ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN: ĐỊA – CƠ NỀN MÓNG

TIỂU LUẬN MÔN HỌC
KỸ THUẬT NỀN MÓNG NÂNG CAO
ĐỀ TÀI SỐ 3

ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM
ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
GVHD:

PGS. TS. VÕ PHÁN

NHÓM HVTH: NHÓM III
LỚP ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG K2012

1.

1. VÕ VĂN BÁCH

10. NGUYỄN TIẾN HOÀNG NGHĨA

2. ĐỖ THÀNH DANH

11. NGUYỄN TRÍ NGỌC

3. ĐINH HỮU DỤNG

12. VÕ THI PHƯƠNG NGỌC

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MA SÁT ÂM......................................... 4
1.1. Định nghĩa hiện tượng ma sát âm và các thuật ngữ liên quan ......................................... 4
1.1.2. Các thuật ngữ liên quan đến ma sát âm .......................................................................... 7

1.2. Các nguyên nhân gây ra lực ma sát âm ............................................................................ 8
1.2.2. Ma sát âm do lún dưới tải trọng bản thân hoặc đắp nền ................................................. 8
1.2.3. Cọc đóng trên nền chưa kết thúc cố kết ........................................................................ 10
1.2.4. Mực nước ngầm bị hạ thấp ........................................................................................... 11

1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng ma sát âm .......................................................... 13
1.4. Ảnh hưởng của ma sát âm đến nền móng công trình và tư liệu thực tế......................... 13
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN MA SÁT ÂM ........................................... 15
2.1. Tính SCT của cọc xét đến ma sát âm theo tiêu chuẩn Việt Nam................................... 15
2.1.1. Xác định độ lún ổn định của nền .................................................................................. 15
2.1.2. Xác định độ lún của cọc đơn ........................................................................................ 16
2.1.3. Xác định chiều sâu vùng có khả năng xuất hiện ma sát âm ......................................... 17
2.1.4. Xác định sức chịu tải của cọc có kể đến ma sát âm ...................................................... 17

2.2. Tính SCT của cọc xét đến ma sát âm tiêu chuẩn kỷ thuật các công trình cảng Nhật Bản17
2.2.1. Mở đầu .......................................................................................................................... 17
2.2.2. Lý thuyết tính toán ........................................................................................................ 18

2.3. Tính ma sát âm theo “Principles of foundation engineering” Braja Das ....................... 21
2.3.1. Nguyên nhân gây ra ma sát âm ..................................................................................... 21
2.3.2. Phương pháp tính lực ma sát âm .................................................................................. 21

2.4. Mô hình tính toán ma sát âm bằng phần mềm PTHH Plaxis ......................................... 24
2.4.1. Tổng quan ..................................................................................................................... 24
2.4.2. Mô hình tính toán đất nền ............................................................................................. 25

3.3.3. Xem xét sự dâng lên và hạ xuống của mực nước ngầm ảnh hưởng đến sức chịu tải của
cọc ........................................................................................................................................... 60
3.3.4. Nhận xét ........................................................................................................................ 62

CHƯƠNG 4: CÁC BIỆN PHÁP GIẢM ẢNH HƯỞNG CỦA MSA ............................... 63
4.1. Khái quát ........................................................................................................................ 63
4.2. Biện pháp làm tăng nhanh tốc độ cố kết của nền đất ..................................................... 63
4.2.1. Nội dung biện pháp....................................................................................................... 63

4.3. Biện pháp làm giảm tải trọng lên đất nền ...................................................................... 64
4.3.1. Nội dung biện pháp....................................................................................................... 65
4.3.2. Ưu điểm ........................................................................................................................ 65
4.3.3. Nhược điểm .................................................................................................................. 65

4.4. Biện pháp làm giảm ma sát giữa đất và cọc trong vùng ma sát âm ............................... 65
4.4.1. Nội dung biện pháp....................................................................................................... 65
4.4.2. Ưu điểm ........................................................................................................................ 66
Thi công đơn giản, kinh phí thấp ............................................................................................ 66
4.4.3. Nhược điểm .................................................................................................................. 66

4.5. Các biện pháp khác ........................................................................................................ 66
4.5.1. Phương pháp điện thấm (Electro Osmosis) .................................................................. 66
4.5.2. Cách ly giữa vùng môi trường đất nền có khả năng xảy ra ma sát âm và bề mặt cọc . 67
4.5.3. Hệ thống cọc bảo vệ xung quanh nhóm cọc chính ....................................................... 67
4.5.4. Phương pháp sử dụng lớp bao phủ bằng bùn Betonite và Bittum ................................ 68

