Sức chịu tải của cọc chống

Công dụng

Phần mềm tính sức chịu tải của cọc chống — cọc có mũi tựa lên đá — theo 7.2.1 TCVN 10304:2025, công thức (5) ÷ (8) và Bảng 1. Giá trị tính toán lấy theo 7.1.6.1:

R_d = R_k / γ_k   với   R_k = γ_c · q_b · A

• Bốn loại cọc: cọc khoan nhồi, cọc barrette (tính trọn panel), tường vây (tính cho 1 m dài), cọc đóng (ép).
• Cường độ khối đá lập từ cường độ mẫu đá R_c,n nhân hệ số K_s tra Bảng 1 theo RQD, nội suy tuyến tính.
• q_b theo CT (7) khi ngàm vào đá dưới 0,5 m, theo CT (8) khi từ 0,5 m trở lên; hệ số tăng do ngàm không quá 3,0.
• Tự áp hai cận của q_b: không quá 20 000 kPa, không nhỏ hơn sức kháng dưới mũi cọc trong đất hòn lớn lẫn cát φ_I = 32° theo CT (14), Bảng 7.
• Kết quả cập nhật ngay khi sửa ô, kèm sơ đồ cọc ngàm đá; xuất bản tính Excel / PDF một trang A4.

Mở phần mềm

Trong app Gnad Structure, bấm thẻ Nền móng rồi chọn SCT của cọc chống. Cửa sổ mở ra với sẵn một bài mẫu — cọc khoan nhồi D1000 ngàm 1,5 m vào đá, mũi cọc ở độ sâu 45 m, đá có R_c,n = 30 000 kPa và RQD = 75 % — để thấy ngay kết quả; sửa từng ô theo cọc của bạn. Cách chương trình ra các con số của bài mẫu được giải thích ở mục Ví dụ mẫu.

Phần mềm chạy độc lập, không cần ETABS.

Giao diện

Các bước tính

1. Nhập thông tin dự án. Bấm 📋 Thông tin dự án — tên dự án hiện lên dải tiêu đề và in vào bản tính. Bỏ qua cũng được.
2. Khai cọc: tên hố khoan, loại cọc, kích thước tiết diện (mm).
3. Khai chiều sâu: chiều sâu ngàm vào đá L_d và chiều sâu mũi cọc h (m).
4. Khai đá dưới mũi cọc: R_c,n (kPa) và RQD (%), xem K_s chương trình vừa tra.
5. Kiểm tra γ_k và khai γ₁, γ'₁ để chương trình lập cận dưới của q_b.
6. Đọc kết quả ở thanh dưới cùng. q_b đúng 20 000 kPa nghĩa là đã chạm cận trên — xem Đọc kết quả.
7. Lặp với từng hố khoan (đổi R_c,n, RQD, h) và lấy R_d nhỏ nhất đem đi thiết kế.
8. Xuất bản tính Excel / PDF và 💾 Lưu file để giữ số liệu.

1. Cọc và tiết diện

• Tên hố khoan — hố khoan lấy mẫu đá. Chỉ in vào ô Hố khoan của bản tính, không tham gia tính toán.
• Loại cọc — chọn một trong bốn loại. Loại tiết diện tự đi theo loại cọc nên ô này bị khoá.
• Kích thước nhập bằng mm; ô nhập đổi theo loại cọc.

• A là diện tích tựa lên đá của mũi cọc — cọc đặc lấy trọn tiết diện ngang.
• d_f — đường kính ngoài phần chôn trong đá, dùng trong CT (8) — và d dùng cho cận dưới của q_b không nhập riêng mà lấy bằng kích thước ngang ở cột cuối. Với cọc barrette và tường vây đó là bề dày (cạnh ngắn), nên cùng một L_d panel mỏng được hưởng hệ số ngàm lớn hơn.
• Tường vây tính cho 1 m dài tường: A, R_k, R_d đều là trị của 1 m dài. Thanh kết quả vẫn ghi kN, bản tính Excel ghi rõ kN/1m dài.

2. Chiều sâu ngàm đá và mũi cọc

• Chiều sâu ngàm đá L_d (m) — chiều sâu chôn trong đá tính toán của cọc. Dưới 0,5 m thì q_b = R_m theo CT (7); từ 0,5 m trở lên thì q_b được tăng theo CT (8). Cọc chỉ tựa lên mặt đá thì nhập L_d = 0.
• Chiều sâu mũi cọc h (m) — tính từ mặt đất tự nhiên, hoặc từ cao độ quy hoạch khi san nền bằng đào xén. h không đổi q_b theo CT (7), (8); chương trình chỉ dùng h để lập cận dưới của q_b.

3. Đá dưới mũi cọc

• Cường độ đá R_c,n (kPa) — giá trị tiêu chuẩn giới hạn bền chịu nén một trục của mẫu đá nguyên dạng ở trạng thái bão hòa nước, lấy theo báo cáo khảo sát. Báo cáo ghi MPa thì nhân 1 000: 30 MPa gõ 30000.
• RQD (%) — chỉ số chất lượng đá của đoạn lõi khoan dưới mũi cọc, từ 0 đến 100.
• Hệ số giảm cường độ K_s — chương trình tự tra Bảng 1 theo RQD, ô chỉ để xem; bên cạnh ghi mức độ nứt nẻ tương ứng.

