1) Khái niệm về sức chịu tải: là tải trọng lớn nhất truyền cho đầu cọc nhưng phải đảm bảo đồng thời 2 điều kiện:

- Cọc ko bị phá hoại (nứt, vỡ) (đkiện vật liệu)

- Đất xung quanh cọc và mũi cọc ko bị hoại về cường độ và về biến dạng (đkiện đất nền)

Pc phụ thuộc vào vật liệu cọc, cường độ đất bao quanh.

2) Nguyên tắc xác định:

Gọi  : sức chịu tải tính theo cường độ vật liệu làm cọc

: sức chịu tải tính theo cường độ đất bao quanh

Về mặt kỹ thuật phải đảm bảo

Pc = min( , ); (PcVL/k; Pcdn/k)

k = 1,25 ; kđ = 1,4

Về kinh tế phải đảm bảo

Pcvl=Pcđn

Pcvl >Pđn vì nếu nhỏ hơn gây lãng phí cọc

Thực tế đảm bảo về mặt kinh tế thường chọn kích thước cọc sao cho Pđn< PVL. Nếu ko thỏa mãn thì phải giảm bớt chiều dài hoặc tiết diện 1 cách thích hợp.

Xác định Pc để chọn loại cọc, số lượng cọc

3) Các phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc đơn:

(A) Theo điều kiện cường độ vật liệu cọc

= mc.PVL= mc (mbRbFb + maRaFa) (hình vẽ)

mc: hệ số điều kiện làm việc

mb, ma: hệ số đk làm việc của bê tông và cốt thép.

Ra, Rb: cường độ chịu nén của bê tông và thép

Fb, Fa: diện tích ngang của cọc bê tông và diện tích cốt thép

(B) Xác định sức chịu tải theo điều kiện đất nền  (2 phương pháp): phương pháp phân tích lực (3 phương pháp); phương pháp thí nghiệm hiện trường (2 phương pháp)-> 5 phương pháp

a) Phương pháp phân tích lực:

Hình vẽ

R: sức kháng mũi

fi: sức kháng bên

=Pcm + Pcb

- Với cọc chống:

= mcPc(mũi cọc)= mc.R.F (pcb<<pcm)

F: diện tích mặt cắt ngang cọc

mc: hệ số đk làm việc của cọc

- Với cọc treo:

= mc (Pc(mũi cọc)+ Pc(mặt bên))

= mc(mRRF+ mfU tổng lifi)

li: chiều dày lớp đất thứ i

U chu vi cọc (mc=1)

mR , mf hệ số đk làm việc của mũi cọc và mặt bên cọc

- Xác định R và fi        

PP1: Phương pháp lý thuyết: cho kết quả khác thực tế tham khảo.

PP2: Phương pháp thí nghiện xuyên tĩnh:

PP3: Phương pháp thống kê tra bảng: Pc tương đối tin cậy

PP4: Phương pháp nén tĩnh: cho Pc tin cậy nhất

PP5: Phương pháp nén động

Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh

Phạm vi đất thí nghiệm dầy 4d.

Mô tả thí nghiệm: như hình vẽ

Thu được 2 đại lượng q(x) và f(x)

- q(x) là trị số bình quân về sức kháng của đất dưới mũi xuyên

- f(x) là trị số bình quân về sức kháng của đất trên thành bên của xuyên

Chuyển q(x)-> R thông qua hệ số β1, tra bảng: R = β1q(x)

Chuyển f(x)-> fi thông qua hệ số β2, tra bảng: fi = β2f(x)

b)Phương pháp thí nghiệm hiện trường: (nén tĩnh, động)

Phương pháp nén tĩnh

Hình vẽ

Phải biết tính kích thước cọc d, l. Chọn d=30cm, l=20cm. Đóng cọc đến độ sâu nào đó (cao trình thiết kế) cho cọc nghỉ. Sau đó chất tải trọng tĩnh lên cọc theo nguyên tắc tăng dần từng cấp, ứng với mỗi cấp đo được biến dạng đứng (hay độ lún s). Mỗi cấp từ 1/10->1/15 tải dự kiến, tại mỗi cấp tải trọng quan trắc độ lún ổn định mới chất tải tiếp (đất cát 30', sét 60')

Tăng P đến khi đạt tải trọng phá hoại, lúc đó xác định được sức chịu tải của cọc, vẽ quan hệ s~P

Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền

Pc = mc.

mc: hệ số đk làm việc

kc: độ tin cậy, tra bảng

P: tải trọng tác dụng lên đầu cọc theo TTGH

P theo TTGH I  P = Pgh

P theo TTGH II  P = P( )

Sc =  =XI. STBgh

: tra quy phạm

: trị số lún trung bình giới hạn

*) Phương pháp tính này hoàn toàn phù hợp với đk làm việc thực tế của cọc (trạng thái tĩnh). Áp dụng đối với những công trình lớn, quan trọng.

Phương pháp này cho Pc xác thực nhất.

Nhược điểm: phức tạp, tốn kém.

Phương pháp tải trọng động

Đóng cọc tới cao trình thiết kế, cho cọc nghỉ 1 lát. Dùng búa Q đóng 1 nhát cọc lún sâu 1 đoạn S = e (độ chối của cọc) Hình vẽ

Sức chịu tải càng lớn -> e càng bé và ngược lại

Theo Gecxevanop dựa trên 2 nguyên lý: nguyên lý bảo toàn năng lương và nguyên lý va chạm đàn hồi

QH = Pghe+Qh+(anpha)QH

Giả thiết năng lượng giảm chấn =0

->Qh=0->h=0 theo Gecxevanop

Pgh=

F: tiết diện cọc

E: độ chối

q: trọng lượng cọc

H: chiều cao của búa rơi

Q: trọng lượng búa

mc: hệ số đk làm việc

kc: độ tin cậy =1

Nxét: đơn giản, đỡ tốn kém, có thể xác định chiều dài của cọc khi thí nghiệm. Tính được độ chối ett, kiểm tra được sức chịu tải của cọc bằng việc so sánh e thực với ett

Nhược điểm:

- Sức kháng động khác sức kháng tĩnh, ko phù hợp thực tế

- Áp dụng thuyết va chạm tự do ko đưa đến kết quả thỏa mãn

- Coi quan hệ e và Pgh là qhệ prabol khi e qua bé thì mối qhệ gần như vậy

- Giả thiết h=0  -> sai số