Bài giảng Móng cọc khoan nhồi - PGS. TS Nguyễn Hữu Thái

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI<br /> BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT<br /> ----- o -----<br /> <br /> MÓNG CỌC KHOAN NHỒI<br /> <br /> Biên soạn: PGS. TS. Nguyễn Hữu Thái<br /> <br /> HÀ NỘI 7 - 2012<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> Chương 1................................................................................................................................. 6<br /> KHÁI NIỆM CƠ BẢN .............................................................................................................. 6<br /> 1.1. Cấu tạo móng cọc.................................................................................................... 6<br /> 1.2. Phạm vi và trường hợp áp dụng ........................................................................... 6<br /> 1.3. Phân loại cọc khoan nhồi ....................................................................................... 7<br /> 1.3.1. Phân loại theo kích thước cọc khoan nhồi ................................................. 8<br /> 1.3.2. Phân loại theo tác dụng làm việc giữa đất và cọc .................................... 8<br /> 1.3.3. Phân loại theo có mở rộng chân hay không .............................................. 8<br /> 1.4. Các phương pháp thi công..................................................................................... 9<br /> 1.4.1. Phương pháp thi công khô............................................................................ 9<br /> 1.4.2. Phương pháp thi công dùng ống vách ...................................................... 10<br /> 1.4.3. Phương pháp thi công ướt ......................................................................... 11<br /> 1.5. Các phương pháp và thiết bị tạo lỗ..................................................................... 11<br /> 1.5.1. Phương pháp tạo lỗ khi thi công ................................................................ 11<br /> 1.5.2. Thiết bị tạo lỗ................................................................................................. 11<br /> 1.6. Ưu nhược điểm của cọc khoan nhồi .................................................................. 14<br /> 1.6.1. Ưu điểm ......................................................................................................... 14<br /> 1.6.2. Nhược điểm ................................................................................................... 14<br /> Chương 2............................................................................................................................... 15<br /> SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI ........................................................................ 15<br /> 2.1. Khái niệm về sức chịu tải của cọc đơn .............................................................. 15<br /> 2.1.1. Định nghĩa ..................................................................................................... 15<br /> 2.1.2. Nguyên tắc xác định .................................................................................... 15<br /> 2.2. Sức chịu tải của cọc theo độ bền của vật liệu làm cọc.................................... 16<br /> 2.3. Cơ chế truyền tải trọng từ cọc vào đất ............................................................... 16<br /> 2.4. Sức chịu tải của cọc theo độ bền của đất nền .................................................. 21<br /> 2.4.1. Sức chịu tải giới hạn tại chân cọc khoan nhồi (Q p ) ................................. 21<br /> 2.4.2. Sức kháng ma sát ở mặt xung quanh cọc (Q s ) ....................................... 23<br /> 2.4.3. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi trong đất cát......................................... 23<br /> 2.4.4. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi trong đất sét......................................... 28<br /> <br /> 2<br /> <br /> 2.5. Sức chịu tải của cọc theo tính chất cơ lý của đất nền ..................................... 31<br /> 2.5.1. Sức chịu tải của cọc đơn ............................................................................. 31<br /> 2.5.2. Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc chống ..................................................... 32<br /> 2.5.3. Sức chịu tải của cọc ma sát chịu nén đúng tâm...................................... 33<br /> 2.5.4. Sức chịu tải của cọc khi chịu tải trọng nhổ............................................... 36<br /> 2.6. Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tĩnh (CPT)........................................ 36<br /> 2.6.1. Sức chịu của cọc ma sát ............................................................................. 36<br /> 2.6.2. Sức chống cực hạn ở mũi cọc.................................................................... 37<br /> 2.6.3. Sức chống cực hạn ở mặt bên cọc ........................................................... 37<br /> 2.6.4. Một số tương quan có thể tham khảo ....................................................... 37<br /> 2.7. Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT) ............................ 39<br /> 2.7.1. Tính sức chịu tải của cọc trong đất rời (theo Mayerhof, 1956) ............. 39<br /> 2.7.2. Tính sức chịu tải của cọc trong đất dính (theo David, 1979) ................ 39<br /> 2.7.3. Tính sức chịu tải của cọc theo công thức của Nhật Bản ....................... 40<br /> 2.7.4. Tính sức chịu tải của cọc theo TCXD 195:1997...................................... 41<br /> 2.8. Tính toán cọc chịu tác dụng đồng thời của lực thẳng đứng, lực ngang và mô<br /> men (theo TCXD 205 : 1998) ...................................................................................... 41<br /> 2.8.1. Tác dụng đồng thời của lực thẳng đứng, lực ngang và mô men vào cọc<br /> .................................................................................................................................... 41<br /> 2.8.2. Tính toán ổn định của nền xung quanh cọc ............................................. 45<br /> Chương 3............................................................................................................................... 48<br /> ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ...................................................................... 48<br /> 3.1. Độ lún của cọc đơn .............................................................................................. 48<br /> 3.1.1. Độ lún đàn hồi của cọc ................................................................................ 48<br /> 3.1.2. Độ lún của cọc đơn (theo SNIP 2.02.03-85, hoăc TCXD 205 : 1998) . 52<br /> 3.2. Độ lún của nhóm cọc ........................................................................................... 