Bài giảng Nền và móng - Chương 3: Móng cọc

1Móng Cọc
1 Khái niệm
2 Phân lọai
3 Ảnh hưởng của thi công cọc
4 Sức chịu tải dọc trục của cọc
5. Các bước thiết kế móng cọc
3
2
Móng Cọc
3.1 Khái niệm. i i
BM Địa Cơ Nền Móng
23
Móng Cọc
3.2 Phân lọai. l i
3.2.1 Vật liệu. . li
BM Địa Cơ Nền Móng
3
4
Móng Cọc
5-70mChiều dài
400 kN – 20,000 kNTải trọng thiết kế
ÑOAÏN COÏC A TL 1 / 20
Þ 8 @ 200
8000
4100
1600
1500
Þ 8 @ 50
300300
Þ 8 @ 100
Þ 14
Þ 8 @ 50
35
0
Þ 8 @ 50
Þ 8 @ 100
1600
1500
Þ 14
350
300
Þ 8 @ 50
5x
54
=2
70
5x54=270
350
ÑOAÏN COÏC B TL 1 / 20
4100
Þ 8 @ 200
8000
Þ 14
Þ 8 @ 50
300 1500
Þ 8 @ 100
1600
Þ 8 @ 50
Þ 14
Þ 8 @ 50
3001500
Þ 8 @ 100
1600
Þ 8 @ 50 350
23070
600
75
300
Þ 22
35
0
30
Cọc bê tông cốt thép
BM Địa Cơ Nền Móng
3
35
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
6
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
47
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
8
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
59
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
10
Móng Cọc
4Þ 25 ôû 4 
goùc keùo daøi 
suoát coïc 
 Bt loùt 
ñaù 4 x 6 
B#150
-2.800
-4.500
Þ 36 @ 180 3
-1.200
Daàm saøn taàng haàm
 300 x 600
16
55
0
6700
1800
49
00
18
00
18
00
10
0
65
0
1800650
800
65
0
100
10
0
700
62 Þ 36 @ 80
38 Þ 36 @ 1803
4
100
1800 650
Þ 8 @ 200
300
10
00
Þ 14 @ 200
Þ 14 @ 200
17
00
15
0
10
0
55
0
6Þ 14 @ 2005
5
Þ 36 @ 80 4
60
0
16Þ 25 keùo 
daøi töø ñaàu 
coïc ñeán 2/3 
coïc, sau ñoù 
caét theùp chöaø 
laïi 4 Þ 25 ñi 
tieáp ñeán cuoái 
coïc 
BM Địa Cơ Nền Móng
3
611
Móng Cọc
Cọc Thép 5-40mChiều dài
400 kN – 2500 kNTải trọng thiết kế
BM Địa Cơ Nền Móng
3
12
Móng Cọc
Cọc Gổ
4-20mChiều dài
100 kN – 500 kNTải trọng thiết kế
BM Địa Cơ Nền Móng
3
713
Móng Cọc
4-20mChiều dài
100 kN – 1800 kNTải trọng thiết kế
Cọc Composite
BM Địa Cơ Nền Móng
3
14
Móng Cọc
3.2.2 Sức chịu tải. . ị i
Cọc chống
Cọc ma sát
2.2.3 Theo vị trí đài cọc. . ị í i
Cọc đài thấp
Cọc đài cao
BM Địa Cơ Nền Móng
3
815
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3.3.1 Đất dính. . í
3.3 ẢNH HƯỞNG CỦA THI CÔNG CỌC. I 
Đất xung quanh cọc bị phá hủy cấu trúc
Mặt đất có thể bị trồi lên 
Thay đổi trạng thái ứng suất ở đất xung quanh cọc
Tăng và quá trình thóat nước của áp lực nước lỗ rổng
Tăg cường độ thoát nước
3
16
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
917
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
18
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
10
19
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
20
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
dh = 0.5LC=const
dh = 0.67LC tăng tuyến tính
3
11
Móng Cọc
21
3.3.2 Đất cát. . 
Cát rời
BM Địa Cơ Nền Móng
oN 1520'1 +=φ
Tăng độ chặt
3
Móng Cọc
22BM Địa Cơ Nền Móng
Tăng ứng suất ngang tác dụng lên cọc
3
12
Móng Cọc
23
3.3.3 Chuyển vị của đất và công trình lân cận do đóng. . ị ì l 
BM Địa Cơ Nền Móng
3
Móng Cọc
24
3.3.4 Ảnh hưởng của nhóm cọc. . 
