Cách xác định công thức ép cọc bê tông khoan nhồi ma sát

Ép cọc bê tông khoan nhồi ma sát là một phương pháp sử dụng cọc khoan nhằm gia tăng khả năng chịu tải bằng cách tạo ma sát giữa cọc và lớp đất xung quanh. Trong quá trình thi công cọc khoan nhồi, các lực như lực nén, lực cắt và lực kéo được tạo ra.

Trong số này, lực ma sát đóng một vai trò quan trọng và luôn thu hút sự quan tâm của các nhà thiết kế và kỹ sư thi công. Để hiểu rõ hơn về loại cọc này và các nội dung liên quan trong nghiên cứu, chúng ta hãy tìm hiểu qua nội dung bài viết dưới đây.

Hãy cùng Ép Cọc Hoàng Thanh khám phá thêm về cọc bê tông khoan nhồi ma sát và tầm quan trọng của lực ma sát trong quá trình khoan cọc. Hiểu sâu hơn về những yếu tố này sẽ giúp các kỹ sư tăng cường hiệu quả trong quá trình sử dụng phương pháp này.

Khái niệm tổng quan về ép cọc bê tông khoan nhồi ma sát

Đây là phương pháp thi công ép cọc bê tông, sử dụng cọc khoan nhồi ma sát được thiết kế để đảm nhận tải trọng của một bộ phận hoặc toàn bộ tải trọng từ các yếu tố bên ngoài tác động lên đầu cọc.

Sức mạnh của cọc dựa vào việc truyền tải lực tác động vào đất xung quanh thông qua sự ma sát ở mặt bên của cọc và mặt tiếp xúc với đất. Khi tiến hành thiết kế cọc ma sát, cần xem xét đến độ ma sát giữa đất và mặt bên của cọc, cũng như sức kháng ở đầu mũi cọc.

Nếu toàn bộ lực tác động từ tải trọng lên cọc được truyền vào đất thông qua quá trình ma sát ở bề mặt của cọc, ta gọi cọc đó là cọc ma sát thuần túy. Tuy nhiên, trong thực tế xây dựng, nếu đất xung quanh và phía dưới mũi cọc có tính chất yếu, thì cọc được gọi là cọc ma sát thuần túy.

Như vậy, ép cọc bê tông khoan nhồi ma sát có vai trò quan trọng trong việc chịu tải trọng và truyền đạt nó vào đất xung quanh thông qua hiện tượng ma sát.

Tùy thuộc vào điều kiện đất xung quanh, cọc có thể là cọc ma sát thuần túy hoặc kết hợp với các yếu tố khác để chịu tải hiệu quả. Việc lựa chọn loại cọc phù hợp sẽ đảm bảo tính ổn định và an toàn cho công trình xây dựng.

Phân tích về cọc khoan nhồi ma sát đơn chịu tải trọng

Phân tích sức chịu tải thẳng đứng của việc ép cọc bê tông khoan nhồi ma sát bao gồm các thông tin sau:

Phân tích sức chịu tải dọc trục của cọc bê tông

Sức chịu tải cực hạn của cọc được tính bằng công thức:

Qu = Qf + Qp

Trong đó:

• Sức kháng bên (Qf) được tính bằng công thức: Qf = u * fi * ∆zi * up Trong đó:

  • fi là hệ số ma sát bên của cọc.
  • up là chu vi thân cọc.
  • ∆zi là chiều dài đoạn phân tố cọc mà trên đó fi được xem là hằng số.
  • ∆zi * up là diện tích xung quanh của đoạn cọc.

• Sức kháng mũi (Qp) được tính bằng công thức: Qp = qp * Ap Trong đó:

  • qp là sức kháng mũi đơn vị cọc.
  • Ap là tiết diện ngang mũi cọc.

Sức chịu tải nén của cọc (Fs) được tính bằng công thức:

Fs = w * Nz

Trong đó:

• Fs là sức chịu tải nén của cọc.
• w là hiệu số giữa số lượng bản thân cọc và khối lượng thân đất. Hệ số này tính theo lực đẩy Acsimet của phần cọc dưới mực nước ngầm.
• Nz là lực nén dọc trục của cọc.

Để đảm bảo an toàn trong thiết kế, ta sử dụng hai thông số an toàn: Ff và Fp.

• Hệ số an toàn cho sức kháng bên (Ff) thường lấy giá trị từ 2-2,5.
• Hệ số an toàn cho sức kháng mũi (Fp) từ 2,5 - 3,5.

Do đó, ta cần đảm bảo rằng tải trọng tác dụng lên cọc (Q) phải nhỏ hơn giá trị sức chịu tải của cọc (Fs), tức là:

Q < Fs

Giá trị fi, Nz, s sẽ thay đổi khi tải trọng tác dụng lên cọc Q tăng dần. Các số liệu thí nghiệm cho thấy chuyển dịch tương đối giữa cọc ma sát và đất có giá trị Q từ 4 - 6 đối với đất sét và 6-10 đối với đất cát.

Cách tính lực nén dọc trục của cọc

Lực nén của cọc ma sát khi có tải trọng tác dụng lên đầu cọc Q được tính bằng công thức:

Nz = Q * Li / fi

Trong đó:

• Nz là lực sinh ra bởi dọc của thân cọc ở độ sâu z.
• Q là lực tập trung lên đầu cọc.
• Li là chiều dài đoạn cọc.
• fi là hệ số ma sát đơn vị mặt bên cọc luôn có giá trị không đổi trong đoạn Li.

Xác định chuyển vị của cọc khoan nhồi ma sát đơn: Để hiểu rõ quá trình làm việc và giúp cho việc thiết kế, độ lún của cọc được xác định theo các phần sau:

• Độ lún tổng ở đầu cọc (sc).
• Độ lún sinh ra do chuyển vị của thân cọc (sbd) được gây ra do biến dạng của đất xung quanh cọc.
• Độ lún do biến dạng thân cọc (δdh) do sự ép đàn hồi của vật liệu làm cọc sinh ra.
• Độ lún sinh ra do tải trọng ở mũi cọc (Δi).

Vậy bên trên là cách xác định công thức ép cọc bê tông khoan nhồi mà Ép Cọc Hoàng Thanh chia sẻ tới các bạn. Nếu bạn đang cần tìm hiểu thêm các thông tin và kiến thức khác về lĩnh vực cơ khí thì hãy tham khảo thêm các bài viết khác của chúng tôi nhé.