Chương 8 — Móng sâu: Tải ngang, Nhóm cọc & Lún¶

8.1 Cọc chịu tải ngang¶

Cọc kháng tải ngang và mô men từ gió, động đất, áp lực đất, nước và tải đứng lệch tâm. Cọc chịu tải ngang ứng xử như một dầm trên nền đàn hồi, với độ cứng do đất cung cấp thay đổi theo độ sâu. Các thông số then chốt:

độ cứng uốn \(EI\) của cọc;
mô đun nền (modulus of subgrade reaction) của đất (hoặc đường cong \(p\)–\(y\));
liên kết ở đầu cọc (tự do hay ngàm).

Cọc ngắn, cứng phá hoại do đất; cọc dài, mảnh phá hoại do chảy kết cấu. Chiều dài đặc trưng phân biệt hai trường hợp.

8.2 Nhóm cọc¶

Cọc thường dùng thành nhóm. Ứng xử nhóm khác cọc đơn:

Hiệu suất nhóm — sức chịu tải của nhóm không đơn thuần là tổng sức chịu tải các cọc đơn; vùng ứng suất chồng lấn có thể giảm hiệu suất, đặc biệt trong sét.
Phá hoại khối — nhóm đặt gần nhau có thể phá hoại như một khối.
Khuếch đại lún — lún nhóm lớn hơn lún cọc đơn vì vùng ảnh hưởng ứng suất chồng lấn và vươn sâu hơn.

Thiết kế kiểm tra cả sức chịu tải cọc đơn lẫn nhóm (khối) và lún.

8.3 Ma sát âm (downdrag)¶

Ma sát âm xảy ra khi đất quanh cọc lún nhiều hơn cọc — ví dụ cọc đóng xuyên qua nền đắp đang cố kết hoặc sét yếu xuống tầng cứng. Đất đang lún kéo xuống thân cọc, cộng thêm tải thay vì kháng lại. Kết quả là downdrag, phải cộng vào tải thiết kế và có thể rất lớn. Biện pháp giảm thiểu gồm phủ bitum hoặc ống bọc ở phần thân trên.

8.4 Lún của cọc¶

Lún của cọc gồm hai phần:

co ngắn đàn hồi của cọc dưới tải; và
lún của đất ở mũi và dọc thân, do tải truyền vào.

Lún được ước lượng bằng lý thuyết đàn hồi, phân tích truyền tải (\(t\)–\(z\)) hoặc tương quan kinh nghiệm, và được xác nhận bằng thử tải. Lún nhóm lớn hơn và vươn sâu hơn lún cọc đơn.

8.5 Đẩy nổi và kéo¶

Cọc có thể phải kháng đẩy nổi (kéo) từ gió, động đất hoặc lực thủy tĩnh. Sức kháng đẩy nổi đến từ ma sát thành bên và, với một số loại, từ mũi mở rộng hoặc neo. Sức kháng thành bên khả dụng khi kéo nói chung thấp hơn khi nén.

8.6 Các điểm then chốt cần ghi nhớ¶

Cọc chịu tải ngang như dầm trên nền đàn hồi; cọc ngắn phá hoại trong đất, cọc dài chảy kết cấu.
Sức chịu tải nhóm ≠ tổng các cọc đơn — kiểm tra phá hoại khối và khuếch đại lún.
Ma sát âm (downdrag) cộng thêm tải nơi đất lún nhiều hơn cọc; giảm thiểu bằng phủ hoặc ống bọc.
Lún cọc = co ngắn đàn hồi + lún đất; nhóm lún nhiều hơn.
Đẩy nổi dựa vào ma sát thành bên, nói chung thấp hơn khi nén.