BM Địa Cơ Nền Móng
3
13
Móng Cọc
25BM Địa Cơ Nền Móng
3
26
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3.3.5 Ảnh hưởng thi cộng cọc khoan nhồi. . i i
Ảnh hưởng của sự thay đổi đô ẩm trên lục dính giữa đất và cọc
¾ Đất hút nước từ cọc khoan nhồi ướt
¾ Nước từ đất chảy vào lỗ khoan
Đất xung quanh cọc và mũi cọc bị phá hủy kết cấu do việc khoan
Dung dịch bentonite tạo ra lớp áo phủ trên bề mặt tiếp xúc giữa cọc 
và đất
Giảm ma sát giữa đất và cọc
3
14
27
Móng Cọc
3.4 SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC. Ị I 
3.4.1 Sức chịu tải theo vật liệu. . ị i li
)( atapna ARARQ += ϕ
ϕ: heä soá aûnh höôûng bôûi ñoä maûnh cuûa coïc
Cọc tròn và cọc vuông: ϕ = 1,028-0,0000288λ2-0,0016λ
Cọc hình chữ nhật: ϕ = 1,028-0,0003456λb2-0,00554λb
λ=l0/r = l0/d λb=l0/b
Chieàu daøi tính toaùn cuûa coïc l0
l0 = vl
BM Địa Cơ Nền Móng
3
Cọc đóng, ép
28
Móng Cọc
v =2 v = 0.7 v = 0.5 
λ=L/r 50 70 85 105 120 140
ϕ 1 0,8 0,588 0,41 0,31 0,23
Coù theå tham khaûo heä soá ϕ theo Jacobson
BM Địa Cơ Nền Móng
3
15
29
Móng Cọc
Theo Qui Phạm TCXD 21-86
)( aapnvl ARARkmQ +=
k = 0,7 laø heä soá ñoàng nhaát,
m= 1 laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc,
¾ Cường độ chịu kéo nhổ
aavlnh AkmRQ =,
BM Địa Cơ Nền Móng
3
30
Móng Cọc
Theo Qui Phạm TCXD 195:1997
aanpuvl ARARQ +=
9 Cọc bê tông đổ dưới nước
BM Địa Cơ Nền Móng
Cọc khoan nhồi
5,4
RRu = 2/60 cmkgRu ≤
9 Cọc bê tông trong lỗ khoan khô
4
RRu = 2/70 cmkgRu ≤
9 5.1
c
an
RR = 2/2200 cmkgRan ≤mm28φ<
5.1
c
an
RR = 2/2000 cmkgRan ≤mm28φ>
3
16
31
Móng Cọc
Kiễm tra cọc khi vận chuyển và cẩu lắp
Mmax = 0,0214qL2
L
0,207
L
0,207
L
0,586
L
2 móc cẩu
0,293L
Mmax = 0,043qL2
Sơ đồ dựng cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
32
Móng Cọc
3.4.2 Sức chịu tải của cọc theo nền đất. . ị i 
BM Địa Cơ Nền Móng
3
17
33
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Qu = Qs + Qp
Qp = Apqp; Qs = ∑ Asifsi
Qu = ∑Asi fsi + Ap qp- W
Sức chịu tải giới hạn
Sức chịu tải cho phép
p
p
s
s
a FS
Q
FS
QQ +=
FS
QQ ua = FS, FSp , FS ≈ 2-3 
3
34
Móng Cọc
avsas Kcf φσ tan'+=
γγγ BNNDcNq qfcp 5,0++=
BM Địa Cơ Nền Móng
Công thức tổng quát
0,67 φ - 0.83 φ
0,90 φ - 1.00 φ
0,80 φ - 1.00 φ
Thép
Bê Tông
Gổ
φaVật liệu cọc
3
18
35
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3.4.2.1 Sức chịu tải cọc ở mũi cọc. . . ị i i 
3
36
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
fucp DcNq γ+×=
A. Không thóat nước – Tổng ứng suất. 
0=uφ 1=qN 0=γN
Sét –short term
9=cN
Skempton (1959)
3
19
37
Móng Cọc
Vesic (1975)
Bishop (1945))
Ladanyi (1963))7.4 < Nc < 9.3Sét độ nhạy 
nhỏ
Skempton (1959)Nc= 9London clay
Sowers (1961)5 < Nc < 8Model test
Reese và O’Neil (1988))
Skempton (1959)5.7 < Nc < 8.2
Sét trương 
nở
ReferenceNcLọai đất
BM Địa Cơ Nền Móng
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛+=
b
c D
LN 2.016
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛++=
u
u
c c
EN
3
ln1
3
41
( ) 1
2
1ln
3
4 +++= πrrc IN
3
38
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
B. Thóat nước – ứng suất có hiệu. i
Cát hay Sét – long term
( )bzqp Nq 'σ×=0=c
API (1984)
Berezantzevet al (1961)
Vesic (1975)
Poulos (1988)
Datta et al. (1980)
Nq= 40
Nq= f(φ’) (ứng dụng cho cát chặt)
Công thức (*)
Nq= 8 – 20
Nq= 20
Cát
Janbu (1976)
Berezantzevet al (1961)
Lấy giá trị ψ nhỏcho sét mềm, cố kế thường
Giá trị lớn cho cát chặt, sét quá cố kết
Nq= f(φ’)
Sét
ReferenceNqLọai đất ( ) )'tan2exp('tan1'tan 22 φψφφ pqN ++=
ππψ 58.03/ −=p
3
20
39
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
0
1 1520' += Nφ
3
40
Móng Cọc
⎪⎭
⎪⎬
⎫
⎪⎩
⎪⎨
⎧
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −−=
+ 'sin1
'sin
3
4
2
2
'
4
tan'tan'
2
exp
'sin3
3 φ
φφπφφπφ rrq IN
BM Địa Cơ Nền Móng
Vesic (1972, 1975) (*)
Chỉ số độ cứng Irr
rp
r
rr I
II ε+= 1
'tan'
'
)( φσ bzr
GI =
εp biến dạng thể tích
G’ modulus cắt
σ’z(b) ứng suất do trọng lượng 
bản thân tại mũi cọc
3
21
41
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
42
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
22
43
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
44
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
23
45
Móng Cọc
uas ccf ×== α
BM Địa Cơ Nền Móng
α method (Tomlinson)
