Tiêu chuẩn tính toán móng cọc hiện hành TCVN 10304:2015 mục 7.1.7 quy định việc xác định sức chịu tải theo vật liệu của cọc tuân thủ theo tiêu chuẩn bê tông cốt thép. Như vậy, việc xác định sức chịu tải theo vật liệu của cọc có thể coi như việc xác định khả năng chịu lực của cột chịu nén đúng tâm có liên kết một đầu ngàm và một đầu khớp
Chiều dài tính toán của cọc được xác định bằng cách sử dụng hệ số chuyển đổi μ = 0.7 nhân với chiều dài tính từ đáy đài cọc đến vị trí được coi là ngàm.
(Các mục được đề cập dưới đây được hiểu là các mục thuộc TCVN 10304:2014)
Mục 7.1.8 quy định: cho phép xem cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy đài một đoạn l1 = lo + 2 / ae; trong đó lo là chiều dài đoạn cọc kể từ đáy đài cọc tới cao độ san nền. Như vậy đối với các công trình xây dựng dân dụng nói chung, chủ yếu là đài thấp, do đó chiều dài ở vị trí ngàm có thể viết lại thành l1 = 2 / ae
Cũng theo mục 7.1.8; khi hạ cọc khoan nhồi vào trong đá, thì giá trị l1 lấy không lớn hơn giá h, trong đó h là chiều dài tính từ đáy đài cọc tới mũi cọc. Có nghĩa rằng nếu tính toán ra l1 = 2 / ae > h thì lấy l1 = h
Giá trị ae được xác định theo mục A.4 phụ lục A.
Trong công thức trên:
- 3 là hệ số điều kiện làm việc lấy đối với cọc đơn; tiêu chuẩn không quy định rõ ràng giá trị cho nhóm cọc.
- k là hệ số tỉ lệ phụ thuộc vào loại đất xung quanh cọc, lấy theo bảng phía dưới, đơn vị kN/m4
- E là mô dun đàn hồi của vật liệu làm cọc, đơn vị KPa (kN/m2)
- I là mô men quán tính của tiết diện ngang của cọc, đơn vị m4
- bp là chiều rộng quy ước của cọc, đơn vị m, đối với cọc có bề rộng d ≥ 0.8m thì bp = d + 1; khi cọc có d < 0.8m thì bp = 1.5*d + 0.5
Ví dụ
Đối với cọc khoan nhồi D1000, có bp = 1.5 * 1 + 0.5 = 2m; I = 0.049 m4; sử dụng vật liệu bê tông B30 có E = 32500000 KPa;
Vấn đề khó khăn nhất trong quá trình xác định chiều dài tính toán của cọc chính là xác định hệ số tỉ lệ k, bởi vì bảng trên cho thấy giá trị k rải trong một khoảng rất rộng, thay đổi phụ thuộc vào loại đất; việc xác định khá phức tạp. Tuy nhiên, có thể nhận thấy rằng nếu hệ số k càng bé tức là ae sẽ càng bé, nghĩa là chiều dài làm việc của cọc tính ra càng lớn, nghĩa là càng an toàn. Do đó, để đơn giản trong tính toán, tác giả để xuất sử dụng hệ số k = 7000 kN/m4
Thay các giá trị trên vào công thức xác định ae, ta có ae = 0.311 ; suy ra l1 = 2 / ae = 6.4m. Giá trị này thông thường luôn bé hơn chiều dài thực tế của cọc.
Chiều dài tính toán của cọc = 0.7*6.4 = 4.84m; với chiều dài này, hệ số uốn dọc = 1
Lưu ý rằng đối với cột tròn, có thể bỏ qua ảnh hưởng của uốn dọc khi tỉ số giữa chiều dài làm việc và đường kính cọc < 7
Cũng cần nói thêm rằng dù thay đổi hệ số k từ cận dưới 4000 đến cận trên 100000 thì giá trị l1 cũng thay đổi trong phạm vi mà không có ý nghĩa nhiều trong đến việc xác định sức chịu tải theo vật liệu của cọc, do đó việc lựa chọn k = 7000 để đơn giản hóa tính toán như phía trên là có thể chấp nhận được.
Quan tâm Zalo KetcauSoft để theo dõi các bài viết và tài liệu mới