Bảng 1 — hệ số K_s theo RQD

Bảng 1 cho K_s theo từng mức nứt nẻ dưới dạng khoảng. RQD lớn ứng với K_s lớn, trị RQD trung gian nội suy tuyến tính (hai chú thích của bảng), nên chương trình nối các mốc sau thành một đường gấp khúc:

Ví dụ: RQD = 40 % cho K_s = 0,28; RQD = 60 % cho 0,432; RQD = 85 % cho 0,867.

Cường độ tính toán của khối đá

R_c,m,n = R_c,n · K_s   →   R_m = R_c,m,n / γ_g,   γ_g = 1,4

R_c,m,n là cường độ chịu nén một trục của khối đá — đã kể tới nứt nẻ — còn R_m là cường độ tính toán của khối đá dưới mũi cọc, hiện ở ô R_m – CT (7) trên thanh kết quả.

4. Hệ số và trọng lượng riêng

Hệ số độ tin cậy của đất γ_k

Mặc định 1,4 — dòng tính toán theo các bảng tra trong tiêu chuẩn này của 7.1.6.1, đúng với cách bài toán này lấy q_b. Ô nhận mọi trị lớn hơn 0; các dòng thường gặp để đối chiếu:

Nếu về sau R_k được khẳng định bằng nén tĩnh hiện trường thì đổi γ_k sang 1,2.

Trọng lượng riêng γ₁, γ'₁

• γ₁ (kN/m³) — trung bình theo lớp của trọng lượng riêng đất nằm trên mũi cọc.
• γ'₁ (kN/m³) — giá trị tính toán của trọng lượng riêng đất trong nền cọc, dưới mũi.
• Đất bão hòa nước phải kể tác động đẩy nổi — dùng trọng lượng riêng đẩy nổi, nhỏ hơn trọng lượng riêng tự nhiên khoảng 10 kN/m³.
• Hai trị này chỉ dùng để lập cận dưới của q_b, không vào R_m hay CT (8).

Cơ sở tính toán

q_b thay đổi theo chiều sâu ngàm đá

• Ngàm dưới 0,5 m, q_b đứng yên ở R_m. Tới 0,5 m, q_b nhảy bậc lên R_m · (1 + 0,2/d_f) vì CT (8) bắt đầu áp dụng.
• Sau đó q_b tăng tuyến tính theo L_d/d_f; hệ số tăng dừng ở 3,0 khi L_d ≥ 5·d_f.
• Với đá tốt, cận trên 20 000 kPa thường chặn trước hệ số 3,0: ở bài mẫu, ngàm sâu quá khoảng 1,39 m không làm q_b và R_k tăng thêm.

Cận dưới của q_b — CT (14), 7.2.3.2

7.2.1.1 buộc q_b không nhỏ hơn sức kháng đơn vị dưới mũi cọc trong đất hòn lớn lẫn cát có φ_I = 32°, tính theo 7.2.3.2. Chương trình dùng CT (14) cho cọc có moi lõi đất:

q_b,min = 0,75 · α₄ · (α₁ · γ'₁ · d + α₂ · α₃ · γ₁ · h)

Bảng 7 không có cột 32° nên các hệ số được nội suy giữa cột 31° và 33°: α₁ = 41,6, α₂ = 75,8; α₃ theo tỉ số h/d, α₄ theo d:

α₄ = 0,255 khi d ≤ 0,8 m và 0,205 khi d = 4,0 m, nội suy tuyến tính ở giữa — cọc D1000 có α₄ = 0,252.

• h/d dưới 4, hoặc d lớn hơn 4,0 m: chương trình lấy trị của mốc gần nhất. Cọc chống thường có h/d lớn nên α₃ hay rơi vào 0,650.
• Đá yếu, nứt nẻ nhiều, ngàm nông thì q_b theo CT (7), (8) có thể nhỏ hơn cận dưới — khi đó q_b được nâng lên bằng cận dưới. Ví dụ cọc D1000, R_c,n = 20 000 kPa, RQD = 40 %, L_d = 1,0 m: CT (8) cho 5 600 kPa, cận dưới 8 044 kPa, chương trình lấy q_b = 8 044 kPa.
• Cận dưới cần h > 0; nhập h = 0 thì chương trình bỏ qua bước này.

Ví dụ mẫu

Bài mẫu lúc mở phần mềm: cọc khoan nhồi D1000, L_d = 1,5 m, h = 45 m, R_c,n = 30 000 kPa, RQD = 75 %, γ₁ = 19 kN/m³, γ'₁ = 11 kN/m³, γ_k = 1,4.

Cọc bài mẫu đã chạm cận trên của q_b, nên muốn tăng sức chịu tải theo đất nền thì phải tăng tiết diện chứ ngàm sâu thêm không có tác dụng. R_d = 11 220 kN còn phải so với sức chịu tải theo vật liệu của cọc D1000 và lấy trị nhỏ hơn.

