Dear all,
Hiện nay nhiều công trình được thiết kế có móng đặt trên nền đá, sau đây sẽ phân tích những chỉ tiêu cơ lý của đá để tính toán cho công trình, đặc biệt là móng cọc khoan nhồi.
1. Chỉ tiêu đánh giá đá
Các chỉ tiêu cơ lý nhằm đánh giá chất lượng đá rất nhiều, sau đây chỉ đề cập những chỉ tiêu cơ bản và quan trọng nhất được áp dụng thiết kế, bao gồm:
RQD - Rock quality designation index (%) : là tỷ số giữa tổng chiều dài các mẫu lớn hơn 10cm (4 inchs) và tổng chiều dài mũi khoan khảo sát;
qu - Uniaxial compress strength of intact rock material (MPa): cường độ nén đơn trục của đá gốc;
Em/Ei - Tỷ số mô đun đàn hồi đá khảo sát và đá gốc: nội suy từ giá trị RQD;
Loại mối nối : có 2 loại: mối nối hở (open joint) và mối nối kín (closed joint);
2. Sức chịu tải cọc chống trên đá
2.1 Hình thức chịu tải của cọc
Theo tiêu chuẩn AASHTO 2004, phải xác định hình thức chịu tải của cọc trước khi xác định sức chịu tải của cọc (cọc ma sát hay cọc chống).
Nếu tổng giá trị ổn định sức kháng bên và giá trị co ngắn đàn hồi = < 10 mm : cọc ma sát và ngược lại là cọc chống.
2.2 Tính toán sức chịu tải của cọc
Hiện có 2 phương pháp xác định sức chịu tải cọc, tuy nhiên cả hai phương pháp đều dựa trên các kết quả nghiên cứu của Horvath and Kenney (1979) và O'Neil and Reese (1999). Nội dung các phương pháp này được trình bày trong AASHTO 2004 và AASHTO 2007, đó là:
a. Theo AASHTO 2007
Sức chịu tải cọc: Q = Qp + Qs
với: Qs = tổng (jqs*qs * As * li )
Qp = jqp*qp * Ap
qs: sức kháng ma sát đơn vị cọc, qs= 0.65*aE*pa*(qu/pa)^0.5 <7.8*pa*(f'c/pa)^0.5
pa: áp suất khí quyển, pa= 0.101 MPa;
aE: hệ số triết giảm, nội suy từ Em/Ei;
qp: sức kháng ma sát mũi cọc, qp= 2.5*qu;
b. Theo AASHTO 2004
+ Xác định hình thức chịu tải cọc: cọc ma sát hay cọc chống
- Cọc ma sát: Q = Qs = tổng (jqs*qs * As * li )
với qs= 0.15*qu nếu qu = < style="font-size:78%;">s= 0.21*qu^0.5 nếu qu > 1.9MPa
- Cọc chống: Q = Qp = jqp*(Kp*(p1 - po) + ưsv
với
Kp: chỉ số phụ thuộc vào Hs/Ds (Tỷ số chiều sâu cọc và đường kính cọc tại mũi), tra bảng C10.8.3.5-1;
p1: ứng suất thẳng đứng giới hạn, là giá trị trung bình của các giá trị trong phạm vi trên và dưới mũi cọc một khoảng bằng 2 lần đường kính cọc (MPa);
po: tổng giá trị ứng suất ngang, tính từ cao độ cọc (MPa);
ưsv: tổng ứng suất thẳng đứng, tính từ cao độ cọc (MPa).
3. Lưu ý
Khi tính toán sức chịu tải trong đá cần lưu ý những vấn đề sau:
- Giá trị kết quả thí nghiệm: áp lực ngang, mô đun đàn hồi đá và đá gốc;
- Các hệ số thực nghiệm và tra bảng;
- Việc tính toán theo AASHTO 2007 thường có kết quả lớn hơn AASHTO 2004. Vì vậy, cần cân nhắc chọn phương pháp tính để kết quả an toàn nhất.
- Những phương pháp tính toán sức chịu tải cọc trong đá vẫn dựa trên những công thức thực nghiệm nên rất cần có những kiểm chứng so sánh thực tế khi thi công.
4. Kết luận
Trên đây là những nội dung cơ bản hướng dẫn tính toán sức chịu tải cọc trong đá, trong thiết kế nên sử dụng phương pháp AASHTO 2004 và kiểm chứng thực tế.
5. Tài liệu tham khảo
AASHTO LRFD 2007
AASHTO LRFD 2004
Rock Engineering, Evert Hoek, 2000
Chúc các bạn thành công,
Lê Phước China
No comments:
Post a Comment