Senior Lecturer AnhHoang Le

CỌC TRÀM
Và
THÍ NGHIỆM BÀN NÉN PHẲNG

CÁC CÔNG TRÌNH 5 TẦNG TIÊU BIỂU
Năm 1970 Tổng cục Gia cư……….với cọc tràm
(Sài gòn) tiến hành xây dựng
cư xá Thanh Đa hầu hết bằng
cọc tràm, trong điều kiện bán
đảo Thanh Đa còn hoang sơ ít
người ở, nền đất còn nhiều
đầm lầy, hệ thống giao thông
chưa hình thành. Đến nay ảnh
hưởng của “đô thi hóa”, được
san lấp và hình thành hệ
thống giao thông làm cho khu
vực bò lún, độ lún hiện tại đã
đạt trên 1,5m…và đã làm
nhều lốc nhà bò nghiêng, lún…

1


Tử Lieọu:
Khaỷo saựt ủũa chaỏt Cử Xaự Thanh ẹa
Naờm 1969

2

MẶT CẮT NGANG
CHUNG CƯ THANH ĐA

Thí nghiệm cọc tràm
dt:=0,8x0,8=0,64m2

Tải trọng phá hoại: 9tấn
Được ước lượng 14tấn/1m2
Từ đó móng được tính
Với hệ số an toàn =2 là 7tấn/1m2

3


Chung cư Chu văn An - Đinh bộ Lónh
Là chung cư 5 tầng cuối cùng Q. Bình Thạnh
(Đường Chu văn An), có thể xem là một chung cư
còn sót lại khi phải chấp nhận làm cọc tràm vào
thời đó chưa có
công nghệ ép cọc
phải dùng búa đóng
(như như đã từng
đóng cho Cư xá Cty
Giấy F17 XVNT)
Và trong tình huống
cần có nhà cho dân
tái đònh cư.
Khu vực Đinh bộ Lónh, Chu Văn An hiện nay
có thể có độ lún toàn khu vực đạt trên 1mét


CẤU TẠO MÓNG CỌC TRÀM
So Sán h chọn K ết C ấu hợp lý !
Đà Kiềng

Đà Kiềng

Cổ cột= Cột+5cm
Bm

ho

B a ûn M o ùn g

Cổ cột= Cột+5cm
Bm

ho

Cốt thép

Lớp bảo vệ 5cm

5cm
dài 4,5 m
Không vát
nhọn mũi

Cát lót


Cốt thép

Cát phủ đầu cừ

Cừ tràm

 80-100

B a û n M o ùn g

Lớp bảo vệ 5cm

Bt=1,2.Bm

Bêtông lót
đá 1x2
Mác 150

Cừ tràm

 80-100

Bt=Bm

dài <4,5 m

Bêtông lót
đá 4 x 6
Mác 150


Cọc tràm đóng 25cây/m2
Đường kính trung bình xem như =8cm
Nếu đường kính trung bình < 8cm thì mật độ cừ
tăng lên theo tỷ lệ đường kính cừ
n = 25 x 8/ ĐK cừ
Điều này không nên sử dụng khi tiết diện trung bình <8cm

4


Nên dùng Bêtông đá 1x2 mác 150 đổ phủ đầu
cừ tràm, dầy 100  150cm lót đáy móng.
Không dùng đá 4x6 lót đáy móng

Mặt lớp ĐÁ 4x6 … dưới đáy móng

4,5m

1.5m

Sử dụng GIÁ TRỊ TÍNH TOÁN cho CỌC TRÀM
Bùn sét có đặc trưng tối thiểu để có thể dùng
cọc tràm là: dung trọng  = 15 kN/m3; Hệ số rổng e<2
lực dính c ≥ 6 kPa và ma sát j≥ 5o
Có thể xem như j=0o, chỉ còn
lực dính c=6(kPa)

Am=1m2

1m


Nhóm cừ Tràm

fs =0,8.c

Un=4m2

qm

Ta tính sức mang của
nhóm cừ 1m2 này

Bản thân có độ cong phức tạp
đồng thời với khoảng cách <3D,

cừ tràm dể kết thành một
nhóm nên việc xem cừ
làm việc thành nhóm (bó)
là phù hợp
(như khối móng quy ước
với góc jtb=0o)

