Sức chịu tải của cọc theo SPT

Công dụng

Phần mềm tính sức chịu tải của cọc theo đất nền từ chỉ số SPT theo Phụ lục D TCVN 10304:2025, các công thức (D.1) ÷ (D.6) và Bảng D.1; giá trị tính toán lấy theo 7.1.6.1:

R_d = R_k / γ_k = (q_b · A + u · Σ f_i · l_i) / γ_k

• Một hồ sơ chứa nhiều lớp đất, nhiều trụ địa chất (hố khoan) và nhiều loại cọc; xem kết quả cho từng cặp cọc × hố khoan.
• Bốn loại cọc: cọc khoan nhồi, cọc barrette, tường vây (tính cho 1 m dài), cọc đóng (ép).
• Bảng sức chịu tải giới hạn theo độ sâu mũi cọc, bước 1 m, kèm biểu đồ R_u — dò ngay chiều dài cọc cần thiết.
• Sức chịu tải kéo nhổ R_k,kéo theo 7.2.2.4 và 7.2.3.4, hệ số γ_R,f tra Bảng 6 theo từng lớp đất.
• Trường hợp trong vùng động đất theo Điều 12: hệ số giảm của Bảng 25, chiều sâu h_d theo CT (60), hệ số k_eq.
• Xuất bản tính Excel / PDF, mỗi cặp cọc × hố khoan một sheet, có hình trụ địa chất và biểu đồ.

Mở phần mềm

Trong app Gnad Structure, bấm thẻ Nền móng rồi chọn SCT của cọc theo SPT. Phần mềm chạy độc lập, không cần ETABS.

Cửa sổ mở ra chưa có hồ sơ nào: bốn thẻ số liệu và phần lớn các nút đều mờ, chỉ bấm được ba nút ✨ Tạo file mới, 📂 Mở file và 📐 Ví dụ mẫu.

Muốn xem chương trình chạy thế nào trước, bấm 📐 Ví dụ mẫu: nạp 5 lớp đất, 2 hố khoan HK1, HK2 kèm số liệu SPT và 4 loại cọc — C1 cọc đóng (ép) 300 × 300, C2 cọc khoan nhồi D800, C3 cọc barrette 800 × 2800, C4 tường vây dày 800. Kết quả của bộ số liệu này được giải thích ở mục Ví dụ mẫu.

Giao diện

Các bước tính

1. Bấm ✨ Tạo file mới. Hộp thoại Thiết lập thông số mở ra ngay: chọn địa điểm xây dựng, loại nền đất, kiểm tra γ_k rồi bấm Đóng.
2. Nhập thông tin dự án bằng nút 📋 Thông tin dự án — chỉ in vào bản tính, bỏ qua cũng được.
3. Thẻ Các lớp đất: khai mỗi lớp đất một lần — tên, nhóm đất rời / dính, c_u, ký hiệu.
4. Thẻ Các trụ địa chất: thêm từng hố khoan, khai cao độ miệng hố, mực nước ngầm, chồng các lớp theo độ sâu đáy lớp và bảng chỉ số SPT.
5. Thẻ Các loại cọc: thêm từng loại cọc, chọn loại, khai kích thước, cao độ đỉnh và mũi cọc.
6. Thẻ Sức chịu tải của cọc: chọn cọc và hố khoan, đọc thanh kết quả; dò bảng theo độ sâu nếu cần đổi chiều dài cọc.
7. Lặp với từng hố khoan và lấy R_d nhỏ nhất đem đi thiết kế.
8. Xuất bản tính Excel / PDF và 💾 Lưu file để giữ số liệu.

1. Thiết lập thông số

Nút ⚙ Thiết lập thông số mở hộp thoại gồm ba mục. Hộp thoại không có nút Đồng ý — sửa ô nào chương trình tính lại ngay, xong bấm Đóng.

Địa điểm xây dựng (xét ảnh hưởng của động đất)

Mặc định: Thành phố Hà Nội – Quận Ba Đình, nền D, cho a_gR = 0,1g, S = 1,35, a_gR·S = 0,135g.

