TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(41).2010

1
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA
CỌC BẰNG THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ SO SÁNH VỚI CÁC
QUY TRÌNH HIỆN HÀNH Ở VIỆT NAM
AN EXPERIMENTAL RESEARCH INTO THE DETERMINATION OF PILE
CAPACITY LOADING BY A STATIC LOAD TEST IN COMPARISON WITH
SOME CURRENT VIETNAMESE CODES

Đỗ Hữu Đạo
Trường Đại học Bách khoa, Đại học Đà Nẵng

TÓM TẮT
Hiện nay có nhiều phương pháp xác định sức chịu tải của cọc như thí nghiệm nén tĩnh,
thí nghiệm tải trọng động biến dạng lớn PDA, tính toán theo thí nghiệm hiện trường CPT, SPT
hoặc lý thuyết. Trong đó thí nghiệm nén tĩnh là phương pháp cho phép xác định chính xác nhất
sức chịu tải của cọc. Tuy nhiên khi thiết kế thì người kỹ sư thường tính toán theo các công thức
theo lý thuyết nên cho kết quả chưa đ
úng với thực tế. Trên cơ sở thí nghiệm nén tĩnh cọc cho
công trình thực tế kết hợp với các kết quả tính toán theo các quy trình, lý thuyết hiện hành, bài
viết đưa ra những nhận xét và những hướng cần nghiên cứu, xem xét, các hệ số điều chỉnh
cho phù hợp trong điều kiện đất nền ở Việt Nam khi sử dụng các quy trình từ nước ngoài.
ABSTRACT
There are some methods to calculate pile capacity loading such as the pile static load
test and the pile dynamic analyzer testing – PDA, which calculate with the use of the site test
result from CPT (cone penetration testing), SPT (standard penetration testing) or from many
mechanical and physical properties of soil. Of these tests, the pile static load test allows the
determining of pile capacity loading to be the most accurate. However, engineers usually
calculate with the normal equations inherited from some foreign codes, so their results are not
suitable for the realities in our country. In some cases, the designed results are insecure.

hướng nghiên cứu tiếp theo.
2.2. Phân tích các công thức xác định sức chịu tải cho cọc hay sử dụng ở nước ta
Sức chịu tải giới hạn P
gh
của cọc được hiểu là giá trị tải trọng lớn nhất mà cọc có
khả năng chịu được trước thời điểm xảy ra phá hoại, được xác định bằng tính toán hoặc
thí nghiệm.
Sức chịu tải cho phép của cọc:
F
s
QQ
F
s
P
Q
fRgh
a
+
== (1)
Hệ số hiệu chỉnh đề nghị :
tn
gh
tt
gh
hc
P
P
F =
(2)
Trong đó: Q

a
) (
∑
+
==
(3)
Trong đó: m, m
r
, m
f
– là các hệ số điều kiện làm việc; R - cường độ giới hạn của
đất nền tại mũi cọc; F - diện tích tiết diện ngang than cọc; u – chu vi tiết diện ngang
thân cọc; f
i
- lực ma sát giới hạn giữa đất và cọc; l
i
chiều dày của các lớp đất phân tố cọc
đi qua. Fs

- hệ số tin cậy, với cọc chịu nén lấy bằng 1,4.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(41).2010

3
2.2.2. Phương pháp tính theo 22TCN 272-05
Theo tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 chỉ xét đến các loại cọc đóng trong
đất cát hoặc cọc khoan trong đất rời, các công thức không phù hợp với đặc điểm địa
chất của khu vực khảo sát.
2.2.3. Phương pháp tính theo công thức của Nhật Bản

{

Ký
hiệu
Loại đất
Sức kháng bên
f
i
Sức kháng mũi
q
p

1 Đất sét
84,41
)110(2 NN
−

67N
2
Hỗ hợp sét - bụi – cát;
cát rất nhiều bụi; bụi
86,47
)110(2 NN
−

153N
3 Cát 1,82N 306N
4
Đá vôi mềm;
cát lẫn nhiều vỏ sò, hến
0,96N 345N
Sức chịu tải huy động:

xanh, loang lo, trang thai cung
Set pha mau xam trang, trang
thai cung
637.0
18
Cu ly cong don(m)
Khoang cach le(m)
C. do mieng lo(m)
So hieu lo khoan
636.0
635.0
634.0
633.0
632.0
631.0
Set pha mau nau do, xam
trang trang thai deo cung
Dat phu lan nhieu re thuc vat
2
1
4
3
15
652.34
0
LK 2
16.00
29
16.00
651.34

loang lo, trang thai nua cung den cung
Set pha mau xam vang, xam
trang, trang thai cung
5
4a
20.00
17
651.27
36.00
LK 4
15.00
35
5
51.00
651.22
LK 5
(SPT)
35
13
5
3
15
4a
4
29
3
2
1
MAT CAT DIA CHAT
9

