Sức chịu tải của cọc được xác định dựa trên tiêu chuẩn TCVN 10304:2014.
1. Công thức chung xác định sức chịu tải cực hạn của cọc
Công thức chung xác định sức chịu tải cực hạn Rc,u, tính bằng kN, của cọc theo đất là:
Rc,u = qb x Ab + u x Σ fi x li
trong đó:
qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc:
Ab là diện tích tiết diện ngang mũi cọc;
u là chu vi tiết diện ngang cọc;
fi là cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) của lớp đất thứ “i” trên thân cọc.
li là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất thứ ”i”.
2. Xác định sức chịu tải của cọc theo công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản
Trong bài viết này, chúng tôi giới thiệu tới các bạn cách tính sức chịu tải của cọc theo công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản.
Sức chịu tải cực hạn của cọc xác định theo công thức sau:
trong đó:
qb là cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc xác định như sau:
Khi mũi cọc nằm trong đất rời qb = 300 Np cho cọc đóng (ép) và qb = 150 Np cho cọc khoan nhồi.
Khi mũi cọc nằm trong đất dính qb = 9 cu cho cọc đóng và qb = 6 cu cho cọc khoan nhồi.
Đối với cọc đóng, cường độ sức kháng trung bình trên đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”:
fs,i = 10 Ns,i / 3
và cường độ sức kháng trên đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”:
fc,i = αp x fL x cu,i
trong đó:
αp là hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỷ lệ giữa sức kháng cắt không thoát nước của đất dính cu và trị số trung bình của ứng suất pháp hiệu quả thẳng đứng,
fL là hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d của cọc đóng,
Np là chỉ số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 4d trên mũi cọc;
cu là cường độ sức kháng cắt không thoát nước của đất dính, khi không có số liệu sức kháng cắt không thoát nước cu xác định trên các thiết bị thí nghiệm cắt đất trực tiếp hay thí nghiệm nén ba trục có thể xác định từ thí nghiệm nén một trục nở ngang tự do (cu = qu /2), hoặc từ chỉ số SPT trong đất dính: cu,i = 6,25 Nc,i, tính bằng kPa, trong đó Nc,i là chỉ số SPT trong đất dính.
Ns,i là chỉ số SPT trung bình trong lớp đất rời “i”;
ls,i là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất rời thứ “i”,
lc,i là chiều dài đoạn cọc nằm trong lớp đất dính thứ “i”;
u là chu vi tiết diện ngang cọc;
d là đường kính tiết diện cọc tròn, hoặc cạnh tiết diện cọc vuông.
Chi tiết về công thức thức tính, các bạn có thể tham khảo phụ lục G.3.2 tiêu chuẩn TCVN 10304:2014.
Từ sức chịu tải cực hạn của cọc Rc,u, ta có trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén Rc,k tương ứng dựa vào trị số riêng.
Tiếp theo, công thức tính theo sức chịu tải của đất nền như sau:
Rc,d = Rc,k / γk
Nc,d <= γ0 * Rc,d / γn
trong đó:
Nc,d là trị tính toán tải trọng nén tác dụng lên cọc;
Rc,d là trị tính toán sức chịu tải trọng nén của cọc;
Rc,k là trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén của cọc;
γ0 là 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 là hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1,2; 1,15 và 1,1 tương ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I, II và III;
γk là hệ số tin cậy theo đất.
Thuvienketcau gửi bạn File tính sức chịu tải tính toán dựa vào công thức Nhật Bản để tham khảo.
Lưu ý rằng, phương pháp tính toán sức chịu tải nào của cọc cũng đều mang tính dự báo, cần có thí nghiệm thử tải tĩnh để kiểm chứng giá trị Rc, u.
Tham khảo thêm:
Tính toán sức chịu tải đất nền theo công thức Meyerhof