5


Sức mang nhóm cừ tràm Am=1m2:
Công thức: Qnhóm = Qm + Qf
Với j = 0  Nc = 5,7
Qm = qm.Am
Nq = 1

qm = 1,3.c.Nc + ’.Zm.Nq ‘=15 – 10 = 5 kN/m3
Qf = fs.Axq=0,8.c.Un.Lc
Zm = 4,5+1,5 = 6 m
 qm= 1.3×6×5.7+5×6×1 = 74 kPa
Qnhóm=74 +86
Qm= 74×1m2 = 74 kN
= 160 kN

Qf = 0,8×6×4×4,5 = 86 kN

Nếu sử dụng theo thói quen là 70kN cho 1m2
thì HỆ SỐ AN TOÀN là:
kat= 160/70 = 2,3

CHÚ Ý:

1m

2

2m2

Móng Am=1m2 Móng Am=2m2
C o ù 2 m a ë t b i m a át đ i
k h i d i e än t í c h m o ùn g
t ư ø 1 m 2 l e ân 2 m 2 . . .

Khi diện tích móng tăng gấp đôi = 2m2 thì
- Diện tích đáy tăng gấp đôi Am=2m2
- Diện tích xung quanh mất đi 2 mặt nên không

tăng gấp đôi là= 614,5 (thay vì 814,5)

6


Sức mang nhóm cừ Am=2m2 là :
Qnhóm = qm*Am + fs*Un*Lc
= 742 + 0,8664,5 = 278 kN
Với HSAT = 2,3  pa = 278/2,3 = 120 kN
Như vậy tính trên đơn vò m2 sức mang của
nhóm cừ tràm:
pa = 120/2 = 60 kPa
Diện tích móng Am = 1m2  pa = 70 kPa
Diện tích móng Am = 2m2  pa = 60 kPa
Diện tích móng cừ tràm càng lớn,
sức chòu trên 1m2 càng nhỏ

Công thức gần đúng tính nhanh:
pa=35+10×(chu vi móng)/(diện tích móng) kPa
pa=3,5+(cv móng)/(dt móng) Tấn/m2

YÊU CẦU SỬ DỤNG ĐỐI VỚI CỌC TRÀM
Cọc tràm sử dụng có  ngọn >6  8 cm
 gốc >10  12 cm

Chiều dài L ≥ 4,5mét
Được đóng theo chu vi từ vòng ngoài vào trong

Không vát nhọn đầu cừ chỉ vát bằng đầu gốc
(để tránh cọc bò chặt ngắn)

Nếu đóng bằng gầu đào chỉ được phép đóng từng
cây một, không được chụm 2, 3 cây để đóng
Tốt nhất dùng máy đóng từng cây
Vét sạnh bùn nếu có trồi lên, lấp lại bằng cát KHÔNG phủ
đầu cừ, bảo đảm đầu cừ tràm còn ló trên 5cm

Nên dùng Bêtông đá 1x2 mác 150 đổ phủ đầu cừ
tràm, dầy 100  150cm để lót đáy móng.

7


CỌC TRE

CỌC ĐÁ

ĐÁ 4x6 ?

Thiết kế cần phải đưa ra quy trình kiểm tra
kích thước, diện tích đóng (nên có diện tích
đóng cọc lớn hơn diện tích móng), phương
pháp đóng, cấu tạo lớp lót vv…
Không dùng câu ghi chú trên bản vẽ như:
“Móng cọc tràm, đóng 25 cây/m2 sau khi
đóng đạt sức chòu tải 8tấn/1m2”
Câu trên đồng nghiã là:

“Khi đóng 25 cây/m2 không đạt sức chòu tải
8tấn/1m2 là do…bên thi công !!!!!”
Chú ý: Yêu cầu đòa chất tối thiểu là

Bùn sét có đặc trưng để có thể dùng
cọc tràm là: dung trọng ≥ 15 kN/m3 ; e<2
lực dính c≥ 6 kPa và ma sát j≥ 5o

8


CÔNG TÁC THỬ TẢI BÀN NÉN
YÊU CẦU ĐỐI VỚI BẢN NÉN
trong công tác thử cọc tràm
Bàn nén có thể bằng bằng thép hay tốt
nhất đổ bê tông đá 1×2

Đổ bàn nén bêtông

Bàn nén bằng thép phải có gân cứng để thành tấm
cứng và được lót bằng vữa mác cao (Không lót cát)
Bàn nén thép

Bàn nén không đủ độ cứng
cho tải lớn, Đồng hồ đo
không đặt đúng vò trí, đặt
quá cao, không ổn đònh

