tạp chí ĐỊa kỸ thuẬt phÓ tỔng biÊn tẬp pgs.ts. Đ2À1 7+Ế … chi (dia ky...

23
ĐỊA KTHUT S4 - 2019 1 Tạp chí ĐỊA KỸ THUẬT ISSN - 0868 - 279X NĂM THỨ 23 SỐ 4 NĂM 2019 MỤC LỤC LÊ BÁ VINH, PHẠM CÔNG KHANH: Phân tích các phương pháp ước lượng độ lún của nhóm cọc 3 NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƢ: Nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu mái hầm đến lún bề mặt với công trình hầm chui 9 TRƢƠNG NAM SƠN, HUỲNH QUỐC THIỆN, NGUYỄN MINH TÂM: Ước lượng sức chịu tải cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn 13 NGUYỄN TUẤN DUY KHÁNH, NGUYỄN THANH TÂM, TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG: Nghiên cứu hệ số thấm của đất bùn sét tây Nam Bộ trộn xi măng 20 L Á VINH, NGUYỄN NAM KHÁNH: Nghiên cứu tương tác của hệ khung - móng - đất nền dưới tác dng của các trn động đất thc 31 VŨ Á THAO: Công nghệ khoan pht nứt nẻ thủy lc chống thấm đp đất 38 QUÁCH HỒNG CHƢƠNG, TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG, TRÀ NGUYỄN QUỲNH NGA, NGUYỄN QUỐC Ý, PHẠM THÀNH NAM, NGUYỄN THIẾT HOÀI, TRẦN LÔ KINL: Nghiên cứu sạt lở ven sông Bình Di ở An Giang 48 PHUNG VINH AN, VŨ BÁ THAO: Tính toán sức chịu tải ca cọc xi măng đất to bi Jet Grouting: Lý thuyết - mô hình s- thí nghim hiện trường 57 NGUYỄN VĂN TÖC, TRẦN VĂN VIỆT, NGUYỄN GIA CHÍNH: Giới thiệu sách: Đất nền, nước ngầm và địa kĩ thut công trình lãnh thổ Việt Nam 67 PHÓ TỔNG BIÊN TẬP PGS.TS. ĐOÀN THẾ TƢỜNG HỘI ĐỒNG BIÊN TẬP PGS.TS. PHÙNG MẠNH ĐẮC PGS.TS. HOÀNG VIỆT HÙNG PGS.TS. PHẠM QUANG HƯNG PGS.TS. NGUYỄN BÁ KẾ TS. PHÙNG ĐỨC LONG GS. NGUYỄN CÔNG MẪN PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC MẠNH PGS.TS. NGUYỄN SỸ NGỌC GS.TS. VŨ CÔNG NGỮ PGS.TS. VÕ PHÁN PGS.TS. NGUYỄN HUY PHƯƠNG GS.TS. TRẦN THỊ THANH PGS.TS. VƯƠNG VĂN THÀNH TS. LÊ THIẾT TRUNG GS.TS. ĐỖ NHƯ TRÁNG PGS.TS. TRẦN THƯƠNG BÌNH TS. NGUYỄN TRƯỜNG HUY PGS.TS. ĐẬU VĂN NGỌ PGS.TS. TẠ ĐỨC THỊNH Giấy phép xuất bản số 1358/GPXB - Ngày 8-6-1996, Bộ Văn hóa - Thông tin Cơ quan xuất bản: Viện Địa Kỹ thuật (Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam) 152 Lê Duẩn - Đống Đa - Hà Nội Tel: 024. 22141917. Email: [email protected]; [email protected] Website: www.vgi-vn.vn Xuất bản 3 tháng 1 kz Nộp lưu chiểu: tháng Mười hai 2019 In tại Công ty TNHH in và Thương mại Mê Linh Giá: 20.000 đ

Upload: others

Post on 27-Jan-2021

6 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 1

    Tạp chí ĐỊA KỸ THUẬT

    ISSN - 0868 - 279X

    NĂM THỨ 23

    SỐ 4 NĂM 2019

    MỤC LỤC

    LÊ BÁ VINH, PHẠM CÔNG KHANH: Phân tích

    các phương pháp ước lượng độ lún của

    nhóm cọc 3

    NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƢ: Nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu mái hầm đến lún bề

    mặt với công trình hầm chui 9

    TRƢƠNG NAM SƠN, HUỲNH QUỐC THIỆN,

    NGUYỄN MINH TÂM: Ước lượng sức chịu tải

    cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn 13

    NGUYỄN TUẤN DUY KHÁNH, NGUYỄN

    THANH TÂM, TRẦN NGUYỄN HOÀNG

    HÙNG: Nghiên cứu hệ số thấm của đất bùn sét tây Nam Bộ trộn xi măng 20

    L Á VINH, NGUYỄN NAM KHÁNH: Nghiên cứu tương tác của hệ khung - móng

    - đất nền dưới tác d ng của các tr n động

    đất th c 31

    VŨ Á THAO: Công nghệ khoan ph t nứt nẻ thủy l c chống thấm đ p đất 38

    QUÁCH HỒNG CHƢƠNG, TRẦN NGUYỄN

    HOÀNG HÙNG, TRÀ NGUYỄN QUỲNH NGA,

    NGUYỄN QUỐC Ý, PHẠM THÀNH NAM,

    NGUYỄN THIẾT HOÀI, TRẦN LÔ KINL: Nghiên

    cứu sạt lở ven sông Bình Di ở An Giang 48

    PHUNG VINH AN, VŨ BÁ THAO: Tính toán sức chịu tải của cọc xi măng đất tạo bởi Jet

    Grouting: Lý thuyết - mô hình số - thí

    nghiệm hiện trường 57

    NGUYỄN VĂN TÖC, TRẦN VĂN VIỆT,

    NGUYỄN GIA CHÍNH: Giới thiệu sách: Đất nền, nước ngầm và địa kĩ thu t công trình

    lãnh thổ Việt Nam 67

    PHÓ TỔNG BIÊN TẬP PGS.TS. ĐOÀN THẾ TƢỜNG

    HỘI ĐỒNG BIÊN TẬP

    PGS.TS. PHÙNG MẠNH ĐẮC

    PGS.TS. HOÀNG VIỆT HÙNG

    PGS.TS. PHẠM QUANG HƯNG

    PGS.TS. NGUYỄN BÁ KẾ

    TS. PHÙNG ĐỨC LONG

    GS. NGUYỄN CÔNG MẪN

    PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC MẠNH

    PGS.TS. NGUYỄN SỸ NGỌC

    GS.TS. VŨ CÔNG NGỮ

    PGS.TS. VÕ PHÁN

    PGS.TS. NGUYỄN HUY PHƯƠNG

    GS.TS. TRẦN THỊ THANH

    PGS.TS. VƯƠNG VĂN THÀNH

    TS. LÊ THIẾT TRUNG

    GS.TS. ĐỖ NHƯ TRÁNG

    PGS.TS. TRẦN THƯƠNG BÌNH

    TS. NGUYỄN TRƯỜNG HUY

    PGS.TS. ĐẬU VĂN NGỌ

    PGS.TS. TẠ ĐỨC THỊNH

    Giấy phép xuất bản số 1358/GPXB - Ngày 8-6-1996, Bộ Văn hóa - Thông tin

    Cơ quan xuất bản: Viện Địa Kỹ thuật

    (Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam) 152 Lê Duẩn - Đống Đa - Hà Nội Tel: 024. 22141917.

