Trường Đại học Kiến trúc Thành phố Hồ Chí Minh
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

MÔN HỌC

Đề tài: Tính sức chịu tải cọc bê tông ly
tâm ứng suất trước và công nghệ thi
công khoan thả
GVHD:
NHÓM: 5

Thành phố Hồ Chính Minh, 2016


LỜI NÓI ĐẦU
Công nghệ khoan hạ cọc – khoan thả cọc có thể thay thế chịu tải cho nhiều
loại cọc khác nhau như: cọc nhồi, cọc bê tông cốt thép …
Khoan hạ cọc – khoan thả cọc có ưu điểm vượt trội so với công nghệ ép
cọc bằng robot, dàn ép tải là có thể thi công trong các điều kiện địa chất không
cho phép như: lớp thấu kính cát, sét cứng, cát mịn, ép gây chấn động… mà
không làm giảm sức chịu tải của cọc so với thiết kế hoặc ảnh hưởng đến các
công trình lân cận.
Thi công được ở các khu vực diện tích chật hẹp trong đô thị có công trình
kiến trúc lân cận, không gây tiếng ồn.
Tận dụng tối đa chiều dài cọc, không phải chặt bỏ đầu cọc khi thi công đài
cọc.
Lực ma sát thành cọc tăng do có vữa chèn xung quanh thành cọc.
Cùng một chiều dài của cọc thì phương án cọc thả có sức chịu tải lớn nhất.
Khắc phục được những hư hỏng tiềm ẩn của các phương án khác như xô
lệch đầu cọc, vỡ đầu cọc, hạ cọc không đúng cao độ thiết kế.

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 2


MỤC LỤC
I. Tổng quan về công nghệ thi công cọc khoan nhồi ứng suất trước ........................................ 5
1.1 Giới thiệu về công nghệ ................................................................................................... 5
1.2 Các tiêu chuẩn liên quan .................................................................................................. 5
1.3 Phạm vi áp dụng ............................................................................................................... 5
1.4 Ưu điểm của cọc bê tông ứng suất trước ......................................................................... 5
1.5 Nhược điểm ...................................................................................................................... 6
1.6 Phân loại ........................................................................................................................... 6
II. Tính toán sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và ví dụ tính toán ........................ 8
2.1 Các công thức tính toán sức chịu tại của cọc ................................................................... 8
2.1.1 Chọn kích thước sơ bộ ................................................................................................ 8
2.1.2 Tính toán sức chịu tải cọc ........................................................................................... 9
2.1.2.1 Theo công thức Nhật Bản và TCVN 10304 – 2014:......................................... 9
2.1.2.2 Theo tiêu chuẩn ACI – 543: .............................................................................. 11
2.2 Ví dụ tính toán.................................................................................................................. 12
2.2.1 Giới thiệu công trình ................................................................................................. 12
2.2.2 Bản vẽ của móng M1 ................................................................................................ 12
2.2.3 Tính SCT của cọc theo vật liệu: ................................................................................ 15
2.2.3.1 Chọn kích thước sơ bộ: ..................................................................................... 15
2.2.3.2 Tính toán mômen gây nứt: ................................................................................ 17
2.2.3.3 Tính toán SCT ................................................................................................... 18
2.2.3.4 Kiểm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp ........................................................... 19
2.2.4 Tính toán SCT theo đất nền: ..................................................................................... 20
2.2.4.1 Tính toán SCT theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền: (TCVN 10304 – 2014) ........... 20
2.2.4.2 Tính toán SCT theo kết quả thí nghiệm SPT ngoài hiện trường....................... 23