Kích thuỷ lực phải đặt đúng
tâm và thẳng đứng
Vò trí đặt đồng hồ đo chuyển
vò phải đặt tại 4 góc hay biên
ngoài không đặt gần vò trí kích
thủy lực


9


Đóng Cọc Tràm

Máy đóng cọc tràm

Đóng Cọc
từng cây

10


LẮP ĐỘI

Đội phải được đặt chính xác, đúng tâm
vuông góc với bản đế và cân bằng

QUY PHẠM VN 80-2002
Tải trọng thử cho móng cọc tràm 1m2 là 200kN

Cấp tải cho cọc tràm là 20kPa
Không cần thiết phải làm 2 chu kỳ cho 1 thí nghiệm
chỉ cần chu kỳ dở tải sau khi đạt giới hạn phá hoại
Thời gian đo độ lún cho 1 cấp tải
là 2 giờ nên thí nghiệm là 3 giờ/1cấp tải
Đo tại các thời điểm:
5’, 15’, 30’, 45’, 60’, 90’, 120’, ..180’
Độ lún được đọc từ trò 4 số đọc của 4 đồng

hồ đặt tại 4 góc bàn nén và lấy trung bình
Độ lún ổn đònh quy ước 0,1mm/giờ

Thực tế cho thấy là giá trò này
kéo dài
và khó đạt được với TN cọc tràm

11


XỬ LÝ KẾT QUẢ
Kinh nghiệm cho thấy những kết quả thí nghiệm
này cần phải thí nghiệm đến vượt quá giá trò phá
hoại, tương ứng với tải >2,5 lần giá trò sử dụng
(khoảng 30 tấn/1m2) đồng thời thời gian lưu tải cũng
phải dài (tối thiểu 3 tiếng cho một cấp tải)
Bù lại chúng ta có thể chỉ thực hiện thí nghiệm với
7 hay 8 cấp tải và chỉ cần 1 chu kỳ. Quan trọng là
cấp tải cuối cùng đạt giá trò phá hoại với quy ước tối
thiểu: độ lún cấp tải này lớn hơn 4 lần cấp tải trước
Hầu hết các tài liệu đều không đề cập đến bàn nén
1m2, vì dể làm bàn nén bò ‘đảo’, lực ép nén thực sự
khó vuông góc với mặt bàn nén do đó tối đa chỉ cần
bàn nén =0,5m2
(vuông 0,8m=0,64m2 cho cọc tràm đóng 16 cây)

12


Nếu cần độ sâu thì thí nghệm trong hố khoan với

bàn nén =0,25m (A=0,05m2)
Quan trọng nhất trong thí nghiệm là các số liệu đo
ban đầu khi bắt đầu gia tải, bàn nén phải thật sự
tạo áp lực lên toàn bộ nền, do khi chuẩn bò mặt nền
để ép thì không thể tạo được sự tiếp xúc hoàn hảo,
do đó tốt nhất bàn nén đổ bê tông.
Nếu dùng cát lót như theo hầu hết các quy đònh thì
cát rất dể bò trôi khi bàn nén lớn
Kinh nghiệm khi sử dụng bàn nén bằng thép thì
nên lót bằng vữa mác cao có phụ gia đông nhanh
Quan trọng kế tiếp dó nhiên là bàn nén phải nằm
ngang và con đội phải thẳng đứng
Nếu làm tốt được điều trên thì bàn nén sẽ không bò
‘đảo’ và ta có thể lắp đồng hồ sát biên ngoài

ĐÁNH GIÁ:
1. Xác đònh tải trọng sử dụng:
Quy phạm VN không nói đến cách xác đònh giá trò sử
dụng, ta có thể xác đònh theo phương pháp DE BEER thể
hiện trên biểu đồ log(p) theo log(S)
log(p)

log(S)

log(S)

log(pgh)

Phương pháp này tốt khi
ta TN đến giá trò phá hoại


Tương quan này thể hiện
được rỏ nét vò trí đoạn cong nhỏ
nhất để ta có thể trendline thành
2 đoạn thẳng giao nhau. Ngày
trước khi chưa có máy tính việc
xác đònh này tùy thuộc rất nhiều
và chủ quan của người vẽ.
Thí dụ như kết quả thí
nghiệm cư xá Thanh Đa(1969),
người vẽ xác đònh giá trò sử dụng
là 14tấn/m2, nay nhờ vào Excel
kết quả là 14,5 và 14 tấn/m2