    Email: [email protected]; [email protected] Website: www.vgi-vn.vn

    Xuất bản 3 tháng 1 kz Nộp lưu chiểu: tháng Mười hai 2019 In tại Công ty TNHH in và Thương mại Mê Linh

    Giá: 20.000 đ

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 2

    VIETNAM GEOTECHNIAL JOURNAL

    ISSN - 0868 - 279X

    VOLUME 23

    NUMBER 4 - 2019

    CONTENTS

    LE BA VINH, PHAM CONG KHANH:

    Analysis of methods of predicting pile

    group’s settlement 3

    NGUYEN THI QUYNH NHU: Influence of flat

    roof structure of shallow tunnels on the

    settlement of the ground 9

    TRUONG NAM SON, HUYNH QUOC THIEN,

    NGUYEN MINH TAM: Estimating the

    capacity of pile by finite element method 13

    NGUYEN TUAN DUY KHANH, NGUYEN

    THANH TAM, TRAN NGUYEN HOANG HUNG:

    Research on the permeability of soilcrete

    from Soft Clay in the Mekong delta 20

    LE BA VINH, NGUYEN NAM KHANH:

    Research on soil - foundation - structure

    interaction affected by the real earthquakes 31

    VU BA THAO: Hydrofracture grouting

    technology against seepage for earth dams 38

    QUACH HONG CHUONG, TRAN NGUYEN

    HOANG HUNG, TRA NGUYEN QUYNH NGA,

    NGUYEN QUOC Y, PHAM THANH NAM,

    NGUYEN THIET HOAI, TRAN LO KINL:

    Investigation of Sliding along the Binh Di

    Riverbank in An Giang Province 48

    PHUNG VINH AN, VU BA THAO: Caculating

    the Bearing Capacity of Soil Cement

    Column Created by Jet Grouting: Theory

    Method - Numerical Analyses - Field Load

    Tests 57

    NGUYEN VAN TUC, TRAN VAN VIET,

    NGUYEN GIA CHINH: Soil, Underground

    Water and Engineening Geotechnical of

    Territorial Vietnam 67

    DEPUTY EDITORS-IN-CHIEF

    Assoc. Prof.,Dr. DOAN THE TUONG

    EDITORIAL BOARD

    Assoc.Prof. Dr. PHUNG MANH DAC

    Assoc. Prof.,Dr. HOANG VIET HUNG

    Assoc. Prof., Dr. PHAM QUANG HUNG

    Assoc. Prof.,Dr. NGUYEN BA KE

    Dr. PHUNG DUC LONG

    Prof. NGUYEN CONG MAN

    Assoc. Prof. Dr. NGUYEN DUC MANH

    Assoc. Prof.,Dr. NGUYEN SY NGOC

    Prof.,Dr. VU CONG NGU

    Assoc. Prof.,Dr. VO PHAN

    Assoc. Prof.,Dr. NGUYEN HUY

    PHUONG

    Prof., Dr. TRAN THI THANH

    Assoc. Prof.,Dr.VUONG VAN THANH

    Dr. LE THIET TRUNG

    Prof., Dr. DO NHU TRANG

    Assoc. Dr. TRAN THUONG BINH

    Dr. NGUYEN TRUONG HUY

    Assoc. Prof.,Dr. DAU VAN NGO

    Assoc. Prof.,Dr. TA DUC THINH

    Printing licence No 1358/GPXB

    dated 8 June 1996 by the Minister of Culture and Information

    Published by the Vietnam Geotechnical Institute (Vietnam Union of Science and Technology

    Associations) Add: 152 Le Duan, Dong Da, Hanoi

    Tel: 024.22141917. Email: [email protected];

    [email protected] Website: www.vgi-vn.vn

    Copyright deposit: December 2019

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 3

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 4

    PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN CỦA NHÓM CỌC

    LÊ BÁ VINH*

    PHẠM CÔNG KHANH

    Analysis of methods of predicting pile group’s settlement

    Abstract: In calculating and designing foundation structures, settlement

    calculation is an important requirement. Determination of settlement by

    equivalent pier method results quickly and relatively in accordance with the

    results of finite element method. This method is suitable for groups with pile

    spacing S/d 4d.

    Settlement determined by Tomlinson method is greater than the settlement

    determined by finite element method. This method is suitable for groups of

    piles with n 36 with S/d = (5÷6).

    1. ĐẶT VẤN ĐỀ*

    Độ lún của móng là một yêu cầu được quan

    tâm hàng đầu trong tính toán th c hành thiết kế

    kết cấu nền móng để đảm bảo công trình ổn

    định. Việc xác định một cách chính xác độ lún

    của móng là một vấn đề hết sức phức tạp.

    Trong th c tế thiết kế, khi xác định độ lún

    của móng cọc vẫn phổ biến sử d ng mô hình

    khối móng quy ước với nhiều dạng mô hình,

    ph thuộc vào góc ma sát trong của đất, phương

    pháp này không kể đến ảnh hưởng của số lượng

    cọc, tỷ số giữa đường kính và chiều dài cọc,

    khoảng cách cọc và s tương tác của các cọc

    trong đài.

    Để ước lượng độ lún trung bình của nhóm

    cọc Poulos và Davis (1980) đã đề xuất phương

    pháp “tr tương đương”. Trong phương pháp

    này, nhóm cọc được thay thế bằng một tr như

    hình 1. Trong hình 1, Lp là chiều dài cọc, Es, Ep

    và Eeq là mô đun đàn hồi của đất, cọc và tr

    tương đương, deq là đường kính của tr , và Ag là

    diện tích mặt bằng của nhóm cọc như một khối.

    * Bộ môn Địa cơ - N n m ng hoa Thu t y D ng

    Tr ng Đ i c B ch hoa - Đ i c u c ia

    Thành Ph ồ Chí Minh

    Email: [email protected]

    Trong nghiên cứu này, các phân tích mô

    phỏng 3D bằng phương pháp phần tử hữu hạn,

    tính toán giải tích được th c hiện cho trường

    hợp đất nền loại sét, đồng nhất đặc trưng tại khu

    v c TP. Hồ Chí Minh. M c đích để so sánh s

    phù hợp của các phương pháp giải tích và

    phương pháp phần tử hữu hạn ứng với từng loại

    nhóm cọc c thể để từ đó đưa ra kiến nghị về

    việc l a chọn phương pháp ước lượng độ lún

    của nhóm cọc phù hợp và hiệu quả.

    Hình 1. Nhóm cọc được thay thế

    bằng trụ tương đương

    2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ĐỘ

    LÚN NHÓM CỌC

    2.1. Phƣơng pháp trụ tƣơng đƣơng

    Nhóm cọc được thay thế bằng một tr tương

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 5

    đương có đường kính quy đổi deq và mô đun đàn

    hồi tương đương Eeq, được tính toán như sau:

    2eq gd A

    ( )

    tp

    eq s p s

    g

    AE E E E

    A

    Trong đó: Atp – tổng diện tích mặt cắt ngang

    của các cọc trong nhóm. Trường hợp nền đất

    không đồng nhất, sử d ng mô đun trung bình

    dọc theo chiều dài cọc.

