1. X¸c ®Þnh c¸c hÖ sè nÒn theo quy ph¹m
C¸c quy ph¹m ®−îc sö dông phæ biÕn phôc vô tÝnh to¸n thiÕt kÕ c«ng tr×nh
biÓn cè ®Þnh b»ng thÐp lµ quy ph¹m API vµ DnV. Hai hÖ thèng quy ph¹m nµy ®Òu
kh«ng ®Ò cËp trùc tiÕp ®Õn hÖ sè nÒn nh−ng ®Òu xÐt ®Õn mèi liªn hÖ gi÷a øng suÊt
vµ biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt thÓ hiÖn bëi c¸c ®−êng cong P - y vµ t - z (®−êng cong P - y
biÓu thÞ quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ biÕn d¹ng theo ph−¬ng ngang, ®−êng cong t - z biÓu
thÞ quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ biÕn d¹ng theo ph−¬ng ®øng).
Trong tr−êng hîp tæng qu¸t cã thÓ m« t¶ ®−êng cong P - y vµ t - z bëi ®−êng
cong quan hÖ øng suÊt biÕn d¹ng g - s , h×nh 2.
g
s
H×nh 1: §−êng cong biÓu thÞ quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ biÕn d¹ng
Trong ®ã: Trôc ®øng lµ øng suÊt, trôc ngang lµ biÕn d¹ng. Tõ c¸c ®−êng
cong nµy ta cã thÓ x¸c ®Þnh c¸c hÖ sè nÒn nh− sau:
NÕu t¹i thêi ®iÓm nµo ®ã lùc nµo ®ã g©y cho nÒn ®Êt mét øng suÊt gi vµ biÕn
d¹ng si t−¬ng øng th× khi ®ã hÖ sè nÒn ®−îc x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc:
ci = g ' ( s ) s = s
i
(1)
Trong ®ã: c i = g' (s) s =s lµ ®¹o hµm g(s) t¹i s = si, ý nghÜa h×nh häc cña ci lµ:
i
Gi¸ trÞ ci x¸c ®Þnh b»ng tang cña gãc gi÷a tiÕp tuyÕn cña ®−êng cong g(s) t¹i
s = si víi trôc hoµnh

2. V× lý do ®ã thay cho viÖc x¸c ®Þnh trùc tiÕp hÖ sè nÒn ta x¸c ®Þnh c¸c ®−êng
cong quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ biÕn d¹ng cña nÒn ®Êt.
MÆc dï hÖ thèng quy ph¹m API vµ DnV lµ ®éc lËp nh−ng c¸c ®−êng cong P-
y vµ t-z cïng lµ c¸c ®−êng cong thùc nghiÖm [7, 8, 9]), bëi vËy chóng cã sù t−¬ng
®ång. C¸c th«ng sè cña c¸c ®−êng cong nªu trªn ®−îc x¸c ®Þnh theo quy ph¹m API
nh− sau:
D¹ng tæng qu¸t cña ®−êng cong t- z
Theo [7], tr−êng hîp tæng qu¸t ®−êng cong t-z cã d¹ng nh− ë h×nh 2.
tmax
t
ξ.tmax
zcr µ.zcr z
H×nh 2: D¹ng cña ®−êng cong t-z
Trong ®ã:
tmax: Kh¶ n¨ng chÞu lùc lín nhÊt cã thÓ ®¹t ®−îc cña nÒn ®Êt t−¬ng øng víi:
- Tæng lùc ma s¸t bªn lín nhÊt cã thÓ ®¹t ®−îc víi phÇn tö cäc ®ang xÐt (nÕu
lµ phÇn tö bÊt kú trªn th©n cäc)
- Kh¶ n¨ng chèng lín nhÊt cã thÓ ®¹t ®−îc ®èi víi phÇn tö cäc ë mòi cäc -
chØ tån t¹i trong tr−êng hîp t¶i träng ngoµi g©y nÐn cho cäc
zcr: ChuyÓn vÞ tíi h¹n t−¬ng øng víi tmax
ξ: Tû sè lùc g©y biÕn d¹ng dÎo vµ tres vµ tmax
t res
ξ= (ξ ≤ 1) (2)
t max

