NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

NGHIÊN CỨU TƯƠNG QUAN GIỮA LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TRẦN TRUNG HIẾU* NGUYỄN MINH TÂM** TRẦN THANH DANH*** Estimation of pile load capacity based on axial compressive load during pile installation Abstract: This paper focuses on analyzing and determining the correlation between pile load capacity and driving load by comparing the value of pile bearing capacity calculated from empirical formulas with data of driving load in depth recorded in a pile installation diary at a project in Ho Chi Minh City The values of piles load capacity from the correlation formula were also compared and verified with the results of static load testing and finite element model using Plaxis 3D software The results show that the pile bearing capacity Rcu is correlated to the driving load P in depth L in the form Rcu = f(ln(P), L) This correlation formula can be used in order to estimate the bearing capacity of piles based on the driving load during pile installation for the studied area In addition, the above correlation formula can also be used to evaluate Lmin, Lmax , Pmin, Pmax during the pile installation Keywords: Correlation, pile load capacity, axial compressive load, driven pile, finite element method GIỚI THIỆU * Móng cọc loại móng sử dụng phổ biến cho cơng trình cao tầng Việc tính tốn thiết kế móng cọc bắt buộc phải xác định sức chịu tải cọc Có nhiều phương pháp xác định, đánh giá sức chịu tải cọc đề cập Có thể ước tính sức chịu tải cọc công thức thực nghiệm tiêu chuẩn hành, xác định thơng qua tiến hành thí nghiệm trường nén tĩnh thí nghiệm thử * ** *** Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh Email: scqc4.hieu@gmail.com Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh Email: nmtam@vnuhcm.edu.vn Trường Đại Học Mở Tp Hồ Chí Minh Email: danh.tt@ou.edu.vn ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 động biến dạng lớn (PDA) Các phương pháp ước lượng sức chịu tải cọc theo công thức thực nghiệm thường thiếu xác, cịn việc tiến hành thí nghiệm trường thường tốn nhiều thời gian chi phí lớn Đặc biệt, loại cọc ép, trình thi công cọc thường xảy vấn đề kỹ thuật cần giải chiều sâu ép chưa đạt chiều sâu ép min, lực ép cọc chưa đạt lực ép cọc hay vượt lực ép cọc max… Do đó, việc ước lượng sức chịu tải cọc q trình thi cơng ép cọc cần thiết Ở Việt Nam TCVN 10304:2014 sử dụng để tính tốn ước lượng sức chịu tải cọc theo đất nền, theo lý theo SPT, cách tính cho kết khác Bên 27 cạnh đó, địa chất lớp đất khu dự án khác Khi thi công thực tế sức chịu tải cọc phụ thuộc nhiều vào điều kiện địa chất, điều kiện thi công, kỹ thuật thi công (Võ Phán Hồng Thế Thao, 2018) Do đó, tính tốn sức chịu tải cọc sức chịu tải thực tế có sai khác Nén tĩnh cọc đánh giá phương pháp đáng tin cậy để xác định quan hệ tải trọng – độ lún cọc, thí nghiệm u cầu thực hầu hết dự án có sử dụng móng cọc TCVN 9393:2012 quy định phương pháp thử nghiệm trường tải trọng tĩnh dọc trục, tải trọng nén