Hệ số γ_k và γ_n — 7.1.6.1

• γ_k mặc định 1,5 — trị của 7.1.6.1 khi sức chịu tải xác định theo SPT. Móng một cọc dưới cột có tải lên một cọc đóng vuông lớn hơn 600 kN, hoặc lên một cọc nhồi, cọc khoan lớn hơn 2 500 kN thì lấy 1,6. Rê chuột lên chấm i để xem nguyên văn.
• γ_n mặc định 1,15 — chỉ ghi vào hồ sơ và bảng số liệu đầu vào của bản tính, không tham gia công thức nào.

2. Các lớp đất

Thẻ này là thư viện lớp đất dùng chung cho mọi hố khoan: mỗi lớp khai đặc trưng một lần, bề dày và độ sâu khai riêng ở từng hố khoan. Bấm ➕ Thêm lớp để mở hộp thoại Thông số lớp đất; bấm đúp một hàng để sửa.

I_L dùng tra Bảng 25 và Bảng A.1 khi tính trong vùng động đất; trường hợp thường theo Phụ lục D không cần W, W_P, W_L, I_P, φ_I, c_I.

Ký hiệu địa chất

Xoá một lớp đang được hố khoan dùng thì chương trình hỏi lại; xoá xong, hố khoan đó báo lỗi thiếu lớp cho tới khi sửa.

3. Các trụ địa chất

Mỗi trụ địa chất là một hố khoan. Thẻ chia bốn cột:

• Danh sách trụ địa chất — ➕ thêm (tên tự đặt HK1, HK2…), ⧉ nhân bản trụ đang chọn, 🗑 xoá. Dòng chữ nhỏ tóm tắt số lớp, chiều sâu và cao độ đáy hố.
• Số liệu trụ địa chất — tên hố khoan, cao độ miệng hố, mực nước ngầm và danh sách lớp.
• Chỉ số SPT — bảng các lần thí nghiệm.
• Trụ địa chất và biểu đồ chỉ số SPT — hình vẽ để soát lại số liệu vừa khai.

Cao độ và mực nước ngầm

• Cao độ miệng hố (m) — cao độ mặt đất tại hố khoan, cùng mốc với cao độ đỉnh và mũi cọc khai ở thẻ Các loại cọc.
• Mực nước ngầm (m) — cao độ mực nước. Bỏ tích ô bên cạnh nếu hố khoan không gặp nước. Mực nước chỉ dùng khi tính trong vùng động đất (đất bão hoà nước ở Bảng 25, đẩy nổi khi lập h_d) và để vẽ hình.

Chồng lớp đất

1. Bấm ➕ Thêm lớp: hộp thoại hỏi Số hiệu (chọn từ thư viện) và Độ sâu đáy lớp (m) tính từ miệng hố. Lớp mới nối vào dưới đáy hố hiện có, ô độ sâu gợi ý dày thêm 5 m.
2. Khai lần lượt từ trên xuống. Độ sâu đáy phải lớn hơn độ sâu đỉnh của chính lớp đó.
3. Bấm đúp một lớp để sửa: đổi độ sâu đáy thì các lớp phía dưới trượt theo, bề dày của chúng giữ nguyên.
4. Nút ▲ ▼ đổi thứ tự lớp; 🗑 Xoá lớp bỏ lớp đang chọn.

Bảng chỉ số SPT

• Hai cột Độ sâu (m) tính từ miệng hố và N (búa/30cm); gõ thẳng vào ô.
• ➕ Thêm điểm tạo dòng mới sâu hơn điểm sâu nhất 1,5 m — đúng nhịp thí nghiệm thường gặp. Đang gõ trong ô, bấm ↑ ↓ để chốt và nhảy dòng như Excel.
• Điểm nằm đúng ranh giới hai lớp được tính cho lớp phía trên.

4. Các loại cọc

Bấm ➕ để thêm loại cọc, ⧉ để nhân bản — tiện khi so sánh cùng tiết diện với nhiều chiều dài. Chọn Loại cọc là dạng tiết diện, hàng tra Bảng D.1 và công thức kéo nhổ tự đi theo:

Kích thước khai bằng mm. Dòng A / u của tiết diện hiện ngay kết quả để soát lại. Tường vây chỉ kể hai mặt tường (u = 2 m), hai mặt đầu là chỗ nối sang đoạn tường kế bên.

