Tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 "Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế" xuất bản đã khắc phục được những nhược điểm chí tử mà người thiết kế xây dựng gặp phải và ngầm hiểu với nhau mà TCXDVN 205:1998 do lỗi chính tả hay chỉ dẫn chưa rõ ràng. Điều quan trọng hơn là sức chịu tải của cọc dự báo theo tiêu chuẩn mới cho giá trị cao và gần với thực tế thí nghiệm nén tĩnh của hàng vô số công trình trong suốt hơn chục năm của thực tế dùng móng cọc.
Như vậy, về cơ sở lý thuyết đã rõ ràng. Nhiệm vụ của người kỹ sư thiết kế giờ là ứng dụng tiêu chuẩn mới trong công tác dự báo sức chịu tải của cọc bằng cách xây dựng công cụ [phần mềm, bảng tính Excel...]. Sau đây xin trình bày các bước ứng dụng TCVN 10304:2014 một cách thực tế nhất cho 2 loại cọc phổ biến là cọc khoan nhồi và cọc đóng/ép.
1. Tính toán sức chịu tải theo vật liệu cọc
Hầu hết trường hợp thiết kế kết cấu thực tế là cọc chịu lực nén đúng tâm do đài truyền vào từ công trình bên trên, vật liệu cọc bêtông cốt thép thường. Dùng công thức tính toán như cấu kiện bêtông chịu nén đúng tâm của TCVN 5574:2012 như sau:
$$P_{VL}=\varphi\left[R_bA_b+R_{sc}A_{st}\right]$$
Diễn giải công thức:
$A_{st}$ là tổng diện tích cốt thép dọc trong cọc
$A_b$ là diện tích bêtông trong cùng tiết diện cọc
$R_{sc}$ là cường độ tính toán về nén của cốt thép
$R_b$ là cường độ tính toán về nén của bêtông cọc, bằng cường độc tính toán gốc của bêtông nhân với các hệ số điều kiện làm việc $\gamma_{cb}.\gamma'_{cb}$ như sau:
$\gamma_{cb}=0,85$ kể đến đổ bêtông trong khoảng không gian chật hẹp của hố khoan, ống vách
$\gamma'_{cb}$ kể đến phương pháp thi công cọc, trường hợp phổ biến là cọc khoan nhồi tương ứng trường hợp ghi trong TCVN 10304:2014 là Trong các nền, việc khoan và đổ bêtông vào lòng hố khoan dưới dung dịch khoan hoặc dưới nước chịu áp lực dư [không dùng ống vách] $\gamma'_{cb}=0,7$. Các trường hợp khác xem mục 7.1.9 của tiêu chuẩn.
Với cọc bêtông cốt thép đúc sẵn đóng, ép, các hệ số $\gamma_{cb}=\gamma'_{cb}=1$.
$\varphi$ là hệ số giảm khả năng chịu lực do ảnh hưởng của uốn dọc, theo TCVN 5574:2012:
- Với $\lambda\leqslant28,\varphi=1$
- Với $2850$ thì chỉ lấy $N_p=50$, nếu trị số $N_{s,i}>50$ thì lấy $N_{s,i}=50$
Đối với nền đá hoặc cuội sỏi trạng thái chặt, khi $N_p>100$ thì lấy $q_b=20MPa$ cho cọc đóng/ép và cọc khoan nhồi có biện pháp làm sạch mũi cọc tin cậy và bơm vữa ximăng gia cường đất dưới mũi cọc.
Thông thường đối với nền có nhiều lớp đất dính dọc theo thân cọc, giá trị sức chịu tải đất nền tính theo công thức Nhật Bản thường lớn hơn công thức Meyerhof. Tư vấn thiết kế nên chọn giá trị làm sức chịu tải dự báo theo một trong hai công thức trên, từ đó quyết định giá trị tải trọng thí nghiệm nén tĩnh max làm căn cứ điều chỉnh cho cọc đại trà sau này.
3. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc
Theo quy định của TCVN 10304:2014, tải trọng nén dọc trục tác dụng lên cọc cần so sánh với sức chịu tải tính toán theo vật liệu và theo đất nền [$Q_a$] như tính toán ở trên.
Tải trọng công trình truyền lên móng là tải trọng tính toán [có hệ số vượt tải] theo tiêu chuẩn Việt Nam, do tiêu chuẩn tính toán theo phương pháp Trạng thái giới hạn.