III. Phương pháp thi công khoan thả cọc khoan nhồi ứng suất trước (cọc bê tông ly tâm
ứng suất trước) ............................................................................................................................ 24
3.1 Công tác chuẩn bị thi công............................................................................................... 24
3.2 Yêu cầu về cọc thành phẩm và vữa ................................................................................. 25
3.2.1 Yêu cầu về thành phẩm ............................................................................................. 25
3.2.2 Yêu cầu về vữa chèn hông cọc.................................................................................. 25
3.2.3 Yêu cầu về gia cố mũi cọc ........................................................................................ 26
3.3 Thiết bị và máy thi công ................................................................................................. 26
3.3.1 Yêu cầu chung ........................................................................................................... 26
3.3.2 Thiết bị và máy thi công chính ................................................................................. 26
3.4 Thi công khoan hạ cọc ..................................................................................................... 27
3.4.1 Hạ cọc bằng phương pháp khoan lỗ trước ............................................................... 28
3.4.2 Hạ cọc bằng phương pháp khoan trong .................................................................... 30
3.5 Kiểm tra và nghiệm thu................................................................................................... 30
3.6 An toàn lao động .............................................................................................................. 33

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 3


IV. Một số công nghệ thi công và nhà sản xuất cọc BTLT .................................................. 33
4.1 Công nghệ sản xuất của CMC Corporation: .................................................................... 33
4.2 Thiết kế sản xuất của FECON ......................................................................................... 35
4.3 Cọc BTLT PC và PHC của CTY Phương Minh .............................................................. 37
Tài liệu tham khảo ....................................................................................................................... 45

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 4



I. Tổng quan về công nghệ thi công cọc khoan nhồi ứng suất trước
1.1 Giới thiệu về công nghệ:
- Ngày nay cọc bê tông ứng suất trước được sản xuất có độ tin cậy cao vì thân cọc bê tông chắc
đặc. Cọc chịu va chạm tốt và thích nghi với điều kiện địa chất tốt hơn cọc bê tông cốt thép thường.
Hơn nữa việc thử nghiệm tiện lợi, viêc giám sát ít hơn
- Phương pháp của công nghệ này là dùng thiết bị tạo lỗ lấy đất lên khỏi lỗ. Đồng thời bơm vào lỗ
một loại dung dịch có khả năng tạo màng giữ thành vách hố đào và có trọng lượng riêng hơi nhỉnh
hơn nước ngầm trong đất một chút để cân bằng lại áp lực khi lấy đất lên. Tiếp theo làm sạch cặn
lắng (bùn lắng và đất đá rời) rơi dưới đáy lỗ, đảm bảo sự tiếp xúc trực tiếp của mũi cọc bê tông sau
này vào vùng đất nền chịu lực tốt, tăng sức kháng mũi của cọc. Sau đó tiến hành đổ bê tông hay bê
tông cốt thép bằng phương pháp đổ bê tông dưới nước, nghĩa là đổ bê tông liên tục từ dưới đáy lỗ
lên, không cho bê tông mới đổ tiếp xúc trực tiếp với dung dịch giữ thành (ống dẫn bê tông luôn
nằm trong lòng khối bê tông vừa đổ, để bê tông ra khỏi ống dẫn không trực tiếp tiếp xúc với dung
dịch), bê tông đùn dần lên chiếm chỗ của dung dịch giữ thành, đẩy đung dịch này trào ra ngoài
miệng lỗ. Sau cùng, khi bê tông cọc đã ninh kết, đóng rắn và đạt một cường độ nhất định, tiến
hành đào hở phần đỉnh cọc và phá bỏ phần đỉnh cọc này – thường là phần bê tông chất lượng kém
do lẫn với dung dịch giữ thành khi bắt đầu đổ bê tông được đẩy dần lên đỉnh cọc trong quá trình đổ
bê tông.

1.2.Các tiêu chuẩn liên quan:







TCVN 7888 - 2014: Cọc Bê tông ly tâm ứng lực trước

TCVN 10667 - 2014: Cọc bê tông ly tâm – thi công và nghiệm thu
TCVN 10304:2014 : Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 9395:2012 - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu Cọc khoan nhồi :
Japanese Specification for Highway Bridges
ACI - 543