lớn việc tạo đối trọng cách chất tải neo cơng việc khó khăn, tốn tiềm ẩn nguy an toàn cho người, thiết bị cơng trình lân cận Thí nghiệm thử động biến dạng lớn (PDA) sử dụng để xác định sức chịu tải cuả cọc, PDA phương pháp thử nghiệm khơng phá hủy, nhanh chóng, nhằm đáp ứng cọc làm việc bình thường sau thử (Võ Phán Hoàng Thế Thao, 2018) Theo Bùi Trường Sơn Phạm Cao Huyên (2011), thí nghiệm thử động biến dạng lớn (PDA) cho phép đánh giá khả chịu tải cọc với độ tin cậy cần thiết thời gian ngắn Tuy nhiên phương pháp có giá thành cao, phương pháp thí nghiệm địi hỏi trình độ chun mơn cao Ước lượng sức chịu tải phương pháp phần tử hữu hạn ứng dụng, xác định sức chịu tải cực hạn cọc phương pháp phần tử hữu hạn phương pháp tồn diện có xét đến sức kháng hông, sức kháng mũi đất độ lún cọc (Trương Nam Sơn cộng sự, 2019) Tuy nhiên nhiều báo cáo khảo 28 sát địa chất Việt Nam lại thiếu kết thí nghiệm, đặc biệt kết quả thí nghiệm ba trục, làm cho việc phân tích sức chịu tải cọc phương pháp phần tử hữu hạn trở nên khó khăn, yếu tố đầu vào ảnh hưởng lớn đến kết phân tích Các nghiên cứu tương quan thông số sức chịu tải cọc nhiều tác giả nghiên cứu Tương quan liệu thử nghiệm xuyên côn (CPT) sức chịu tải cọc mà Alkroosh & H Nikraz (2011) cho có kết tốt Để có mối tương quan xác liệu CPT với sức tải cọc dọc trục, kỹ thuật lập trình biểu gen (GEP) sử dụng nghiên cứu Nghiên cứu H Ardalan cộng (2008) mạng nơ-ron kiểu xử lý liệu theo nhóm (GMDH) tối ưu hóa thuật tốn di truyền (GA) sử dụng để mơ hình hóa ảnh hưởng qE fs Thực tế công tác khảo sát địa chất thực đại diện số vị trí dự án, chưa thể xác cấu tạo địa chất khu vực xây dựng Công tác thử tĩnh cọc để xác định sức chịu tải cọc, thực đại diện số vị trí, chưa thể chịu tải tất cọc toàn dự án Theo số liệu tổng hợp ép cọc dự án, cọc sau ép xong, cao độ mũi hay chiều sâu ép khác so với thiết kế, tùy theo vùng địa chất mà khác biệt lớn hay nhỏ, mà sức chịu tải cọc dự án có khác nhau, khác so với cọc thử tĩnh sai khác so với sức chịu tải tính tốn (Biểu đồ 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) Do đó, đánh giá sức chịu tải cọc sau ép quan trọng ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 Chiều sâu ép 30 B 450 500 35 550 40 Chiều sâu ép 45 50 50 55 40 45 350 400 450 500 Lực ép (tấn) 550 30 25 30 Ðộ lớn lực ép 35 240 320 250 30 Nguồn: dự án Centre Mall 35 25 280 35 Chiều sâu ép 300 Lực ép (tấn) 350 360 Nguồn: dự án DQH 45 C Chiều sâu ép 400 Chiều sâu ép (m) 350 A 40 30 35 30 35 40 Ðộ lớn lực ép 240 45 280 320 260 300 340 Lực ép (tấn) 360 Nguồn: dự án Thanh Vu Biểu đồ 1.1: Biểu đồ (Pep)KT – chiều sâu ép Cao dộ mui Cao dộ mui -25 -30 Z -35 20 40 x 60 80 -45 60 80 x 100 Biểu đồ 1.2: Cao độ mũi cọc dự án DQH -30 -30 -35 -35 -40 -40 Z -45 -45 -50 100 -50 -55 80 y 60 240 40 260 x 280 20 300 Biểu đồ 1.4: Cao độ mũi cọc dự án Centre Mall Từ nghiên cứu cho thấy khơng có nhiều nghiên cứu mối tương quan sức chịu tải cọc với lực ép cọc q trình thi cơng ép cọc khu vực Tp Hồ Chí Minh Bài báo sử dụng phương