3. µ: Tû sè gi÷a chuyÓn vÞ t−¬ng øng víi tres vµ chuyÓn vÞ tíi h¹n zcr
z res
µ= (µ ≥ 1) (3)
z cr
Theo [7, 8], c¸c thÝ nghiÖm ®èi víi c¸c lo¹i ®Êt kh¸c nhau ®· rót ra kÕt luËn:
“C¸c hÖ sè ξ, µ vµ c¸c zcr phô thuéc kh«ng nh÷ng vµo lo¹i ®Êt mµ cßn phô thuéc
vµo ®−êng kÝnh cäc thÝ nghiÖm vµ ®é s©u thÝ nghiÖm. §Ó thuËn lîi cho ng−êi sö
dông c¸c ®−êng cong t - z vµ P - y th−êng ®uîc lËp ë d¹ng kh«ng thø nguyªn.
Tuú thuéc t¶i träng c¸c cäc trong mãng cäc cña kÕt cÊu ch©n ®Õ c«ng tr×nh
biÓn cè ®Þnh b»ng thÐp chÞu nÐn hoÆc chÞu nhæ bëi vËy ta cã hai nguyªn nh©n g©y
ma s¸t (kÐo, nÐn). Trong mét sè quy ph¹m quan niÖm ma s¸t khi kÐo kh¸c ma s¸t
khi nÐn. §èi víi quy ph¹m API khi tÝnh lùc ma s¸t kh«ng ph©n biÖt cäc chÞu kÐo
hay chÞu nÐn hay nãi c¸ch kh¸c ®−êng cong t-z ®èi xøng qua trôc tung, ngo¹i trõ
tr−êng hîp khi cäc chÞu kÐo th× ®−êng cong t - z t¹i mòi cäc trïng trôc hoµnh.
§−êng cong t- z víi ma s¸t bªn
Trong tr−êng hîp nµy tmax ≅ f (4)
f: kh¶ n¨ng chÞu lùc ma s¸t cña cäc theo ®Êt nÒn.
§−êng cong t - z víi ma s¸t bªn - tr−êng hîp nÒn ®Êt dÝnh:
§−êng cong t - z víi ma s¸t bªn - tr−êng hîp nÒn ®Êt dÝnh - h×nh 12.
trong ®ã:
D: §−êng kÝnh cäc
OA: §o¹n cong quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ biÕn d¹ng lµ phi tuyÕn

4. tmax A tres=0,9tmax
t B C
ξ.tmax B’
tres=0,7tmax C’
O
0,01 0,02 z/D
H×nh 3: §−êng cong t - z víi ma s¸t bªn cho ®Êt dÝnh
§o¹n AB, AB’: Quan hÖ gi÷a øng suÊt vµ biÕn d¹ng lµ bËc nhÊt
§o¹n BC, BC’: BiÕn d¹ng t¨ng trong khi øng suÊt kh«ng ®æi
Ph¹m vi C’B’ABC cã gi¸ trÞ ξ biÕn thiªn trong kho¶ng 0,7-0,9 t−¬ng øng víi
sÐt mÒm - sÐt cøng.
Quy ph¹m API cho phÐp x¸c ®Þnh ®−êng cong dùa vµo b¶ng tra 1.
B¶ng 1: Mét sè gi¸ trÞ ®Æc biÖt cña ®−êng cong t - z
víi ma s¸t bªn (tr−êng hîp ®Êt dÝnh)
z/D t/tmax z/D t/tmax
0,0000 0,00 0,0080 0,90
0,0016 0,30 0,0100 1,00
0,0031 0,50 0,0200 0,7 - 0,9
0,0057 0,75 ∞ 0,7 - 0,9
§−êng cong t - z víi ma s¸t bªn - tr−êng hîp nÒn c¸t:

5. §å thÞ gåm hai ®o¹n - h×nh 13.
A tmax = f B
t/ tmax
1
0 0,1 z,inches
H×nh 4: §−êng cong t - z cho ma s¸t bªn ®èi víi c¸t
Trong ®ã:
§o¹n OA: Quan hÖ t-z lµ bËc nhÊt
§o¹n AB: t kh«ng ®æi, z t¨ng
C¸c ®−êng cong API cung cÊp ch−a cã ®èi víi c¸c tr−êng hîp ®Þa chÊt lµ ®¸
v«i, san h«. Khi gÆp nh÷ng lo¹i ®Þa chÊt nh− vËy cÇn cã nh÷ng thÝ nghiÖm cô thÓ.
§−êng cong t - z øng víi lùc chèng mòi cäc - h×nh 14
trong tr−êng hîp nµy: tmax = Qp, t = Q; (9)
Qp: Lµ kh¶ n¨ng chÞu lùc chèng tèi ®a t¹i ®Çu cäc;
Q lµ lùc chèng xuÊt hiÖn t¹i ®Çu cäc;
§−êng cong kh«ng thø nguyªn cã trôc ®øng lµ Q/ Qp trôc ngang lµ z/D
§o¹n AB: §o¹n ch¶y dÎo; ph−¬ng tr×nh ®o¹n cong OA nh− sau:
1/ 3
Q  z 
=  (10)
Q p  z cr