    Một nhóm cọc được thay thế bằng một “tr

    ngắn”, để ước lượng độ lún của tr có thể áp

    d ng các lời giải của Randolph & Wroth (1979),

    Poulos & Davis (1980) hoặc sử d ng các

    chương trình PTHH để tính toán.

    2.2. Phƣơng pháp khối móng quy ƣớc:

    Nhóm cọc được thay thế bằng một khối móng

    quy ước hoạt động ở một độ sâu đại diện dưới mặt

    đất. Có nhiều dạng khác nhau của phương pháp

    này, nhưng một trong những đề nghị của

    Tomlinson (1994) dường như là một cách tiếp c n

    thu n tiện và hữu ích. Như minh họa trong hình 2,

    độ sâu đại diện thay đổi từ 2L/3 đến L, giá trị đầu

    áp d ng cho nhóm cọc ma sát, còn giá trị cuối áp

    d ng cho nhóm cọc chống. Tải trọng truyền theo

    góc với độ dốc 1:4 đối với nhóm cọc ma sát và

    bằng 0 đối với nhóm cọc chống.

    Randolph (1994) đã đánh giá khả năng áp

    d ng phương pháp này và nh n thấy rằng

    phương pháp khối móng quy ước cho kết quả

    phù hợp đối với các nhóm lớn khi chiều rộng

    của nhóm lớn hơn chiều dài cọc.

    ình 2. Ph ơng ph p h i m ng quy ớc: a). Nh m c c ma s t;

    b). Nh m c c xuyên qua đất yếu đi vào đất t t; c). Nh m c c ch ng vào tầng cứng

    3. PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN

    CỦA NHÓM CỌC VỚI CÁC TRƢỜNG

    HỢP CỤ THỂ

    Nhóm cọc được mô hình trong chương trình

    Plaxis 3D bao gồm các nhóm: 2x2, 4x4, 6x6,

    8x8, 10x10 có đường kính cọc d=0,3m với s

    thay đổi của tỷ lệ khoảng cách giữa các cọc và

    đường kính cọc S/d = (2, 3, 4, 6, 8) và tỷ lệ

    giữa chiều dài cọc và đường kính cọc H/d =

    (20, 40). Tải trọng cọc dùng để phân tích Ptk =

    1/2Pu, với Pu là sức chịu tải giới hạn của cọc

    đơn được xác định từ phần mềm Plaxis được

    tổng hợp ở bảng 3.

    Mô hình đất được sử d ng để mô phỏng là

    mô hình Harderning soil vì mô hình này có

    thông số độ cứng của đất thay đổi theo trạng

    thái ứng suất trong nền và phù hợp với ứng xử

    của phần lớn các loại đất. L a chọn biên mô

    hình 40mx40mx30m, chế độ mesh lưới phần

    tử: mịn (fine). Để rút ngắn thời gian phân tích

    l a chọn mô hình đối xứng ¼ để tiến hành

    phân tích.

    Đất nền được chọn là đất loại sét, đồng nhất

    mang tính đặc trưng cho khu v c TP. HCM với

    các thông số hữu hiệu phù hợp với mô hình

    Harderning soil (c’, ’, E’, ’, k, m, …), m c

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 6

    nước ngầm nằm ngang mặt đất để tiến hành mô

    phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn (phần

    mềm Plaxis 3D) được trình bày ở bảng 1. Đài

    cọc là tuyệt đối cứng, sử d ng phần tử plate

    trong chương trình Plaxis 3D để mô phỏng cho

    đài. Cọc sử d ng loại phần tử volume pile, có

    tiết diện hình tròn đặc. V t liệu sử d ng cho cọc,

    và đài được trình bày ở bảng 2.

    ảng 1. Thông số đất của mô hình Harderning soil sử dụng cho phân tích

    Trường

    hợp

    unsat

    (kN/m3)

    sat

    (kN/m3)

    pref

    (kPa) ' 'ur

    E'50

    ref

    (kPa)

    E'ur

    (kPa) m

    c'

    (kPa)

    '

    (deg)

    Sét 19,2 19,5 100 0,25 0,2 5300 15900 1 30,4 18,6

    Bảng 2. Thông số vật liệu của hệ cọc và đài

    STT Thông số Đơn vị Ký hiệu Cọc Đài

    1 Loại mô hình - - Elastic Elastic

    2 Loại phần tử - - Volume Pile Plate

    3 Hình dạng - - Tròn đặc -

    4 Đường kính cọc m d 0,3 -

    5 Mô đun đàn hồi kN/m2 E 3,25E+07 3,25E+07

    ảng 3. Thông số chiều dài và sức chịu tải cọc đơn, sức chịu tải cực hạn của cọc

    STT H/d L (m) Pu (kN) Ptk (kN)

    1 20 6 230 115

    2 40 12 450 225

    n - Số lượng cọc trong nhóm

    S - Khoảng cách giữa các cọc

    Ptk - Sức chịu tải thiết kế lấy bằng 1/2Pu

    P - L c tác d ng lên nhóm cọc

    ình 3. Sơ đồ phân tích nhóm c c ình 4. Sơ đồ phân tích trụ t ơng đ ơng

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 7

    Hình 5. Chuyển vị đứng nhóm c c theo ph ơng

    pháp mô phỏng toàn bộ nhóm c c

    Hình 6. Chuyển vị đứng nhóm c c theo

    ph ơng ph p mô phỏng trụ t ơng đ ơng

    Hình 7. Bán kính vùng ảnh h ởng theo ph ơng

    pháp mô phỏng toàn bộ nhóm c c

    Hình 8. Bán kính vùng ảnh h ởng theo

    ph ơng ph p mô phỏng trụ t ơng đ ơng

    Hình 9. Vùng ảnh h ởng theo ph ớng đứng

    của nhóm c c

    Hình 10. Vùng ảnh h ởng theo ph ớng đứng

    của trụ t ơng đ ơng

    4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

    Ở các hình từ hình 11 đến hình 15 thể hiện

    kết quả tính toán độ lún của nhóm cọc với các

    phương pháp: mô phỏng phần tử hữu hạn toàn

    bộ nhóm cọc, mô phỏng phần tử hữu hạn tr

    tương đương, tính toán giải tích bằng phương

    pháp khối móng quy ước. Kết quả tính toán cho

    thấy độ lún của nhóm cọc có xu hướng tăng khi

    số lượng cọc trong nhóm tăng và giảm khi c ly

    giữa các cọc trong nhóm tăng, cả ba phương

    pháp tính đều cho kết quả thống nhất về xu

    hướng này.

    Khi tỷ lệ khoảng cách giữa các cọc và đường

    kính cọc S/d = (3÷6), tỷ lệ H/d=20, sai số giữa

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 8

    phương pháp tr tương đương và phương pháp

    mô phỏng toàn bộ nhóm cọc dao động trong

    khoảng [28-3%] cho nhóm n = 4, sai số [16-4%]

    cho nhóm n=16, sai số [16-8%] cho nhóm n =

    36, sai số [12-2%] cho nhóm có n = 64, sai số

    [8-6%] cho nhóm có n = 100 cọc. Ở khoảng

    cách điển hình S/d = 4 sai số này dao động trong

    khoảng [1-16%] cho các nhóm có n = (4÷100)

    cọc. Sai số này có xu hướng giảm khi khoảng

    cách giữa các cọc tăng. Nguyên nhân của s sai

    khác do phương pháp tr tương đương không

    xét s tương tác của các cọc ở trong nhóm.