1.3.Phạm vi áp dụng:
Cọc khoan nhồi ứng suất trước là một giải pháp cho các công trình chịu tải trọng lớn.
Cọc khoan nhồi ứng suất trước áp dụng rộng rãi vào các loại công trình như nhà cao tầng ,công
trình cầu, hầm và các công trình cảng biển...vv
1.4.Ưu điểm của cọc bê tông ứng suất trước:
-Được thị trường chấp nhận rộng rãi trong các dự án xây dựng và nền móng của cơ sở thiết bị rộng
lớn của ự án xây dựng công nghiệp và dân dụng, đường sắt, đường bộ, cầu cảng.
-Các thông số kĩ thuật hoàn hảo, có thể lựa chọn thiết kế rộng rãi.
-Sản xuất theo công nghệ ly tâm, ép, bảo dưỡng hơi nước, cùng với tiến bọ công nghệ bảo đảm dộ
dặc chắc của bê tông > C60 (cọc PC). Cọc ống bê tông độ chắc cao có thể có độ chắc > C80 (cọc
PHC). Khả năng chịu lực cao hơn cọc bê tông đúc sẵn thông thường từ 2-4 lần.

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 5


-Cọc có khả năng chống nứt, chống uốn cao. Công nghệ cốt thép ứng lực trước tốt hơn nhiều so
với cọc bê tông đúc sẵn.
-Chất lượng cọc ổn định, các thông số kĩ thuật đáng tin cậy.
-Cọc có chất lượng đúc có độ tin cậy cao vì thân cọc bê tông chắc đặc. Cọc chịu va chạm tốt và
thích nghi với điều kiện địa chất tốt hơn cọc bê tông cốt thép thường. Hơn nữa việc thử nghiệm
tiện lợi, viêc giám sát ít hơn.
-Việc vận chuyển cọc tiện lợi , không gây ô nhiễm môi trường và đáp ứng các yêu cầu bảo vệ môi

trường.
-Dễ dàng kiểm soát chất lượng tại nhà máy nhờ điều kiện sản xuất công nghiệp
-Tuổi thọ công trình cao do dùng bê tông mác cao và mo men uốn nứt lớn.
-Chống ăn mòn trong môi trường xâm thực.
-Giảm thiểu công tác bê tông tại hiện trường, lợi điểm đặc biệt tại các dự án nằm trong khu trung
tâm thành phố.
-Nối cọc: mối nối được thiết kế có mô men kháng uốn tương đương với mô men kháng uốn thân
cọc.
-Dưỡng hộ bằng hơi nước nóng cho sản phẩm chất lượng cao , tăng tiến độ cung cấp.
-Tiến độ thi công nhanh.
1.5.Nhược điểm:
-Do sử dụng bê tông và cốt thép cường độ cao nên chi phí về vật liệu tốt hơn cọc thường cùng tiết
diện
-Kĩ thuật chế tạo phức tạp hơn, đòi hỏi đội ngũ kĩ thuật lành nghề.
-Phải sử dụng thiết bị chuyên dụng để thi công đóng hoặc ép cọc.
-Chi phí đàu tư dây chuyền sản xuất, lắp đặt thiết bị lớn.
1.6.Phân loại:
1.6.1 Theo chủng loại và mã ký hiệu sản phầm
- Cọc bê tông ứng lực trước thường (kí hiệu: PC).
- Cọc bê tông ứng lực trước cường độ cao (PHC) và (NPH)
1.6.2 Theo hình dạng và kích thước đường kính ngoài (D mm)
- Hình dạng cọc : cọc thân thẳng (PC), (PHC) và cọc thân đốt (NPH)
- Đường kính ngoài (D mm): Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước (PC, PHC, NPH) có các loại: 300,
350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 6



II. Tính toán sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và ví dụ tính toán
2.1 Tính toán sức chịu tải của cọc:
2.1.1 Chọn kích thước sơ bộ:
- Dựa theo tải trọng tác động TCVN 2737 - 2012 và sự kết hợp của TCVN 10304 – 2014
và 7888 – 2014 để ta chọn kích thước sơ bộ) theo các công thức sau:
+ Xác đinh SCT theo chỉ tiêu cường độ đất nền:

+ Xác định SCT theo vật liệu ta sẽ tính theo TCVN 5574 – 2012 xem cọc là một cấu
kiện chịu nén, uốn và tuân theo những nguyên tắt trong mục 4.2, 4.3 và mục 6 trong
TCVN 5574 – 2012