4. Kết luận
Cách thực hành tốt nhất là lập bảng tính Excel tính toán sức chịu tải theo đất nền tại từng độ sâu mũi cọc so với mặt đất, từ đó có thể vẽ biểu đồ sức chịu tải cọc theo chiều sâu hạ cọc và người thiết kế xây dựng lựa chọn chiều sâu hạ mũi cọc để được sức chịu tải hợp lý.
Có thể tham khảo bảng tính Excel lập theo vật liệu và theo đất nền.
-
Lâu nay chúng ta thường sử dụng công thức của tiêu chuẩn Nhật Bản để tính SCT theo SPT như sau: Qu = 1/3[α*Na*Fp + [0.2*Ns*Ls + C*Lc]*U] Có ý kiến cho rằng hệ số 0.2 phải thay bằng 1/3 tức là 0.33 Còn công thức trên chỉ áp dụng khi mũi cọc nằm ở đất rời. Nếu mũi cọc nằm trong đất dính thì phải thay α*Na bằng số 6*Cu.
Bà con ai có bộ TC gốc của Nhật Bản xin kiểm tra giúp công thức trên. Nếu đúng thì nguy hiểm quá, trước đến nay toàn tính sai à???
NHẤT NGHỆ TINH NHẤT THÂN VINH
-
Tôi đã tính SCT của cọc theo công thức Nhật Bản và công thức của Mayerhof nhưng kết quả khác nhau rất nhiều. Trong tiêu chuẩn của Việt Nam thì không ghi rõ đơn vị của hai công thức này, nên tôi cho rằng sự khác nhau chủ yếu do đơn vị. Ở công thức của Nhật Bản thì SCT của cọc được tính theo đơn vị của C [lực dính], còn trong công thức Mayerhof thì toàn hệ số K, chỉ số SPT và diện tích thì biết đơn vị của nó là gì???
Công ty Cổ phần kỹ thuật công trình- Thương mại C.N.C.C
Email : -
Mayerhof thì chỉ dùng cho đất rời nên không thích hợp lắm và kết quả ra thường rất nhỏ.
Bác huycdc và các bác xin lưu tâm đến vấn đề em hỏi một chút nhé!!!NHẤT NGHỆ TINH NHẤT THÂN VINH
-
Tôi đã tính SCT của cọc theo công thức Nhật Bản và công thức của Mayerhof nhưng kết quả khác nhau rất nhiều. Trong tiêu chuẩn của Việt Nam thì không ghi rõ đơn vị của hai công thức này, nên tôi cho rằng sự khác nhau chủ yếu do đơn vị. Ở công thức của Nhật Bản thì SCT của cọc được tính theo đơn vị của C [lực dính], còn trong công thức Mayerhof thì toàn hệ số K, chỉ số SPT và diện tích thì biết đơn vị của nó là gì???
Thường thì công thức của Meyerhof có đơn vị la kN/m^[-2] [hoặc kN nếu đã nhân với diện tích]. Nếu bác muôn chắc chắn thì gõ lại công thức được viết trong tiêu chuẩn ra rồi tôi kiểm tra lại cho.to haivnkcc : tôi không chắc chắn lắm, nên vừa ngó lại thì thấy công thức Meyerhof vẫn có thể dùng cho đất sét với các hệ số thích hợp đấy chứ nhỉ ?
Last edited by phu_ho; 16-11-2004, 04:21 PM.
Does engineering need science?
