GAA 4 5A
TRUONG DHDL KY THUAT CONG NGHE !
KHOA KY THUAT CONG TRINH TROT
BAO CAO DE TAI NGHIEN CUU KHOA HOC
"NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẤN DE !
VỆ SỨC CHỊU TÀI CỦA COC EP |
LAM MONG KHU NBA HỌC TẬP VÀ LÀM VIỆC -
TRƯỜNG ĐHDL KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ"
NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN:
1 PHAN DŨNG Chủ nhiệm để tài
2 TRƯƠNG QUANG THÀNH Tham gia
Trang 41.1 1.2 1.3 Ii 2.2 bo My Đặt vấn đề nghiên cứu 6 Đối tượng nghiên cứu
Cọc ép đưới móng của Công trình Trường ĐHDL Kỹ thuật Công nghệ
Giới thiệu sơ lược về công trình
-Qui mô công trình: bao gồm hai khối nhà chính có kết cấu khung bê tông cốt thép, tường ngăn không chịu lực:
.Khối Hành Chính có gui mô 9 tầng (diện tích mat bing 1A 292m’)
.Khối Học tập có qui mô 6 tầng (diện tích mặt bằng là 830 m') -Tổng số lượng móng, cọc Khối Học tập: 58 móng, 347 cọc BTCT dài 27m, tiết điện 30cmx30cm, tổng chiều dài ép cọc là 9369m .Khối Hành chánh: 12 móng, 40 cọc BTCT dài 27m, và 86 cọc BTCT dài 33m tiết điện 30cmx30cm, tổng chiều dài ép cọc là 4176m ,
Đặi vấn đề nghiên cứu
Hiện nay móng cọc ép được sử dụng rộng rãi để xây dựng các công trình trong điều kiện xây chen ở các thành phố lớn, điều kiện thi công chật hẹp Móng cọc ép đã được sử dụng cho nhiều công trình trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh có qui mô từ 5 đến 15 tâng
Tuy nhiên hiện nay việc nghiên cứu sự làm việc của cọc ép như thế nào thì
vẫn còn rất ít các tài liệu để cập tới Các vấn để có tính chất tổng quan được nêu trong [1], một số ý kiến về kinh nghiệm áp dụng thực tiễn cọc ép đã được trình bày
trong [2], và mới đây nhất, những qui định về việc áp dụng cọc ép trong xử lý nền móng đã được hướng dẫn cụ thể trong tài liệu [3] Nhưng vẫn còn rất ít tài liệu để cập đến sự làm việc của cọc ép trong các điều kiện hiện trường cụ thể
Trang 52.5 2.6 Ui Uy San vA “hi , ry ^
Thu thập và xử lý kết qủa ép cọc đại-trà và vẽ nên đường quan hệ giữa lực ép F và
độ sâu mũi cọc z cho từng cọc
Nghiên cứu vận dụng Phương pháp Xaratov vào việc dự báo sức chịu tải của cọc Tính tóan sức chịu tải của cọc theo Qui phạm hiện hành
œ
Thử tìm mối quan hệ giữa lực ép cuối cùng và sức chịu tải của cọc
Một số kết quả cụ thể Số liệu địa chất công trình
- - Số lượng và vị trí hố khoan ( xem hình 1 )
- Căn cứ vào hổ sơ khảo sát địa chất công trình thì địa tầng của khu vực xây
dựng ( xem hình 2 ) như sau :
Tính từ mặt đất hiện tại đến độ sâu khảo sát , đất nền gồm các lớp như sau:
- _ Lớp 1: Lớp đất trên mặt là cát san lấp dày trung bình khoảng Im
- - Lớp 2: Bùn sét màu xám đen trạng thái chảy, dày trung Đình khoáng 23m - _ Lớp 3:Cái pha màu xám, trạng thái cứng rắn, đày trung bình khoảng 2m
- - Lớp 4; Sét màu vàng, loang lỗ xám, trạng thái nữa cứng đến dẻo cứng,
đày trung bình khoảng 2m
- _ Lớp da: Sét pha nhẹ, màu xám, loang lỗ vàng, nữa cứng dày trung bình
khoảng 4,7m
- - Lớp.5 : Séi màu vàng, loang lỗ xám, trạng thái nữa cứng đến dẻo cứng,
` dày chưa kết thúc ở hố khoan sâu 3.5m
Lập bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất — ghỉ ở bảng 1
Phân tích số liệu địa chất công trình nêu trên và đối chiếu với tiêu chuẩn xây dựng
Trang 93.2 Nón tĩnh cọc ° Công trình đã thực hiện: Bp thử 7 cọc từ 24-27(m), 3 cọc từ 33-35(m) có .Nén tĩnh cọc 2 cọc 27m và 1 cọc 24m (khối Học tập) Phương pháp nén tĩnh: nén nhanh
Kết qủa nén tĩnh: được thể hiện trong các đồ thị (xem hình vẽ) Kết luận nén tĩnh của đơn vị ép cọc:
Coc No.1:
Cọc được coi là làm việc trong giới hạn đàn hồi đến tải trọng 80T (trong điều kiện cọc được thi công với lực ép 1OOT)