Chọn đường kính cọc ống UST (theo tiêu chuẩn 7888 – 2014 hoặc JIS A 5337 – 1982)
Thường ta sẽ lựa chọn theo kích thước nhà sản xuất cho ta cọc ống như bảng 1:
Sau khi tra bảng ta có những thông số sau:
+ Bê tông cọc có:
 Cường độ chịu nén của bê tông  cu = 600 - 800kg/cm2
 Cường độ bê tông sau khi căng cáp:  cp =0.7 x  cu
-

kg/cm4

 Cường độ chịu kéo:  bt =( 0.1 – 0.09)  cu kg/cm2
 Mô đun đàn hồi của bê tông cọc: Ec = 4.0 x 105 kg/cm2

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 7


 Mô đun đàn hồi của bê tông cọc sau khi căng cáp: Ec’ = 3.5 x 105 kg/cm2


Hình: Chi tiết mặt cắt cọc ống ƯST
Bảng: Thống kê thông số cọc
Đường kính cọc
Loại
Chiều dày
Bán kính ngoài ro
Bán kính trong ri
Bán kính bố trí cáp rp
Diện tích của cọc
Đường kính và số lượng cáp

(mm)
(mm)
(cm)
(cm)
(cm)
(cm2)

Tổng diện tích cáp ƯST (cm2)
2.1.2 Tính toán SCT của cọc:
2.1.2.1 Theo công thức Nhật Bản:
- Sức chịu tải lâu dài:

-

Sức chịu tải tức thời tới hạn theo vật liệu:

Trong đó:


Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 8


Tính ứng suất hữu hiệu trong của cọc bê tông ứng lực trước theo TCVN 7888 – 2014

Với các công thức xác định số liệu liên quan:
Ứng suất tổn thất do từ biến và co ngót:

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 9


Ứng suất tổn thất do chùng ứng suất:

Hoặc được viết lại theo TCVN 10304:

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 = 150Np cho cọc
khoan nhồi.
Khi mũi cọc nằm trong đất dính qb = 9 cu cho cọc đống và qb = 6 cu cho cọc khoan
nhồi.
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”.
Ab là diện tích tiết diện ngang mũi cọc
2.1.2.2 Theo tiêu chuẩn ACI – 543:


Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 10


-

Sức chịu tải cho phép: Pe

2.2 Ví dụ tính toán:
2.2.1 Giới thiệu công trình:
- Công trình gồm 15 tầng cốt ±0.00m được chọn đặt tại mặt sàn tầng 1. Cốt đất tự nhiên
tại cốt – 0.750m. Chiều cao công trình là 47.3m tính từ cốt ±0.00m
- Mặt bằng công trình hình chữ nhật, chiều dài 52m, chiều rộng 27.6m.
- Công trình gồm 14 tầng nổi và 1 tầng hầm. Mặt bằng hình chữ nhật khuyết có chiều dài:
52m và chiều rộng 27.6m. Chiều cao của công trình kể từ mặt đất là 47.3m. Sàn tầng
hầm đặt ở cốt -2.450m so với cốt tự nhiên. Kết cấu khung cột, sàn không dầm ứng suất
trước, kết hợp với lõi cứng BTCT. Sàn tầng hầm dày 30cm. Mặt bằng công trình nằm
trong tổng thể quy hoạch khu chung cư trước đây là bãi đất công trình rất thoáng, thuận
lợi khi thiết kế và thi công móng khá thuận lợi, không ảnh hưởng đến các công trình lân
cận như sạt lở đất, lún ....
- Công trình là nhà nhiều tầng tường chịu lực, theo TCVN 10304 – 2014 độ lún lớn nhất
cho phép Sgh = 8cm, độ lún lệch tương đối giới hạn
.
2.2.2 Bản vẽ của móng M1
- Tính toán SCT theo vật liệu làm cọc UST (theo tiêu chuẩn JIS A 5337 – 1982 tiêu
chuẩn Nhật Bản)
- Tính toán SCT theo đất nèn theo TCVN 10304 – 2014
- Bản vẽ mặt bằng và chỉ tiêu lớp đất:


Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 11


Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 12


Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 13


2.2.3 Tính SCT của cọc theo vật liệu
2.2.3.1 Chọn kích thước sơ bộ
- Chọn đường kính cọc ƯST: D500
- Áp dụng tiêu chuẩn JIS A 5337 – 1982
- Kích thước theo nhà sản xuất cọc ống D500 như sau:
Đường kính (mm)