-
Trước đây tôi có bản phô tô trích tiêu chuẩn Nhật [tiếng Anh] về tính sức chịu tải của cọc, nay tìm mãi chưa ra nên chưa trả lời chú Hải được. Tôi thấy tính SCT theo TC Nhật bản theo phụ lục của TCXD226:1999 [trang 15] hoặc công thức ở phụ lục TCXD205:1998 [trang 439, tập3] là được đấy, ý kiến của Hải về việc thay hệ số 0,2 thành 0,33 thì không hiểu lấy ở đâu ra hoặc ý kiến của ai . Theo tôi thì các hệ số trong công thức ta phải giữ nguyên, còn ta có thể điều chỉnh bẳngcác hệ số an toàn . Mỗi người tính sẽ cho một kết quả vì hộ lấy hệ số an toàn [FS] khác nhau, biên của nó rất rộng, chẳng hạn từ 2 đến 4. Chỉ có điều hệ số an toàn [1/3] quy định hơi cứng nhắc vì nó chung cho cả mũi cọc và ma sát . Trong thực tế [theo nhiều cách tính khác nữa] ta nên tách hệ số ma sát riêng phần cho yếu tố mũi và yếu tố ma sát bên, chẳng hạn FS cho mũi cọc là 3 thì FS cho ma sát chỉ từ 2 đến 2,5 thôi [có thể là phù hợp với điều kiện nền đất Việt Nam hơn]. Các hệ số an toàn này gần sát với các kết quả thí nghiệm nén tĩnh hơn . Điều tôi muốn mọi người tranh luận thêm lại là Công thức số 12, trang 301 [Tuyển tập TCXD tập 4] của TCXD195:1997 [dành riêng cho cọc nhồi] Trích nguyên gốc: "Sức chịu tải CHO PHÉP của cọc Qa [tấn] trong nền đất dính và đất rời tính theo công thức: Qa = 1,5Ntb*Ap + [0,15*Nc*Lc + 0,43*Ns*Ls]*U - Wp Trong đó: N ........... Ntb [trong TC la N có dấu ngang ở trên đỉnh] là chỉ số xuyên TCTB của đất trong khoảng 1 d DƯỚI mũi cọc và 4d DƯỚI mũi cọc....... ...... Nếu tuân thủ đúng công thức này mà tính thì ra kết quả cực kỳ buồn cười và không chấp nhận được . Trong câu giải thích thì Ntb chẳng hiểu được là 1D hay 4D ở TRÊN mũi cọc chỗ nào vì cả hai đều ghi là dưới Mọi người tính thử xem, sau đó chúng ta thảo luận tiếp ! Ngoài ra tôi muuốn nói thêm về công thức Meyerhof [1976]. Khá ít sách hoặc tài liệu nói về công thức này. Theo bản "Foundation Engineering Manual" xuaats bản lần thứ 2 [1985] của Hội địa kỹ thuật Canada trang 283 thì công thức tính SCT TỚI HẠN trong ĐẤT RỜI này là: R = m *N * At + n*Ntb*D*As Hệ số an toàn theo bản gốc này TỐI THIỂU là 4. Trang 439 của TCXD205:1998 cũng nêu công thức này, nhưng lại ghi là công thức năm 1956 [chứ không phải 1976], không biết năm 1956 ông Meyerhof đã trở thành Nhà địa kỹ thuật chưa [chắc là do công tác in ấn nhầm]. Các hệ số trong công thức thì giống công thức gốc . Riêng hệ số an toàn thì đã được điều chỉnh từ [4] xuống thành [từ 2,5 đến 3]. Qua các tính toán và so sánh với TN nén tĩnh, tôi thấy hệ số an toàn được điều chỉnh nhỏ như vậy là phù hợp với VN. Nếu giữ hệ số an toàn bằng 4 thì tính ra SCT rất nhỏ, chanưg hạn cọc D1200 đưa vào cuội sỏi chỉ có sức chịu tải khoảng 400 tấn, chắc không ai lấy như thế ...
Mong mọi người sẽ tiếp tục thảo luận !
Last edited by ketcaucdc; 17-11-2004, 11:20 AM.
ThS.KS.Phạm Như Huy - Trưởng ban quản trị ketcau.com - Cty CP Tư vấn đầu tư và TKXD Việt Nam [CDC]. Tel. 04.2.216.217.1; - Email:
-
"Tôi thấy tính SCT theo TC Nhật bản theo phụ lục của TCXD226:1999 [trang 15] hoặc công thức ở phụ lục TCXD205:1998 [trang 439, tập3] là được đấy, ý kiến của Hải về việc thay hệ số 0,2 thành 0,33 thì không hiểu lấy ở đâu ra hoặc ý kiến của ai . Theo tôi thì các hệ số trong công thức ta phải giữ nguyên, còn ta có thể điều chỉnh bẳngcác hệ số an toàn . Mỗi người tính sẽ cho một kết quả vì hộ lấy hệ số an toàn [FS] khác nhau, biên của nó rất rộng, chẳng hạn từ 2 đến 4. Chỉ có điều hệ số an toàn [1/3] quy định hơi cứng nhắc vì nó chung cho cả mũi cọc và ma sát . Trong thực tế [theo nhiều cách tính khác nữa] ta nên tách hệ số ma sát riêng phần cho yếu tố mũi và yếu tố ma sát bên, chẳng hạn FS cho mũi cọc là 3 thì FS cho ma sát chỉ từ 2 đến 2,5 thôi [có thể là phù hợp với điều kiện nền đất Việt Nam hơn]. Các hệ số an toàn này gần sát với các kết quả thí nghiệm nén tĩnh hơn ". Những điều bác nói em cũng nghĩ tới, nhưng ý kiến trên là của PGS.TS Nguyễn Văn Dũng bộ môn cơ đất - Nền móng trường DHXD mới ác chứ. Vì vậy mới thấy rất băn khoăn. "Nếu tuân thủ đúng công thức này mà tính thì ra kết quả cực kỳ buồn cười và không chấp nhận được . Trong câu giải thích thì Ntb chẳng hiểu được là 1D hay 4D ở TRÊN mũi cọc chỗ nào vì cả hai đều ghi là dưới Mọi người tính thử xem, sau đó chúng ta thảo luận tiếp !"
