Thiết kế cọc khoan nhồi

Có nhiều qui trình thiết kế cọc khoan nhồi khác nhau. Cách tiếp cận phương pháp thiết kế cọc khoan nhồi tùy thuộc vào kinh nghiệm tại mỗi quốc gia, đặc tính của đất, và yêu cầu của chủ đầu tư.

Dù cách tiếp cận nào đi nữa thì mục tiêu của việc thiết kế là sức chịu tải sức chịu tải phải được đảm bảo và cọc bê tông cốt thép không bị phá hủy do sức nén, kéo, và uốn trong suốt thời gian tồn taị của công trình. Thêm vào đó, độ lún trên đầu cọc cũng phải được kiểm soát trong giới hạn cho phép.

Về mặt kỹ thuật thiết kế chúng ta có thể điểm qua một số phương pháp quan trong sau đây để tính sức khác của cọc khoan nhồi. 

Phương pháp alpha được áp dụng cho đất dính, sức kháng của cọc được dựa trên sức kháng cắt c_u của đất dính và hệ số dính α. Sức kháng thành và mũi đơn vị được tính bằng công thức qs = α*c_u và qb = Nc*c_u, với Nc là hệ số sức chịu tải ở mũi cọc. Hệ số dính α được ước lượng dựa trên thực nghiệm với từng loại đất và vùng địa lý khác nhau, thông thường α = 0.5 là phù hợp Meyerhof (1976).

Phương pháp beta dựa trên áp lực đất hiệu dụng (effective overburden pressure σv’) qs = Ks*tanδ*σv’ = β*σv’ và qb = Nq*σv’, với Ks là hệ số áp áp lực đất ở chỗ tiếp giáp với cọc sau khi thi công (hệ số này gần bằng với hệ số áp lực đất tĩnh), δ là hệ số ma sát giữa đất và cọc, và Nq là hệ số sức chịu tải ở mũi cọc. Giá trị của Nq có thể dựa vào bảng tra (Poulos and Davis 1980).

Phương pháp dựa theo giá trị thực nghiệm được ứng dụng rộng rãi ở một số nước như Đức do có độ tin cậy cao. Sử dụng phương pháp này, sức kháng thành và mũi của cọc khoan nhồi có thể được tra trực tiếp dựa vào chỉ số SPT và CPT cho đất cũng như sức chịu nén UCS của đá.

Sức kháng thành của cọc khoan nhồi có thể được tăng cường đáng kể bằng phương pháp phụt vữa thân cọc và đáy cọc. Phương pháp này rất hữu ích khi chiều dài hoặc đường kính cọc bị giới hạn do thiết bị khoan.

Thiết kế cọc trở nên phức tạp hơn khi cọc chịu tác dụng của lực theo phương ngang lớn, lực tác dụng tuần hoàn như móng cọc của trụ điện gió trên bờ, móng neo của trụ điện gió nổi ngoài khơi.

Cọc khoan nhồi sau khi thi công phải được thử tải có có thể được kiểm tra khuyết tật bằng sóng siêu âm. Phương phương thử tải tĩnh luôn cho độ tin cậy cao hơn thử tải động. Với cọc tiết diện lớn chịu tải cao thì phương pháp thử tải bằng O-cell là cần thiết để huy động sức kháng của cọc.