Chiều dày (mm)

Loại

Chiều dài (m)

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả


Page 14


600
-

100
A
Bê tông cọc có:
 Cường độ chịu nén của bê tông:
 Cường độ bê tông sau khi căng cáp:

11

 Cường độ chịu kéo:
 Mô đun đàn hồi của bê tông cọc: Ec = 4.0 x 105 kg/cm2
 Mô đun đàn hồi của bê tông cọc sau khi căng cáp: Ec‟ = 3.5 x
105 kg/cm2

Bảng: Thống kê thông số cọc
Đường kính cọc
Loại
Chiều dày
Bán kính ngoài ro

(mm)

500


(mm)
(cm)

A
100
25

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 15


Bán kính trong ri
Bán kính bố trí cáp rp
Diện tích của cọc
Đường kính và số lượng cáp

(cm)
(cm)
2
(cm )

2
Tổng diện tích cáp ƯST (cm )

15
20
1256.64
7.1 x 18
7.13


2.2.3.2 Tính toán mô men gây nứt
- Cường độ chịu kéo của cáp ƯST:

Với:

là cường độ chịu kéo cực hạn của thép ƯST
là cường độ chịu kéo giới hạn chảy của thép ƯST

 Chọn min (
-

Cường độ chịu kéo của thép đặt vào trong ƯST:
(

)

n„ : hệ số tỉ lệ giữa mô đun đàn hồi trước và sau khi căng cáp

Ta được bảng sau:
Đường kính cọc (mm)
Loại
Ap (cm2)
Ac (cm2)
Ao (cm2)
(kg/cm2)
Ứng suất ban đầu của bê tông:

-


500
A
7.13
1256.64
1249.51
9829.64

Tính tổn hao cường độ do từ biến và co ngót của bê tông:
(

)

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 16


là hệ số kể đến ảnh hưởng từ biến
là hệ số xét ảnh hưởng của co ngót của bê tông
Cuối cùng ta tính được:
-

Giảm cường độ do chùng ứng suất của thép:
; với r = 0.035 là hệ sô chùng ứng suất

-

Cường độ chịu kéo hữu hiệu của cáp:
= 9829.64 - 814.17 - 287.05 = 8728.43 (kg/cm2)


(kg/cm2)
-

Đặc trưng hình học của tiết diện:
+ Mô men quán tính: Ie
Ie =
= 274161.92 (cm4)
+ Mô men kháng uốn: Ze

Mômen gây nứt: Mcr
 Mbr = 1.5Mcr = 1.5 x 14.23 = 21.345 (T.m)
2.2.3.3 Tính sức chịu tải:
a) Theo công thức Nhật Bản:
- Sức chịu tải lâu dài:

-

Sức chịu tải tức thời tới hạn theo vật liệu:

b) Theo tiêu chuẩn ACI – 543:
- Sức chịu tải cho phép: Pe
(

)

c) Kết luận
-

Sức chịu tải lâu dài:
Ta có: Ra = 235.69 (T) < Pe = 314.86 (T)


Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 17


 Vậy chọn SCT theo vật liệu là PVLmin = 235 (T)
Sức chịu tải tức thời
PVLmax = 470 (T)
Mômen gây uốn nứt: Mcr = 14.23 (T.m)
Mômen gây gãy cọc: Mbr = 21.35 (T.m)
2.2.3.4 Kiểm tra cọc khi vận chuyển, cẩu lắp
a) Khi vận chuyển cọc:
-

Tải trọng phân bố:

Trong đó: n = 1.5 – hệ số động
- Sơ đồ tính: Chọn a sao cho Ms = Mn => a = 0.207Lcọc = 2.28 m

-

Giá trị

b) Khi cẩu cọc lên giá đóng:
- Sơ đồ tính: Chọn b sao cho Mg = Mn => b = 0.294Lcọc = 3.234 m

