- Trang Chủ
- Kiến trúc - Xây dựng
- Một số quy định mới về thiết kế móng cọc trong các tiêu chuẩn quốc tế và việc áp dụng thiết kế móng cho các nhà và công trình ở Việt Nam
Xem mẫu
- Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây
Dựng
MỘT SỐ QUY ĐỊNH MỚI VỀ THIẾT KẾ MÓNG CỌC TRONG CÁC
TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ VÀ VIỆC ÁP DỤNG THIẾT KẾ MÓNG
CHO CÁC NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH Ở VIỆT NAM”
*
Nguyễn Văn Dũng
TÓM TẮT: Các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam chủ yếu được biên soạn theo các tiêu chuẩn nước
ngoài. Tuy nhiên các tiêu chuẩn nước ngoài mà ở Việt Nam ta hay dùng như International Building
Code IBC hay SNiP 2.02.03.85 được soát xét liên tục và bổ sung, thay đổi nhiều điều khoản quan
trọng liên quan đến việc tính toán kết cấu cọc hay sức kháng của đất đối với cọc trong điều kiện
bình thường và điều kiện động đất. Báo cáo đề cập đến những thay đổi này và kiến nghị áp dụng
vào thiết kế móng cọc của công trình, đặc biệt là móng các nhà siêu cao tầng.
TỪ KHÓA : Quy định mới
Móng cọc được dùng rộng rãi trong các lĩnh vực xây dựng dân dụng, công nghiệp, cầu đường, cảng
biển
… Công nghệ móng cọc không ngừng phát triển. Chất lượng thi công móng cọc ngày càng được
nâng cao, các phương tiện giám sát, quản lý chất lượng móng cọc cũng hiện đại hơn. Chính vì vậy
tiêu chuẩn về thiết kế móng cọc thời gian qua đã có nhiều bước cải tiến, điều chỉnh. Chúng ta hãy
điểm qua các tiêu chuẩn thiết kế có ảnh hưởng nhiều nhất đến hoạt động tư vấn và thi công móng
cọc ở nước ta.
1 TIÊU CHUẨN MÓNG CỌC SNIP 2.02.03-85 của Nga kế thừa Tiêu chuẩn móng cọc của
Liên xô cũ, trong đó việc tính toán móng cọc được thực hiện theo trạng thái giới hạn với việc
sử dung các trị số tính toán của tải trọng, sức kháng của đất và vật liệu cọc. Tiêu chuẩn này
đã từng được dịch toàn bộ hoặc trích dẫn từng phần trong tiêu chuẩn móng cọc Việt nam
hiện hành TCVN 205 : 1998. Sức chịu tải của cọc theo đất được tính toán dựa vào các chỉ
tiêu cơ lý của đất. Sức chịu tải cực hạn quy ước từ thí nghiệm thử tải được định nghĩa là
giá trị cấp trước của tải trọng phá hoại hoặc giá trị tải trọng gây nên độ lún bằng 20% độ
lún giới hạn của công trình. Kết cấu cọc được tính toán theo trạng thái giới hạn cực hạn.
Tại Nga Tiêu chuẩn SNIP 2.02.03-
85 đã được soát xét nhiều lần: năm 2003 có phiên bản SNIP 2.02.03-85 -SP 52-102-2003,
năm
2011 có phiên bản SNIP 2.02.03-85-SP 24.13330.2011 là phiên bản mới nhất đến thời điểm
này có nhiều thay đổi về lượng cũng như về chất, cụ thể là:
Tại điều 7.1.11. Cọc nằm trong móng hoặc cọc đơn đều phải tính theo sức chịu tải của đất
nền với điều kiện:
γ 0 Fd
N ≤ , (1)
γ nγ k
Trong đó :
109
- N – tải trọng tính toán truyền vào cọc (lực dọc phát sinh do tải trọng tính toán tác dụng
*
Nguyễn Văn Dũng, Trường Đại Học Xây Dựng, drdzung@vistacorp.vn, 0903409705
110
- vào móng tính với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất) xác định theo điều 7.1.12;
Fd - sức chịu tải cực hạn của đất nền cho cọc đơn, sau đây gọi tắt là “sức chịu tải
của cọc” và được xác định theo chỉ dẫn ở trong các điều 7.2 và 7.3;
γ0 - hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng nhất của nền đất khi
sử
dụng móng cọc, lấy bằng 1 đối với cọc đơn và lấy bằng 1.15 trong móng nhiều cọc;
γn - hệ số tin cậy về tầm quan trọng của công trình, lấy bằng 1.2; 1.15 và 1.1 tương
ứng với tầm quan trọng của công trình cấp I, II và III.
γk - hệ số tin cậy lấy bằng 1.2 – 1.75 tùy theo tong trường hợp cụ thể.
Hệ số γn kể đến tầm quan trọng của công trình mới được đưa thêm vào, các phiên bản
cũ
không có.
Hệ số γ0 kÓ đến tương tác của các cọc trong móng. Nếu để ý chúng ta sẽ thấy ý nghĩa
triết học của hệ số này khác hẳn “Group effect” trong một số tiêu chuẩn khác: ở đây tải
trọng tác dụng lên cọc trong móng nhiều cọc cho phép tăng lên còn nếu sử dụng “group
effect” thì phải giảm đi.
