LA-Pile: Sức chịu tải theo SPT (Phụ lục D) và theo bảng tra – vì sao chênh 40 % và nên dùng số nào
Cùng một cọc khoan nhồi D1000 dài 22 m, bảng tra cho R_k = 6 327 kN, SPT cho 8 987 kN. Bài này phân tích chênh lệch đến từ đâu (q_b, f_s, hệ số γ_R,f), đọc đúng Bảng D.1 TCVN 10304:2025 cho cọc khoan nhồi, và cách so sánh hai phương pháp qua R_d chứ không qua R_k.
Các bài trong Module Địa kỹ thuật
Mục lục bài viết
TCVN 10304:2025 cho nhiều cách xác định sức chịu tải đặc trưng R_k: bảng tra theo chỉ tiêu cơ lý (mục 7.2), xuyên tĩnh CPT, SPT (mục 7.3.5 và Phụ lục D), thử tĩnh. Trong hồ sơ thiết kế, hai cách hay dùng nhất là bảng tra và SPT, và chúng thường cho kết quả chênh nhau đáng kể. LA-Pile tính song song cả hai để kỹ sư thấy rõ chênh lệch.
1. Hai công thức#
Bảng tra (cọc khoan nhồi, công thức 13):
R_k = γ_c·(γ_R,R·q_b·A + γ_R,f·u·Σ f_i·h_i)
q_b mũi trong cát theo công thức (14) với các hệ số α của Bảng 7; f_i theo Bảng 3 phụ thuộc độ sâu và độ chặt/độ sệt; γ_R,f theo Bảng 6 phụ thuộc công nghệ thi công (0,6 khi đổ dưới bentonite).
SPT (Phụ lục D):
R_u = q_b·A + u·(f_s·L_s + f_c·L_c)
| Loại cọc (Bảng D.1) | q_b đất rời | q_b đất dính | f_s đất rời | f_c đất dính |
|---|---|---|---|---|
| Cọc nhồi (khoan nhồi đổ bê tông tại chỗ) | 120·N̄ ≤ 7 500 kPa | 6·c_u | 3,3·N ≤ 165 kPa | c_u ≤ 100 kPa |
| Cọc khoan (cọc đúc sẵn hạ vào lỗ khoan) | 150·N̄ ≤ 9 000 kPa | 150·N̄ | 2,5·N ≤ 125 kPa | c_u ≤ 125 kPa |
| Cọc đóng, ép | 300·N̄ ≤ 18 000 kPa | 6·c_u | 2,0·N ≤ 100 kPa | 0,8·c_u ≤ 100 kPa |
N̄ là N trung bình từ 1d dưới mũi đến 1d trên mũi (cọc đóng: 1d dưới đến 4d trên); c_u = 6,25·N khi không có thí nghiệm.
2. Ví dụ: cọc khoan nhồi D1000 tại Từ Hoa (Hà Nội)#
Đáy hố đào 3 tầng hầm −12,0 m. Cọc D1000 dưới bentonite, đầu −12,0, mũi −34,0 (L = 22 m). Lớp 3: cát hạt thô chặt vừa, N = 18, dày 18,8 m. Lớp 4: cát sạn sỏi chặt, N = 43; mũi ngàm 3,2 m.