    Vùng ảnh hưởng của phương pháp tr tương

    đương cũng khác với phương pháp xác định độ

    lún móng bằng PTHH dẫn tới s khác nhau về

    khả năng huy động sức kháng bên gây ra s

    khác nhau về độ lún của hai phương pháp.

    Tại nhóm cọc có n = 4, phương pháp xác

    định độ lún móng cọc bằng phương pháp cộng

    lún phân tố theo mô hình khối móng quy ước

    cho kết quả lớn hơn phương pháp mô phỏng

    bằng phần mềm Plaxis 3D. Mức độ sai số dao

    động [72÷61]% có xu hướng giảm khi khoảng

    cách giữa các cọc tăng từ (3d÷6d) và số lượng

    cọc trong nhóm tăng từ 4 đến 100 cọc. Mức

    độ sai số giữa hai phương pháp lần lượt đối

    với các nhóm cọc có n = 16 là [56÷45]%,

    nhóm cọc có n = 36 là [45÷31]%, ở nhóm cọc

    có n = 64, sai số là [35÷21]%. Ở nhóm cọc có

    n = 100, sai số giữa hai phương pháp là

    [30÷9]%.

    Rõ ràng, phương pháp khối móng quy ước

    cho sai số nhỏ khi số lượng cọc và khoảng cách

    giữa các cọc lớn. Điều này phù hợp với nghiên

    cứu của Randolph (1994) về khả năng áp d ng

    phương pháp khối móng quy ước cho các nhóm

    cọc lớn. Ở khoảng cách S/d = 6, sai số giữa 2

    phương pháp là nhỏ nhất đạt 9.33%.

    ình 11. Độ lún nhóm c c có n = 4 ình 12. Độ lún nhóm c c có n =16

    ình 13. Độ lún nhóm c c có n = 36 ình 14. Độ lún nhóm c c có n = 64

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 9

    Ghi chú:

    TTD: ph ơng ph p trụ t ơng đ ơng.

    3D: ph ơng ph p mô phỏng 3D bằng ph ơng

    pháp PTHH (Plaxis 3D).

    MU : ph ơng ph p h i m ng quy ớc.

    n4, n16, n36, n64, n100 lần l ợt là 4, 16, 36, 64,

    100 c c trong một nhóm c c.

    H20d, H40d lần l ợt là chi u dài c c với H=20d

    và H = 40d với d là đ ng kính c c.

    ình 15. Độ lún nhóm c c có n = 100

    5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

    Tr tương đương là một phương pháp đơn

    giản giúp xác định nhanh chóng độ lún của

    móng cọc. Độ lún của nhóm được xác định bằng

    phương pháp tr tương đương tương đối phù

    hợp với độ lún được xác định bằng phần mềm

    Plaxis 3D. Phương pháp này thích hợp cho các

    móng có khoảng cách S/d = (4÷6). Tuy nhiên,

    phương pháp này không xét đến s ảnh hưởng

    lẫn nhau giữa các cọc nên có s sai khác với

    phương pháp mô phỏng bằng phương pháp

    PTHH. Ở tỷ lệ S/d 3 sai số giữa hai phương

    pháp dao động [8-28%].

    Có thể ứng d ng phương pháp mô phỏng

    bằng chương trình Plaxis 3D để xác định độ

    lún của nhóm cọc bằng cách mô hình một tr

    tương đương với thông số đường kính cọc và

    mô đun đàn hồi được quy đổi tương đương

    bằng mô hình bài toán 3D hoặc mô hình đối

    xứng tr c trong bài toán 2D.

    Xác định độ lún bằng phương pháp cộng lún

    lớp phân tố theo mô hình khối móng được đề

    xuất bởi Tomlimson (1994) cho kết quả lớn hơn

    so với phương pháp mô phỏng tr tương đương

    và phương pháp mô phỏng toàn bộ nhóm cọc.

    Chênh lệch này lớn ở các nhóm cọc nhỏ (n <

    36), dao động từ [72- 45%], chênh lệch lớn nhất

    ở nhóm cọc có n=4. Chênh lệch này có xu

    hướng giảm khi khoảng cách giữa các cọc và số

    lượng cọc tăng. Phương pháp này phù hợp với

    các nhóm có số lượng cọc n 36, ở khoảng

    cách S/d=(5÷6). Ở khoảng cách S/d = 6, nhóm

    cọc có n = 100, chênh lệch giữa hai phương

    pháp là nhỏ nhất đạt 9,33%.

    TÀI LIỆU THAM KHẢO

    [1] Poulos H.G.; Davis E.H. (1980). Pile

    Foundation Analysis and Design; New York,

    John Wiley;

    [2] Randolph M.F & Worth C.P (1979). An

    analysis of the vertical deformation of pile

    groups. Geotechnique 29, No. 4 (p. 423 – 439).

    [3] Randolph MF. Design methods for pile

    groups and piled rafts. In: Proc. 13th

    international conference on soil mechanics and

    foundation engineering, vol. 5, New Delhi,

    India; 1994. p. 61–82.

    [4] Tomlimson M.J (1994). Pile Design and

    Construction Practice, 4th edition E & FN Spon.

    Ng i phản biện: PGS.TS. NGUYỄN VĂN DŨNG

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 10

    NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA KẾT CẤU MÁI HẦM ĐẾN LÚN BỀ MẶT VỚI CÔNG TRÌNH HẦM CHUI

    NGUYỄN THỊ QUỲNH NHƢ*

    Influence of flat roof structure of shallow tunnels on the settlement of

    the ground

    Abstract: This article introduces the research results about the

    comparision of the influences of the dome structure and flat roof of

    shallow tunnels on the settlement of the ground above them. The article

    also presents the displacement of the ground above the structure within the

    interaction of the tunnel roof of the tunnel constructed by the barrette

    construction method. From the results of research, some comments,

    reviews and recommendations are resulted in.

    Keywords: Foundation; tunnel roof; displacement; stress; underground; barrette

    1. GIỚI THIỆU CHUNG

    Do quĩ đất đô thị có giới hạn nên ngày nay

    nhu cầu thi công các công trình ngầm để làm bãi

    đỗ xe, đường giao thông ngầm qua các điểm

    giao cắt ngày càng tăng. Tuy nhiên việc thi công

    các công trình ngầm cũng thường gây ra các ảnh

    hưởng đến kết cấu của các công trình lân c n

    nếu không được tính toán trước và l a chọn biện

    pháp thi công phù hợp. Vì v y việc nghiên cứu

    trạng thái chuyển vị của nền đất và độ lún phía

    trên công trình ngầm mang tính khoa học và

    th c tiễn rõ rệt.

    2. PHƢƠNG PHÁP NGHI N CỨU

    2.1. Phƣơng pháp nghiên cứu

    Nghiên cứu lý thuyết, l a chọn phương án

    cấu tạo mái, l a chọn sơ đồ tính, phương pháp

    tính toán phù hợp. Từ phân tích các kết quả tính

    toán trên phần mềm Plaxis, đưa ra những nh n

    xét về phương án hợp lý.