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ............................................................................ 75
5.1. Kết luận .......................................................................................................................... 75
5.1.1. Hiện tượng ma sát âm ................................................................................................... 75
ĐỀ TÀI SỐ 3

P

P

ĐẤT SÉT MỀM
hay
ĐẤT ĐẮP CÓ
TÍNH NÉN LÚN

H

B
ĐẤT TỐT

(a)

(b)

Hình 1. Cọc trong đất mềm và chống vào lớp đất tốt
a.

Lực ma sát dương ngay và trong khi đóng cọc

b.

Lực ma sát âm

Ma sát âm (negative skin friction) là hiện tượng đất xung quanh cọc bị lún cố kết lớn
hơn chuyển vị xuống dưới/biến dạng nén của cọc; việc này gây thêm một tải trọng hướng
xuống lên cọc. Ma sát âm trên cọc là yếu tố khơng thể bỏ qua khi thiết kế móng cọc trong


Hình 2c. Ma sát âm khi lớp sét xốp cố kết do thoát nước hoặc có thêm lớp
đất mới đắp .
Qua các hình minh họa trên ta thấy được ma sát âm có thể xuất hiện trong một phần
đoạn của thân cọc hay toàn thân cọc, phụ thuộc vào chiều dày của lớp đất yếu chưa cố
kết. Trong trường hợp ma sát âm tác dụng trên toàn thân cọc thì rất nguy hiểm, sức chịu
tải của cọc không những không kể đến sức chịu tải do ma sát hông của đất và cọc mà còn
bị ma sát âm kéo xuống. Sức chịu tải lúc này chủ yếu là sức chịu tải của mũi cọc, chống
lên nền đất cứng hay đá.
Trường hợp cọc xuyên qua lớp đất mềm cắm vào lớp đất cứng và lớp đất mềm đang
diễn tiến lún do cố kết bởi lớp gia tải trên mặt hay do hạ mực nước ngầm,…, mà độ lún
các lớp đất lớn hơn độ lún của cọc thì phần lớp đất yếu có chuyển vị đứng nhiều hơn
chuyển vị đứng của thân cọc bên cạnh và các lớp bên trên nó gây ra lực ma sát âm. Ngay
cả trong trường hợp cọc chỉ nằm trong lớp đất yếu không tựa mũi vào lớp đất cứng, còn
gọi là cọc treo cũng có thể bị tác động bởi ma sát âm dưới tác động của tải bên trên mặt
đất hoặc do các tác động gây ra biến dạng đất nền như hạ mực nước ngầm (lún), hoặc
dâng mực nước ngầm (nở).
Lực ma sát âm không chỉ tác động lên mặt bên thân cọc mà còn tác dụng lên mặt
bên của đài cọc, hoặc mặt bên của mố cầu hay tường chắn có tựa lên cọc.
Khi tác động tải lên công trình gây ra lún của cọc và giảm độ dịch chuyển tương đối
giữa đất và cọc (đồng nghĩa giảm ma sát âm), ít nhất ở phần trên và nhiều hơn ở đoạn

ĐỀ TÀI SỐ 3

6


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

e.

Cường độ chịu tải một trục địa kỹ thuật (Geotechnical axial capacity): là

tổ hợp của sức kháng mũi và ma sát bên khi không còn đạt trạng thái cân bằng tĩnh và sẽ
không tiếp tục dịch chuyển xuống. Ma sát dương xảy ra trên toàn thân cọc và lực kéo
xuống rất nhỏ.
f.

Hệ số an toàn cho cường độ chịu tải địa kỹ thuật (Factor of safety on

geotechnical capacity): là hệ số giữa cường độ chịu tải một trục địa kỹ thuật chia cho
tổng tải tĩnh và hoạt tải, không tính đến lực kéo xuống.
g.

Cường độ kết cấu một trục (Structural axial strength): là cường độ kháng

nén một trục của phần cọc chịu tải tĩnh và lực kéo xuống.
h.