Cái việc xác định Ntb này em thấy nó chẳng có chút chính xác nào cả[vì chẳng biết xác định thế nào]. Mà ngay cả CT meyerhof cũng ít sử dụng. Hơn nữa hình như các giá trị Nspt không phải là N30 đâu mà là N50 hay 60 gì đó?
NHẤT NGHỆ TINH NHẤT THÂN VINH
-
"Tôi thấy tính SCT theo TC Nhật bản theo phụ lục........ ...
Cái việc xác định Ntb này em thấy nó chẳng có chút chính xác nào cả[vì chẳng biết xác định thế nào]. Mà ngay cả CT meyerhof cũng ít sử dụng. Hơn nữa hình như các giá trị Nspt không phải là N30 đâu mà là N50 hay 60 gì đó?
Hiện nay anh có một điều muốn nói là nhiều khi thẩm định nhà cao tầng có sử dụng cọc khoan nhồi , anh em thiết kế tính toán SCT của cọc đơn vẫn đưa giá trị N30=100 và công thức trên để tính dẫn đến giá trị SCT của cọc tăng vọt lên, Nhưng thực tế N30 ở đây theo tiêu chuẩn qui phạm chỉ được lấy tối đa N= 60. Mọi người nên lưu ý đến điều này.
-
Đương nhiên là công thức của nhật bản tính được cho cả đất dính có ai cãi điều đó đâu. Nhưng vấn đề thắc mắc ở đây là liệu ý kiến trên có đúng không thôi. Bởi vì chúng ta hiện nay vẫn chỉ đang áp dụng cái ngọn [TCVN nêu ra] mà chưa biết cái gốc [tiêu chuẩn Nhật Bản] thực chất nó ra làm sao? Vì vậy biết đâu trong chuyện này còn có những điều mà chúng ta chưa biết. Hơn nữa hiện nay PGS.TS Nguyễn Văn Dũng cũng là 1 trong những người tham gia vào biên soạn bộ TC về nền móng sửa đổi nên thật ra tôi cũng rất băn khoăn. Vì vậy nếu bác huycdc tìm được tài liệu về TC Nhật Bản thì tốt quá.
NHẤT NGHỆ TINH NHẤT THÂN VINH
-
Thông thường khi chuyển dịch thành TCVN, các bác có điều chỉnh đôi chút từ TC gốc cho phù hợp với điều kiện VN. Hải cũng không phải lo vì sau khi tính còn có thí nghiệm nén tĩnh mà
Tất cả các tính táon chỉ là "dự báo"
ThS.KS.Phạm Như Huy - Trưởng ban quản trị ketcau.com - Cty CP Tư vấn đầu tư và TKXD Việt Nam [CDC]. Tel. 04.2.216.217.1; - Email:
-
Đúng là công thức Meyerhof được đưa ra năm 1956 đấy bác Huy ạ. Để ref là năm 1976 cũng đúng vì năm 1976 thì ông này có viết một bài review về vấn đề này [The eleventh Terzaghi lecture]. Mà cái ông Meyerhof này là kỹ sư từ năm 1938 cơ
Trang 439 của TCXD205:1998 cũng nêu công thức này, nhưng lại ghi là công thức năm 1956 [chứ không phải 1976], không biết năm 1956 ông Meyerhof đã trở thành Nhà địa kỹ thuật chưa [chắc là do công tác in ấn nhầm].Mà em thấy trong công thức này người ta dùng [N1]60 đấy chứ các bác ?
Does engineering need science?
-
Nhiều khi kết quả nén tĩnh cọc cũng cần phải nghi ngờ nữa đấy anh Hải ạ.Đừng có quá tin vào nén tĩnh.
-
Đúng là công thức Meyerhof được đưa ra năm 1956 đấy bác Huy ạ. Để ref là năm 1976 cũng đúng vì năm 1976 thì ông này có viết một bài review về vấn đề này [The eleventh Terzaghi lecture]. Mà cái ông Meyerhof này là kỹ sư từ năm 1938 cơ
Mà em thấy trong công thức này người ta dùng [N1]60 đấy chứ các bác ?