Quy ph¹m API cho phÐp x¸c ®Þnh mét sè ®iÓm ®Æc biÖt trªn ®o¹n OA theo
b¶ng 2.
B¶ng 2: Quan hÖ z/D vµ Q/Qp-
z/D 0,002 0,013 0,042 0,073 0,100
Q/Qp 0,25 0,50 0,75 0,90 1,00

6. Q/Qp
1 A Q=Qp B
O zcr/D = 0,1
z/D
H×nh 5: §−êng cong t - z øng víi lùc chèng t¹i mòi cäc
§−êng cong P - y ®èi víi ®Êt sÐt mÒm
Theo [6], khi chÞu t¶i träng tÜnh quan hÖ P-y cã thÓ x¸c ®Þnh theo b¶ng 8.
Trong ®ã:
p: ¸p lùc ngang thùc tÕ t¸c dông lªn cäc, (kN/m2)
pu: ¸p lùc ngang tíi h¹n x¸c ®Þnh theo [6, tr. 65]
y: ChuyÓn vÞ ngang thùc tÕ, (mm)
yc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc y c = 2,5 × ε c × D , (mm)
εc: BiÕn d¹ng t−¬ng øng khi ¸p lùc do nÒn t¸c dông lªn cäc b»ng 1/2 ¸p lùc
tíi h¹n.
B¶ng 3: X¸c ®Þnh ®−êng cong P - y víi sÐt mÒm
p/pu 0,00 0,05 1,00 1,00
y/yc 0 1 8 ∝
Theo [8] hÖ sè εc cã thÓ x¸c ®Þnh theo b¶ng 4.
B¶ng 4: Gi¸ trÞ cña εc theo ®Ò nghÞ cña Sullivan
c(kN/m2) 12-25 25-50 50-100 100-200 200-400
εc (%) 2 1 0,7 0,5 0,4

7. còng theo [8], ph−¬ng tr×nh ®−êng P – y víi ®Êt sÐt mÒm cã d¹ng:
1
p  y 3
= 0,5 × 
y 
 (11)
pu  c 
p
= 1 khi y > 8yc (12)
pu
§−êng cong P - y víi sÐt cøng
Quy ph¹m API [6] kh«ng ®Ò cËp chi tiÕt ®Õn ®−êng cong P - y víi sÐt cøng,
tuy nhiªn dùa theo tµi liÖu tham kh¶o [8] do API ®Ò nghÞ chóng ta cã thÓ x¸c ®Þnh
®−îc ®−êng cong P - y.
Theo [8], ph−¬ng tr×nh ®−êng cong P - y x¸c ®Þnh nh− sau:
1
p  y 4
= 0,5 × 
y 
 (13)
pu  c 
p
= 1 khi y > 16yc (14)
pu
§Ó thuËn tiÖn cho viÖc m« t¶ ®−êng cong b»ng ®iÓm cã thÓ lËp ®−îc b¶ng
quan hÖ gi÷a p/pu vµ y/yc - b¶ng 5.
B¶ng 5: X¸c ®Þnh ®−êng cong P-y víi sÐt cøng
p/pu 0,00 0,5 1,0 1,0
y/yc 0 1 16 ∝
Theo [9], §èi víi sÐt mÒm, trong c«ng thøc x¸c ®Þnh pu hÖ sè J = 0,25;
§−êng cong P - y ®èi víi c¸t

8. H×nh 7: §å thÞ x¸c ®Þnh k
Theo [7], quan hÖ P - y ®−îc x¸c ®Þnh bëi ph−¬ng tr×nh:
 k .H 
p = A. pu tanh
 A. p . y 
 (15)
 u 
p: ¸p lùc ngang do nÒn ®Êt t¸c dông lªn cäc t¹i ®é s©u H,
pu: lùc ngang tíi h¹n cña nÒn t¹i ®é s©u H, x¸c ®Þnh theo [5, tr. 66]
A: HÖ sè, phô thuéc tÝnh chÊt cña t¶i träng t¸c dông. Khi t¶i träng t¸c dông
lµ t¶i träng tÜnh:
 H
A =  3,0 − 0,8  ≥ 0,9 (16)
 D
k: Modun ban ®Çu, x¸c ®Þnh theo h×nh 7, phô thuéc gãc ma s¸t trong cña c¸t
(kN/m3)
y: ChuyÓn vÞ ngang t¹i ®é s©u H, m;
H: §é s©u, m;