Tại hầu hết các công trình việc chuẩn bị nền móng là hết sức quan trọng. Nó đảm bảo cho độ chắc chắn và an toàn cho toàn bộ công trình, đảm bảo độ bền trong quá trình sử dụng sau này. Vậy nền móng chắc chắn là do những yếu tố như thế nào ? Chắc hẳn bạn thường thấy cọc được đóng xuống phải không ? Sức chịu tải cọc sẽ có ý nghĩa quan trọng và Xây Dựng NND muốn bạn hiểu rõ trong bài viết này.
Sức chịu tải của cọc là gì trong xây dựng ?
Khi thiết kế móng cọc, việc xác định sức chịu tải của cọc có ý nghĩa quan trọng nhất vì nó ảnh hưởng đến sự an toàn của công trình và giá thành công trình. Cọc trong móng có thể bị phá hoại do bản thân cường độ vật liệu cọc bị phá hoại hoặc do đất nền bị phá hoại. Vì thế khi thiết kế phải xác định hai trị số về sức chịu tải của cọc: một trị số tính theo vật liệu làm cọc (Pvl) và một trị số tính theo cường độ của đất nền (Pđn). Sau đó chọn trị số nhỏ nhất để đưa vào tính toán.
Muốn biết sức chịu tải của cọc là gì thì việc đầu tiên chúng ta phải biết sức chịu tải của cọc được tính toán như thế nào
Xác định sức chịu tải của cọc theo cưởng độ vật liệu
a. Xác định sức chịu tải của cọc gỗ
Sức chịu tải theo vật liệu của cọc gỗ được xác định theo công thức sau:
P = K.F.Rg
Trong đó:
P – sức chịu tải tính toán cọc.
K – hệ số đồng nhất vật liệu, lấy bằng 0,7.
F – diện tích tiết diện ngang cọc.
Rg – cường độ chịu nén dọc thớ của gỗ .
Cọc bê tông cốt thép tiết diện đặc
Với cọc BTCT, sức chịu tải cực hạn của cọc theo vật liệu xác định theo công thức
Pvl = k.m.(Rn .Fc + Ra .Fa )
k.m – hệ số điều kiện làm việc của vật liệu, được lấy bằng 0,7
Rn – cường độ chịu nén cho phép của bê tông.
Ra – cường độ chịu nén hay kéo cho phép của thép.
Fc – tiết diện cọc.
Fa – diện tích cốt thép bố trí trong cọc.
Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền
a. Xác định sức chịu tải của cọc theo phương pháp thống kê
Cọc ma sát khi chịu tải trọng thì một phần tải trọng được truyền xuống đất thông qua mũi cọc và phần còn lại được truyền vào đất nhờ ma sát giữa mặt xung quanh cọc và đất bao quanh. Sức chịu tải trọng nén theo phương dọc trục của cọc ma sát theo kết quả thí nghiệm trong phòng xác định theo công thức:
Qtc =mr . qp . Ap +u . Σmfi . fsi . li
mR, mf – các hệ số điều kiện làm việc của đất ở mũi cọc và ở mặt bên của cọc
qp – cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc, phụ thuộc vào loại đất và chiều sâu hạ mũi cọc
u – chu vi tiết diện ngang cọc.
fsi – lực ma sát đơn vị của mỗi lớp đất mà cọc đi qua, phụ thuộc vào trạng thái
và chiều sâu trung bình của mỗi lớp đất
li – chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc
Qtk= Qtc/Ktc = Qtc/1,4
b.Phương pháp xuyên động SPT
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard penetration test) được thực hiện bằng ống tách đường kính 5,1cm; dài 45cm; đóng bằng búa rơi tự do nặng 64kg; chiều cao rơi là 76cm; thực hiện trong lỗ khoan. Khi thí nghiệm, đếm số búa để đóng cho từng đoạn 15cm ống lún vào đất, 15cm đầu không tính, chỉ dùng giá trị số búa cho 30cm sau gọi là N. N30 được xem là số nhát búa tiêu chuẩn.
Công thức của Meyerhof (1976):
Qu =k1 . N. Fc +K2 . ΣNitb . fsi . li
Qu – sức chịu tải cọc, đơn vị tính là (kN).
K1 = 400 cho cọc đóng và 120 cho cọc khoan nhồi.
K2 = 2 cho cọc đóng và 1 cho cọc khoan nhồi.
N – số nhát búa SPT trung bình tại mũi cọc tính trong phạm vi 1d từ mũi cọc trở xuống và 4d từ mũi cọc đi lên.
Ntbi – số nhát búa SPT trung bình của lớp đất thứ i cọc đi qua
Fc – diện tích tiết diện ngang của cọc li – chiều dày lớp đất thứ i cọc đi qua. u – chu vi thân cọc.
Hệ số an toàn khi tính sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn lấy từ 2,5÷3
c. Tính sức chịu tải của cọc theo phương pháp xuyên tĩnh CPT
Sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh được tính theo công thức sau
Qu =Qmui + Qms = qp.Fc + u . Σqsi . li
Trong đó:
Fc – diện tích tiết diện ngang mũi cọc
qp – sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc.
qp = Kc.qc
qc – sức cản mũi xuyên trung bình của đất trong phạm vi 3d phía trên mũi cọc và 3d phía dưới mũi cọc.
Kc – hệ số tra bảng phụ thuộc loại đất, loại cọc.
u – chu vi cọc
qci – sức cản mũi xuyên trung bình của lớp đất thứ i.
ai – hệ số phụ thuộc loại đất, trạng thái đất, phương pháp thi công cọc và đặc tính bề mặt thành cọc
qsi = qci/∝i
Sức chịu tải thiết kế của cọc
Qtk = Qmui/(2->3)+ Qms /(1,5->2)
Với mỗi loại cọc thì có sức chịu tải khác nhau và bạn có thể tìm hiểu theo những nội dung dưới đây:
- Sức chịu tải của cọc 250×250
- Sức chịu tải của cọc 300×300
- Sức chịu tải của cọc 200×200
Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi hy vọng giúp ích được cho các bạn phần nào. Chúc các bạn có công trình chắc chắn, an toàn và đẹp.
