Công ty CP T vn Xây dng 533 77 Nguyn Du, à nng
Mt s vn trong tính toán sc chu ti cc óng theo tiêu chun 22TCN 272-05. Trang:1/5
T S VN TRONG TÍNH TOÁN SC CHU TI
C ÓNG THEO TIÊU CHUN 22TCN 272-05
KS. Nguyn Huy Hoàn
KS. Nguyn Dng
Công ty CP T vn Xây dng 533
Tóm tt: Bài vit tóm tt mt s kinh nghim ca tác gi trong quá trình áp dng tính
toán sc chu ti cc óng, qua ó nêu lên nhng khó khn trong vic áp dng tiêu
chun 22TCN 272-05 ng thi nghiên cu xut mt s phng pháp và công thc
có th áp dng trong tính toán thit k, nhm giúp các k s tr có th tip cn d
dàng và làm ch c nhng kt qu tính toán ca mình.
Abstract: This paper summarizes some experience in calculation of driven pile’s load
bearing capacity, the difficulties in applying the specification 22TCN 272-05 and
proposes some methods and formulas for design calculation in order to hepl the
young engineers to approach this new specification and control their calculation
results.
Khái quát chung
Vic tính toán sc chu ti (SCT) ca cc theo các tiêu chun trc ây (Quy
trình thit k cu cng theo trng thái gii hn 22TCN 18-79; Móng cc tiêu chun
thit k 20TCN 21-86; Móng cc tiêu chun thit k TCXD 205-98) thng không
gây khó khn nhiu cho ngi thit k. Ni dung tính toán SCT cc theo các tiêu
chun này ng in gin và d hiu; tra bng có ma sát n v cng nh cng
mi cc ph thuc vào loi t (t sét thì da vào st I, t cát thì cn c vào
trng thái t) và sâu lp t phân b ri áp vào công thc tính toán SCT là xong.
Tuy nhiên, trong quá trình áp dng tiêu chun 22TCN 272-05 thì mc dù các k
s thit k không mc bt k sai sót nào trong thc hin các phép tính toán hc nhng
khi tính toán xong vn có cm giác bn khon, trn tr và cha hài lòng vi các kt
qu tính toán. Nhng câu hi bn khon ca nhng ngi cha có kinh nghim trong
tính toán, kiu nh: “ Không bit ã tính toán úng cha? Tính theo phng pháp này
thì không t nhng theo phng pháp khác li tha rt nhiu? Bn khon la chn
kháng là hàm ca S
u
. V sc kháng thành bên tiêu chun a ra 3 phng pháp (chi
tit tng phng pháp tham chiu tiêu chun) là phng pháp α, phng pháp β,
phng pháp λ.
Phng pháp hin trng (da trên các thí nghim hin trng): Phng pháp
này s dng kt qu SPT hoc CPT và ch áp dng cho t ri.
1.2. Mt s khó khn khi áp dng tiêu chun trong tính toán.
Mt s bt cp: Nhn thy, theo tiêu chun thì phng pháp na thc nghim
ch dùng c cho t dính, còn phng pháp thc nghim ch dùng c cho t ri
nh vy trong mt công trình cn phi có c s liu thí nghim S
u
và va phi có s
liu thí nghim SPT thì mi tính toán c; iu này nh hng n giá thành công
trình. Nh vy nu d án không có s liu S
u
t thí nghim mà ch có s liu SPT thì
vic tính toán cho lp t dính theo tiêu chun s phi quy i t SPT sang S
u
(công
thc tham kho tài liu [5], [6] và mt s sách nc ngoài) iu này dn n kt qu
không còn chính xác na.
Mt s khó khn trong tính toán: Phng pháp α ch ra trong tiêu chun
22TCN 272-05 (theo Tomlinson 1987), theo phng pháp này thì h s α ph thuc
vào S
u
, các lp a cht và chiu sâu ngàm cc trong tng chu lc. Xác nh α da
vào 3 trng hp trong hình 10.7.3.3.2a-1 (theo Tomlison 1987) ca [1] là rt khó
khn, nhiu khi mang tính ch quan và ph thuc nhiu vào quan nim ca tng ngi
thit k. Mt s khó khn có th k n nh sau: Th nht là vic quan nim các lp
Mt s vn trong tính toán sc chu ti cc óng theo tiêu chun 22TCN 272-05. Trang:3/5
2. Mt s phng pháp và công thc tính toán ngoài tiêu chun.
khc phc nhng bt cp và khó khn ã nêu trên, tác gi ngh mt s
phng pháp và công thc tính toán mi có th tham kho áp dng trong quá trình tính
toán làm c s so sánh, rút ra kt lun cn thit và ôi khi là phng pháp không th
thay th.
2.1. Phng pháp lý thuyt.
Phng pháp α-Tomlinson 1980: Trong nhiu trng hp (có nhiu lp t
xem kp nhau ln ln) có th áp dng phiên bn c ca Tomlinson (1980), trong phiên
bn này Tomlinson ch a ra mt trng hp duy nht, (khác vi Tomlinson 1987 có
3 trng hp) xem phn 2.5.1.1 ca tài liu [5].