    2.2. Sơ đồ tính toán hầm

    Hình 1. Sơ đồ tính toán cho trường hợp mái phẳng

    Hình 2. Sơ đồ tính toán cho trường hợp mái vòm

    - Để* tính toán, tác giả th c hiện tính toán

    * ThS. y d ng Cầu hầm Tr ng Đ i h c iao thông

    V n tải

    DĐ: 0982 187716

    Email: [email protected]

    cho một công trình hầm giả định có mái phẳng

    và mái vòm, vùng khảo sát rộng 50m và cao

    25m, nóc hầm cách mặt đất 5m, khẩu độ hầm

    10m. Kích thước này được chọn sao cho chuyển

    vị ngang từ biên đứng bằng 0 và chuyển vị đứng

    trên biên ngang bằng 0.

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 11

    - Xét bài toán có m c nước ngầm cách mặt

    đất 20m.

    - Kết cấu được đặt lên một lớp đất đồng nhất

    đẳng hướng với các số liệu như sau: môi trường

    xung quanh là đất sét có trọng lượng riêng sat =

    18 kN/m3, góc ma sát trong = 25

    0, l c dính

    Cref = 5 kN/m2

    - Xét bài toán phẳng, chiều dọc hầm lấy bằng 1m

    - Các đặc trưng hình học từ sơ đồ tính gồm

    Tường BTCT M300 dày dtường = 1,0m, độ cứng

    dọc tr c EA = 2,65*106KN/m, độ cứng chống

    uốn EI = 2,21*105KNm

    2/m, nóc BTCT M300

    dày dnóc = 1,0m, độ cứng dọc tr c EA =

    2,9*106KN/m, độ cứng chống uốn EI =

    2,42*105KNm

    2/m

    - Tải trọng trên mặt đất q = 20kN/m2 lấy theo

    tiêu chuẩn.

    3. KẾT QUẢ NGHI N CỨU ẢNH

    HƢỞNG CỦA CẤU TẠO MÁI VÕM ĐẾN

    ĐỘ LÖN Ề MẶT SO VỚI MÁI PHẲNG

    KHI HẦM ĐẶT NÔNG

    3.1. Khảo sát tính toán ảnh hƣởng của kết

    cấu hầm nóc phẳng đến lún bề mặt với công

    trình hầm

    Hình 3. ớng chuyển vị của n n đất và

    công trình (n c phẳng)

    Hình 4. Sơ đồ chuyển vị của cả hệ (n c phẳng)

    3.2. Khảo sát tính toán ảnh hưởng của kết cấu hầm nóc cong đến lún bề mặt với công

    trình hầm

    ình 5. ớng chuyển vị của n n đất và

    công trình (nóc vòm cong)

    ình 6. Sơ đồ chuyển vị của cả hệ

    (nóc vòm cong)

    Sau khi khảo sát chuyển vị của mặt đất và

    nghiên cứu tại những điểm cách nhau 1m,

    điểm đầu tiên nằm trên mặt đất, tại tr c đối

    xứng của hầm. Do hệ đối xứng, chịu tải

    trọng đối xứng nên chỉ tiến hành khảo sát

    một bên kết cấu, điểm khảo sát xuất phát từ

    tr c đối xứng của công trình, bề rộng khảo

    sát sang mỗi bên tính từ tr c đối xứng là

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 12

    25m. Sau đó nóc hầm được lấy theo 5 giá trị

    khác nhau là 0,6m; 0,8m; 1,0m; 1,2m; 1,4m

    để thu n tiện cho việc khảo sát và tính toán.

    Kết quả đưa ra được các số liệu, từ đó các

    biểu đồ chuyển vị của đất được xây d ng

    như trong biểu đồ sau:

    ình 7. Biểu đồ chuyển vị của hầm n c phẳng ình 8. Biểu đồ chuyển vị của hầm n c vòm

    ình 9. Biểu đồ so s nh chuyển vị U của n c

    vòm và n c phẳng

    Hình 10. Biểu đồ so s nh chuyển vị theo

    ph ơng đứng của n c vòm và n c phẳng

    ình 11. Biểu đồ so s nh chuyển vị hi độ dày

    vòm thay đổi

    ình 12. Biểu đồ so s nh chuyển vị ph ơng

    đứng hi độ dày vòm thay đổi

    Hình 13. Khảo sát chuyển vị theo ph ơng đứng

    hi độ s u thay đổi

    4. NHẬN XÉT VÀ KIẾN NGHỊ

    1. Hình 9 thể hiện chuyển vị tổng U của mặt

    đất trong trường hợp nóc phẳng và nóc vòm là

    khác nhau. Hầm nóc phẳng có độ lún lớn phía

    trên tại vị trí giữa nóc =0,043m, cách xa tường

    khoảng 4m thì độ lún max= 0,093m.

    Hầm nóc vòm có độ lún phía trên tại vị trí

    giữa nóc =0,021m, xa tường khoảng 4m độ

    lún max= 0,062m. Do đó ta thấy độ lún của

    môi trường đất đá trên nóc phẳng lớn hơn độ

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 13

    lún của môi trường đất đá phía trên nóc vòm.

    Điều này còn có thể hiểu được vì tường có

    chiều cao đến mặt đất và tường bị nghiêng

    vào trong.

    2. Hình 10 so sánh chuyển vị lún theo

    phương đứng Uy của nóc phẳng và nóc vòm có

    cùng chiều dày d = 1m. Xét chuyển vị tại vị trí

    tr c đối xứng của nóc, vị trí có giá trị max (cách

    tường khoảng 4m) và vị trí cho giá trị min, ta có

    bảng kết quả dưới đây.

    STT Chuyển vị Nóc phẳng Nóc vòm Ghi chú

    1 Chuyển vị max -0,071 -0,053 Cách xa tường 4m

    2 Chuyển vị min 0,00 Cách xa tường 20m

    0,00 Cách xa tường 17m

    3 Chuyển vị tại tr c đối xứng 0,014 0,020

    Khi càng xa ra khỏi tường hầm thì chuyển vị

    càng tiến về giá trị ban đầu bằng 0, theo bảng số

    liệu thì với hầm nóc phẳng, phạm vi an toàn cho

    các công trình liền kề cần đảm bảo xa tường hơn

    so với hầm nóc vòm. Trong thành phố ch t hẹp,

    nhiều công trình gần kề thì việc l a chọn

    phương án hầm nóc vòm có lợi hơn cần được

    xem xét kỹ.

    3. Hình 11 cho ta thấy khi thay đổi độ cứng

    của vòm với các giá trị 1m, 0,8m, 0,6m

    chuyển vị lún phía trên nóc vòm thay đổi, vòm

    0,6m có chuyển vị lún lớn hơn vòm 0,8m và

    lớn hơn vòm 1m, điểm có chuyển vị lún lớn

    nhất có vị trí và giá trị khác nhau như trong

    biểu đồ.