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 18



-

Giá trị

c) Khi cẩu cọc ở hai đầu

 Kết luân: Trong tất cả các trường hợp cẩu cọc trên giá trị Mômen lớn nhất Mmax =
7.12 Tm. Trong khi đó giá trị Mômen gây nứt cọc Mcọc = 14.23 Tm.
 Như vậy cọc hoàn toàn đủ khả năng chịu lực

2.2.4 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền
2.2.4.1 Tính toán SCT cọc theo chi tiêu cơ lý đất nền (TCVN 10304 – 2014)
- Sức chịu tải cực hạn của cọc tính theo công thức:

- Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức:

Trong đó:
FSs: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1,5 – 2
FSp: Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 2 -3

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 19


-

Công thức chung tính toán thành phần ma sát bên tác dụng lên cọc:


Trong đó:
: Lực dính giữa thân cọc và đất (T/m2)
: Ứng suất hữu hiệu của đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (T/m2).
: Góc ma sát giữa cọc và đất nền
: Ứng suất hữu hiệu của đất theo phương đứng
: Diện tích xung quanh cọc
: Hệ số áp lực ngang của đất

BẢNG TÍNH THÀNH PHẦN SCT CỌC DO MA SÁT

STT

2

Tên lớp
Đất

Sét xám
trắng, dẻo
cứng

Lớp
phâ
n tố Zi (m)
thứ
li (m)

K0
(1-


h'

(T/m2)

2

(T/m )

fi
(T/m2)

Qsi(T)

1.20 0.600

0.7866

 

2.354

4.43

1.20 1.800

0.7866

 


2.562

4.83

1.20 3.000

0.7866

 

2.770

5.22

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 20


3

4

5

Sét pha, 1.450 4.325
xám
1.450 5.775
trắng, dẻo
1.450 7.225

cứng

0.7749

 

3.254

7.41

0.7749

 

3.524

8.02

0.7749

 

3.795

8.64

1.450 8.675

0.7749


 

4.065

9.25

2.000 10.400 0.6201

 

3.694

11.60

2.000 12.400 0.6201

 

4.231

13.28

2.000 14.400 0.6201

 

4.767

14.97


16.400 0.6201

  5.304

16.66

18.400 0.6201

  5.841

18.34

20.400 0.6201

  6.378

20.03

22.400 0.6201

  6.915

21.71

24.400 0.6201

  7.452

23.40


2.000 26.400 0.6201

  7.989

25.08

Cát
pha, 2.000
nâu dẻo
C2.000
c 2.000
a
a2.000
ù 2.000
t

p1.500 28.150 0.6201   8.459
h
1.000 29.400 0.6201   8.794
a
Cát
hạt , 1.500 30.650 0.4850   9.147
nhỏ
và
1.450 32.100 0.4850   9.575
n
trung
a
â
Tổng Qs

u
- Công ,thức chung tính toán cường độ chịu tải dưới mũi cọc:

19.92
13.81
21.54
21.05
271

d

Trongeđó:
c = 0,1û : Lực dính của đất (T/m2)
: Ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng tại độ sâu mũi
o
cọc do trọng lượng bản thân đất (T/m2)
: Hệ số SCT, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, hình dạng
mũi cọc và phương pháp thi công. (Tra bảng được:
T,
,

-

)
SCT dưới mũi cọc: Qp = Ap x qp = 0.196 x 687 = 134 (T)
SCT cho phép của cọc tính theo công thức:

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 21



Trong đó:
FSs : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 2
FSp : Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 3
2.2.4.2 Tính toán SCT cọc theo kết quả thí nghiệm SPT ngoài hiện trường
- Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán SCT giới
hạn của cọc theo công thức của Nhật Bản cho trong TCVN 10304 – 2014
và TCVN 7888 – 2012
- SCT cho phép của cọc:
[
](T)
Trong đó:
-