| Thành phần | Bảng tra | SPT | SPT / bảng tra |
|---|---|---|---|
| Ma sát lớp 3 (18,8 m) | f = 50,5–81,0 kPa × γ_R,f 0,6 → 2 400 kN | f_s = 3,3 × 18 = 59,4 kPa → 3 508 kN | 1,46 |
| Ma sát lớp 4 (3,2 m) | f = 106–111 kPa × 0,6 → 657 kN | f_s = 3,3 × 43 = 141,9 kPa → 1 427 kN | 2,17 |
| R_s thân | 3 057 kN | 4 935 kN | 1,61 |
| q_b mũi | 4 164 kPa (công thức 14) | 120 × 43 = 5 160 kPa | 1,24 |
| R_b mũi | 3 270 kN | 4 053 kN | 1,24 |
| R_k | 6 327 kN | 8 987 kN | 1,42 |
| γ_k | 1,40 | 1,50 | |
| R_d = R_k/γ_k | 4 519 kN | 5 992 kN | 1,33 |
3. Chênh lệch đến từ đâu#
- Hệ số γ_R,f = 0,6 của bảng tra. Bảng tra giảm ma sát 40 % cho cọc đổ dưới bentonite (lớp mùn khoan, màng bentonite trên thành lỗ). Bảng D.1 cho "cọc nhồi" đã là giá trị đúc kết từ thử tải cọc nhồi, không nhân thêm hệ số này. Riêng yếu tố này giải thích phần lớn chênh lệch R_s.
- Ma sát trong cát chặt. Với N = 43, SPT cho f_s = 142 kPa, gấp 1,3 lần giá trị bảng tra ở độ sâu tương ứng (đã tăng 30 % cho cát chặt theo Bảng 3 CT3).
- Hệ số tin cậy khác nhau. Tiêu chuẩn dùng γ_k = 1,5 cho SPT so với 1,4 cho bảng tra: SPT được xem là kém tin cậy hơn. Vì vậy chênh lệch R_d (33 %) nhỏ hơn chênh lệch R_k (42 %).
4. Nên dùng số nào#
- So sánh qua R_d, không qua R_k, vì γ_k khác nhau.
- LA-Pile mặc định phương pháp "Nhỏ nhất": lấy R_d nhỏ nhất của các phương pháp. Ở ví dụ là 4 519 kN theo bảng tra. Đây là lựa chọn thận trọng khi chưa có thử tải.
- Khi R_d theo SPT lớn hơn nhiều so với bảng tra, đó là tín hiệu nên thử tĩnh cọc thí nghiệm: có kết quả thử tĩnh thì dùng γ_k = 1,2 và có căn cứ để tận dụng sức chịu tải thực.
- Theo Phụ lục D, R_k theo SPT phải lấy từ xử lý thống kê các hố khoan; khi có ít hơn 6 thí nghiệm thì lấy giá trị nhỏ nhất. LA-Pile tính trên hố khoan đã chọn; với nhiều hố khoan nên chạy từng hố và lấy nhỏ nhất.
5. Một ví dụ khác: lớp sét yếu ở giữa#
Cọc D1000 dài 19,3 m tại Tuyên Sơn (Đà Nẵng): cát mịn N = 12 (3,9 m), sét – sét pha dẻo mềm N = 9 (8,3 m), cát chặt N = 32 (5,6 m), mũi ngàm 1,5 m vào lớp N > 50.
| Bảng tra | SPT | |
|---|---|---|
| R_s | 1 878 kN | 3 911 kN |
| R_b | 2 809 kN | 4 712 kN (q_b = 120 × 50 = 6 000 kPa) |
| R_k / R_d | 4 687 / 3 348 kN | 8 623 / 5 749 kN |
Ở đây SPT gấp đôi bảng tra về R_s và R_k. Ngoài γ_R,f, bảng tra còn ghi chú mũi cọc mới hạ vào lớp chịu lực 1,5 m < 2 m nên công thức (14) chưa đủ điều kiện áp dụng (7.2.3.2 CT1). Khi hai phương pháp lệch gấp đôi, cần xem lại cả số liệu địa chất (N của lớp mũi có đúng là đất hay đã là đá phong hóa) và chiều sâu ngàm mũi.
6. Tóm tắt#
| Điểm | Ghi nhớ |
|---|---|
| Hàng Bảng D.1 cho cọc khoan nhồi | "Cọc nhồi": 120·N̄, 3,3·N |
| γ_k | Bảng tra 1,4; SPT 1,5; thử tĩnh 1,2 |
| So sánh | Qua R_d |
| Khi chênh lớn | Kiểm tra số liệu, cân nhắc thử tĩnh |