Ví dụ tính toán: Nhà ở có tầm quan trọng cấp I. Cọc treo ch ịu nén, đài cọc nằm trong lớp
đất yếu. Sức chịu tải tính toán của cọc xác định theo các chỉ tiêu vật lý của đất Fd = 800
kN. Hãy xác định giá trị tải trọng tính toán giới hạn tác dụng lên cọc cho các trường hợp
móng 1 cọc, móng 5 cọc và móng 25 cọc.
Kết quả tính toán theo điều kiện (1) cho trong bảng dưới
đây.
Móng Mãng γ0 γn γk γ0 Fd
N≤
γ nγ k
1 cọc 1 cäc 1.0 1.2 1.75 380.9
5 cọc 5 cäc 1.15 1.2 1.65 464.6
25 cọc 25 cäc 1.15 1.2 1.40 547.6
Giá trị sức chịu tải tính toán của cọc Fd theo kết quả thí nghiệm thử tải hiện nay cũng đã
được tăng lên do giá trị độ lún giới hạn của công trình cũng đã được quy định lại theo xu
hướng tăng, thí dụ đối với nhà kết cấu khung, theo quy định cũ thì độ lún giới hạn của công
trình là [s]= 8 cm, thì nay đã tăng lên thành 10 cm.
Trong trường hợp có động đất sức kháng của đất trên thân cọc được cho là giảm đi, phụ
thuộc tính chất của đất và cấp động đất. Trong các phiên bản cũ mức độ giảm sức kháng
của đất trên thân cọc cho một số trường hợp như cọc khoan nhồi chưa được quy định thì
- trong phiên bản mới nhất đã được cập nhật đầy đủ.
- Việc tính toán móng bè cọc, tính toán móng cọc - bè hỗn hợp và một số nội dung quan trọng
khác cũng đã được cập nhật.
2 TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG QUỐC TẾ - INTERNATIONAL BUILDING CODE
IBC
Tiêu chuẩn IBC (International Building Code) 2003: trong phần móng cọc quy định giá trị sức
chịu tải cực hạn theo thí nghiệm thử tải có thể xác định theo phương pháp thông dụng nào
đó tùy theo Nhà tư vấn. Tuy nhiên, dù xác định sức chịu tải cực hạn bằng cách nào thì cũng
không được lớn hơn hai lần giá trị tải trọng gây nên độ lún của cọc bằng 0.3 in (7.6 mm).
Kết cấu cọc chịu nén được thiết kế theo ứng suất cho phép. Ứng suất cho phép trong bê
tông quy định bằng
0.25 fc’. Trong trường hợp có động đất, sức kháng cho phép của đất đối với cọc được tăng
lên
1/3.
Trong IBC 2009 có một số thay đổi so với IBC 2003, thí dụ: bỏ quy định, theo kết quả thí
nghiệm thử tải cọc, giá trị SCT cực hạn không được vượt quá hai lần tải trọng gây nên độ
lún của cọc bằng 7.6 mm nữa và nâng ứng suất cho phép trong bê tông lên 0.3 fc’. Sự thay đổi
này phù hợp với thực tế hiện nay là công nghệ thi công cọc đã được cải tiến, chất lượng cọc
được tăng lên, kích thước cọc lớn và dài hơn.
Sức kháng cho phép của đất trong trường hợp động đất trong phiên bản này không còn
quy định được tăng lên mà để cho nhà tư vấn cân nhắc quyết định. Có thể đây là vấn đề
phức tạp, việc quy định cụ thể tăng hay giảm cần phải thảo luận nhiều.
Do phương pháp luận trong tiêu chuẩn này có khác với SNiP 2.02.03-85 nên Group effect
vẫn
được sử dụng cho trường hợp khoảng cách giữa các cọc nhỏ hơn
3d.
3 TIÊU CHUẨN CHÂU ÂU EUROCODE 7:
Tiêu chuẩn EUROCODE 7 đang dần dần hội nhập vào nước ta. Phương pháp tính toán thiết
kế móng cọc đã chuyển từ tính toán theo tải trọng cho phép sang tính toán theo trạng thái gi ới
hạn với việc dùng sức chịu tải tính toán và các hệ số riêng đã được quy định. Phương pháp
luận cho rằng sự quá tải đối với từng cọc không quan trọng bằng quá tải của cả móng, được
xem như một cọc quy ước, cho phép tăng tải trọng tác dụng lên cọc.
Một số nhận xét và k iến
nghị:
Các tiêu chuẩn về địa kỹ thuật nói chung và móng cọc nói riêng ở các nước được soát xét
và điều chỉnh liên tục. Trong những năm qua việc tính toán thiết kế và thi công móng cọc ở
nước ta đã có những tiến triển nhanh chóng, chất lượng thi công móng cọc và trình độ
quản lý chất lượng đã được nâng cao, nhưng các tiêu chuẩn về móng cọc ở nước ta chưa
được thay đổi cho phù hợp. Những quy định mới về tính toán và yêu cầu kỹ thuật như chúng
tôi đã đề cập ở trên nên được nghiên cứu và vận dụng vào điều kiện cụ thể của nước ta.
- TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. BS 8004: 1986 : code of practice for foundation.
2. Euro code 7 : Geotechnical Design.
3. International bulding code 2003, 2006, 2009.
4. Recommendation for design of building foundation, 1998 ( architectural institute of Japan).
5. SP 24.13330.2011 – SNIP 2.02.03.85 : Móng cọc.
nguon tai.lieu . vn
