BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN KHẢI HOÀN
KHÓA 2015 - 2017

ĐÁNH GIÁ VIỆC XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI
CỦA CỌC KHOAN NHỒI
THEO TCVN 10304: 2014 VÀ THEO MỘT SỐ TIÊU CHUẨN KHÁC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG
TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN NGỌC THANH

Hà Nội- 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN KHẢI HOÀN
KHÓA: 2015 - 2017


triển.
Một lần nữa tác giả xin cảm ơn và Kính chúc Thầy Cô, bạn bè dồi dào sức
khỏe, thành công trong Công tác.
Hà nội, ngày 25 tháng 4 năm 2017
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Khải Hoàn


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các thông tin, tài
liệu trích dẫn trong luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc.
Kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất
kỳ công trình nghiên cứu nào khác.
Hà nội, ngày 25 tháng 4 năm 2017
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Khải Hoàn


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ
MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CỌC NHỒI VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA
CỌC NHỒI ................................................................................................... 4

2.2. 5. Các phân tích và so sánh: .................................................................. 54
2.3. Dự báo sức chịu tải trọng nén dọc trục cuả cọc theo đất nền........... 57
2. 3.1. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn TCVN 10304: 2014 ............................... 57
2. 3.2. Sức chịu tải nén theo tiêu chuẩn TCXD 205: 1998 .......................... 59
2. 3.3. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn TCXD 195: 1997 .................................. 60
2.2.4. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn 22TC 272 – 05........................................ 62
2.2. 5. Các phân tích và so sánh: .................................................................. 67
2. 4. Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo thí nghiệm nén tĩnh
và theo tiêu chuẩn hiện hành ..................................................................... 70
2.4.1. Giới thiệu chung ................................................................................. 70
2.4.2. Công thức không xét đến biến dạng đàn hồi của vật liệu làm cọc ....... 71
2.4.3. Công thức có xét đến biến dạng đàn hồi của vật liệu làm cọc, nhờ áp
dụng trực tiếp công thức thanh nén đúng tâm của sức bền vật liệu . ............. 72
2.4.4. Công thức có xét đến biến dạng đàn hồi của vật liệu làm cọc, với việc
sử dụng công thức thanh nén đúng tâm của SBVL có hệ số điều chỉnh b 73
2. 5. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn EUROCODE 7 .................................. 76


2.5.1. Giới thiệu chung ................................................................................. 76
2.5.2. Các phương pháp sử dụng đánh giá sức chịu tải cọc khoan nhồi......... 77
2.5.3. Nhận xét về tiêu chuẩn Eurocode trong thiết kế móng cọc.................. 79
2.5.4. Các phân tích và so sánh:................................................................... 79
2. 6. Sức chịu tải theo tiêu chuẩn AASHTO LRFD - 2014 ..................... 80
2. 7. Đánh giá và nhận xét ........................................................................ 82
CHƯƠNG 3. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH CỤ THỂ
TẠI HÀ NỘI ............................................................................................... 83
3. 1 Điều kiện địa chất công trình của khu đất xây dựng ........................ 83
3.2. Giới thiệu dự án ................................................................................... 85
3. 3. Dự báo SCT của cọc theo cường độ vật liệu...................................... 85
3. 4. Dự báo SCT của cọc theo cường độ đất nền ..................................... 87

Sức bền vật liệu

SCT

Sức chịu tải

SLS

Trạng thái giới hạn sử dụng

TCVN…

Tiêu chuẩn Việt Nam…

TCXD…

Tiêu chuẩn Xây dựng…

ULS

Trạng thái giới hạn cực hạn

VL

Vật liệu


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Số hiệu bảng

Giá trị sức chịu tải giới hạn ứng với chuyển vị giới hạn theo
các đề nghị khác nhau

Bảng2.1

Giá trị của  dùng cho xác định sức kháng bên trong đất dính

Bảng2.2

Các phương pháp đánh giá sức kháng bên, qs, MPa, trong đất
cát

Bảng2.3

Các góc ma sát của cát

Bảng2.4

Các phương pháp đánh giá sức kháng mũi, qp, MPa, của cọc
khoan trong đất cát

Bảng2.5

Tổng hợp các hệ số xác định sức kháng mũi và kháng bên của
cọc nhồi theo các tiêu chuẩn TCVN 10304: 2014 và tiêu chuẩn
khác

Bảng2.6

Hệ số riêng cho độ bền (gR) đối với cọc khoan nhồi

Kết quả tính toán SCT nén cực hạn của cọc theo cường độ đất
nền theo (TCXD 1955: 1997)

Bảng 3.8

Kết quả tính toán SCT nén cực hạn theo SPT (TCXD 195: 1997)

