Tính toán sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT – Công thức của Viện Kiến trúc Nhật Bản

Sức chịu tải của cọc là sức kháng cực hạn của nền đối với cọc đơn theo điều kiện giới hạn sự phát triển quá mức của biến dạng trượt trong nền.

Bảng Excel tính toán sức chịu tải của cọc theo công thức Nhật Bản → Price: 50K

G.3. Xác định sức chịu tải của cọc 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:

R_c,u = q_b.A_b + u.Σ(f_c,i.l_c,i + f_s,i.l_s,i)

Trong đó:

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

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

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

• đối với đất cát, nếu N_p > 50 thì lấy N_p = 50, nếu N_s,i > 50 thì lấy N_s,i = 50
• với cọc nhồi có mũi cọc tựa vào lớp cuội sỏi có N_p > 100, nếu có biện pháp tin cậy làm sạch mũi cọc và bơm vữa xi măng gia cường đất dưới mũi cọc thì lấy q_b = 20 MPa

+ A_b: diện tích tiết diện mũi cọc

+ u: chu vi thân cọc

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

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

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

• f_c,i = α_p.f_L.c_u,i
• α_p: 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
• f_L: hệ số hiệu chỉnh độ mảnh của cọc, phụ thuộc tỉ số L/d (chiều sâu cọc/đường kính cọc)
• c_u,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 c_u,i = 6,25.N_c,i
• N_c,i: chỉ số SPT trong phạm vi lớp đất dính thứ i

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

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

2. Sức chịu tải cho phép của cọc

[R] = (γ₀.R_c,u) / (γ_n.γ_k)

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

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

• Cấp I: 1,2
• Cấp II: 1,15
• Cấp III: 1,1

+ γ_k: 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 γ_k = 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 γ_k = 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 γ_k lấy phụ thuộc vào số luợng cọc trong móng như sau:

• móng có ít nhất 21 cọc: γ_k = 1,40 (1,25)     
• móng có 11 đến 20 cọc: γ_k = 1,55 (1,4)    
• móng có 06 đến 10 cọc: γ_k = 1,65 (1,5)    
• móng có 01 đến 05 cọc: γ_k = 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 γ_k = 1, nếu sức chịu tải của cọc xác định bằng thí nghiệm thử tải tĩnh.

d. Giá trị của γ_k 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.