Đúng rồi, tôi cũng thấy thầy tôi nói thế. giá trị N60 này được hiệu chỉnh từ N30 có xét đến rất nhiều các yếu tố tác động[trong đó có cả yếu tố thiết bị] Việt Nam mình rất khó có thể thực hiện được
Đương nhiên như bác huy nói, câu"...căn cứ vào kết quả nén tĩnh" thì bao giờ cũng là "bảo bối" của các nhà TK rồi. Nhưng gần đây luật mới yêu cầu có bước thiết kế cơ sở và phải bảo vệ trên sở XD mới chán. bọn họ lý luận phải chốt số lượng cọc này nọ cãi mãi cũng không xong. Chuối ở chỗ mình tính theo SPT ra 130T bọn nó nhất định đòi phải lấy số liệu trên làm sức chịu tải. Đúng là trời cao phận thấp chí khí uấtNHẤT NGHỆ TINH NHẤT THÂN VINH
-
Mình có tài liệu năm 1956, ông Meyerhof có đưa ra công thức tính sức chịu tải nhưng dùng cho móng nông qa = 12000 N*Kd ][B=1,2
Ngoài ra, khi tính toán sức chịu tải theo SPT theo một số tài liệu khác còn cần phải hiệu chỉnh N30 ->Ncor. Các công thức của ta chưa thấy ai hiệu chỉnh nhỉ !!!
ThS.KS.Phạm Như Huy - Trưởng ban quản trị ketcau.com - Cty CP Tư vấn đầu tư và TKXD Việt Nam [CDC]. Tel. 04.2.216.217.1; - Email:
-
Tôi thấy KCS 43 nói đúng đấy. Chỉ cần dầm kê dụng cụ đo lún chịu tác động bên ngoằi như : ông nào không biết vào xem ngồi lên, hoặc thợ đo nửa đêm buồn ngủ đá vào hoặc dầm lún theo cọc là kết quả đo sai số đến km ngay. Nói chung SCT của cọc ở VN đều lấy theo kinh nghiệm. Ví dụ cọc 1200 ở CT Hanoi Tơwer do nc ngoằi thiết kế lấy bằng 700 tấn, ta chỉ lấy 600-650 tấn thôi vì trình độ và chất lượng thi công của ta hết sức "đa dạng". Còn công thức Qa = 1,5Ntb*Ap + [0,15*Nc*Lc + 0,43*Ns*Ls]*U - Wp. tôi nhớ có lần anh Huycdc có nói là hệ số 15 chứ không phải 1,5 và Qu chứ không phải Qa thì có lý hơn. Trong TCVN một loặt công thức tính SCT của cọc đều không có thứ nguyên mà đến 10 năm nay chẳng thấy chỉnh sửa bổ sung gì. Các công trình thì vẫn mọc lên như nấm, VN ta tài thật. Nhân đây có ai có kinh nghiệm gì về tính SCT cọc khoan nhồi mở rộng mũi thì chia sẻ cho anh em với. Không hiểu độ tin cậy của lại cọc này có cao không nhỉ và cách giám sát kiểm tra bằng cách nào?
-
Công thức tính SCT theo TC Nhật bản [AIJ] - 1988 "xịn", [gõ tiếng Anh nguyên gốc]: For Bored Pile 1. End-bearing capacity. In the case of sand or cobble soil: Rp = alpha*15*Ntb*Ap [t] Notations: alpha: reduction factor In the absence of pile load test alpha to be 0,5 Ntb: Average of S.P.T. value of pile [from 1d beanesth the bed level to 4d over the bed level] If N value exceeds 60., N shall be 60; If Ntb value exceeds 50, Ntb shall be 50. Ap: cross sectional area of pile tip [m2]. In the case of clay soil, Rp = 6*Cu*Ap. - Positive skin friction In the case of clay soil: Rf = 6*Cu*Ap 2. Positive skin friction: clay soil: Rf = [1/2]*qu*Lc*phi sand soil: Rf = [1/3]*Nf*Ls*phi ................ còn nữa. Công thức tính toán ở trên chưa có hệ số an toàn. Đó là Pult.... ...................................
[www.ketcau.com xin cảm ơn TS. Phạm Khắc Hiên - Vụ phó vụ khảo sát - thiết kế - Bộ Xây Dựng đã cung cấp tài liệu AIJ gốc]
Tôi sẽ tìm cách scan tài liệu lên để giới thiệu với bà con .ThS.KS.Phạm Như Huy - Trưởng ban quản trị ketcau.com - Cty CP Tư vấn đầu tư và TKXD Việt Nam [CDC]. Tel. 04.2.216.217.1; - Email:
Video liên quan
-