Hệ số an toàn kết cấu tại mặt trung hòa (Factor of safety on structural

strength at neutral plane): là hệ số giữa cường độ kháng nén một trục của kết cấu tại mặt
trung hòa chia cho tổng tĩnh tải và lực kéo xuống, không tính đến hoạt tải.
Theo Fellnius, vị trí mặt trung hòa là hàm số của sự cân bằng của các lực cắt dọc
thân khi chúng đã được huy động hoàn toàn. Các lực và sức kháng là kết quả quá trình
lún của đất là do sự khác biệt về độ cứng của đất và cọc. Yêu cầu tuyệt đối để thỏa mãn
ĐỀ TÀI SỐ 3

7

vào tải trọng ngoài tác dụng lên cọc. Thông thường hiện tượng này xảy ra khi cọc xuyên
qua lớp đất có tính cố kết và độ dày lớn, khi có phụ tải tác dụng lên mặt đất quanh cọc.
1.2.2. Ma sát âm do lún dưới tải trọng bản thân hoặc đắp nền
 Khi nền công trình được tôn cao, gây ra tải trọng phụ tác dụng xuống lớp đất bên
dưới làm xảy ra hiện tượng cố kết cho lớp nền bên dưới, hoặc chính do tải trọng bản thân
làm cho lớp đất nền đắp xảy ra quá trình tự cố kết. Ta xét các trường hợp cụ thể sau:

ĐỀ TÀI SỐ 3

8


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

a. Trường hợp 1:
Khi có một lớp đất sét đắp trên một tầng đất dạng hạt mà cọc sẽ xuyên qua nó, tầng
đất sẽ cố kết dần dần. Quá trình cố kết này sẽ sinh ra một lực ma sát âm tác dụng vào cọc
trong suốt quá trình cố kết.
b. Trường hợp 2:
Khi có một tầng đất dạng hạt, đắp phía trên một tầng sét yếu, nó sẽ gây ra quá trình
cố kết trong tầng sét yếu và tạo ra một lực ma sát âm tác dụng vào cọc.
c. Trường hợp 3:
Khi có một tầng đất dính đắp phía trên một tầng sét yếu, nó sẽ gây ra quá trình cố
kết trong cả hai tầng đất đắp và tầng đất sét và tạo ra lực ma sát âm tác dụng vào cọc.

Seùt ñaép

Hf


(c)

Hình 3. Các trường hợp xuất hiện ma sát âm do tôn nền .
Trường hợp các cọc được tựa trên tầng đất cứng và có tồn tại tải trọng bề mặt, xảy
ra trong các trường hợp sau đây:
d.

Trường hợp 4:

Với tầng cát lỏng sẽ có biến dạng lớn tức thời, đặc biệt khi đất nền chịu sự rung
động hoặc sự giao động của mực nước ngầm; sự tác động của tải trọng bề mặt sẽ tạo ra
sự biến dạng lún.
e.

Trường hợp 5:

Đối với nền sét yếu, xu hướng xảy ra biến dạng lún có thể rất nhỏ nếu như không
chịu tác động của tải trọng bề mặt. Nhưng dù sao khi khoang tạo lỗ sẽ gây ra sự cấu trúc
lại của nền sét vì vậy biến dạng lún (nhỏ) của nền sét sẽ xảy ra dưới tác dụng của tải
trọng bản thân của nền sét.
f.

Trường hợp 6:

ĐỀ TÀI SỐ 3

9



MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

Nhịp Cầu

Tầng đất đắp
Mố cầu

Tầng đất yếu

Tầng chịu lực
Hình 6: Hiện tượng ma sát âm do việc đóng cọc mố cầu vào nền đất yếu chưa kết
thúc cố kết hoặc còn ở trạng thái tự nhiên
1.2.4. Mực nước ngầm bị hạ thấp
Việc hạ mực nước ngầm làm tăng ứng suất thẳng đứng có hiệu tại mọi điểm của đất
nền. Vì vậy, làm tăng độ lún cố kết của nền đất. Lúc đó, tốc độ lún đất xung quanh cọc
vượt quá tốc độ lún của cọc dẫn đến xảy ra hiện tượng kéo cọc đi xuống của lớp đất xung
quanh cọc.
Hiện tượng này được giải thích như sau: khi hạ mực nước ngầm thì:
Phần áp lực nước lỗ rổng u sẽ giảm.
Phần áp lực có hiệu thẳng đứng  h lên các hạt rắn của đất tăng.
Xem biểu đồ tương quan giữa u và  h trong trường hợp bài toán nén một chiều và
tải trọng q phân bố đều khắp.

