Cọc trong vùng động đất: vì sao sức chịu tải có thể giảm còn 30 %
Điều 12 của TCVN 10304:2025 làm sức chịu tải của cọc trong cát bão hòa giảm mạnh khi có động đất. Ví dụ tính bằng LA-Pile cho thấy phương án cọc cần kiểm tra tổ hợp đặc biệt ngay từ đầu.
Các bài trong Module Địa kỹ thuật
Mục lục bài viết
Nhiều hồ sơ cọc chỉ kiểm tra tổ hợp cơ bản. Với TCVN 10304:2025, khi vùng xây dựng có gia tốc nền a_gR·S từ 0,1g đến 0,4g, tổ hợp đặc biệt (động đất) theo Điều 12 có thể mới là tổ hợp quyết định. Bài này dùng các ví dụ minh họa trong hướng dẫn LA-Pile để thấy mức độ ảnh hưởng.
Điều gì thay đổi khi có động đất#
LA-Pile tính R_k,eq, sức chịu tải đặc trưng khi động đất, bằng hai cách:
- Theo bảng tra: nhân q_b với γeq1 (mũi) và f_i với γeq2 (thân) theo Bảng 25, và bỏ hẳn ma sát (f_i = 0) trong đoạn h_d phía trên theo công thức (60), với h_d ≤ 3/α_ε.
- Theo SPT: R_k,eq = k_eq·R_k, trong đó k_eq là tỉ số R_k,eq/R_k của phương pháp bảng tra (12.9).
Ngoài ra, góc ma sát φ_I giảm 2°, 4°, 7° tại 0,1g, 0,2g, 0,4g (nội suy), lớp có khả năng hóa lỏng không được kể ma sát và K = 0, và mũi cọc phải xuyên qua lớp hóa lỏng (12.4).
Ví dụ 1: cọc khoan nhồi D1000, a_gR·S = 0,15g#
Cùng cọc và địa chất với ví dụ tính tĩnh (cọc khoan nhồi D1000, mũi trong cát sạn sỏi), thêm một tổ hợp đặc biệt:
| Đại lượng | Giá trị |
|---|---|
| Δφ_I | 3,0° |
| γeq1 (mũi) | 0,45 |
| h_d | 7,53 m (công thức cho 9,98 m, giới hạn 3/α_ε = 7,53 m) |
| R_k → R_k,eq (bảng tra) | 6.329 kN → 1.814 kN |
| k_eq; R_k,eq (SPT) | 0,287; 2.523 kN |
| γn·N_d / R_d,eq | 4.468 / 1.296 kN = 344,8 % |
Cát bão hòa nước dưới mũi và quanh thân cọc khoan nhồi có γeq1, γeq2 nhỏ (0,35 đến 0,50), cộng với đoạn h_d không kể ma sát, nên sức chịu tải khi động đất chỉ còn khoảng 30 % so với khi không có động đất.
Ví dụ 2: phương án cọc đạt khi có động đất#
Cọc khoan nhồi D1200 dài 38,5 m, mũi trong cuội sỏi rất chặt bão hòa nước, a_gR·S = 0,15g (số liệu địa chất và tải giả định):
| Kiểm tra | Cơ bản (TT1) | Động đất (DB1) |
|---|---|---|
| R_k (bảng tra) | 19.856 kN | R_k,eq = 7.000 kN (k_eq = 0,353) |
| R_d | 14.183 kN | 5.000 kN |
| γn·N_d | 6.016 kN | 4.521 kN |
| Mức sử dụng | 42,4 % | 90,4 % |
Dù lực dọc khi động đất nhỏ hơn tổ hợp cơ bản, tổ hợp động đất vẫn quyết định vì R_k,eq chỉ còn khoảng 35,3 % R_k.
Điều rút ra#
- Kiểm tra tổ hợp đặc biệt ngay khi chọn phương án cọc, không để đến cuối.
- Chú ý cát bão hòa nước và các lớp có thể hóa lỏng: đánh dấu "Hóa lỏng" ở màn hình 04.
- Ô Bảng 25 ghi "–" (ví dụ cát chặt vừa bão hòa nước với a_gR·S > 0,2g) là trường hợp tiêu chuẩn không cho giá trị: phần mềm báo KHÔNG ĐẠT và yêu cầu hạ mũi cọc vào lớp khác hoặc xác định bằng thí nghiệm.
- Ở màn hình 10, bảng "R_k tĩnh → R_k,eq" cho biết từng lớp đất và mũi cọc còn lại bao nhiêu phần trăm, giúp quyết định nên đổi phương án ở đâu.
Chi tiết các thẻ và kiểm tra 12.4, 12.10 đến 12.14 ở Chương 14 và hai ví dụ đầy đủ ở Chương 17. Với tổng quan thay đổi của tiêu chuẩn, xem TCVN 10304:2025 thay đổi gì.