pháp so sánh giá trị sức chịu tải tính tốn cọc từ cơng thức thực nghiệm thí nghiệm nén tĩnh với liệu lực ép cọc theo độ sâu ghi nhận nhật ép cọc, với mục tiêu đề xuất ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 120 100 80 60 -45 Biểu đồ 1.3: Cao độ mũi cọc dự án Thanh Vũ Medic Cao dộ mui -55 -40 -40 50 40 30 20 10 y -35 -35 -35 Z -30 -30 -30 y -25 công thức tương quan để ước lượng sức chịu tải cọc theo lực ép cọc q trình thi cơng Ngồi cịn đề xuất liệu thông số địa chất đầu vào với địa chất chủ yếu lớp đất khu vực Thủ Đức – Tp Hồ Chí Minh cho mơ hình phần tử hữu hạn mơ sức chịu tải cọc PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nghiên cứu sử dụng phương pháp so sánh giá trị sức chịu tải tính tốn cọc từ cơng thức thực nghiệm với liệu lực ép cọc theo độ sâu ghi nhận nhật ký ép cọc công trình Thủ Đức – Tp HCM Cơng thức tương quan sức chịu tải cọc với lực ép cọc suy từ biểu đồ quan hệ giá trị Các công thức tương quan phân tích so sánh với kết thí nghiệm nén tĩnh trường mơ hình phần tử hữu hạn Plaxis 3D 29 2.1 Đối tượng nghiên cứu Cơng trình mô nghiên cứu Chung cư C1, C2 xây dựng Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh Cơng trình gồm 02 khối C1 C2 Khối C1 có tầng hầm 18 tầng nổi, khối C2 có tầng hầm 22 tầng Dự án cấp I với tổng diện tích sàn xây dựng 103.920.5 m2 sàn Công tác khảo sát địa chất thực 06 hố khoan, HK1(50m), HK2(60m), HK3(50m), HK4(60m), HK5(50m), HK6(50m) (Hình 1.1) 12 cọc thử tĩnh thực để xác định sức chịu tải cọc trước thi công cọc đại trà Cọc thi công phưng pháp ép theo TCVN 9394:2012 Các cọc thử tĩnh trình bày Hình 1.1 Lớp đất Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Hình 1.1: Vị trí hố khoan cọc thử tĩnh TK1 Đặc điểm địa chất cơng trình nghiên cứu từ mặt đất hữu đến độ sâu khảo sát, địa tầng gồm lớp đất 03 thấu kính Mực nước ngầm cách mặt đất từ -1.5m đến - 2.5m tùy vị trí hố khoan Chi tiết địa chất cơng trình mơ tả Bảng 2.1 TK2 TK3 Mô tả Bùn sét, xám đen xám xanh đen, trạng thái nhão Á sét - Sét, xám trắng - nâu vàng - xám đen, trạng thái dẻo mềm dẻo cứng Á cát, nâu vàng - xám trắng - xám nâu, trạng thái dẻo Á sét - Sét, nâu vàng - nâu đỏ - xám trắng, trạng thái dẻo cứng – nửa cứng Á cát, nâu vàng - xám trắng - hồng nhạt, trạng thái dẻo Á cát lẫn sạn sỏi, nâu vàng - nâu - hồng nhạt, trạng thái dẻo Á cát,nâu vàng - xám trắng - xám đen - nâu xám, trạng thái dẻo Á cát, xám đen, trạng thái dẻo Á sét, xám vàng, trạng thái cứng Á sét, hồng nhạt, trạng thái cứng Chiều dày (m) N 12,1 7,5 5,5 17 2,5 15 3,6 19 8,4 23 32 1,5 3,7 30 2,3 23 Bảng 2.1: Mô tả lớp đất Lớp đất Mô tả Cát mịn, xám đen Lớp xám nâu, trạng thái chặt - chặt vừa 30 Chiều dày (m) N 1,4 Hình 2.1: Mặt cắt địa chất ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 Hình 2.2: Mặt móng cọc chung cư C1, C2 Khối nhà C1 C2 theo thiết kế sử dụng cọc PHC D500 PHC D600 2.2 Quy trình nghiên cứu Đầu tiên, sử dụng nhật ký ép cọc phân tích lực ép cọc theo chiều sâu Q trình ép cọc chung cư C1, C2 ghi nhận nhật ký ép cọc theo quy