13


Kết quả thí nghiệm: Độ lún S(mm) theo áp lực p(kg/cm2)
0
0

0.5

1.44

1

1.5

2


2.5

-1

-2

-1.64

-3

-4

-5

-6

Biểu đồ log(S) theo log(p)
-0.4
0

0.2

0.4

0.6

0.8

1


1.1

1.2

1.4

-0.6

-0.8

-1
y = -0.8136x - 0.235
-1.2
y = -2.9x + 2.0549
-1.4

-1.6

-1.8

Hai đường trendline đoạn
đầu và đoạn cuối gặp nhau
tại điểm có tọa độ
p=1,44kg/cm2
S=1,64mm
Kết quả này thực sự chưa
là tốt vì đoạn cuối chưa đạt
đến giá trò thực sự phá hoại
Biểu đồ log(S) theo

log(p) cho ra kết quả
log(p)=1,1 tương ứng với
p=1,26kg/cm2
Sai lệch với kết quả trên vì
chưa đạt đến giá trò thực sự
phá hoại
Lấy trung bình:
p=1,35kg/cm2

Kết quả thí nghiệm Cư Xá Thanh Đa: S(mm) theo p(kg/cm2)
0
14.5
Hai đường trendline đoạn
0
5
10
15
20
-2
đầu và đoạn cuối gặp nhau
-2.8
-4
-6
tại điểm có tọa độ
-8
p=1,45kg/cm2
-10
S=2,8mm
-12
Kế

t
quả
này đạt đến giá trò
-14
-16
thực sự phá hoại do bàn
-18
nén có kích thước 0,64m2
-20
y = -0.26x + 0.9633

y = -3.904x + 53.76

Biểu đồ log(S) theo log(p)
0.0
0.4

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

-2.5

0.6

0.8


1.0

1.144

1.2

1.4

Biểu đồ log(S) theo
log(p) cho ra kết quả
log(p)=1,14 tương ứng với
p=14 tấn/m2
Kết quả xấp sỉ như trên do
thí nghiệm đạt đến giá trò
thực sự phá hoại

14


Kết quả thí nghiệm khó xử lý số liệu
0
0

p(kPa)

S(mm)

0


0

40
80
120
160
200
240
280
300

-1.30
-3.54
-6.58
-10.40
-15.02
-20.78
-27.30
-31.47

40

80

120

160162.6200

240


280

320

-5

-7.03
-10

-15

-20

-25

-30

-35

0.000
1.400

log(load) log(disp)

1.602
1.903
2.079
2.204
2.301
2.380

2.447
2.477

-0.114
-0.549
-0.818
-1.017
-1.177
-1.318
-1.436
-1.498

1.600

1.800

2.000

2.200

2.400

2.222

-0.200

-0.400

-0.600


-0.800

-1.000

-1.200

-1.400

-1.600

2.600

Hai đường trendline
đoạn đầu và đoạn cuối
gặp nhau tại điểm có
tọa độ
p=162kPa
S=7,03mm
Kết quả này chưa đạt
đến giá trò thực sự phá
hoại đồng thời đường
cong gần như tròn, khó
xác đònh vò trí có bán
kính cong nhỏ nhất
Biều đồ log(S)
theo log(p) có 2 đường
trendline cho tọa độ:
p=102,222=167kPa

Kết quả thí nghiệm rất khó xử lý số liệu

0
-1

0

20

40

60

80

100

20

40

60

80

100

112 120

140

160


180

-2
-3
-4
-5
-6
-7
-7 .1

-8
-9
-10
-11
-12
-13
-14
-15

0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9

-10
-11
-12
-13
-14
-15
-16

0

120

140

160

Giá trò sử dụng được lấy
ứng với độ lún ‘S’

180

Do thực hiện 2 chu kỳ nên
hầu hết số liệu đều rất khó xử
lý. Trong quy phạm có ghi rỏ là
“nếu cần” nghóa là không cần
thiết phải làm nếu chỉ để cần
xác đònh giá trò sử dụng của
nền đất. Hầu hết các thí
nghiệm thực hiện 2 chu kỳ
cũng không nói lên được sự

cần thiết của 2 chu kỳ này.
Ngược lại khi làm 2 chu kỳ
thì với đất SÉT thường khó tìm
được kết quả phá hoại rỏ rệt
do hiện tượng “nhạy” của sét
Như vậy tránh hiện tượng này
khi thí nghiệm 2 chu kỳ cần
thiết phải có thời gian ‘nghỉ’

15


XÁC ĐỊNH MUN BIẾN DẠNG Es:
TCVN 80:2002 chỉ dẫn xác đònh MUN
biến dạng Es (không phải là Eo để tính lún cố kết)
vì thí nghiệm này không kể đến lún cố kết do thời
gian ổn đònh lún nhanh (23giờ). Như vậy môđun
này có thể cho ta xác đònh độ lún tiếp xúc (tức thì)
hệ số nền CZ, hệ số phản lực k (trong thiết kế
đường)
Theo công thức E  (1   02 ).w.