Bảng 2: Số liệu của các cọc thí nghiệm
STT Số hiệu Tên cọc Đài cọc
Cao độ
đầu cọc
Cao độ
mũi cọc
Ngày hạ
cọc
Ngày thí
nghiệm
01 TN1 P97 ĐC1 0,00 -7,5m 17/12/09 23-24/12
02 TN2 P283 ĐC7A 0,00 -7,7m 18/12/09 24-25/12
03 TN3 P174 ĐC8 0,00 -7,5m 19/12/09 26-27/12
04 TN4 P218 ĐC7A 0,00 -7,9m 20/12/09 27-28/12
05 TN5 P24 ĐC1 0,00 -7,8m 20/12/09 29-30/12
Việc thí nghiệm thực hiện theo TCXDVN 269:2002, thiết bị tạo lực ép là kích
thuỷ lực 200 tấn và hệ dàn đối trọng bằng các khối bê tông có trọng lượng trên 120 tấn,
chuyển vị đầu cọc được đo bằng cặp đồng hồ đo chuyển vị đối xứng có hành trình 5cm.
Sơ đồ thí nghiệm như hình vẽ 2,3.
Kết quả thí nghiệm cho đợt này được tổng hợp ở bảng 3:
Bảng 3: Tổng hợp kết quả thí nghiệm cho đợt 1
STT
Số hiệu
cọc
Tên
cọc
Tải trọng
thiết kế (T)
Sức chịu tải
giới hạn Pgh (T)


Tải trọng (T)
-9.5
-9
-8.5
-8
-7.5
-7
-6.5
-6
-5.5
-5
-4.5
-4
-3.5
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 12.5 25 37.5 50 62.5 75 87.5 100
Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún
Độ lún (mm
)
Gia t ải
Giảm tải
Tải trọng (T)
-13.5

)
Gia t ải
Giảm tải
Tải trọng (T)
-36
-35
-34
-33
-32
-31
-30
-29
-28
-27
-26
-25
-24
-23
-22
-21
-20
-19
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11

-19
-18
-17
-16
-15
-14
-13
-12
-11
-10
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
0 12.5 25 37.5 50 62.5 75
Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún cọc P283
Độ lún (mm
)
Gia t ải
Giảm tải
145%
Hình 5: Biểu đồ P-S cọc TN2(P283) và TN3(P174) ở lần thí nghiệm thứ 02
Hình 4: Biểu đồ P-S cọc TN2(P283) và TN3(P174) ở lần thí nghiệm thứ 01
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(41).2010

- Nghiên cứu phương pháp tính toán sức kháng mũi và sức kháng bên của cọc
trong các nền đất khác nhau đối với các loại cọc khác nhau trong điều kiện nước ta.
- Nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo cách
khống chế chuyển vị trên cơ sở mô hình xét tương tác tĩnh và động giữa đất nền và cọc
có xét đến yếu tố phi tuyến của đất nền, vì trong các trường hợp tính sức chịu tải của
cọc đạt nhưng chuyển vị thực tế của cọc khi chịu tải đã vượt mức cho phép.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trung tâm nghiên cứu ứng dụng và tư vấn kỹ thuật nền móng công trình - Đại học
Đà Nẵng, Báo cáo thí nghiệm nén tĩnh cọc công trình Kho bạc KonTum (đợt 1,2),
tháng 01&02 năm 2010.
[2] Công ty cổ phần tư vấn xây dựng nông thôn, Báo cáo kết quả khảo sát địa chất
công trình Kho bạc KonTum (đợt 1,2),
Hà Nội, tháng 02 năm 2009.
[3] TCVN 205-1998, Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu móng cọc, Nhà Xuất
bản Xây dựng, Hà Nội, 2002.
[4] Tiêu chuẩn Thiết kế cầu: 22TCN 272-05, Bộ Giao thông Vận tải, Hà Nội, 2005.
[5] TCXDVN 269:2002, Cọc – Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng ép tĩnh dọc trục.
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(41).2010

8
[6] Vũ Công Ngữ - Nguyễn Thái, Móng cọc – Phân tích và thiết kế, Nhà Xuất Bản
Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2004.
[7] Joseph E.Bowles - Foundation Analysis and Design-Fifth Edition, McGwaw-Hill,
2007.
[8] Lymon C.Reese, William M. Isenhower, Shin-Tower Wang - Analysis and design
of Shallow and Deep Foundations
, John Wiley & Sons, Inc, 2005.