ĐỀ TÀI SỐ 3

11



bố đều khắp.
Trong đó:
  h = p = const: ứng suất toàn phần.
 Ha : vùng hoạt động của ứng suất phân bố trong đất.
 Đất bình thường: Ha tương ứng với chiều sâu mà tại đó  h  0.2 bt .
 Đất yếu: Ha tương ứng với chiều sâu mà tại đó  h  0.1 bt .
  bt : ứng suất do trọng lượng bản thân của lớp đất có chiều dày Ha.

Theo TCVN 205 – 1998: Hiện tượng ma sát âm nên được xét trong các trường
hợp sau:
 Sự cố kết chưa kết thúc của trầm tích hiện đại và trầm tích kiến tạo.
 Sự tăng độ chặt của đất rời dưới tác dụng của động lực.
 Sự lún ướt của đất khi bị ngập nước.
 Mực nước ngầm hạ thấp làm cho ứng suất có hiệu đất tăng lên, dẫn đến tăng

nhanh tốc cố kết của nền.
 Nền công trình được tôn cao lớn hơn 1m trên nền đất yếu.
 Phụ tải trên nền với tải trọng từ 2T / m 2 trở lên.
 Sự giảm thể tích trong đất do chất hữu cơ bị phân hủy…
ĐỀ TÀI SỐ 3

12


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng ma sát âm
Ma sát âm là một hiện tượng phức tạp và nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

đã tạo ra lực kéo xuống 300kN trong thời gian 5 tháng và 16 tháng sau khi đóng cọc thì
mỗi cọc chịu lực kéo xuống 440kN.
ĐỀ TÀI SỐ 3

13


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

Johanessen và Bjerrum đã theo dõi sự phát triển hiện tượng ma sát âm của cọc thép
xuyên qua lớp đất sét dày 53m và mũi cọc tựa trên nền đá. Lớp đất đắp bằng cát dày 10m,
quá trình cố kết của lớp đất sét đã gây ra độ lún 1.2m và lực kéo xuống khoảng 1500kN ở
mũi cọc. Ứng suất ở mũi cọc ướt tính đạt tới 190kN/m2 và có khả năng xuyên thủng lớp
đá.
Đối với việc sử dụng giếng cát: ma sát âm làm hạn chế quá trình cố kết của nền đất
yếu có dùng giếng cát. Hiện tượng ma sát âm gây ra hiệu ứng treo của đất xung quanh
giếng cát, lớp đất xung quanh giếng cát bám vào giếng cát làm cản trở độ lún và cản trở
quá trình tăng khả năng chịu tải của đất nền xung quanh giết cát.
Qua phân tích trên cho thấy tác dụng chính của lực ma sát âm làm gia tăng lực nén
dọc trục cọc, làm tăng độ lún của cọc, ngoài ra đo lớp đất đắp bị lún tạo ra khe hở giữa
đài cọc và lớp đất bên dưới đài có thể thay đổi mômen uống tác dụng lên đài cọc. Lực ma
sát âm làm hạn chế quá trình cố kết thoát nước của nền đất yếu khi có gia tải trước và có
dùng giếng cát, cản trở quá trình tăng khả năng chịu tải của đất nền xung quanh giếng cát.
Ngoài ra lực ma sát âm làm tăng tải trọng ngang tác dụng lên cọc.

ĐỀ TÀI SỐ 3

14


i 1

i 1

n

n



i 1

i 1

E

S   si   mvi pi hi

S   si  

pi hi

 Tính lún nền theo hệ số cố kết:
 Trường hợp 1: Đối với đất cố kết thường ta có:

OCR 

pc
Cc


 Trong đó:

P0: ứng suất do trọng lượng bản thân (kN / m 2 ) .
p :áp lực tăng thêm do tải trọng công trình gây ra tại giữa lớp đất cần tính

toán (kN / m 2 ) .
p c :áp lực tiền cố kết (kN / m 2 ) .

e0:hệ số rỗng ban đầu.
Cc:chỉ số nén .
ĐỀ TÀI SỐ 3

15


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

Cs:chỉ số nở.
H0: chiều cao lớp đất tính toán (m)
2.1.2. Xác định độ lún của cọc đơn
 Độ lún của cọc đơn được xác định gồm ba thành phần:

S  L  S m  S b
Trong đó:
 L : Biến dạng đàn hồi của cọc.
 Sm: Độ lún tại mũi cọc do tải công trình truyền xuống mũi cọc.
 Sb: Độ lún tại mũi cọc do tải truyền dọc theo thân cọc.