Các ô khác

• Mô đun đàn hồi E (MPa) — mặc định 30 000. Chỉ dùng lập hệ số biến dạng α_ε khi tính trong vùng động đất.
• Phương pháp đổ bê tông — chỉ hiện với cọc khoan nhồi, chọn dòng của mục 3 Bảng 6 để lấy γ_R,f cho kéo nhổ: Dưới nước hoặc trong dung dịch bentonite (mặc định, 3 b), Hố khoan khô, có ống vách, hoặc CFA (3 a), Bê tông cứng kết hợp đầm sâu (khô) (3 c). Dòng chữ nhạt bên dưới luôn ghi mục của bảng đang dùng.
• Cao độ đỉnh cọc (thường là đáy đài) và Cao độ mũi cọc, m; Chiều dài cọc tự tính.
• Bỏ qua sức kháng mũi cọc q_b do không thổi rửa được mũi cọc — chỉ hiện và tự tích với tường vây: R_u,b = 0, chỉ còn ma sát bên. Bỏ tích để tính cả mũi.

Khung Mặt cắt ngang cọc bên phải vẽ tiết diện đang chọn kèm A và u.

5. Sức chịu tải của cọc

Chọn Loại cọc, Trụ địa chất và trường hợp Sức chịu tải của cọc hoặc Sức chịu tải của cọc trong vùng động đất ở thanh trên cùng. Mọi kết quả cập nhật ngay khi sửa số liệu ở bất kỳ thẻ nào.

Thanh kết quả

Đơn vị là kN, riêng tường vây là kN cho 1 m dài tường. Khi số liệu có lỗi, các ô hiện – và khung đỏ bên dưới ghi rõ lỗi.

Bảng sức chịu tải theo độ sâu mũi cọc

Mỗi dòng trả lời câu hỏi: đặt mũi cọc ở độ sâu này thì được bao nhiêu? Các dòng cách nhau 1 m kể từ miệng hố khoan, chèn thêm dòng tại đáy mỗi lớp và tại mũi cọc đang khai (chữ đậm xanh). Dòng nằm trên đỉnh cọc để 0.

Dòng mũi cọc cho đúng R_u trên thanh kết quả. Muốn đổi chiều dài cọc, dò xuống tới dòng có R_u đạt yêu cầu, đổi ra cao độ rồi sửa Cao độ mũi cọc ở thẻ Các loại cọc.

Để ý bước nhảy của q_b khi mũi cọc chuyển từ đất dính sang đất rời: trong ví dụ, ở độ sâu 24 m mũi cọc còn trong lớp sét (q_b = 6·c_u = 660) nhưng xuống 25 m đã vào lớp cát (q_b = 9 820).

Cơ sở tính toán

Trình tự — Phụ lục D

Bảng D.1 — hai hàng chương trình dùng

Đơn vị kN/m². Cọc khoan nhồi, barrette và tường vây đều khoan (đào) tạo lỗ rồi đổ bê tông tại chỗ nên tra hàng Cọc nhồi. Cọc đóng (ép) tính như cọc mũi kín, η = 1.

N̄ quanh mũi cọc

• N của mỗi lớp là trung bình các lần thí nghiệm SPT nằm trong lớp đó, chặn ở 100 (chú thích Bảng D.1).
• N̄ là trung bình N các lớp theo bề dày phần lớp nằm trong phạm vi. Phạm vi bị cắt ở mặt đất và ở đáy hố khoan.
• q_b được chặn ở giới hạn cận trên của hàng Bảng D.1.

c_u của đất dính

• Lớp có khai c_u trong thư viện thì dùng đúng trị đó, cả cho thân cọc lẫn mũi cọc.
• Lớp bỏ trống c_u: trên thân cọc lấy c_u = 6,25·N với N nội suy tại từng độ sâu; dưới mũi cọc lấy c_u = 6,25·N̄.

Ma sát bên theo độ sâu

Thân cọc được chia thành từng khúc theo các dòng của bảng độ sâu. Mỗi khúc lấy f_i trung bình của hai đầu khúc (quy tắc hình thang), f_i ở mỗi đầu lập theo N nội suy tại đó và đã chặn giới hạn cận trên. Khúc đầu tiên của một lớp dùng công thức của chính lớp đó, không mượn f_i của lớp phía trên. Cộng các khúc cùng lớp ra phần ma sát của lớp.