53<br /> 3.2.1. Xác định khối móng cọc .............................................................................. 53<br /> 3.2.2. Tính lún cho móng cọc (quy ước) .............................................................. 55<br /> 3.3. Độ lún của móng băng cọc ................................................................................. 56<br /> 3.4. Độ lún của móng bè cọc ...................................................................................... 58<br /> 3.5. Độ lún Giới hạn của nền...................................................................................... 59<br /> Chương 4............................................................................................................................... 60<br /> THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI ............................................................................. 60<br /> <br /> 3<br /> <br /> 4.1. Khảo sát địa chất công trình cho móng cọc khoan nhồi.................................. 60<br /> 4.1.1. Bố trí các điểm khảo sát.............................................................................. 60<br /> 4.1.2. Chiều sâu các điểm khảo sát ..................................................................... 61<br /> 4.1.3. Số lượng các điểm khảo sát ....................................................................... 61<br /> 4.1.4. Các số liệu chủ yếu cần cho thiết kế và thi công cọc khoan nhồi ........ 61<br /> 4.1.5. Khảo sát công trình lân cận ........................................................................ 62<br /> 4.1.6. Trách nhiệm về khảo sát ............................................................................. 62<br /> 4.2. Tính sức chịu tải của cọc khoan nhồi ................................................................ 62<br /> 4.2.1. Nguyên lý thí nghiệm Osterberg ................................................................ 62<br /> 4.2.2. Xác định sức chịu tải của cọc theo biểu đồ nén lún ............................... 64<br /> 4.2.3. Quy trình thí nghiệm .................................................................................... 65<br /> 4.3. Tính toán móng cọc theo trạng thái giới hạn .................................................... 67<br /> 4.3.1. Khái niệm cơ bản ......................................................................................... 68<br /> 4.3.2. Nội dung thiết kế móng cọc ........................................................................ 68<br /> 4.4. Thiết kế cọc khoan nhồi ....................................................................................... 68<br /> 4.4.1. Kích thước cọc khoan nhồi ......................................................................... 68<br /> 4.4.2. Bê tông cọc nhồi ........................................................................................... 69<br /> 4.4.3. Cốt thép trong cọc nhồi ............................................................................... 69<br /> 4.4.4. Dung dịch khoan........................................................................................... 70<br /> 4.5. Thiết kế đài cọc khoan nhồi ................................................................................. 71<br /> 4.5.1. Đài 1 cọc ........................................................................................................ 71<br /> 4.5.2. Đài 2 cọc ........................................................................................................ 73<br /> 4.5.3. Đài 3 cọc ........................................................................................................ 74<br /> 4.5.4. Đài 4 cọc ........................................................................................................ 76<br /> 4.5.5. Xác định số lượng cọc trong đài móng và kiểm tra khả năng chịu tải<br /> của cọc ...................................................................................................................... 77<br /> 4.6. Kiểm tra đâm thủng đài cọc ................................................................................. 79<br /> 4.7. Kiểm tra nền móng cọc theo trạng thái giới hạn thứ nhất (theo sức chịu tải<br /> và ổn định) ...................................................................................................................... 80<br /> 4.7.2. Đối với móng cọc ma sát............................................................................. 80<br /> 4.8. Kiểm tra móng cọc theo trạng thái giới hạn thứ hai (theo điều kiện biến<br /> dạng)................................................................................................................................ 82<br /> 4.8.1. Tính toán móng cọc chống ......................................................................... 82<br /> <br /> 4<br /> <br /> 4.8.2. Tính toán móng cọc ma sát ........................................................................ 82<br /> 4.9. Thí dụ tính toán móng cọc khoan nhồi ............................................................... 86<br /> 4.9.1. Kích thước công trình và tải trọng tác dụng ............................................. 86<br /> 4.9.2. Điều kiện địa chất công trình ...................................................................... 86<br /> 4.9.3. Chọn cọc ........................................................................................................ 87<br /> 4.9.4. Chọn vật liệu ................................................................................................. 90<br /> 4.9.5. Tính toán sức chịu tải của cọc ................................................................... 90<br /> 4.9.6. Xác định chiều sâu đặt móng và kích thước đài cọc .............................. 91<br /> 4.9.7. Xác định tải trọng tính toán tác dụng lên mặt nền .................................. 92<br /> 4.9.8. Xác định số lượng cọc và kiểm tra lực tác dụng lên cọc ....................... 92<br /> 4.9.9. Kiểm tra điều kiện đâm thủng..................................................................... 93<br /> 4.9.10. Tính toán và bố trí cốt thép....................................................................... 94<br /> Chương 5............................................................................................................................... 95<br /> THIẾT KẾ MÓNG CỌC TRONG VÙNG CÓ ĐỘNG ĐẤT .............................................. 95<br /> 5.1. Ảnh hưởng của động đất đến công trình ........................................................... 95<br /> 5.2. Những điều cần chú ý khi thiết kế móng cọc trong vùng có động đất................. 96<br /> PHỤ LỤC ................................................................................................................................ 98<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................................... 99<br /> <br /> 5<br /> <br />