A. Không thóat nước – Tổng ứng suất. 
0=uφ
Sét –short term
3.4.2.2 Sức chịu tải cọc do ma sát xung quanh cọc. . . ị i 
3
46
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Loaïi ñaát L/D Heä soá α (theo Tomlinson)
1/ Đất Caùt nằm trên lớp
seùt cöùng
< 20
>20
1,25
cu <75 : α =1,25
cu = 75 – 180 : α = 1,25 – 0,4
2/ Seùt meàm hay silt nằm 
trên ñaát dính cöùng
8 – 20
> 20
0,4
cu =0 – 25 : α =1,25 – 0,7
cu > 25 : α = 0,7
3/ Seùt cöùng 8 – 20 0,4
cu =0 – 30 : α =1,25 – 1
cu =30 – 80 : α = 1
cu = 80 – 130 : α = 1 - 0,4
cu > 130 : α = 0,4
L – độ sâu cọc xuyên qua lớp sét cứng
¾ Tomlinson
3
24
47
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
48
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
25
49
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
50
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
26
51
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Mohanand Chandra (1961)0.5ca/cuSét trương nỡ
Golder (1975)1ca/cuSét nhạy cao
Golder and Leonard (1954)
Skempton (1959)
Fleming et al. (1985)
Reese và O’Neill (1988)
0.25 – 0.7
0.45
0.7 cọc đóng
0 khi z ≤ 1.5m
và z > L-D
0.55 còn lại
ca/cu
Sét london
ReferenceGiá trịαLọai đất
¾ Cọc khoan nhồi
3
52
Móng Cọc
)2'( ums cf += σλ
BM Địa Cơ Nền Móng
λ method (Vijayvergiya và Focht, 1972)
σ’m ứng suất trung bình ở giữa 
chiều dài cọc
3
27
53
Móng Cọc
vavss Kf ''tan' σβφσ ×==
BM Địa Cơ Nền Móng
β method
0=c
asK 'tanφβ =
B. Thóat nước – Ứng suất có hiệu. i
¾ Sét cố kết thường, cát rời
'sin1 φ−=sK
¾ Sét quá cố kết, cát chặt
( ) OCRKs 'sin1 φ−=
Cát hay Sét – long term
3
54
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
28
55
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
56
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ Cọc khoan nhồi
3
29
57
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ Đối với đất cát (Vesic)
3
58
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
30
59
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
60
Móng Cọc
NkPaqp 400)( =
BM Địa Cơ Nền Móng
Meyerhof (1956)
¾ Cọc đóng
tbs NkPaf 2)( =
N - chæ soá SPT trung bình cuûa ñaát trong khoaûng 1D döôùi muõi coïc vaø 4D treân 
muõi coïc 
Ntb – giá trị trung bình N dọc theo thân cọc
¾ Cọc nhồi
NkPaqp 120)( =
tbs NkPaf =)(
A. Dựa theo kết quả SPT. 
3.4.2.3 Dựa theo kết quả thí nghiệm ngòai hiện trường. . . í i i i 
3
31
61
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
62
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
32
63
Móng Cọc
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
−− Ld
ss
d
sss AfAfKQ
8
_
80
_
2
1
BM Địa Cơ Nền Móng
Nottingham và Schmertman (1975)