Sức chịu tải kéo nhổ — 7.2.2.4 và 7.2.3.4

R_k,kéo = γ_c · u · Σ γ_R,f · f_i · h_i

• Chỉ kể ma sát thành bên, không có phần sức kháng mũi. f_i lấy theo Bảng D.1 như trường hợp nén.
• γ_c = 0,6 khi chiều sâu hạ cọc (từ mặt đất tới mũi cọc) nhỏ hơn 4 m; 0,8 khi từ 4 m trở lên.
• γ_R,f đổi theo loại đất của từng lớp nên được nhân vào từng lớp rồi mới cộng:

Trong vùng động đất

Chọn Sức chịu tải của cọc trong vùng động đất ở thanh chọn của thẻ 5. Bài toán chạy theo Điều 12 TCVN 10304:2025, dựa trên địa điểm đã khai ở Thiết lập thông số:

Hệ số giảm của Bảng 25 — 12.6

• q_b nhân γ_eq1, f_i nhân γ_eq2. Hàng của bảng theo a_gR·S, giữa các mốc 0,1g – 0,2g – 0,4g nội suy tuyến tính.
• Cả bốn loại cọc đều lấy tử số của ô (cọc đóng và cọc nhồi).

Bỏ ma sát tới chiều sâu h_d — 12.6, 12.7

Từ mặt đất tới độ sâu h_d lấy f_i = 0. Chương trình tự lập h_d:

h_d = a₁(H + α_ε·a₃·M) / [ b_p·( a₂/α_ε·γ_I·tgφ_I + c_I ) ]   ≤ 3/α_ε

• α_ε = ⁵√(K·b_p / (E·I)) theo CT (A.3); b_p = d + 1 khi d ≥ 0,8 m, còn lại 1,5d + 0,5 (A.5). Tiết diện chữ nhật lấy d là cạnh dài, I uốn quanh bề dày h.
• γ_I, φ_I, c_I và K lấy của lớp ngay dưới đỉnh cọc. γ_I trừ 10 kN/m³ khi lớp nằm dưới mực nước; c_I bỏ trống thì đất dính lấy bằng c_u.
• K tra Bảng A.1 (nội suy trong dải theo I_L), hoặc theo hàng tự chọn trong Thiết lập thông số.

Hệ số suy giảm k_eq — 12.9

Chương trình tính thêm một lượt không xét động đất và lấy k_eq = R_k,eq / R_k theo CT (61), hiện ở thanh kết quả. Với ví dụ mẫu C1 × HK1 tại Quận Ba Đình, nền D (a_gR·S = 0,135g, H = M = 0): γ_eq1 = 0,865 (cát chặt, bão hoà nước), R_k = 2 092,1 kN, R_d = 1 394,8 kN, k_eq = 0,850.

Ví dụ mẫu

Bấm 📐 Ví dụ mẫu, chọn C1 × HK1, trường hợp thường. Cọc đóng (ép) 300 × 300: A = 0,09 m², u = 1,2 m, đỉnh cọc −2,00, mũi cọc −26,00; hố khoan HK1 miệng hố 0,00, mực nước ngầm −3,00.

Ma sát bên

N, c_u, f là trị trung bình theo chiều dài đoạn của các trị nội suy dọc thân cọc, nên có thể lệch vài phần trăm so với phép nhân hệ số × trị trung bình.

Sức kháng mũi và kết quả

• Mũi cọc trong Lớp 4. Phạm vi lấy N̄: 4d = 1,2 m phía trên và 1d = 0,3 m phía dưới, từ −24,80 tới −26,30 — nằm trọn trong Lớp 4, có ba lần SPT N = 32, 35, 38 nên N̄ = 35.
• q_b = 300 × 1 × 35 = 10 500 kN/m² < 18 000; R_u,b = 10 500 × 0,09 = 945,0 kN.
• R_k = 945,0 + 1 516,8 = 2 461,8 kN; R_d = 2 461,8 / 1,5 = 1 641,2 kN.
• Kéo nhổ: cọc đóng (ép) γ_R,f = 1,0, chiều sâu hạ cọc 26 m ≥ 4 m nên γ_c = 0,8 → R_k,kéo = 0,8 × 1 516,8 = 1 213,4 kN.
• Cùng cọc C1 trên HK2 cho R_d = 1 520,8 kN, nhỏ hơn HK1 — trị đem thiết kế cho C1 là 1 520,8 kN.