    4. Hình 12 còn cho ta thấy khi thay đổi độ

    dày nóc vòm, chuyển vị lún Uy của mặt đất

    tại tr c đối xứng giảm đi rõ rệt từ -0,06 đến

    -0,04. Vòm càng mỏng thì độ lún càng lớn, ở

    vị trí ngoài tường ra xa khoảng 17m thì độ

    lún của mặt đất là như nhau, không ph

    thuộc chiều dày nóc hầm. Độ lún mặt đất lớn

    nhất theo phương đứng cũng có tọa độ tại

    X =33,0 m.

    Khi độ cứng thay đổi cho cả hai phương án

    mái phẳng và mái vòm, các chuyển dịch đều

    thay đổi. Do đó cần phải tính toán với độ cứng

    cần thiết đảm bảo sức mang tải của kết cấu và

    từ đó kết lu n về độ lún của bề mặt.

    5. Hình 13 cho ta thấy khi ta khảo sát

    chuyển vị lún ở những độ sâu khác nhau thì độ

    lún khác nhau, ở độ sâu 22m lún nhiều hơn ở

    độ sâu 23,5m và 25m. Từ kết quả có thể thấy

    được việc l a chọn độ sâu cần được phân tích

    c thể. Khi độ sâu càng lớn thì độ lún càng nhỏ

    nhưng giá thành công trình tăng cao do đó cần

    có phân tích cho từng trường hợp để l a chọn

    chiều sâu hợp lý.

    TÀI LIỆU THAM KHẢO

    [1] Nguyễn Thế Phùng, “Công nghệ thi công

    công trình ngầm bằng phương pháp tường trong

    đất”, NXB Giao thông V n tải Hà Nội, 1998.

    [2] Nguyễn Văn Quảng, “Chỉ dẫn thiết kế và

    thi công cọc Baret, tường trong đất, neo trong

    đất”, NXB Xây D ng, 2003.

    [3] Đỗ Như Tráng, “Giáo trình công trình

    ngầm”, NXB HV Kỹ thu t Quân s , 1995.

    [4] Nguyễn Quốc Hùng, Nguyễn Thế Phùng,

    “Thiết kế công trình hầm giao thông”, NXB

    Giao thông V n tải Hà Nội, 2004.

    [5] Nguyễn Bá Kế, “Thiết kế và thi công hố

    móng sâu”, NXB Xây d ng, 2002.

    Ng i phản biện: GS.TS. ĐỖ NHƯ TRÁNG

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 14

    ƯỚC LƯỢNG SỨC CHỊU TẢI CỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN

    TRƢƠNG NAM SƠN*

    HUỲNH QUỐC THIỆN, NGUYỄN MINH TÂM

    Estimating the capacity of pile by finite element method

    Abstract: Determining the ultimate bearing capacity of pile by using field

    experiment results such as CPT test and SPT test has been widely used in

    engineering practice. Therefore, this paper provides correlations between

    elastic modulus E, undrained shear strength Su and NSPT index. The

    correlations are derived from the field results of static loading test of 10

    piles which were attached strain gauges at various elevations of pile

    length. The outcomes are actually applied to simulate and estimate the

    ultimate bearing capacity for 5 piles in different projects in Vietnam by

    finite element method (FEM). The result shows good agreements that

    estimating the capacity of pile by finite element method gives average

    error about 9% compared with estimating results obtained from the static

    loading test.

    1. ĐẶT VẤN ĐỀ*

    Trong bối cảnh hiện nay, với s trợ giúp đắc

    l c từ hệ thống máy tính và các phần mềm tính

    toán theo phương pháp phần tử hữu hạn

    (PTHH), rất nhiều bài toán địa kỹ thu t được

    giải quyết một cách chính xác hơn, giúp cho các

    thiết kế trở nên an toàn và tiết kiệm hơn. Ước

    lượng sức chịu tải của cọc bằng phương pháp

    PTHH không phải là vấn đề mới nhưng luôn cần

    có những nghiên cứu bổ sung. Do đó, bài báo

    cung cấp các tương quan giữa E – NSPT và Su –

    NSPT cho đất khu v c thành phố Hồ Chí Minh,

    sử d ng cho việc phân tích và tính toán sức chịu

    tải c c hạn của cọc khoan nhồi ở khu v c này.

    2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM

    NÉN TĨNH CỌC CÓ GẮN CÁC ĐẦU ĐO

    IẾN DẠNG

    2.1. Thí nghiệm nén tĩnh cọc

    Thí nghiệm nén tĩnh cọc được tiến hành bằng

    phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc tr c cọc

    sao cho dưới tác d ng của l c ép, cọc lún sâu

    * c viên cao h c hoa Thu t y D ng Tr ng

    Đ i c B ch hoa - Đ i c u c ia Thành Ph

    ồ Chí Minh Email: [email protected]

    thêm vào đất nền. Tải trọng tác d ng lên đầu

    cọc được th c hiện bằng kích thủy l c với hệ

    phản l c là dàn chất tải, neo hoặc kết hợp cả hai.

    Các số liệu về tải trọng, chuyển vị, biến dạng…

    thu được trong quá trình thí nghiệm là cơ sở để

    phân tích đánh giá sức chịu tải và mối quan hệ

    tải trọng - chuyển vị của cọc trong đất nền.

    Theo truyền thống thì việc thử tải tĩnh được

    th c hiện bởi một hệ thống chống đỡ lại tải

    trọng hoặc bằng cọc neo hoặc thiết bị neo vào

    đất, do đó phương pháp này sẽ gặp khó khăn đối

    với những cọc có sức chịu tải lớn hoặc mặt bằng

    ch t hẹp. Những năm gần đây, phương pháp

    Osterberg load cell (O-cell) được sử d ng rộng

    rãi cho việc thử tải tĩnh cho các cọc bê tông cốt

    thép đổ tại chỗ có đường kính lớn. Tải trọng

    tĩnh dùng để thử được tạo ra bởi hộp tải

    (Osterberg Cell) đặt sẵn trong cọc khi thi công.

    Hộp tải hoạt động theo 2 chiều đối nhau: đẩy

    phần cọc trên hộp tải lên trên phá sức kháng cắt

    của đất nền quanh thân cọc của phần cọc này;

    đẩy phần cọc dưới hộp tải xuống dưới phá sức

    kháng nén của đất nền dưới mũi cọc cùng với

    sức kháng cắt của đất nền quanh thân cọc của

    phần cọc này.

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 15

    ình 1. So s nh nguyên lý t c dụng của

    c c ph ơng ph p nén tĩnh thông th ng và

    ph ơng ph p osterberg

    2.2. Thiết bị đo biến dạng và đo co

    ngắn cọc

    Thiết bị đo biến dạng: được lắp đặt trong bê

    tông dọc theo chiều dài cọc thử tĩnh với m c

    đích xác định biến dạng của cọc khi cọc chịu tải

    trọng nén, từ đó tính toán được tải trọng phân bố

    dọc theo thân cọc cũng như sức kháng hông và

    sức kháng mũi của cọc. Thiết bị đo biến dạng

    bao gồm một cảm biến biến dạng chuyển đổi

    các đại lượng v t lý thành các tín hiệu đầu ra

    phù hợp, hệ thống truyền tín hiện và hệ thống

    thu nh n tín hiệu. Nguyên tắc hoạt động cơ bản

    của đầu đo là d a trên s rung động của sợi dây

    bên trong đầu đo. S khác nhau của các sóng

    này là do s căng hoặc trùng của sợi dây và

    cũng chính là s biến dạng của đầu đo, đồng

    nghĩa với s biến dạng của cọc.