định TCVN 9394: 2012 - đóng ép cọc tiêu chuẩn nghiệm thu Tiếp theo, tính tốn sức chịu tải cọc hố khoan độ sâu kể độ sâu có ghi nhận lực ép cọc Cuối cùng, khảo sát mối quan hệ sức chịu tải cọc tính tốn lực ép cọc, rút công thức tương quan Sau thực kiểm chứng, đánh giá cơng thức tương quan với kết thử tĩnh phần mềm Plaxis 3D KẾT QUẢ Lực ép cọc có xu hướng tăng theo chiều sâu không liên tục, độ sâu địa chất thay đổi, biểu đồ P – L có bước nhảy (Biểu đồ 3.1) Tại các độ sâu dừng để nối cọc, dừng để thay đổi hành trình kích, lực ép tăng phục hồi ma sát hơng, sau ổn định hành trình ép Khi ép cọc vào lớp đất cứng lực ép cọc tăng đột ngột, ép qua lớp đất cứng, lực ép có giảm ổn định Do đó, cần đặc biệt lưu ý ép cọc qua lớp đất cứng Đối với cọc có đường kính khác (PHC D500 PHC D600), ép qua lớp đất cát lực ép cọc có khác biệt lớn, ép qua ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 lớp đất bùn sét khơng có nhiều khác biệt Tại đoạn đầu trình ép cọc, lực ép cọc D500 D600 khơng có nhiều khác biệt Sự khác biệt tăng lên theo chiều sâu Khi qua lớp đất cứng hơn, cọc có đường kính lớn có bước nhảy lớn Khảo sát, phân tích kết thử tĩnh cọc Dự án chung cư C1, C2 thực thử tĩnh 12 cọc, cọc PHC D600 cọc PHC D500 Quá trình thử tĩnh thực theo TCVN 9393:2012 “Cọc – Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh dọc trục” với chu kỳ Chu kỳ thử tải đến 100% Ptk, chu kỳ thử đến 200% Ptk Kết thử tĩnh cọc trình bày Bảng 3.1 Bảng 3.1: Tổng hợp kết thử tĩnh dự án chung cư C1, C2 Số hiệu cọc PT-01 PT-02 PT-03 PT-04 PT-05 PT-06 PT-07 PT-08 PT-09 PT-10 PT-11 PT-12 Loại cọc PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D500 PHC D500 PHC D500 L (m) 37 36,7 36,8 35,3 35 36 34,4 31,3 35 31,4 35,5 35,4 Rcu (Tấn) 500 410 510 530 530 520 470 420 530 378 400 388 Tính tốn sức chịu tải cọc 06 hố khoan độ sâu kể độ sâu có ghi nhận lực ép cọc Tính tốn tách sức kháng mũi sực kháng hơng để phân tích Kết tổng hợp Bảng 3.2 Sức kháng mũi sức kháng hơng có xu hướng tăng theo chiều sâu đất Khi chuyển tiếp qua lớp đất khác sức 31 kháng hơng, sức kháng mũi sức kháng tổng có bước nhảy Sức kháng hơng nhìn chung lớn sức kháng mũi theo chiều sâu Tuy nhiên, vị trí lớp đất đặc biệt sức kháng mũi có độ lớn lớn sức kháng hông (Biểu đồ 3.2, 3.3, 3.4) LỰC ÉP CỌC THEO CHIỀU SÂU PHC D500 & 600 PT-01 PT-02 PT-03 PT-04 PT-05 PT-06 10 Ghi 20 PT-01 PT-02 PT-03 30 PT-04 L(m) PT-05 PT-07 PT-08 PT-09 PT-10 PT-11 PT-06 PT-12 PT-07 PT-08 PT-09 10 PT-10 PT-11 20 PT-12 30 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 P(kN) Nguồn: C1, C2 Biểu đồ 3.1: Lực ép cọc theo chiều sâu Bảng 3.2: Sức chịu tải tính tốn theo TCVN 10304: 2012 cọc PHC D500 D600 dự án chung cư C1, C2 Qs Stt Hố D L khoan (mm) (m) Coly (kN) Qp Coly (kN) Rcu Coly (kN) Qp Qp_ Datnen datnen_ Ter Vesic (kN) (kN) Qs_ Datnen (kN) Rcu_ Qs_ Qp_ Rcu_ Datnen SPT SPT SPT (kN) (kN) (kN) (kN) HK1 600 44,5 197,8 242,3 47,4 28,0 81,8 129,2 75,4 84,8 160,1 HK1 600 4,6 50,4 214,8 265,2 55,8 29,2 88,0 143,8 86,7 84,8 171,4 HK1 600 54,9 