Bốn loại cọc trên HK1

Đơn vị kN. C2, C3, C4 đổ bê tông dưới nước / bentonite hoặc là barrette nên γ_R,f = 0,6 cho mọi lớp: R_k,kéo = 0,8 × 0,6 × R_u,f. C4 bỏ qua sức kháng mũi nên R_u,b = 0.

Bản tính và tệp hồ sơ

Hồ sơ .spt

• 💾 Lưu file ghi toàn bộ: thông tin dự án, thiết lập thông số, thư viện lớp đất, các hố khoan, các loại cọc và cặp đang xem. Địa điểm được lưu theo tên địa danh.
• Tên tệp gợi ý lấy theo tên dự án; chưa đặt tên dự án thì theo tiết diện cọc đang xem, ví dụ 300x300, D800.
• 📂 Mở file nạp lại và tính ngay. Hồ sơ lưu bằng bản cũ vẫn mở được.
• ✨ Tạo file mới xoá trắng số liệu và đưa thiết lập về mặc định; nếu màn hình đang có số liệu chương trình hỏi lại trước. 📐 Ví dụ mẫu thay số liệu nhưng giữ thiết lập thông số và thông tin dự án.

Xuất Excel / PDF

1. Bấm 📊 Xuất Excel hoặc 📄 Xuất PDF. Hộp thoại Xuất Excel — chọn cọc và hố khoan hiện hai danh sách, tích sẵn tất cả; bỏ tích những cọc hoặc hố khoan không cần.
2. Bấm Xuất, chọn nơi lưu. Xong chương trình hỏi có mở tệp không.

• Mỗi cặp cọc × hố khoan là một sheet, tên dạng C1 - HK1.
• Mỗi sheet có nửa trái là trường hợp thường, nửa phải là trường hợp trong vùng động đất, kèm hình trụ địa chất và biểu đồ R_u; dòng mũi cọc trong bảng tô nền xanh.
• Địa điểm có a_gR·S < 0,1g thì bản tính bỏ hẳn nửa động đất — hộp thoại chọn có dòng ghi chú báo trước.
• Xuất Excel điền vào file mẫu 0.-Tính-toan-SCT-coc.xlsx trong thư mục cài, không cần mở Excel. Xuất PDF đi qua Microsoft Excel — máy phải cài Excel.

Phạm vi áp dụng

• Chỉ tính sức chịu tải theo đất nền từ kết quả SPT. Không có phương pháp nén tĩnh, CPT hay bảng tra — theo bảng tra dùng Sức chịu tải của cọc theo bảng tra; sức chịu tải theo vật liệu tính riêng.
• Dùng hai hàng Bảng D.1: cọc nhồi và cọc đóng (ép) mũi kín. Không có cọc khoan, cọc đào thả, cọc vít, cọc mũi hở.
• Cọc đóng (ép) lấy γ_R,f = 1,0 cho hạ cọc bằng búa hoặc ép; hạ bằng khoan dẫn, xói nước, rung thì phải tra lại Bảng 4.
• Ma sát âm không thuộc Phụ lục D — lực kéo xuống phải xét riêng theo 7.2.7.
• Hệ số γ_c riêng cho móng cột đường dây tải điện (CHÚ THÍCH của CT (11), (16)) phải tính tay; chương trình luôn lấy 0,6 / 0,8.
• Không kiểm tra γ_n·N_d ≤ R_d, không xử lý thống kê theo Phụ lục G.

Thông báo thường gặp

Lưu ý

• Kích thước tiết diện nhập bằng mm; cao độ và độ sâu bằng m; lực bằng kN, sức kháng đơn vị bằng kN/m².
• Cao độ đỉnh, mũi cọc và cao độ miệng hố khoan phải cùng một mốc; độ sâu lớp và điểm SPT tính từ miệng hố.
• Ô nhập nhận cả dấu phẩy lẫn dấu chấm thập phân; kết quả in theo dấu chấm, nhóm nghìn bằng khoảng trắng (1 516.8).
• Số liệu không tự lưu khi đóng cửa sổ — bấm 💾 Lưu file nếu muốn dùng lại.
• Kết quả là công cụ hỗ trợ; người thiết kế vẫn chịu trách nhiệm kiểm tra số liệu đầu vào và kết luận.