Hệ số phụ thuộc vào hình dáng cọc : cọc vuông   0.88 , cọc tròn

  0.79 .
 Độ lún tại mũi cọc do tải truyền dọc theo thân cọc.

f sthucBb (1   2 )
Sb 
E0
ĐỀ TÀI SỐ 3

16


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO


GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

b : Hệ số phụ thuộc vào độ mảnh của từng đoạn cọc.
b  2  0.35



Li
Bi

f sthuc : Sức kháng bên đơn vị tại tải trọng làm việc tính trung bình cho từng
đoạn cọc.



2.2. Tính SCT của cọc xét đến ma sát âm tiêu chuẩn Nhật Bản
2.2.1. Mở đầu
Nếu cọc xuyên qua lớp đất mà chịu ảnh hưởng cố kết thì ma sát âm sẽ được tính đến
khi tính toán sức chịu tải cho phép dọc trục của cọc
Chú giải : Khi cọc xuyên qua lớp sét mềm tới lớp địa tầng chịu lực, lực ma sát từ
lớp mềm sẽ tác động hướng lên phía trên và chịu một phần tải trọng tác động lên đầu cọc.

ĐỀ TÀI SỐ 3

17


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

Khi lớp sét cố kết thì bản thân cọc được đỡ bởi sức chịu tải của tầng chịu lực và hầu như
không lún, hướng lực ma sát theo hướng ngược lại.
Lực ma sát trên toàn bộ chu vi xung quanh cọc bây giờ dừng chống lại tải trọng tác
dụng lên đầu cọc. Lực ma sát hướng xuống phía dưới và tác dụng lên tải trọng ở chân
cọc. Lực ma sát hướng xuống phía dưới trên toàn bộ chu vi xung quanh cọc được gọi là
ma sát tiếp xúc âm hay ma sát âm.
2.2.2. Lý thuyết tính toán


Trường hợp 1:

Giá trị ma sát âm vẫn còn mang tính lý thuyết và chưa được cụ thể, tuy nhiên giá trị
lớn nhất có thể được xác định từ phương trình:

qu Lc
)
2

Trong đó:
 Ls2: Chiều dày lớp cát nằm trong L2.
 Lc: Chiều dày lớp sét nằm trong L2.
 L2 = Lc + L s2.


N s 2 : Giá trị trung bình của lớp cát có chiều dày Ls2.

 qu: Cường độ trung bình nén nở hông của lớp sét có chiều dày Lc.
ĐỀ TÀI SỐ 3

18


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO



GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

Trường hợp 3:

Trong trường hợp nhóm cọc, ma sát tiếp xúc âm có thể được tính toán bằng cách coi
sự làm việc của nhóm cọc như móng đơn sâu. Lực ma sát tiếp xúc âm cho một cọc được
tính toán bằng cách chia cho số cọc.


Trường hợp 4:

Khi tính toán sức chịu tải cọc dọc trục cho phép của cọc, có một vài trường hợp thay
đổi trong việc đánh giá ảnh hưởng của lực ma sát âm được xác định bằng cách kiểm tra
bất kỳ một lực truyền lên mũi cọc vượt quá cả hai giá trị tải trọng chịu uốn của nền tại
mũi cọc và cường độ nén khi uốn của tiết diện ngang của cọc. Điều đó có nghĩa là sức
chịu tải cho phép dọc trục trong điều kiện bình thường Ra sẽ thỏa phương trình:

ĐỀ TÀI SỐ 3

19


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

1

R p  Rnf , max
R a 
1.2

 Ra   f Ae  Rnf , max


Trong đó:
 Ra: sức chịu tải dọc trục cho phép (trong điều kiện bình thường).
 Rp: Sức chịu tải cuối cùng của cọc (giá trị tới hạn).
 Rnf,max: lực ma sát âm thường tiếp xúc max nhất (giá trị thường nhỏ hơn cọc

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

2.3. Tính ma sát âm theo “Principles of foundation engineering” Braja Das
2.3.1. Nguyên nhân gây ra ma sát âm
Ma sát âm là lực kéo xuống do đất xung quanh tác dụng lên cọc. Lực này xuất hiện
dưới những điều kiện sau:
 Cọc xuyên qua lớp sét đắp nằm trên lớp đất rời: quá trình cố kết của lớp sét đắp
theo thời gian sẽ gây ra lực kéo xuống tác dụng lên cọc (hình a).
 Cọc xuyên qua lớp cát đắp nằm trên lớp sét mềm, quá trình cố kết của lớp sét do
tải trọng đất đắp sẽ gây ra lực kéo xuống tác dụng lên cọc (hình b).
 Hạ mực nước ngầm làm cho ứng suất hữu hiệu trong đất tăng lên và do đó làm
tăng tốc độ cố kết của đất sét gây ra lực kéo xuống tác dụng lên cọc.