L/d L/d
¾ Đất rời
A. Dựa theo kết quả CPT. 
3
64
Móng Cọc
scfs AqCQ ∑=
BM Địa Cơ Nền Móng
Trường hợp không có giá trị của fs khi xuyên
3
33
65
Móng Cọc
sss AfQ
_
'α=
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ Đất dính
3
66
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
8d
L
L-8d
0.7d – 3.5d
2
21 cc
p
qqq +=
ppp AqQ =¾
3
34
67
Móng Cọc
tc
tc
a k
QQ =
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ CỌC CHỐNG
Qtc = Apqp
* Đaát neàn coïc töïa laø ñaù, ñaát haït lôùn vaø seùt cöùng
qp = 20Mpa = 2000 Tf/m2
(khi neàn ñaát coù Es > 50 MPa = 500 kg/cm2) 
3.4.2.3 Theo tiêu chuẩn Việt Nam. . . i i 
A. Dựa theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền. ỉ i l 
3
68
Móng Cọc
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ += 5,1
3
3
d
h
k
q
q
d
tc
pn
p
BM Địa Cơ Nền Móng
* Cọc nhồi,cọc ống có nhồi bề tông ngàm vào đá không bị phong hóa không 
nhỏ hơn 0.5m
cöôøng ñoä chòu neùn trung bình cuûa ñaù ôû traïng thaùi no nöôùc; 
kd = 1,4 hệ số an tòan theo đất
h3 (m): ñoä saâu choân coïc trong ñaù ; 
d3 (m): ñöôøng kính ngaøm trong ñaù
tc
pnq
* Cọc ống chống lên bề mặt đá
d
tc
pn
p k
q
q =
3
35
69
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ CỌC MA SÁT
∑
=
+=
n
i
isifppRtc lfmuAqmQ
1
Heä soá ñieàu kieän laøm vieäc cuûa coïcPhöông phaùp haï coïc
Döôùi muõi coïc mR Ôû maët beân coïc mf
1/ Haï coïc ñaëc vaø coïc roãng coù bòt
ñaàu, baèng buùa hôi buùa diesel
1 1
2/ Rung vaø eùp coïc vaøo :
a/ Ñaát caùt chaët vöøa :
• haït thoâ vaø haït vöøa
• haït mòn
• haït buïi
b/ Ñaát seùt coù ñoä seät IL =0,5
• AÙ caùt
• AÙ seùt
• Seùt
c/ Ñaát seùt coù ñoä seät IL < 0
1,2
1,1
1
0,9
0,8
0,7
1
1
1
1
0,9
0,9
0,9
1
Caùc heä soá mR vaø mf cuûa ñaát coù ñoä seät trong khoaûng töø [0 ÷5] coù ñöôïc 
baèng pheùp noäi suy
3
70
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Söùc choáng caét cuûa ñaát ôû muõi coïc, qp ,T/m2
Cuûa ñaát caùt chaët vöøa coù haït laø
Soûi Thoâ Thoâ vöøa Mòn Buïi
Cuûa ñaát seùt vôùi chæ soá ñoä seät IL
Ñoä saâu cuûa
muõi coïc, m
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
3 750 660 (400) 300 310 (200) 200 (120) 110 60
4 830 680 (510) 380 320 (250) 210 (160) 125 70
5 880 700 (620) 400 340 (280) 220 (200) 130 80
7 970 730 (690) 430 370 (330) 240 (220) 140 85
10 1050 770 (730) 500 400 (350) 260 (240) 150 90
15 1170 820 (750) 560 440 (400) 290 165 100
20 1260 850 620 480 (450) 320 180 110
25 1340 900 680 520 350 195 120
30 1420 950 740 550 380 210 130
35 1500 1000 800 600 410 225 140
Caùc giaù trò trong ngoaëc cho ñaát seùt
Söùc chòu taûi cuûa ñaát ôû muõi coïc qp
3
36
71
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Ma saùt beân cuûa coïc, fs , T/m2
Cuûa caùt chaët vöøa
Thoâ
vaø
vöøa
Mòn Buïi
Cuûa ñaát seùt coù ñoä seät IL laø
Ñoä saâu trung
bình cuûa lôùp
ñaát, m
0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
1
2
3
4
5
6
8
10
15
20
25
30
35
3,5
4,2
4,8
5,3
5,6
5,8
6,2
6,5
7,2
7,9
8,6
9,3
10
2,3
3
3,5
3,8
4
4,2
4,4
4,6
5,1
5,6
6,1
6,6
7
1,5
2,1
2,5
2,7
2,9
3,1
3,3
3,4
3,8
4,1
4,4
4,7
5
1,2
1,7
2
2,2
2,4
2,5
2,6
2,7
2,8
3
3,2
3,4
3,6
0,5
1,2
1,4
1,6
1,7
1,8
1,9
1,9
2
2
2
2,1
2,2
0,4
0,7
0,8
0,9
1
1
1
1
1,1
1,2
1,2
1,2
1,3
0,4
0,5
0,7
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,9
0,9
0,3
0,4
0,6
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,8
0,8
0,2
0,4
0,5
0,5
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,7
0,7
- Caùc giaù trò cuûa fs cuûa caùt chaët taêng theâm 30%
-khi xaùc ñònh fs neân chia caùc lôùp ñaát moûng hôn 2m.
3
72
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ CỌC CHỊU NHỔ
m laø heä soá ñieàu kieän laøm vieäc chòu nhoå, 
* vôùi coïc haï vaøo ñaát < 4m laáy heä soá m= 0,6
* vôùi coïc haï vaøo ñaát > 4m heä soá m=0,8
∑
=
=
n
i
isiftc lfmumQ
1
3
37
73
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
B. Dựa theo chỉ tiêu cường độ của đất nền. ỉ i 
Qu = Qs + Qp
Qu = ∑Asi fsi + Ap qp- W
p
p
s
s
a FS
Q
FS
QQ +=
0.25.1 −=sFS
0.30.2 −=pFS
3
74
Móng Cọc
ucpusu cNAcAQ +×= α
BM Địa Cơ Nền Móng
Đất sét
Sử dụng α method (Tomlinson)