    Thiết bị đo co ngắn cọc: dùng để đo co

    ngắn đàn hồi của thân cọc. thiết bị được cố

    định bằng các neo gắn chặt vào phía trong ống

    sonic nhờ hệ thống khí. Cáp tín hiệu và thanh

    dẫn kim loại từ các transducer được nối với

    nhau từ đáy cọc lên đỉnh cọc và được kết nối

    vào hộp đọc t động lấy số liệu trong suốt quá

    trình thí nghiệm.

    ình 2. Lắp đặt đầu đo biến d ng

    ình 3. Đầu đo co ngắn c c

    3. TƢƠNG QUAN GIỮA SỨC CHỐNG

    CẮT KHÔNG THOÁT NƢỚC SU VÀ MÔ

    ĐUN ĐÀN HỒI E THEO NSPT:

    Hiện nay, thí nghiệm nén tĩnh cọc cũng như

    thí nghiệm O-cell có gắn các đầu đo biến dạng

    đang dần phổ biến ở Việt Nam. Kết quả của

    thí nghiệm này là sức kháng ma sát hông của

    từng đoạn cọc và sức kháng của mũi cọc. Đây

    là dữ liệu quan trọng để phân tích cũng như

    đưa ra các tương quan dùng để tính toán sức

    chịu tải cọc.

    3.1. Tƣơng quan giữa mô đun biến dạng E

    và chỉ số NSPT cho đất rời

    Mô đun biến dạng E được tính toán d a trên

    lý thuyết bán không gian đàn hồi như sau: 2 2(1 ) (1 )p p

    m

    m

    q B q BS E

    E S

    Trong đó:

    Sm: độ lún mũi cọc; B: cạnh cọc

    qp: sức kháng mũi đơn vị

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 16

    E : mô đun đàn hồi đất dưới mũi cọc

    : hệ số Poisson của đất ở mũi cọc

    : hệ số ph thuộc vào hình dáng cọc, được

    lấy theo bảng 1.

    ảng 1. Hệ số khi xem mũi cọc

    là móng tuyệt đối cứng

    M = L/B M = L/B

    1 0,88 6 1,82

    1,5 1,08 7 1,91

    2 1,22 8 1,98

    3 1,44 9 2,05

    4 1,61 10 2,12

    5 1,72 Móng tròn 0,79

    Kết quả tính toán mô đun biến dạng E được

    trình bày trong bảng 2.

    3.2. Tƣơng quan giữa sức chống cắt không

    thoát nƣớc Su và chỉ số NSPT

    Từ dữ liệu thu th p được từ thí nghiệm đo

    biến dạng, sức kháng đơn vị fs xung quanh cọc

    ở các lớp đất dính đã đạt đến c c hạn chính là

    sức chống cắt không thoát nước Su của đất (với

    giả thiết là sức chống cắt của đất/đất bằng với

    sức chống cắt của đất/cọc). Kết quả tổng hợp

    sức kháng đơn vị trên thân cọc (ở những cây cọc

    đã xuất hiện điểm uốn trên biểu đồ quan hệ P-s

    hoặc sức kháng đơn vị đã đạt tới đỉnh ở những

    chu kì trước đó và không tiếp t c tăng) được

    trình bày trong bảng 3.

    ảng 2. ảng tổng hợp mô đun biến dạng E

    Tên dự án

    Tiết

    diện

    (mm)

    L

    (m

    )

    Ptest

    (T)

    P

    (T)

    qp

    tại P

    (kPa)

    sm

    tại P

    (mm)

    Lớp

    đất

    Độ

    u

    E

    (kPa)

    N-

    SPT

    E/N-

    SP

    T

    Saigon-

    Bason

    HK18

    800x

    2800 60

    220

    0

    284

    6 920 7.65 Cát 60

    13351

    4 47

    284

    1

    Saigon-

    Bason

    HK22

    D1500 60 160

    0

    240

    0 1650 10 Cát 60

    17792

    8 52

    342

    2

    Lancaster

    Nguyễn

    trãi

    800x

    2800 62

    238

    0

    482

    0 1400 7.47 Cát 62

    20807

    0 57

    365

    0

    Lim Tower

    III

    800x

    2800 63

    370

    0

    697

    0 450 7.46 Cát 63 66969 39

    171

    7

    Khu phức

    hợp Tân

    Cảng

    800x

    2800 65

    180

    0

    405

    0 814 5.89 Cát 65

    15343

    0 55

    279

    0

    Lim Tower D1200 67 900 216

    0 1244 15.28 Cát 67 70234 62

    113

    3

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 17

    VCB D1500 71 140

    0

    245

    0 864 14.81 Cát 71 62910 41

    153

    4

    Hilton 1200x

    2800 80

    390

    0

    735

    2 420 4.35

    Cát

    pha 80

    13558

    9 49

    276

    7

    Satra Tax

    Plaza

    1000x

    2800 80

    384

    0

    960

    0 450 5.52 Cát 80

    10356

    2 62

    167

    0

    Landmark

    Tower

    1000x

    2800 85

    320

    0

    630

    2 1800 15.64 Cát 85

    14620

    5 58

    252

    1

    Trung bình 240

    4

    ảng 3. ảng tổng hợp sức kháng đơn vị trên thân cọc

    STT Tên d án Địa điểm Độ sâu Loại

    đất NSPT

    Ma sát

    đơn vị fs fs/NSPT

    m kN/m2

    1 Lancaster Nguyễn Trãi Qu n 1 8-18 Á sét 12 40 3,3

    2 Lancaster Nguyễn Trãi Qu n 1 46-48 Á sét 27 192 7,1

    3 Lancaster Nguyễn Trãi Qu n 1 50-56 Sét 32 243 7,6

    4 Saigon-Bason - HK22 Qu n 1 36-38 Á sét 20 121 6,1

    5 Saigon-Bason - HK22 Qu n 1 44-47 Á sét 26 146 5,6

    6 Saigon-Bason - HK19 Qu n 1 40-48 Sét 29 175 6,0

    7 Hilton Qu n 1 46-52 Sét 44 177 4,0

    8 Hilton Qu n 1 52-55 Á sét 40 263 6,6

    9 Lim tower III Qu n 1 2-8 Sét 11 74 6,7

    10 Lim tower III Qu n 1 46-56 Sét 41 252 6,1

    11 Friendship Tower Qu n 1 2-10 Á sét 12 72 6,0

    12 Friendship Tower Qu n 1 42-56 Sét 40 297 7,4

    13 Satra Tax- Plaza Qu n 1 36-52 Sét 39 277 7,1

    14 Landmark Tower

    Qu n

    Bình

    Thạnh

    30-44 Á sét 21 149 7,1

    15 Lim tower Qu n 1 2-5 Á sét 6 39 6,5

    16 Lim tower Qu n 1 8-12 Á sét 11 44.2 4,0

    17 Lim tower Qu n 1 38-46 Á sét 35 110 3,1

    18 Vietcombank Qu n 1 4-8 Á sét 5 44.6 8,9

    19 Khu phức hợp Tân cảng

    Qu n

    Bình

    Thạnh

    34-38 Sét 15 69 4,6

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 18

    ình 4. Biểu đồ quan hệ giữa sức h ng hông đơn vị fs và gi trị NSPT

    Từ bảng 2 cho thấy tỉ số E/NSPT có giá trị

    trong phạm vi từ 1133 – 3650 và trung bình là

    2404. Kết quả này cũng phù hợp với nhiều

    nghiên cứu trước đó trên thế giới như theo

    Y.C.Tan C.M.Chow: E = 2000N; theo R.

