu chỉnh độ mảnh của cọc, phụ thuộc tỉ số L/d (chiều sâu cọc/đường kính cọc)
  • cu,i: cường độ kháng cắt không thoát nước của đất dính. Trong trường hợp không có số liệu sức kháng cắt không thoát nước CU lấy cu,i = 6,25.Nc,i
  • Nc,i: chỉ số SPT trong phạm vi lớp đất dính thứ i
sức chịu tải cọc theo đất nền theo công thức Nhật Bản 2

+ ls,i : chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ i

+ lc,i: chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ i

2. Sức chịu tải cho phép của cọc

[R] = (γ0.Rc,u) / (γnk)

Trong đó:

+ γ0: hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi sử dụng móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và lấy bằng 1,15 trong móng nhiều cọc

+ γn: hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình

  • Cấp I: 1,2
  • Cấp II: 1,15
  • Cấp III: 1,1
+ γk: hệ số tin cậy theo đất lấy như sau:

a. Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài thấp có đáy đài nằm trên lớp đất tốt, cọc chống chịu nén không kể đài thấp hay đài cao lấy γk = 1,4 (1,2). Riêng trường hợp móng một cọc chịu nén dưới cột, nếu là cọc đóng hoặc ép chịu tải trên 600 kN, hoặc cọc khoan nhồi chịu tải trên 2500 kN thì lấy γk = 1,6 (1,4)

b. Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén trong móng cọc đài cao, hoặc đài thấp có đáy đài nằm trên lớp đất biến dạng lớn, cũng như cọc treo hay cọc chống chịu tải trọng kéo trong bất cứ trường hợp móng cọc đài cao hay đài thấp, trị số γk lấy phụ thuộc vào số luợng cọc trong móng như sau:

  • móng có ít nhất 21 cọc: γk = 1,40 (1,25)     
  • móng có 11 đến 20 cọc: γk = 1,55 (1,4)    
  • móng có 06 đến 10 cọc: γk = 1,65 (1,5)    
  • móng có 01 đến 05 cọc: γk = 1,75 (1,6)

c. Trường hợp bãi cọc có trên 100 cọc, nằm dưới công trình có độ cứng lớn, độ lún giới hạn không nhỏ hơn 30 cm thì lấy γk = 1, nếu sức chịu tải của cọc xác định bằng thí nghiệm thử tải tĩnh.

d. Giá trị của γk trong (…) dùng cho trường hợp sức chịu tải của cọc xác định bằng thí nghiệm thử tải tĩnh tại hiện truờng; giá trị ngoài (…) dùng cho trường hợp sức chịu tải của cọc xác định bằng các phương pháp khác.

Trả lời