¾ Cọc đóng
3
38
75
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
76
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ Cọc nhồi
0.6 – 0.8Sét dẻo mềm
0.3 - 0.45Sét dẻo cứng
αLọai đất
¾ Nc = 9 cho cọc đóng trong đất sét cố kết thường
Nc = 6 cho cọc khoan nhồi
3
39
77
Móng Cọc
qvppavssu NAKAQ 'tan' σφσ +=
BM Địa Cơ Nền Móng
Đất rời
Sử dụng β method
Sử dụng phương pháp Vesic
3
78
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
40
79
Móng Cọc
ccp qKq =
BM Địa Cơ Nền Móng
söùc choáng xuyeân trung bình, laáy trong khoaûng 3d phía treân vaø 3d beân 
döôùi muõi coïc
cq
C. Dựa theo kết quả CPT. 
32 −=FS
i
ci
si
qf α=
¾ cu xác định từ CPT
15
vc
u
qc σ−= σv ứng suất do trọng lượng bản thân
3
80
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
αi qq Kc 
Coïc nhoài Coïc ñoùng Coïc nhoài Coïc ñoùng 
Loaïi ñaát qc (MPa) 
Coïc 
nhoài 
Coïc 
ñoùng 
Beâ 
toâng 
Theùp Beâ 
toâng 
Theù
p 
Beâ 
toâng 
Theùp Beâ toâng Theùp 
Seùt meàm vaø 
buøn 
< 2 0,4 0,5 30 30 30 30 15 15 15 15 
Seùt cöùng vöøa 2 - 5 0,35 0,45 40 80 40 80 (80) 
35 
(80) 
35 
(80) 
35 
35 
Seùt cöùng, raát 
cöùng 
> 5 0,45 0,55 60 120 60 120 (80) 
35 
(80) 
35 
(80) 
35 
35 
Caùt chaûy 0 – 2,5 0,4 0,5 (60) 
120 
150 (60) 
80 
(120) 
80 
35 35 35 35 
Caùt chaët vöøa 2,5 - 10 0,4 0,5 (100) 
180 
(200) 
250 
1000 (200) 
250 
(120) 
80 
(120) 
35 
(120) 
80 
80 
Caùt chaët > 10 0,3 0,4 150 300 
(200) 
150 300 
(200) 
(150) 
120 
(150) 
80 
(150) 
120 
120 
Ñaù phaán 
(meàm) 
> 5 0,2 0,3 100 120 100 120 35 35 35 35 
Ñaù phaán 
phong hoùa 
> 5 0,2 0,4 60 80 60 80 (150) 
120 
(120) 
80 
(150) 
120 
120 
 qc söùc choáng xuyeân cuûa muõi xuyeân ñôn giaûn
Caùc giaù trò trong ngoaëc duøng cho : coïc nhoài thi coâng toát vaø coïc ñoùng coù eùp ñaát
3
41
81
Móng Cọc
4001 =K
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ Dựa theo kết quả của Meyerhof (1956)
Cọc đóng
22 =K
N - chæ soá SPT trung bình cuûa ñaát trong khoaûng 1d döôùi muõi coïc vaø 4d treân 
muõi coïc 
Ntb – giá trị trung bình N dọc theo thân cọc trong phạm vi lớp đất rời
Cọc nhồi
D. Dựa theo kết quả SPT. 
tbspu NAKNAKQ 21 +=
1201 =K
12 =K
3
82
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ Dựa theo công thức của Nhật (cọc đóng)
Ap, u – diện tích và chu vi tiết diện ngang cọ
Na – chỉ số SPT trung bình của đất trong phạm vi 1d dưới mũi cọc và
4d trên mũi cọc
Ns, Nc – chỉ số SPT trung bình dọc theo thân cọc trong phạm vi lớp đất 
rời và đất dính
Ls, Lc (m) – chiều dài đọan cọc nằm trong đất cát và đất sét
α – hệ số phụ thuộc biện pháp thi công
α = 30 : cọc đóng
α = 15 : cọc khoan nhồi
( ){ }uLNLNANQ ccsspaa ++α= 2.0
3
1
3
42
83
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
¾ Sức chịu tải của cọc nhồi trong đất rời
3
84
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
)()43,015,0(5,1 TfWLNLNANQ pssccpa −Ω++=
Nc giaù trò trung bình cuûa chæ soá xuyeân ñoäng tieâu chuaån trong lôùp ñaát rôøi;
Ns giaù trò trung bình cuûa chæ soá xuyeân ñoäng tieâu chuaån trong lôùp ñaát dính;
Ap dieän tích tieát dieän muõi coïc; ;
Ls (m) chieàu daøi phaàn thaân coïc naèm trong lôùp ñaát dính;
Lc (m) chieàu daøi phaàn thaân coïc naèm trong lôùp ñaát rôøi;
Ω chu vi tieát dieän coïc m;
Wp hiệu số giữa trọng lượng cọc và đất nền do cọc thay thế
chæ soá xuyeân ñoäng tieâu chuaån trung bình cuûa ñaát trong khoaûng 1d döôùi 
muõi coïc vaø 4d treân muõi coïc. Neáu N > 60, khi tính toaùn laáy N = 60 ; 
neáu > 50 thì trong coâng thöùc laáy =50;
N
¾ Sức chịu tải cho phép của cọc nhồi trong nền gồm các lớp đất 
dính và đất rời
N N
N
3
43
85
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
5.4.3 Dựa theo Công thức động lực học. . l 
3
86
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
44
87
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Wellington
ce
kE
ce
WHQ
ff
u +=+=
W troïng löôïng phaàn rôi cuûa buùa
H chieàu cao rôi cuûa buùa
ef ñoä choái cuûa buùa
c haèng soá xeùt ñeán naêng löôïng thaát thoaùt
c = 2,54 cm vôùi buùa rôi
c = 2,54 mm vôùi buùa hôi vaø buùa diesel.