Bảng 3.9

Kết quả tính toán SCT nén cực hạn của cọc theo đất nền

Bảng 3.10

Các thông số cho cọc và thiết bị thí nghiệm

Bảng 3.11

Các kết quả tính toán SCT nén của cọc theo phương pháp đồ thị


DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ
Số hiệu hình

Tên hình

Hình 1.1

Cọc chống và cọc ma sát

Hình 1. 2

Hình dạng và góc mở của mũi cọc mở rộng đáy

Hình1.10

Hình ảnh cọc có xử lý mũi và không xử lý mũi

Hình1.11

Sức chịu tải nén của cọc

Hình1.12

Phân loại các cọc chịu nén

Hình1.13

Một số loại cọc neo thông thường

Hình1.14

Mặt trượt sâu

Hình1.15

Đất đắp gây ra ma sát âm

Hình1.16

Sức chịu tải của cọc khi chịu tải trọng nén và kéo dọc trục



Hình 2.2

Phương pháp xác định SCT cực hạn Qu theo công thức a; b; c.

Hình 2.3

Phương pháp xác định SCT nén cực hạn Qu theo công thức
(2.2)

Hình 2.4

Sơ đồ minh họa sự làm việc của cọc và dạng kháng bên

Hình 2.5

Phương pháp xác định SCT nén cực hạn Qu theo công thức
(2.3)

Hình 3.1

Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm cọc khoan nhồi TPT – 2

Hình 3.2

Mặt bằng bố trí bộ kích thủy lực và đường ống

Hình 3.3

Biểu đồ quan hệ tải trọng – độ lún theo O-cell của cọc TPT-2



1

MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Theo xu thế phát triển của nền kinh tế xã hội và sự hội nhập quốc tế và kéo
theo phát triển của quá trình đô thị hóa không ngừng với những yêu cầu cấp
bách về các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp cũng như các công
trình về giao thông, cơ sở hạ tầng. Với những đô thị lớn như Hà Nội và thành
phố Hồ Chí Minh rất nhiều công trình cao tầng và siêu cao tầng đã và sẽ được
xây dựng trong thời gian tới. Bên cạnh đó chúng ta không thể không kể tới sự
phát triển của ngành giao thông với các hệ thống đường trên cao, cầu vượt,
cầu cảng…Mặt khác, đặc điểm địa chất, địa tầng khu vực Hà Nội rất phức
tạp, thuộc trầm tích kỷ Đệ tứ ALQ4. Do dòng chảy của các con sông lúc đầu
chảy xiết mang theo các hạt lớn. Thời gian dài tiếp theo, các dòng sông chảy
mạnh mang theo các hạt nhỏ hơn. Tiếp đến các dòng sông chảy bình thường
mang theo các hạt bé hơn nữa, đến khi các dòng chảy chậm dần chỉ mang
theo các hạt rất nhỏ. Do địa hình, địa mạo khác nhau nên các hạt lắng đọng
khác nhau theo thứ tự hạt to ở dưới, hạt bé ở trên, lớp trên cùng là hạt nhỏ
nhất. Giải pháp nền móng cho các nhà cao tầng và siêu cao tầng, các cầu …
thường lựa chọn là dùng cọc khoan nhồi và vì vậy nên việc đánh giá sức chịu
tải của cọc khoan nhồi là hết sức quan trọng.
Đánh giá việc xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi hiện nay đang được
thực hiện, dựa trên các tiêu chuẩn khác nhau. Các tiêu chuẩn của Việt Nam
thường được dịch từ các tiêu chuẩn nước ngoài với các điều chỉnh cho phù
hợp với điều kiện Việt Nam như: Móng cọc- Tiêu chuẩn thiết kế TCXD
195:1997; Móng cọc- Tiêu chuẩn thiết kế TCXD 205:1998; Móng cọc- Tiêu
chuẩn thiết kế TCVN 10304:2014; Tiêu chuẩn thiết kế cầu của Bộ giao thông
và vận tải 22TCN 272- 05, song song với các tiêu chuẩn này còn có các tiêu

được với kết quả thực nghiệm
 Sử dụng các tài liệu thí nghiệm có sẵn để phân tích đánh giá đánh giá sức
chịu tải
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
 Hệ thống hóa các phương pháp xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi và
chỉ ra các ưu nhược điểm của từng phương pháp đó
 Kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn có thể dùng làm tài liệu tham khảo
và nghiên cứu cho các sinh viên và người làm khoa học


3

Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận văn có nội dung bao gồm 3 chương. Nội dung
cụ thể từng chương như sau:
Chương 1. Tổng quan về cọc nhồi và sức chịu tải của cọc khoan nhồi
Chương 2. Phân tích, đánh giá cách xác định sức chịu tải dọc trục của cọc
khoan nhồi theo TCVN 10304:2014 và các tiêu chuẩn khác
Chương 3. Áp dụng tính toán cho công trình tại Hà Nội


THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

tại hiện trường và theo tiêu chuẩn hiện hành ta thấy rằng:
Nếu không xét đến độ lún đàn hồi của vật liệu cọc, thì giá trị SCT nén cực
hạn của cọc là nhỏ do không huy động tối đa sức kháng mũi của cọc và lúc
này SCT của cọc chủ yếu là sức kháng bên.