226,1 281,0 61,4 30,0 92,2 153,6 94,2 84,8 179,0 202 HK2 600 36,4 2572,7 1865,2 4437,9 3324,8 1191,7 1883,2 5208,1 6528,1 1949,9 8478,0 203 HK2 600 36,6 2599,1 1865,2 4464,2 3359,5 1199,2 1895,7 5255,2 6614,7 1949,9 8564,7 204 HK2 600 36,7 2612,3 1865,2 4477,4 3376,9 1203,0 1901,9 5278,8 6658,1 1949,9 8608,0 205 HK2 600 36,8 2625,4 1865,2 4490,6 3394,4 1206,7 1908,1 5302,5 6701,4 1949,9 8651,3 844 HK6 500 42 2888,6 1177,5 4066,1 3535,2 980,4 1583,8 5119,0 8524,8 1884,0 10408,8 845 HK6 500 43 2998,5 1177,5 4176,0 3709,3 1005,8 1626,4 5335,7 9027,2 1884,0 10911,2 846 HK6 500 44 3108,4 1177,5 4285,9 3887,7 1031,2 1669,0 5556,8 9529,6 1884,0 11413,6 … … 32 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 SỨC KHÁNG HÔNG VÀ SỨC KHÁNG MUI TCVN 10304:2012 HK1 HK2 HK3 HK4 HK5 HK6 10 20 500 Ghi chú: Qp_coly 30 Qp_Datnen_Ter Qp_datnen_Vesic 40 L(m) Qp_SPT Qs_coly Qs_Datnen 10 Qs_SPT Rcu_coly 20 Rcu_datnen 600 Rcu_SPT 30 40 5000 10000 150000 5000 10000 150000 5000 10000 150000 5000 10000 150000 5000 10000 150000 5000 10000 15000 R(kN) Nguồn: C1, C2 Biểu đồ 3.2: Sức kháng hố khoan cọc PHC D500 PHC D600 SỨC CHỊU TẢI THEO CHIỀU SÂU PHC D500 Qp_Datnen_Ter Qp_SPT Qs_coly Qs_Datnen Qs_SPT Rcu_coly Rcu_datnen Rcu_SPT HK1 10 20 30 40 HK2 Ghi chú: Qp_coly 10 20 30 40 HK3 L(m) Qp_coly 10 20 30 40 Qp_Datnen_Ter Qp_SPT Qs_coly Qs_Datnen HK4 10 20 30 40 Qs_SPT Rcu_coly Rcu_datnen HK5 10 20 30 40 HK6 10 20 30 40 Rcu_SPT 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 1500 P(Tấn) Nguồn: C1,C2 Biểu đồ 3.3: Chi tiết sức kháng cọc PHC D500 hố khoan SỨC CHỊU TẢI THEO CHIỀU SÂU PHC D600 Qp_Datnen_Ter Qp_SPT Qs_coly Qs_Datnen Qs_SPT Rcu_coly Rcu_datnen Rcu_SPT HK1 10 20 30 40 HK2 Ghi chú: Qp_coly 10 20 30 40 HK3 L(m) Qp_coly 10 20 30 40 Qp_Datnen_Ter Qp_SPT Qs_coly Qs_Datnen HK4 10 20 30 40 Qs_SPT Rcu_coly Rcu_datnen HK5 10 20 30 40 HK6 10 20 30 40 Rcu_SPT 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 15000 500 1000 1500 P(Tấn) Nguồn: C1,C2 Biểu đồ 3.4: Chi tiết sức kháng cọc PHC D600 hố khoan Khảo sát mối quan hệ sức chịu tải cọc tính tốn theo cơng thức thực nghiệm lực ép cọc Lực ép cọc tăng dần theo độ sâu, qua lớp đất khác có thay đổi đột ngột ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 lực ép Tương tự, theo độ sâu sức chịu tải cọc có bước nhảy qua lớp đất khác Bước nhảy sức chịu tải lực ép có vị trí Với giá trị lực ép có nhiều sức chịu 33 tải, thực tế cho thấy Rcu có trường hợp lớn bé Pep (Biểu đồ 3.5), điều có ý nghĩa thực tế, quan niệm Rcu lớn Pep kết thúc không phù hợp LỰC ÉP CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC PHC D500 & PHC D600 500 600 5000 4000 Ghi chú: Rcu (kN) PT-02 PT-04 3000 PT-05 PT-06 PT-09 PT-10 2000 PT-11 PT-12 1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 P (kN) Nguồn: CCHP Biểu đồ 3.5: Lực ép cọc sức chiu tải cọc 2000 4000 1000 4000 2000 500 1500 3000 7000 1000 2500 2000 10 L 500 Qs_coly 1000 Qp_coly Rcu_coly 500 Rtd_coly Qs_Datnen 500 Qp_Datnen_Ter Qp_datnen_Vesic Qa_datnen Rcu_datnen Qs_SPT