Phng pháp a–API (American Petrolium Institute): ây là phng pháp ca
Vin du khí Hoa K, phng pháp này s dng c ng sut tng và ng sut hu
hiu. Ta vn dùng phng trình tính toán nh ca Tomlinson 1987 nhng h s α
c tính toán bng công thc nh sau:
α = 0.5 ψ
-0.5
nu ψ <
1.0; α = 0.5 ψ
-0.25
nu ψ > 1.0 và α
max
=1
Vi ψ = S
u
/δ’
v
; δ’
v
(hay p’) là ng sut hu hiu ti im gia phân t cc ang xét.
vi: N là tr s
SPT, C
E
= E
h
/60; E
h
là t l phn trm nng lng hu ích ca thit b SPT (thng E
h
=30-:-60). Chú ý vi N
60
< 5 thì ly N
60
= 0 (b qua ma sát thành bên khi t yu) và
N
60
> 60 thì ly N
60
= 60
t nn c chia làm 4 nhóm: Nhóm 1 là t sét; nhóm 2 là hn hp sét bi
cát, cát có nhiu bi, bi; nhóm 3 là cát và nhóm 4 là á vôi mm, cát ln nhiu v sò,
v hn (vic phân nhóm t nn chi tit hn so vi [1] ch có t dính và t ri). Sc
kháng là hàm ca tr s SPT N
60
(xem bng 1 và bng 2). Sc kháng mi cc c ly
Công ty CP T vn Xây dng 533 77 Nguyn Du, à nng
Mt s vn trong tính toán sc chu ti cc óng theo tiêu chun 22TCN 272-05. Trang:4/5
giá tr trung bình ca 2 im cách phía trên mi cc mt on là 8D và cách phía di
mi cc mt on là 3,5D; vi D là ng kính hay b rng ca cc.
Lu ý, theo cách tính Schmertmanm thì không dùng c h s sc kháng nh
/2 : i vi cc ng thép
Và sc chu ti cho phép c coi là: [Q] = Q
/2 ; nh vy có th thy h s
sc kháng thành bên ϕ
s
= 1/2 và sc kháng mi ϕ
p
= 1/6 i vi cc óng bê tông.
Bng 1: Sc kháng thành bên f
i
hay q
s
(kPa), cách tính Schmertmanm SPT
Ký
hiu
Loi t Cc Bê tông Cc thép ch H Cc ng thép
1 t sét 2.N(110-N)/41,84 2.N(110-N)/55,72 18,58+20,93Ln(N)
2
Hn hp sét-
bi-cát; cát có
nhiu bi; bi
2.N(110-N)/47,86
-2,17+3,16N-
0,044N
2
+2,36.10
-4
N
3
mi tính toán móng cc theo lý thuyt u ch là d tính, kt qu phi c kim
nghim qua thc t th ti hin trng vì thc t sc chu ti ca cc ph thuc nhiu
vào tng v trí xây dng, nh hng ca quá trình thi công; cng nh tính chính xác
ca các s liu thit k.
Trong quá trình tính toán, thit k cn kt hp tính bng nhiu phng pháp,
nhiu công thc khác nhau qua ó có th so sánh các kt qu và rút ra kt lun cn
thit.
Trong tính toán c bit lu ý ti th nguyên ca các i lng nêu trong công
thc.
Vì tm quan trng ca h s sc kháng ct không thoát nc (S
u
) khi thit k
móng cc trong t dính theo h thng tiêu chun mi nên trong công tác kho sát a
k thut cng nh khi tin hành các thí nghim trong phòng phi c bit coi trng
phng pháp thí nghim và tính bt buc phi có cng nh tính chính xác ca thông s
này.
Tài liu tham kho
[1] – Tiêu chun thit k cu 22TCN 272-05; B GT VT
[2] – Quy trình thit k cu cng theo trng thái gii hn 22TCN 18-79; B GT VT
[3] – Móng cc tiêu chun thit k 20TCN 21-86
[4] – Móng cc tiêu chun thit k TCXD 205-98; B Xây Dng.
[5] – Móng cc phân tích và thit k; Gs Ts. V Công Ng/ Ts. Nguyn Thái, Nhà XB
Khoa hc và k thut, nm 2006
[6] – Thí nghim t hin trng và ng dng trong phân tích nn móng; Gs Ts. V
Công Ng/ Ts. Nguyn Thái, Nhà XB Khoa hc và k thut, nm 2003.
[7] - Thông tin kho sát thit k s 4 nm 2005; TEDI.
[8] – Foundation analysis and design; fourth edition, Joseph E. Bowles.
[9] - National Cooperative Highway Research Program; report 507, Load and
Resistance Factor Design for Deep Foundations, Washington D.C. 2004