Dp
DS

Trong đó Dp=pc–po. Với áp lực ban đầu po=.Df;
pe_áp lực cuối được lấy vò trí
cuối có độ lún không lớn hơn 2 lần áp lực trước đó.
µo= 0,3 cho CÁT; = 0,35 cho sét pha; = 0,42 cho Sét
w = 0,79 và  là đường kính bàn nén


MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH Es và CZ
1. Công thức Boussinesq áp dụng giai cho đoạn
đầu tuyến tính E s  (1   2o ) P , độ lún S ứng với tải
S.
P(kN)
2. Công thức Sleikher:
;
w.p. A p
2
w=0,95
E s  (1   o )
S

Hệ số NỀN

CZ(kN/m3)

1. Công thức VOGT: CZ   E

=1,39 đế tròn

A p =1,33 đế vuông

4
E
 .(1   02 )
Chuyển đổi CZp(bàn nén) sang CZm(móng)

2. Công thức STANCIU: CZ 


CZm  CZp .(

B m  Bp
2.B m

)...cho cát và C Zm  C Zp .(

Bp
Bm

)...cho sét

16


0
0

0.5

1

1.44

1.5

2

2.5


0,42

-1

-1.64

-2

-3

-4

-5

-6

0
-1

0

5

10

3,8

14.5


15

-2
-3

-2.8

-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10

20

po=5×1,5=0,75kg/cm2
pc=1,8kg/cm2
Dp/DS lấy theo hướng trendline:
=0,42 (độ dốc đường trung bình)
 = 1000mm
o = 0,42
Es= 27kg/cm2
po=5×15=7,5Tấn/m2
pc=2Tấn/m2
Dp/DS lấy theo hướng trendline:
=3,8 (độ dốc đường trung bình)
 = 800mm
o = 0,42

2
Es= 200tấn/m

y = -3.904x + 53.76

Giá trò trung bình Es cọc tràm là 2500kN/m2

TíNH TOáN Độ LúN CọC TRàM(?):
Một vấn đề còn nhiều quá điều khó
xác đònh
Hầu hết các đề tài đã nghiên cứu chưa bộc lộ
được các thông tin chính đáng
Thực tế đều cho thấy công trình có móng cọc
tràm cho độ lún lớn nhưng không xác đònh được đâu
là lún móng và đâu là lún của nền khu vực.
Độ lún cọc tràm được tính tổng hợp gồm 2
phần là độ lún do tiếp xúc với Es và độ lún do cố
kết với Modun biến dạng Eo lấy từ thí nghiệm cố
kết.
Các Công trình sau này bằng cọc chống cho thấy
CT không bò lún nhưng bản thân nền do trọng lượng
bản thân đất đắp cũng gân nên độ lún trên 30cm !?

17


Quy Phạm 45-78
1,5m

CỌC TRÀM


6,0m
6,5m
7,0m
8,0m
9,0m

Tính độ lún do CỐ KẾT
Biểu đồ nén lún

p
(kPa)

e

25
50
100
200
400

1,914
1,705
1,413
1,150
1,070

2.000
1.800
1.600

1.400
1.200
1.000
0.800
0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

Tính trong phạm vi từ 50100kPa
ao=[(1,705-1,413)/(1+1,914)]/50=0,002m2/kN
Eo=mk×bo/ao=4,5×0,4/0,002=900kPa
60
35
0,8 70  2  60  49

49
Sc 
[(
0,5
900
2
40
13
49  2  13  7

1)]  0,09m
45
7
2
2
2
Độ lún tiếp xúc: S i  p.B. (1   o )  70  1  (1  0,4 )  0,024m
Es
2500
30

p=70kPa

70

Stotal=0,114m ; Kết qủa trên chưa thật sự khẳng đònh
đúng độ lún móng.

Thử tải trong lổ khoan


Thiết bò tự chế

18