Qp_SPT Rcu_SPT 1000 Qa_SPT P 10 30 500 1500 500 2000 3500 500 1500 1500 3000 4000 10000 6000 14000 1000 4000 Biểu đồ 3.6: Tương quan sức chịu tải cọc, lực ép cọc, chiều sâu ép cọc Lực ép P có liên hệ với L, Qa_SPT, Rcu_SPT, Qs_SPT, Rcu_Datnen, Qa_datnen, Qs_datnen, Qs_coly L (Biểu đồ 6) Liên hệ Pep Rcu đất rõ ràng (Biểu đồ 3.7) SỨC CHỊU TẢI VÀ LỰC ÉP CỌC Cọc PHC D500 PHC D600 500 600 5000 4000 Rcu (kN) 3000 2000 1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 P (kN) Nguồn: C1, C2 Biểu đồ 3.7: Tương quan lực ép cọc sức chịu tải cọc 34 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 Quan hệ lực ép cọc P sức chịu tải cọc Rcu đường cong có dạng Rcu= f(ln(P),L) (Biểu đồ 3.7) Kết phân tích tương quan sức chịu tải cọc lực ép cọc theo chiều sâu cho cọc PHC D500 PHC D600 rút theo công thức (3.1) (3.2) Công thức tương quan sức chịu tải Rcu với lực ép P cọc PHC D500: Rcu = 56.284 Ln(P)+122.645 L-1227.98 (3 1) Công thức tương quan sức chịu tải Rcu với lực ép P cọc PHC D600: Rcu = 139.512*Ln(P)+142.07*L-1849.23 (3 2) Để xem xét phù hợp công thức tương quan, tiến hành thể Rcu Rcu_corr biểu đồ P – Rcu (Biểu đồ 8) Với Rcu_corr tính tốn từ P L theo công thức tương quan (3.1) (3.2) Kết thể Biểu đồ 3.8 SỨC CHỊU TẢI VÀ LỰC ÉP CỌC Cọc PHC D500 PHC D600 500 600 5000 4000 Rcu (kN) 3000 Ghi chú: Rcu_datnen 2000 SCT_Correct_PL 1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 1000 2000 3000 4000 5000 P (kN) Nguồn: C1, C2 Biểu đồ 3.8: Rcu_corr Rcu cọc PHC D500 D600 Rcu_corr Rcu gần (Biểu đồ 8), cơng thức tương quan Rcu_corr phù hợp KIỂM CHỨNG, ĐÁNH GIÁ CÔNG THỨC TƯƠNG QUAN Để kiểm chứng công thức tương quan thực đánh giá, so sánh với kết thử tĩnh phần mềm Plaxis 3D Tính tốn sức chịu tải Rcu_corr cọc thử tĩnh, đánh giá sức chịu tải Rcu_corr Rcu thử tĩnh Kết trình bày Bảng Bảng So sánh sức chịu tải cọc theo công thức tương qua lực ép cọc theo kết thử tĩnh Số hiệu cọc Loại cọc PT-01 PT-02 PT-03 PT-04 PT-05 PT-06 PT-07 PT-08 PT-09 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 PHC D600 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 L 37 36,7 36,8 35,3 35 36 34,4 31,3 35 P_ep (Tấn) 530 530 530 530 530 530 530 530 530 Rcu (Tấn) 500 410 510 530 530 520 470 410 530 Rcu_ Corr (Tấn) 460 456 458 458 432 432 432 379 432 Chênh -8% 11% -10% -14% -18% -17% -8% -7% -18% 35 Số hiệu cọc Loại cọc PT-10 PT-11 PT-12 PHC D500 PHC D500 PHC D500 P_ep (Tấn) L 31,4 35,5 35,4 Rcu_ Corr (Tấn) 375 375 375 Rcu (Tấn) 400 400 400 380 390 410 Chênh -1% -4% -8% Chênh lệch thử tĩnh công thức tương quan từ 4% đến 18 % Kiểm chứng với mô trình thử tĩnh cọc phần mềm Plaxis 3D V20 với thông số đưa vào mô theo Bảng 4.2 Hình 4.1: Mơ hình Plaxis 3D dự án C1, C2 Bảng 4.2: Thông số địa chất đưa vào mơ hình Đặc trưng Lớp san Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp _TK1 Lớp _TK2 Lớp _TK3 Drained Drained Drained Undrained Drained Drained Drained Drained Undrained Undrained Drained 14,5 15,0 19,4 19,7 19,3 20,6 20,6 20,4 17,5 16,9 19,8 14,5 15,1 18,6 20,0 20,4 19,2 