Trong một số trường hợp, lực kéo xuống có thể lớn đến mức gây ra phá hoại cho
móng.
2.3.2. Phương pháp tính lực ma sát âm
Trong phần này tác giả giới thiệu hai phương pháp tính lực ma sát âm.
a. Trường hợp 1: Lớp sét đắp nằm trên lớp đất rời
Theo phương pháp β, lực ma sát âm (kéo xuống) đơn vị tác dụng lên cọc là:
fn = K’σo’tanδ’
Trong đó:
 K’ = hệ số áp lực đất: K  1  sin  '
 σo’ = ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu z = γf’z
 γf’ = trọng lượng riêng hữu hiệu của lớp sét đắp

ĐỀ TÀI SỐ 3

21



L1
'


 2 'f H f


'


Với γf’, γ’ = trọng lượng riêng hữu hiệu của lớp cát đắp và lớp sét bên dưới.
Đối với cọc chống, độ sâu trung hòa có thể xem là vị trí mũi cọc
(L1 = L - Hf)
Với mỗi giá trị L1 lực kéo xuống được xác định như sau:
Lực ma sát âm đơn vị tại độ sâu trong khoảng z = 0 đến z = L1 là:
fn = K’σo’tanδ’, với
 K’ = K  1  sin  '
 σo’ = γf’z + γ’z
 δ’ = 0.5-0.7  '
L1

Qn   pf n dz  
0

L1

0

L12 pK '  ' tan  '
pK '  H f   ' z tan  ' dz  pK '  H f tan  ' L1 


MÔN HỌC: KT NỀN MÓNG NÂNG CAO

GVHD: PGS. TS. VÕ PHÁN

 Lớp đất đắp có khối lượng riêng tự nhiên γf = 16 kN/m3, trọng lượng riêng
bão hòa γsat = 18.5 kN/m3, do đó γ’f = 18.5 - 9.81 = 8.69 kN/m3 và Hf = 13 m
 Lớp đất sét: K’tanδ’ ≈ 0.22, trọng lượng riêng bão hòa hữu hiệu γ’ = 19.9.81
= 9.19 kN/m3
 Chiều dài cọc L = 40 m, đường kính D = 500 mm.

Ma sát âm trên một cọc ở cảng Oslo, Norway (theo Bjerrum et al. (1969), Wong và
Ted (1995))
Cọc trong trường hợp này là cọc chống, chiều dài L1 = 27 m, lực kéo xuống lớn nhất
tác dụng lên cọc được tính theo công thức:





Qn  pK ' tan  '  f  2  13  2 ,f L1 

L12 p ' K ' tan  '
hay
2

27 2   0.5  9.19  0.22
Qn    0.5  0.2216  2  8.69  11  27 
 2348 kN
2

móng.
Tính toán bài toán cố kết thấm theo thời gian dựa trên các lý thuyết cố kết thấm
phần mềm giải bài toán cố kết thấm và lún cố kết với các thông số đất nền do người dùng
nhập vào và các thông số ứng suất biến dạng từ các bước tính toán phần tử hữu hạn ở các
bước trên. Nhờ đó ta xét được những ảnh hưởng của quá trình cố kết tác động đến công
trình.
Xét đến những ảnh hưởng của việc tăng giảm mực nước ngầm.
Nhận xét: với các tính năng trên Plaxis là một phần mềm rất phù hợp giải quyết bài
toán địa kỹ thuật nói chung và bài toán thiết kế móng cọc nói riêng. Qua các bước tính
toán theo tiến độ thi công cũng như tính toán cố kết thấm ta xét được tất cả các ảnh
hưởng tác động lên cọc, chuyển vị tương đối giữa cọc và đất, các ứng suất phát sinh trong
cọc theo thời gian từ đó đưa ra phương án thiết kế khả thi nhất.

ĐỀ TÀI SỐ 3

24