Đặc điểm và phạm vi áp dụng Khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọcgỗ, cọc tre…) là một bộ phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng xuống đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là nền cọc cát.
Việc sử dụng cọc cát để gia cố Coü c caït
nền có những ưu điểm nổi bật sau:
+ Cọc cát làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ta nhanh, làm tăng nhanh quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn.
+ Nền đất được ép chặt do Hình 4.10: Sơđồ bố trí cọc cát ống thép tạo lỗ, sau đó lèn chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng cường độ cho nền đất sau khi xử lý.
+ Cọc cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng các loại vật liệu khác.
Cọc cát thường được dùng đểgia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m.
4.3.2. Thiết kế nền cọc cát
Khi thiết kế sơ bộ có thể chấp nhận giả thiết rằng cọc cát chỉ nén chặt vùng đất, thể tích nén chặt đúng bằng thể tích cọc.
Dụng cụ: Ống thép hay cọc gỗđóng hạđến độ sâu thiết kế.
Vật liệu: Thường dùng cát vàng, hạt trung, hạy thô, lúc đầu đổ từ 1/2- 2/3 chiều dài ống rồi rung hay đầm chặt, đồng thời kéo dần ống lên, và (đầm) rung đến khi hoàn thành cọc cát.
Trước khi thiết kế cọc cát, cần biết hệ số rỗng tự nhiên e của lớp đất yếu. Sau khi nén chặt bằng cọc cát thì đất có hệ số rỗng nén chặt là enc.
Đối với nền đất cát, sau khi gia cố thì phải đạt enc = 0,65 – 0,75.
Đối với nền đất dính được nén chặt bằng cọc cát thì:
Diện tích cần nén chặt Fnc rộng hơn đáy móng, theo kinh nghiệm diện tích cần nén chặt rộng hơn đáy móng ≥ 0,2b (b - Bề rộng móng) về các phía:
Fnc = 1,4b(a+0,4b) (4.22)
Trong đó: a,b - Là cạnh dài và rộng của đáy móng.
Tỷ lệ diện tích tiết diện của tất cả các cọc cát Fc đối với diện tích đất nền được nén chặt
Fnc được xác định như sau:
Số lượng cọc cát cần thiết để nén chặt nền đất yếu dưới đáy móng:
Trong đó: fc - Diện tích tiết diện ngang của mỗi cọc cát (lấy bằng diện tích tiết diện ống khi tạo lỗ).
Cọc cát thường được bố trí theo lưới tam giác đều, đây là sơ đồ bố trí hợp lý nhất để đảm bảo cho đất được nén chặt đều trong khoảng cách giữa , các cọc cát.
Khoảng cách giữa các cọc cát đối với đất
dính
Đối với đất rời:
Trong đó: d – Đường kính cọc cát (400-500mm);
W – độẩm tự nhiên của đất;
γo – Dung trọng tự nhiên của đất; Hình 4.12: Bố trí cọc
∆ - Tỷ trọng của đất; cát theo sơđồ tam giác
- Trọng lượng cần thiết của cát cho mỗi mét dài của cọc.
Với: ∆ – Tỷ trọng của cát trong cọc;
W1 – Độẩm của cát khi thi công cọc;
- Chiều sâu nén chặt bằng chiều dài của cọc:
+ Với móng chữ nhật : lc ≥ 2b;
+ Với móng bản: lc ≥ 4b;
Khi b> 10m thì: lc ≥ 9m + 0,15b (nền sét);
lc ≥ 6m + 0,10b (nền cát);
Theo kinh nghiệm chiều dài của cọc cát thường lấy đến độ sâu của nền dưới đáy móng được xem là hết lún (tại độ sâu có σ gl ≤ 0,2σbt ).