    Yamaoka, H. Shimada, T. Sasaoka & M.

    Hirai: E = 2800N; theo C.G. Chinnaswamy:

    E = (2500-3000)N. Như v y, đối với đất cát ở

    khu v c thành phố Hồ Chí Minh có thể xác

    định giá trị mô đun biến dạng E theo NSPT

    sử d ng cho bài toán cọc như sau: E =

    2400NSPT (kN/m2).

    Từ hình 4 cho thấy sức kháng hông đơn vị

    fs và giá trị NSPT có quan hệ gần như tuyến

    tính. Như đã trình bày ở trên, sức kháng đơn

    vị fs được tổng hợp ở trên đã là sức kháng c c

    hạn nên ở bài toán tính toán sức chịu tải cọc

    có thể lấy tương quan giữa sức chống cắt

    không thoát nước Su và giá trị NSPT cho cọc

    khoan nhồi khu v c thành phố Hồ Chí Minh

    như sau: Su = 6NSPT (kN/m2). Kết quả này

    cũng phù hợp với B.Look: cu = (2-8)N, trung

    bình là 5N; theo biểu đồ của Sower: cu = 4N

    cho đất có tính dẻo cao và tăng đến 15N cho

    đất có tính dẻo thấp; theo biểu đồ của Stroud

    và Butler (1975): cu = 4,5N với PI > 30% và

    tăng đến 8N với PI = 15%.

    4. MÔ HÌNH PHÂN TÍCH CỌC ẰNG

    PHƢƠNG PHÁP PTHH:

    Cọc được mô phỏng bằng phần mềm plaxis

    2D V8.6, sử d ng bài toán đối xứng tr c và mô

    hình Mohr - Coulomb.

    Đối với đất rời, sử d ng phương pháp phân

    tích drained với sức chống cắt có được từ thí

    nghiệm cắt tr c tiếp và mô đun biến dạng E

    được xác định theo tương quan E = 2400NSPT.

    Đối với đất dính, sử d ng phương pháp phân

    tích undrained B với sức chống cắt không thoát

    nước có được theo tương quan Su = 6NSPT và

    mô đun biến dạng thoát nước E’ được xác định

    theo Stroud và các cộng s (được nêu trong

    Handbook of geotechnical investigation and

    design tables, B.Look) như sau:

    ảng 4. ảng xác định E’ theo Stroud

    PI (%) E’/cu

    10-30 270

    20-30 200

    30-40 150

    40-50 130

    50-60 110

    Cọc được mô phỏng bằng v t liệu “non

    porous” với ứng xử đàn hồi và không có lỗ

    rỗng. Thông số về mô đun đàn hồi của cọc cũng

    rất quan trọng, cần phải kể đến s có mặt của

    cốt thép trong cọc vì cọc thử thường được bố trí

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 19

    hàm lượng cốt thép khá lớn, điều này làm ảnh

    hưởng đến biến dạng đàn hồi của cọc.

    ình 5. Mô hình mô phỏng c c TP1 d n

    Lakeside Tower

    5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

    ình 6. Biểu đồ quan hệ P-S th c tế và ết quả

    mô phỏng c c TP1 d n La eside Tower

    ình 7. Biểu đồ quan hệ P-S th c tế và ết quả

    mô phỏng c c TP2 d n La eside Tower

    ình 8. Biểu đồ quan hệ P-S th c tế và ết quả

    mô phỏng c c TP4 d n Viva Riverside

    ình 9. Biểu đồ quan hệ P-S th c tế và ết quả

    mô phỏng c c TP2 d n Etown Cộng òa

    ình 10. Biểu đồ quan hệ P-S th c tế và ết quả

    mô phỏng c c TP1 d n Vietcomreal Tower

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 20

    ảng 5. ảng so sánh sức chịu tải cực hạn tính toán

    đƣợc từ Plaxis với thí nghiệm nén tĩnh hiện trƣờng

    STT D án Tên cọc

    Tiết diện Chiều dài Nén tĩnh Plaxis

    mm m Qu(T) Qu(T) Sai s

    (%)

    1 Lakeside Tower TP1 D1500 80 2880 2665 -7

    2 Lakeside Tower TP2 D1200 80 2358 2275 -4

    3 Viva Riverside TP4 D1200 80 3000 2600 -13

    4 Etown Cộng Hòa TP2 D1800 65 4635 4030 -13

    5 Vietcomreal Tower TP1 D1200 80 2955 2750 -7

    Trung bình -9

    Từ bảng tổng hợp trên cho thấy, khi so sánh

    với sức chịu tải c c hạn từ thí nghiệm nén tĩnh

    hiện trường được xác định theo m c 7.3 -

    TCVN 10304:2014 thì kết quả tính toán d a

    trên mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D cho

    sai số từ 4% đến 13% và trung bình là 9%, khá

    nhỏ và thiên về an toàn.

    6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

    Đối với đất rời khu v c địa bàn thành phố Hồ

    Chí Minh có thể xác định mô đun biến dạng

    E sử d ng cho bài toán cọc theo tương quan

    E = 2400NSPT (kN/m2).

    Đối với cọc khoan nhồi khu v c thành phố

    Hồ Chí Minh, khi tính toán sức kháng ma sát

    hông đơn vị fs cho các lớp đất dính, có thể sử

    d ng tương quan fs = 6NSPT (kN/m2).

    Xác định sức chịu tải c c hạn của cọc

    bằng phương pháp phần tử hữu hạn là một

    phương pháp khá toàn diện khi có xét đến

    sức kháng hông, sức kháng mũi của đất và độ

    lún của cọc.

    Mô phỏng cọc bằng phần mềm Plaxis 2D, sử

    d ng mô hình Mohr - Coulomb với bộ thông số

    được lấy theo tương quan với chỉ số SPT. Đối

    với đất rời: E = 2400NSPT kN/m2. Với đất dính:

    Su = 6NSPT kN/m2 và E’ = 200-270Su cho kết

    quả sức chịu tải c c hạn khá sát với th c tế thí

    nghiệm nén tĩnh, sai số trung bình là 9% thiên

    về an toàn.

    TÀI LIỆU THAM KHẢO

    [1] B. Look, Handbook of geotechnical

    investigation and design tables, London: Taylor

    & Francis Group, 2007.

    [2] Bowles J.E, Foundation analysis and

    design, New York: McGraw-Hill, 2002.

    [3] PGS.TS. Võ Phán, ThS. Hoàng Thế Thao

    (2010), Phân tích và tính toán móng cọc, TP. Hồ

    Chí Minh.

    [4] T. V. Việt, Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa

    kỹ thu t, Hà Nội, Nhà xuất bản Xây D ng.

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 21

    Ng i phản biện: GS.TS. NGUYỄN CÔNG MẪN

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 22

  • ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4 - 2019 23