E naêng löôïng buùa
k heä soá naêng löôïng buùa.
Coâng thöùc treân ñöôïc tính vôùi heä soá an toaøn FS = 6.
3
88
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Hieäu buùa Loaïi Naêng löôïng,
E
KN-m
Soá nhaùt trong
moät phuùt
Troïng löôïng phaàn va
ñaäp, W, (kN)
K K150 379,7 45-60 147,2
M MB70 191,2 - 86 38-60 70,5
K K-60 143,3 42-60 58,7
K K-45 123,5 39-60 44
M M-43 113,9-51,3 40-60 42,1
K K-35 96 39-60 34,3
MKT DE70B 85,4-57 40-50 31,1
K K-25 68,8 39-60 24,5
V N-46 44,1 50-60 17,6
L 520 35,7 80-84 22,6
M M-14S 35,3-16,1 42-60 13,2
V N-33 33,4 50-60 13,3
L 440 24,7 86-90 17,8
MKT DE20 24,4-16,3 40-50 8,9
MKT DE-10 11,9 40-50 4,9
L 180 11 80-95 7,7
K- Kobe Diesel; 
L–Link, Belt, Cedar 
Rapids,Iowa; 
M–Mitsubishi Int. 
Corporation; 
MKT-McKienan-
Terry, New Jersey
V–Vulcan Iron 
Works, Florida
3
45
89
Móng Cọc
( ) c
c
f
u WW
WeW
ccce
kEQ +
+
+++
=
2
3212
1
BM Địa Cơ Nền Móng
Hilley
e heä soá hoài phuïc coù giaù trò nhö sau :
• coïc co đaầâu bi ̣t the ́p, e = 0,55
• coïc theùp coù ñeäm ñaàu coïc baèng goã meàm, e = 0,4
• coïc beâ toâng coát theùp coù ñeäm ñaàu coïc baèng goã, e=0,25
c1 (m) bieán daïng ñaøn hoài cuûa ñaàu coïc, ñeäm ñaàu coïc vaø coïc daãn, 
c2 (m)bieán daïng ñaøn hoài cuûa coïc
c3 bieán daïng ñaøn hoài cuûa ñaát neàn cuûa coïc, thöôøng ñöôïc laáy baèng 0,005m
pp
u
EA
LQc =2
3
90
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
Thởi gian nghĩ để xác định độ chối
3
46
91
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
5.4.4 Dựa theo thử tải tại hiện trường. . i i i 
FS
QQ ua = 2≥FS
92
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
47
93
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
94
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
c. Taûi troïng truyeàn leân coïc phaûi ñuùng taâm, ñoàng truïc. Khi duøng thieát bò kích thuyû
löïc, keát caáu choã töïa cuûa kích leân coïc phaûi baûo ñaûm thaät chính xaùc söï ñoàng truïc
giöõa taûi troïng vaø coïc thöû.
d. Khi thöû nghieäm coïc coù söû duïng sô ñoà coïc neo thì phaûi caên cöù vaøo taûi troïng lôùn
nhaát (söùc chòu taûi cuûa coïc tính theo lyù thuyeát vaø tính ra söùc söùc chòu nhoå tôùi haïn
cuûa coïc
c. Chieàu saâu cuûa caùc muõi coïc neo khoâng ñöôïc vöôït quaù chieàu saâu coïc thöû nghieäm.
d. Khoaûng caùch tính töø ñöôøng truïc cuûa coïc thöû nghieäm ñeán coïc neo hoaëc ñeán ñieåm
goái gaàn nhaát trong sô ñoà chaát phuï taûi (ñoái troïng) hoaëc ñeán caùc ñieåm moác coá ñònh
khoâng ñöôïc nhoû hôn 5 laàn caïnh coïc thöû (neáu coïc troøn thì lôùn hôn 5 laàn ñöôøng kính
coïc)
S ≥ 5d (hoaëc 5φ), thöôøng choïn S = 8d hoaëc 8φ
48
95
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
96
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
49
97
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
Trình tự thữ nghiệm nén tĩnh cọc
98
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
50
99
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
100
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
ζ= 0.1
ζ = 0.2: khi có cơ sở thí nghiệm và quan trắc lún đầy đủ
51
101
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
¾ Canadian Foundation Engineering
¾ Davission )(
120
0038,0 md
AE
QLS
P
P
f ++=
102
Móng Cọc
3.5 Các bước thiết kế móng cọc. i 
BM Địa Cơ Nền Móng
3.5.1 Dữ liệu tính tóan. . li í 
- Dữ liệu bài toán và các đặc tính của móng cọc
- Số liệu tải trọng (tính toán)
- Chọn vật liệu thiết kế móng: mác BT, cường độ thép, tiết 
diện và chiều dài cọc (cắm vào đất tốt ≥ 2m), đoạn neo ngàm 
trong đài cọc (đoạn ngàm + đập đầu cọc ≈ 0,5 ÷ 0,6m); chọn 
đường kính cốt thép dọc trong cọc.