-

Na : chỉ số SPT của đất dưới mũi cọc, mũi cọc nằm trong lớp cát pha 4 có
N = 51
Ns : chỉ số SPT của lớp cát bên thân cọc, do bên thân cọc có lớp cát pha 4
(N4 = 22) và lớp cát hạt nhỏ và trung 5 (N5 = 51)
Ls (m): chiều dài đoạn cọc nằm trong đất cát, cọc xuyên qua lớp cát; lớp
cát pha 4 (L4 = 20.5m), lớp cát hạt trung (L5 = 2.9m)
Lc (m): chiều dài đoạn cọc nằm trong đất sét, cọc xuyên qua các lớp sét;
sét 2 (L2 = 3.6m); sét pha (L3 = 5.8m)
Ap = 0.196 m2 : diện tích tiết diện mũi cọc
α : hệ số phụ thuộc phương pháp thi công cọc, α = 30 cho cọc đóng.
C: lực dính không thoát nước của đất theo SPT
Với lớp sét pha 2:
C2 = 0.7143 x N2 = 0.7143 x 15 = 10.71 (T/m2)

Với lớp sét pha 3:
C3 = 0.7143 x N3 = 0.7143 x 19 = 13.57 (T/m2)
Từ đó ta có:
PSPT = 224 (T)

KẾT LUẬN:
Dựa vào kết quả SCT của nền theo điều kiện độ bền vật liệu làm cọc Pv, tính toán SCT đất nền
theo TCVN 10304 – 2014, theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT ta có:
Pvl = 235 (T) > PSPT = 224 (T) > Qa = 180 (T)
 Do vậy ta chọn Qa = 180 (T) để tính toán cọc
III. Phương pháp thi công khoan thả cọc khoan nhồi ứng suất trước (cọc bê tông ly tâm ứng
suất trước)

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 22


1.3.Phạm vi áp dụng:
1.4.Ưu điểm của cọc bê tông ứng suất trước:
1.5.Nhược điểm:
1.6.Phân loại:
2.3 Tính toán sức chịu tải của cọc:
2.4 Ví dụ tính toán:
3.2 Yêu cầu về cọc thành phẩm và vữa
3.1 Công tác chuẩn bị thi công
Công tác chuẩn bị thi công bao gồm

3.2 Công tác chuẩn bị thi công
Công tác chuẩn bị thi công bao gồm các bước chính sau:

a) Nghiên cứu điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn, chiều dày, thế nằm và đặc trưng
cơ lý của các lớp đất.
b) Khảo sát chướng ngại vật dưới đất, công trình ngầm để có biệp pháp di dời hoặc xử lý.
c) Khảo sát các công trình lân cận để có biện pháp hạn chế tác động.
d) Xem xét các điều kiện vệ sinh môi trường (như tiếng ồn, chấn động, bùn đất trào lên mặt....)
theo tiêu chuẩn vệ sinh môi trường liên quan đặc biệt khi thi công ở gần khu dân cư. e) Mặt bằng
thi công.
f) Lưới định vị các trục móng và tọa độ cọc trên mặt bằng. g) Chứng chỉ xuất xưởng của cọc.
h) Kiểm tra thông số kỹ thuật của cọc.
i) Vận chuyển và sắp xếp tại công trường.
j) Tổ hợp các đoạn cọc theo chiều dài thiết kế.
k) Biện pháp thi công cọc bao gồm khái quát phương pháp thi công, trình tự thi công, thời gian
nghỉ của cọc, máy móc sử dụng, cấp phối vữa.
l) Quản lý chất lượng thi công bao gồm: hồ sơ pháp lý, hồ sơ quản lý thi công, các biên bản
nghiệm thu…

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 23


m) Nối cọc:
- Trường hợp nối cọc bằng hàn, yêu cầu kiểm tra việc thi công hàn, dây cáp hàn, máy hàn, chứng
chỉ hành nghề hàn;
- Trường hợp nối cọc bằng phương pháp khác cần có yêu cầu kiểm tra mối nối, cụ thể do thiết kế
yêu cầu.
n) Quy trình thí nghiệm kiểm soát chất lượng vữa chèn hông cọc, vữa gia cố mũi cọc cần nêu rõ
khối lượng thí nghiệm, số mẫu thí nghiệm, quy cách mẫu, cường độ nén yêu cầu.
o) Nhật ký thi công cọc cần có đủ các thông tin về số hiệu cọc, độ sâu khoan, lượng vữa bơm, độ
sâu hạ cọc, thời gian thi công, thông số cọc, ngày thi công...

p) Sơ đồ tổ chức, quản lý chất lượng và an toàn. q) Chứng nhận kiểm định máy, thiết bị thi công...