21,0 21,2 21,0 18,2 18,2 20,3 15,1 Ky(m/ngày) 2,4E-05 1,5E-05 6,7E-05 4,0E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 2,4E-05 Kx(m/ngày) 2,4E-05 1,5E-05 6,7E-05 4,0E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 3,9E-05 2,4E-05 lấp Ứngxửcủađất Drained γ unsat (kN/m3) γ sat(kN/m3) E' (kN/m ) 612 3841 15110 34655 18909 107120 73351 72705 7101 149110 66866 612 ν 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 1,7 6,9 20,6 8,2 32,5 7,7 6,1 6,7 24,6 24,6 23,6 1,7 φ'( ) 26,8 18,7 27,3 21,1 19,0 21,8 28,8 24,8 16,5 16,5 15,1 26,8 Rinter 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,8 C' (kN/m2) Kết mô thử tĩnh cho cọc tổng hợp theo Bảng 4.3 Bảng 4.3: Kiểm chứng tương quan Plaxis 36 ID_ coc Z_m Rcu_ Plaxis (Tấn) TP1 TP1 TP1 TP1 TP1 TP1 30,8 37 32,6 29 17 24 415 576 482 400 159 283 Rcu_ Thử tĩnh (Tấn) 500 Rcu_ corr (Tấn) 372 460 398 347 176 276 Δ Rcu_ corr – Thử tĩnh Δ Rcu_ corr Rcu_ Plaxis -10% -8% -17% -13% 11% -3% ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 ID_ coc Z_m Rcu_ Plaxis (Tấn) TP2 TP3 TP4 TP5 TP6 TP7 TP10 TP11 TP12 36,7 36,8 36,8 35 35 35 36,8 36,8 36,8 413 490 538 550 561 408 408 309 412 Rcu_ Thử tĩnh (Tấn) Rcu_ corr (Tấn) Δ Rcu_ corr – Thử tĩnh 410 510 530 530 520 470 380 390 410 456 458 458 432 432 432 375 375 375 11% -10% -14% -18% -17% -8% -1% -4% -8% Chênh lệch gữa Rcu_corr Rcu thử tĩnh từ 4% đến 18% tùy vào vị trí cọc Chênh lệch Rcu_corr Rcu_plaxis đối từ 3% đến 17% KẾT LUẬN Bài báo trình bày nghiên cứu, phân tích xác định mối tương quan sức chịu tải cọc lực ép cọc, phương pháp so sánh giá trị sức chịu tải cọc tính tốn từ cơng thức thực nghiệm với liệu lực ép cọc theo chiều sâu dự án chung cư C1, C2 Thủ Đức Tp Hồ Chí Minh Các giá trị sức chịu tải cọc từ công thức tương quan so sánh, kiểm chứng với kết thử tĩnh mơ hình phần tử hữu hạn phần mềm Plaxis 3D Các kết luận rút sau: Công thức tương quan sức chịu tải Rcu với lực ép P cọc PHC D500: Rcu = 56.284 Ln(P)+122.645 L-1227.98 (3.1) Công thức tương quan sức chịu tải Rcu với lực ép P cọc PHC D600: Rcu = 139.512 Ln(P)+142.07 L-1849.23 (3.2) Theo kết phân tích trên, cơng thức (3.1) (3.2) sử dụng để ước lượng sức chịu tải cọc PHC D500 PHC D600 phạm vi gần dự án chung cư C1, C2 khu vực lân cận có địa chất tương tự Cần thận trọng vệc lựa chọn Pmax, cọc ép qua lớp đất cứng Pep có bước nhảy Pep có khả lớn Pmax chưa đạt đến độ sâu thiết kế sức ĐỊA KỸ THUẬT SỐ - 2022 Δ Rcu_ corr Rcu_ Plaxis chịu tải kỳ vọng cọc Đối với trường hợp cọc ép chưa đạt đến độ sâu thiết kế cần ép thêm để xuyên qua lớp đất cứng này, tải trọng ép không vượt sức chịu tải vật liệu cọc Do đó, từ đầu cần tính tốn lựa chọn sức chịu tải vật liệu cọc đủ lớn để ép xuyên qua lớp đất cứng Công thức xác định lực ép cọc theo chiều sâu cọc PHC D500: (5 1) Công thức xác định lực ép cọc theo chiều sâu cọc PHC D600: (5.2) Hình 5.2: Lực ép cọc theo chiều sâu Lựa chọn thông số ép cọc để sau ép cọc biểu đồ lực ép chiều sâu ép nằm hai cạnh hình chữ nhật điều kiện dừng ép Lmin < L < Lmax Pmin