3
52
103
Móng Cọc
3.5.2 Kiễm tra móng cọc làm việc đài thấp. . i l i i 
BM Địa Cơ Nền Móng
Df Ep
2
02
1
fđ DbKH γ≤
ho
f bK
HD γ
2≥
H
3
104
Móng Cọc
p
pp
s
ss
p
p
s
s
a FS
qA
FS
fA
FS
Q
FS
QQ +=+=
3.5.3 Xác định sức chịu tải của cọc. . ị ị i 
BM Địa Cơ Nền Móng
Theo vật liệu làm cọc li l 
Theo điều kiện đất nền i i 
9 Theo chỉ tiêu cơ học
9 Theo chỉ tiêu vật lý
Qa = km (Rp Ap + u Σ fsi li) (21-86)
Qtc = mR qp Ap + u Σ mf fsi li (205-1998)k
QQ tca =
3
53
105
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
9 Theo thí nghiệm SPT
9 Theo thí nghiệm CPT
3
106
Móng Cọc
3.5.4 Xác định số lượng cọc và bố trí. . ị l í
BM Địa Cơ Nền Móng
a
đ
tt
a
tt
Q
WN
Q
N
n +== ∑ ββ β = 1,2 ÷ 1,6
3.5.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc. . i ị i 
∑∑
∑ ±±= 2max2max
min
max
i
tt
x
i
tt
y
tt
y
yM
x
xM
n
N
Q
∑∑
∑ ±±= 22),(
i
i
tt
x
i
i
tt
y
tt
yx y
yM
x
xM
n
N
Q
Qmax ≤ Qa
Qmin ≥ 0
3
54
107
Móng Cọc
Ảnh hưởng của nhóm cọc 
BM Địa Cơ Nền Móng
QG = η nc Qa
n1 : số hàng cọc
n2 : số cọc trong 1 hàng
d : đường kính hoặc cạnh cọc
s : khoảng cách giữa các cọc
⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ −+−−=
21
1221
90
)1()1(1
nn
nnnnθη
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛=
s
darctgθ [deg]
Converse-Labarre
3
108
Móng Cọc
Nền của móng cọc 
 Hệ cọc 
Đài cọc 
3.5.6 Kiểm tra độ lún của móng cọc. . i l 
BM Địa Cơ Nền Móng
 N 
 N + W 
 M 
ΔM = H dH 
 H 
 H/n 
M+ΔM
∑
∑=
i
ii
tb l
lφφ
4
tbφα =
3
55
109
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
110
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
56
111
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
y
tc
y
x
tc
x
qu
tc
qu
minmax/ W
M
W
M
F
N ±±=σ ∑
qu
tc
qu
tb F
N∑=σ
)DcBhAb(
k
mmR II
*
qu
tc
21
IItb +γ+γ=≤σ
σmax ≤ 1,2 RII σmin ≥ 0
3
112
Móng Cọc
Xác định độ lún của móng cọc ị l 
BM Địa Cơ Nền Móng
S ≤ Sgh = 8 cm
hp tbgl γσ −=
i
i
ii
n
i
n
i
i he
eeSS
1
21
11 1+
−== ∑∑
==
 N + W 
M+ΔM
3
57
113
Móng Cọc
3.5.7 Kiểm tra chuyển vị ngang của cọc. . i ị 
BM Địa Cơ Nền Móng
H ≤ Png (Png : sức chịu tải ngang của cọc) 
3
01000 l
EJ
P ngng
Δ= β
Δng = 1 cm: chuyển vị ngang tại đầu cho phép 
EJ : độ cứng của cọc
β = 0,65 : khi cọc đóng trong đất sét
β = 1,2 : khi cọc đóng trong đất cát
lo ≈ 0,7 d ; d [cm]: cạnh hay đường kính cọc.
3
114
Móng Cọc
3.5.8 Kiểm tra xuyên thủng đài cọc. . i i 
BM Địa Cơ Nền Móng
Pxt ≤ Pcx
Pxt = Σ phản lực của những cọc nằm ngoài tháp 
xuyên ở phía nguy hiểm nhất
Pcx = 0,75 Rk Stháp xuyên
3
58
115
Móng Cọc
3.5.9 Xác định cốt thép cho đài cọc. . ị i 
BM Địa Cơ Nền Móng
Tính moment: dầm conxôn, ngàm 
tại mép cột, lực tác dụng lên dầm 
là phản lực đầu cọc.