3.2 Yêu cầu về cọc thành phẩm và vữa
3.2.1 Yêu cầu về cọc thành phẩm
- Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước thành phẩm phải phù hợp với quy định nêu trong TCVN
7888 và yêu cầu của thiết kế.
- Các loại cọc bê tông ly tâm khác theo quy định về cọc bê tông cốt thép nêu trong 5.1 của TCVN
9394:2012 và yêu cầu của thiết kế.
3.2.2 Vữa chèn hông cọc
Vữa chèn hông giữa thành hố khoan và mặt ngoài cọc làm tăng ma sát bên của cọc khi đông cứng.
Hiệu quả vữa chèn hông cọc phụ thuộc vào tỷ lệ nước/ximăng, vị trí bơm vữa theo độ sâu, lưu
lượng bơm, tốc độ nâng hạ và xoay cần khoan, những tiêu chí này khác nhau theo yêu cầu của thiết
kế tùy vào tiêu chí kỹ thuật thi công cho từng phương pháp. Tỉ lệ nước/xi măng của hỗn hợp vữa
chèn hông cọc theo các quy định của thiết kế.
VÍ DỤ:
Tỉ lệ nước/xi măng của vữa chèn hông cọc
Xi măng (PC/PCB
Nước/Xi
Nước
40)
măng
(lít)
(kg)
(%)
980
690
70
1000
Đối với phương pháp mở rộng phần mũi cọc có thể có hoặc không sử dụng vữa chèn hông cọc. Vị
trí vữa chèn hông cọc, cường độ nén và khối lượng vữa bơm tùy thuộc vào thiết kế.

3.2.3 Vữa gia cố mũi cọc
Vữa gia cố mũi cọc được bơm xuống gia cố mũi cọc để tăng khả năng chịu tải cho cọc. Hiệu quả
vữa gia cố mũi cọc phụ thuộc vào tỷ lệ nước/xi măng, tốc độ nâng hạ và xoay cần khoan, áp lực
bơm, lưu lượng bơm, chiều cao và vị trí bơm. Tỉ lệ nước/xi măng của hỗn hợp vữa gia cố mũi cọc
theo các quy định của thiết kế.
VÍ DỤ:
Tỉ lệ nước/xi măng của vữa gia cố mũi cọc
Xi măng (PC/PCB Nước
Nước/Xi
Dung lượng tiêu chuẩn
40)
(lít)
măng
Dung lượng tiêu chuẩn
(lít)

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 24


(kg)
(%)
(lít)
1090
654
60
1000
Cao độ vữa gia cố mũi cọc được xác định thông qua khoảng cách rút cần khoan khi bơm. Đối với
trường hợp bơm áp lực thấp, khối lượng vữa gia cố mũi cọc cần xác định thông qua thời gian và

lưu lượng bơm. Với trường hợp bơm áp lực cao, trước khi tiến hành bơm áp lực vữa phải đạt được
giá trị quy định và duy trì trong suốt quá trình bơm.
Phải tuân thủ yêu cầu kỹ thuật tương ứng với điều kiện thi công cho từng phương pháp.
Nên xem xét cường độ đất nền xung quanh mũi cọc để có thiết kế cường độ vữa gia cố mũi cọc
phù hợp.
3.3 Thiết bị, máy thi công
3.3.1 Yêu cầu chung
- Thiết bị và máy thi công phải đủ khả năng hạ cọc vào nền đất theo yêu cầu của thiết kế một cách
an toàn và tin cậy.
- Thiết bị và máy thi công cần lựa chọn phù hợp với biện pháp thi công.
3.3.2 Thiết bị và máy thi công chính
- Máy cơ sở.
- Giá khoan và giàn trượt.
- Hệ cần khoan (đầu cắt có thể mở rộng, cần khoan guồng xoắn, cần trộn, cần chuyển đất và cần
kết nối).
- Thiết bị phụ trợ hạ cọc.
- Máy trộn vữa.
- Máy bơm nước.
- Máy phát điện.
- Hệ thống xử lý bùn khoan.
- Cẩu phụ trợ.

Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả

Page 25