108

Nếu có xét đến độ lún đàn hồi của vật liệu cọc, nhưng áp dụng trực tiếp công
thức của SBVL thì không xác định được SCT nén cực hạn của cọc. Sở dĩ xảy
ra vô nghiệm vì sơ đồ làm việc của thanh nén đúng tâm trong SBVL và cọc
trong đất là không tương thích.
Nếu có xét đến độ lún đàn hồi của vật liệu cọc, nhưng áp dụng hệ số điều
chỉnh b thì khi b tăng SCT nén cực hạn của cọc sẽ tăng lên do huy động tối
đa sức kháng mũi của cọc.Cụ thể trong công trình được nghiên cứu với b =
1/3; 0.4 và 0.5 ta có SCT nén cực hạn của cọc lần lượt là 6200T; 6600T;
7400T.
Điều này sát với thực tế là cọc có chiều dài lớn được chôn vào tầng cuội sỏi
rất chặt nên biến dạng đàn hồi của cọc lớn. Đồng thời các giá trị điều chỉnh
này của b cũng nằm trong khoảng giới hạn nêu ra của TCVN 10304: 2014 là
từ 0.3  0.7.
Với các lý do nêu trên ta chọn tị số b = 0.4 là hợp lý.
4. Cùng là thí nghiệm nén tĩnh cọc, nhưng thí nghiệm O- cell không cần đối
tải ngoài, tách được giá trị của sức kháng mũi và kháng bên. Nhưng do giá
thành đắt và đòi hỏi kỹ thuật cao, nên chỉ áp dụng cho trường hợp đặc biệt
(mặt bằng chật hẹp, trên sông nước) và tải trọng nén khoảng 6000  12000 T.

Kiến nghị
1. Việc xác định độ lún đàn hồi của vật liệu cọc Se với hệ số điều chỉnh β vẫn
chỉ là một giải pháp tốt, cần có thiết bị đo biến dạng đặt trong cọc với mật độ

4. TCXDVN 9393: 2012, Cọc – Phương pháp thí nghiệm tại hiện trường.
5. TCVN 10304: 2014, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
6. Tiêu chuẩn EUROCODE 7, EN 1997-1: 2014, NXB Xây dựng (2016).
7. 22 TCN 272- 05, Móng cọc -Tiêu chuẩn thiết kế.
8. Tiêu chuẩn AASHTO LRFD – 2012.
9. Trịnh Việt Cường (2012), Đánh giá hệ số sức kháng cho một số phương
pháp dự báo sức chịu tải của cọc của TCXD 205 : 1998, Tạp chí KHCN
Xây dựng N0 1, Viện KHCN Xây dựng.
10. Nguyễn Anh Dũng, Phạm Thúc Văn Hà, Cty COFEC (1997), Ứng dụng
giải pháp neo cho móng các công trình có lực nhổ lớn, Tuyển tập công
trình Hội nghị cơ học toàn quốc lần thứ VI, Hà nội ngày 3 – 5 tháng 12
năm 1997.
11. Nguyễn Văn Dũng (2014), Tổng quan về tiêu chuẩn TCVN 10304: 2014
12. Lâm Văn Đức ( 2013), Nghiên cứu tiêu chuẩn thiết kế Eurocode & áp
dụng phân tích – tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi nhà cao tầng tại
Việt Nam, Tạp chí Xây dựng, N0 3, tr 6.
13. Võ Thị Thư Hường (2015), Tính toán sức chịu tải cọc nhồi mở rộng đáy,
Tạp chí KHOA HỌC KIẾN TRÚC, N0 10.
14. Vũ Công Ngữ (1996), Lựa chọn công nghệ cọc hiện nay ở Việt Nam,
Tạp chí Địa kỹ thuật, N01, tr 1, 4.
15. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái (2004), Móng cọc phân tích và thiết kế,
NXB Khoa học và kỹ thuật.


16. Vũ Công Ngữ, Trịnh Việt Cường (2013), Công nghệ cọc, Trường Đại
học Xây dựng Hà Nội, Khoa sau Đại học.
17. Lê Đức Phúc, Kiểm tra cọc bằng phương pháp biến dạng nhỏ, siêu âm
và PDA, Tuyển tập công trình hội nghị cơ học toàn quốc lần thứ VI, Hà
Nội ngày 3 – 5 tháng 12 năm 1977, tr 280  283.
18. Vương Văn Thành, Nguyễn Đức Nguôn, Phạm ngọc Thắng (2014), Tính