00 9,0 hR
M
hR
M
F
a
g
a
g
a ≈= γ
x
y
Pmax
Pmax
Pmax
d
3
116
Móng Cọc
3.5.10 Tính tóan cọc chịu tải trọng ngang. . í ị i 
BM Địa Cơ Nền Móng
(Theo TCXDVN 205-1998)
M0
y H0 
σ’y (kN/m2)
z
L
z
3
04
4
=+ zyb dz
ydIE σ
yC zy
z
y ×=σ
zKC zy ×=
59
117
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
Heä soá K (Tf/m4) Loaïi ñaát quanh coïc 
Coïc ñoùng Coïc nhoài 
Seùt, aù seùt deûo chaûy, IL =[0,75 - 1] 65 - 250 50 - 200 
Seùt, aù seùt deûo meàm, IL = ]0,5 – 0,75] 
AÙ seùt deûo, IL = [0 – 1] 
Caùt buïi, e = [0,6 – 0,8] 
200 - 500 200 - 400 
Seùt, aù seùt deûo vaø nöûa cöùng, IL = [0 – 0,5] 
AÙ seùt cöùng, IL < 0 
Caùt nhoû, e = [0,6 – 0,75] 
Caùt haït trung, e = [0,55 – 0,7] 
500 - 800 400 - 600 
Seùt, aù seùt cöùng, IL <0 
Caùt haït thoâ, e = [0,55 – 0,7] 
800 - 1300 600 - 1000 
118
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
- Áp lực tính toán σz [Tf/m2]:
⎟⎟⎠
⎞
⎜⎜⎝
⎛ ++−= 13 012 01010 DIE
HC
IE
MBAyzK
bbdbbdbd
e
bd
z
y ααα
ψ
ασ
- Moment uốn Mz [Tf.m]:
3
0
303030
2 DHCMBIEAIyEM
bd
bbdbbdz αψαα ++−=
- Lực cắt Qz [Tf]
404040
2
40
3 DHCMBIEAIyEQ bdbbdbbdz ++−= αψαα
60
119
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
120
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
ze : chiều sâu tính đổi, ze = αbd z
le : chiều dài cọc trong đất tính đổi, le = αbd l
αbd : hệ số biến dạng (1/m)
bc : chiều rộng qui ước của cọc:
d ≥ 0,8 m => bc = d + 1 m; 
d bc = 1,5d + 0,5 m (TCXD 205-1998)
5
IE
Kb
b
c
bd =α
61
121
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
 ψ 
H 
M N 
Δn 
ψ0 
y0 
z 
l
H0=1 
δHH 
δH M 
z 
M0=1 
δMH 
δM M 
z 
N 
H 
l 
l0 
l 
122
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
HMHH MHy δδ 000 +=
MMMH MH δδψ 000 +=
- Chuyển vị ngang δHH , δHM , δMH , δMM do các ứng lực đơn vị
03
1 A
IEbbd
HH αδ =
02
1 B
IEbbd
HMMH αδδ ==
0
1 C
IEbbd
MM αδ =
Mo, Ho : Moment uốn và lực cắt của cọc tại z = 0 (mặt đất)
- Chuyển vị ngang y0 và góc xoay ψ0 tại z = 0 (mặt đất)
62
123
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
124
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
¾ Chuyển vị ngang của cọc ở cao trình đặt lực hay đáy đài
IE
Ml
IE
Hlly
bb
n 23
2
0
3
0
000 +++=Δ ψ
¾ Góc xoay của cọc ở cao trình đặt lực hay đáy đài
IE
Ml
IE
Hl
bb
0
2
0
0 2
++=ψψ
63
125
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
¾ Ổn định nền xung quanh cọc 
( )IIv
I
z
y ctg ξϕσϕηησ +≤
,
21 cos
4
σ’v : ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu z
cI , ϕI : lực dính và góc ma sát trong tính toán của đất
ξ : hệ số = 0,6 cho cọc nhồi và cọc ống, = 0,3 cho các cọc còn lại
η1 : hệ số = 1 cho mọi trường hợp; trừ ct chắn đất, chắn nước = 0,7
η2 : hs xét đến tỉ lệ ảnh hưởng của phần tải trọng thường xuyên trong tổng tải
vp
vp
MnM
MM
+
+=2η
126
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
Mp : moment do tải thường xuyên
Mv : moment do tải tạm thời
n = 2,5, trừ:
n = 4 cho móng 1 hàng cọc chịu tải trọng lệch tâm thẳng đứng
Đối với công trình quan trọng:
le ≤ 2,5 lấy n = 4; 
le ≥ 2,5 lấy n = 2,5
le : chiều dài cọc trong đất tính đổi, le = αbd l
64
127
Móng Cọc
BM Địa Cơ Nền Móng
3
bd
z α
85,0=
¾ Khi le ≤ 2,5 : coïc ngaén hay coïc cöùng, oån ñònh neàn theo phöông ngang
ñöôïc kieåm tra taïi hai ñoä saâu z = L vaø z = L/3
¾Khi le > 2.5 Coïc daøi hay coïc chòu uoán, oån ñònh neàn theo phöông ngang
ñöôïc kieåm tra taïi ñoä saâu