Đọc kết quả

Thanh kết quả

Biết khi nào q_b đã bị chặn

Giao diện không có khung cảnh báo; nhận ra như sau:

• q_b hiện đúng 20 000 kPa — đã chạm cận trên. Ngàm sâu thêm không làm tăng kết quả.
• q_b lớn hơn trị CT (7), (8) cho ra — tức lớn hơn R_m khi nhãn ghi CT (7), lớn hơn R_m · (1 + 0,4·L_d/d_f) khi nhãn ghi CT (8) — thì q_b đã được nâng lên bằng cận dưới. Trị cận dưới in ở dòng CT (14) của bản tính.
• L_d ≥ 5·d_f — hệ số tăng do ngàm đã dừng ở 3,0.

Sơ đồ cọc chống

Hình không theo tỉ lệ chiều sâu — phần đất phủ được nén lại cho phần ngàm đủ lớn mà nhìn — nhưng bề rộng cọc vẽ theo tỉ số d_f/L_d. Dưới hình ghi q_b và R_k. Số liệu sai thì hình chỉ còn dòng Số liệu chưa hợp lệ.

Khung đỏ

Khi số liệu sai, các ô kết quả hiện – và khung đỏ bên dưới liệt kê từng lỗi, mỗi dòng bắt đầu bằng ✗ — xem Thông báo thường gặp.

Bản tính và tệp hồ sơ

Xuất Excel / PDF

• 📊 Xuất Excel điền kết quả vào file mẫu bản tính Xác định sức chịu tải của cọc chống rồi lưu thành tệp .xlsx mới. 📄 Xuất PDF in chính trang đó ra PDF, khổ A4 đứng, giữ nguyên lề của mẫu.
• Bản tính một trang gồm: đầu đề (dự án, hạng mục, giai đoạn, cọc, người tính, người kiểm, ngày, hố khoan); I. Dữ liệu đầu vào — loại cọc, tiết diện, h, L_d, kích thước, chu vi u, diện tích A (mm²), R_c,n, RQD, K_s, γ₁, γ'₁, γ_k, γ_c; II. Tính toán — R_k, R_d, q_b, CT (7), (8), hai cận và các hệ số α; bên phải là sơ đồ cọc chống.
• Cả hai nút đều chạy qua Microsoft Excel — máy phải cài Excel. File mẫu gốc không bao giờ bị sửa.
• Tên gợi ý theo tiết diện: Coc chong D1000, Coc chong 400x400, Coc chong 800x2800 (barrette), Coc chong W800 (tường vây).
• Chỉ xuất được khi số liệu hợp lệ. Xuất xong phần mềm hỏi có mở tệp không.

Lưu và mở hồ sơ .pcc

• 💾 Lưu file ghi toàn bộ số liệu đầu vào cùng thông tin dự án.
• 📂 Mở file nạp lại và tính lại ngay. Hồ sơ cọc barrette lưu bằng bản cũ được tự đổi lại đúng thứ tự bề dày × chiều dài.

Phạm vi áp dụng

• Chỉ tính cọc chống chịu nén dọc trục tựa lên đá không phong hóa. Với cả bốn loại cọc, q_b đều đi theo CT (7), (8) — loại cọc chỉ quyết định tiết diện.
• Chưa có trên giao diện: cọc-ống và cọc rỗng mũi kín / mũi hở, cọc đóng tựa lên đất biến dạng nhỏ (Bảng 2), khai thẳng q_b từ thí nghiệm hiện trường, khai thẳng cường độ khối đá R_c,m,n, sức kháng của đá trên mặt bên thân cọc (7.2.1.2, Phụ lục C), cận dưới theo CT (15).
• Không kiểm điều kiện γ_n·N_d ≤ R_d, không tính cọc chịu kéo, ma sát âm hay lún.
• Cọc ma sát trong đất tính bằng Sức chịu tải của cọc theo SPT hoặc theo bảng tra.

Thông báo thường gặp

Lưu ý

• Đơn vị: kích thước tiết diện mm, chiều sâu m, cường độ đá kPa (1 MPa = 1 000 kPa), trọng lượng riêng kN/m³.
• Số gõ vào ô được nhận khi rời ô — bấm Tab hoặc bấm sang chỗ khác — kết quả và sơ đồ cập nhật lúc đó.
• Đổi từ tường vây sang cọc barrette: chiều dài panel đang là 1 000 mm của dải tường, nhớ nhập lại.
• Tường vây: A, R_k, R_d đều tính cho 1 m dài tường.
• Ô Ngày của bản tính hẹp: ngày viết đủ dạng 06/09/2026 có thể bị mất chữ số cuối khi in — gõ ngắn hơn ở hộp thoại Thông tin dự án.
• Số liệu không tự lưu khi đóng cửa sổ — bấm 💾 Lưu file nếu muốn dùng lại.
• Ô nhập nhận cả dấu phẩy lẫn dấu chấm thập phân; kết quả in theo dấu phẩy.
• Kết quả là công cụ hỗ trợ; người thiết kế vẫn chịu trách nhiệm kiểm tra số liệu đầu vào và kết luận.