.Cọc No.3:
Coc được coi là làm việc trong giới hạn đàn hồi đến tải trọng 80T
(trong điều kiện cọc được thi công với lực ép 116.7T)
.Cọc No.3:
Cọc được coi là làm việc trong giới hạn đàn hồi đến tải trọng 80T
(trong điều kiện cọc được thi công với lực ép 105.6T)
- Nhận xét:
Cọc dài 34m không thực hiện nén tĩnh
Số lượng nén tĩnh cọc không đủ so với yêu cầu của Qui phạm
Việc nén tnh cọc đã không thực hiện đến phá họai hoặc tới độ lún 1.6cm
theo qui định của Qui phạm do đó việc sử dụng các số liệu của việc nén
nh để xác định sức chịu tải của cọc là rất khó khăn
Trang 15
NtOHDL2_P&rs Chart 3_3/2/00 ( , , —— ‹ - Biểu đồ quan hệ Lực nén & Tốc độ lún _— Trường đại học KTCN T.p HCM Cọc thí nghiệm: N01- Số hiệu 351 - Móng M2 - Trục A-9 Gtr)COU?3CU)COLOCOtLf>COLUOCDLOCDLOC '
CNNONOMNIDNOMQMIOQMIDWIONI DOT CANIN TPHNN OOP-B-0O0
Trang 16NtDHDL3_P&s Chart 2_ 3/6/00
Biểu đồ Quan hệ lực nén - độ lún P_s (Chu kỳ 1+2) |
Truong dai hoc KTCN T.p HCM
Trang 18c : Biểu đồ quan hệ Lực nén & Tốc độ lún ) Trường đại học KTCN T.p HCM | Cọc thí nghiệm: N03- Số hiệu 70 - Móng M2 - Truc C-3 CƯ XĐLOCOLOCOLfX<©LOCOLOCDL©U)CO
CN OMNOMNOWIOWODMOMONOMOOT TANS HLOWI OC 00
Trang 19MIDHDL35x35PAnh (1) BIỂU ĐỎ ÉP CỌC THU Cọc ép thứ 35x35 1
KHÔI A - Dưnn Trưởng đài hạc dân lập KTCN Tap, FCM NGAY EP:04/05 2000
CỌC THỨ SỐ : No L- MÔNG M3 - TRỤC 1_5!, SỐ HIỆU CỌC: 87 THO! GIAN BAT DAU:OKnSO"
KICH THƯỚC CỌC ; 1500nm)*150(mm) THOLGIAN KET THUC: L thaw,
CHIEU SAU MUI COC (MDTN): -34,60 m,
Trang 20MOHDL35x35P&n (2) BIỂU ĐỒ ÉP CỌC THỬ | Coc Gp thtr 35x35_2 LG KHÔI A - Dự ñn Trường dat hoe đần lập KTCN Tp HCAI NGAY EP:05/05/200n t CỌC THỪ SỐ : Na 2: MÓNG MỊI - TRỤCI_1,SỐ HIỆU CỌC: 2 THO! GIAN BAT DAU: Linon | KICH THƯỚC CỌC ; 350(mm)*150(mm)
THỜI GIAN KẾT THÚC: IShds'ˆ
CHIẾU SÂU MŨI CỌC (MDTN): -27,50 m,
TÀI THÍ NGHIỆM LỚN NHẤT: T, TẢI THIẾT KỀ :
Trang 21\ NDHDLS, Pân | BIEU DO EP Coc THU Cọc ép thử N05
Dy du Trường a đại học dân lập KTCN T.p HCM NGAY EP:06/03/2000 CỌC THU SO : No§ - MÓNG M2 - THỤC E'_10, SỐ HIỆU CỌC: 378 (TS: 536) THỞI GIAN BAT DẦU: 07h00 KÍCH THƯỚC CỌC : 300(mm)*300(mm) THỜI GIAN KẾT THÚC: 10h13 CHIEU SAU MUL COC (MDTN): -24,40 m,
TAI THI NGHIEM LGN NHAT: 80 T, TAI THIET KE: _T, TALTRONG DỮNG ÉP : ILIT CHU TRI: K/s DANG DINH NHIEM
Trang 22
BIEU DO EP coc THU Cọc ép thử N06 Dư án Trường đại học din Ap KTCN T.p HCM
COC THU SO : No6 - MONG M3 - TRỤC G_2°, SỐ HIỆU CỌC: 15 (T$: 340) KÍCH THUGC COC ; 300(mm)*300¢mm) CHIEU SAU MULCOC (MDTN); -33,20 m, NIDHDL15_P&h NGAY ÉP:17/04/2000 THOI GIAN BAT DAU: Iih3d THOL GIAN KET THUC: 14h23',
TAL THI NGHIEM LON NHAT: T, TAITHIETKE: _T, TALTRONG DUNG EP : 55,6T
Trang 23MOHOL63_P&h BIỂU ĐỒ ÉP coc THU Cọc ép thứ N07
Đướn Trưởng đại học dân lập KTCN T.p ICM NGAY EP:19/04/2000
COC THISO:No7-MONG MI TRỤC G_3" SỐ HIỆU CỌC: 6A (TS: 40) THOL GIAN BAT DẦU:0Kh$0
KICIE THƯỚC CỌC : )00(mm)*300(nm) THỞI GIAN KẾT THÚC: IIh1§*, CHIEU SAU MUI COC (MDTN): -35,00 m,
; TÀI THÍ NGHIỆM LỚN NHẤT: T,TẢI THIẾT KỆ: .T, TAI TRONG DUNG EP: 161T
Trang 24r 3.3 Xây dựng quan hệ lực ép với độ sâu mũi cọc
3.3.1 Cách xây dựng
Can cứ vào hồ sơ ép cọc chúng ta có độ sâu mũi cọc và giá trị lực ép coc tương ứng, đo đó chúng ta vẽ được đồ thị biểu hiện mối quan hệ lực ép cọc và độ sâu mũiI cọc Fz
3.3.2 Đồ thị Fs của các cọc ép thứ
Ép thử 7 cọc: mũi cọc ở độ sâu từ 24m đến 27m Có dude F’(Z) ut
Ép thử 3 cọc: mũi cọc ở độ sâu từ 33m đến 35m Có được F”() nc
- Xây dựng được đường trung bình FỶ(z)ư.b 3.3.3 Đồ thị F{(z) của tất cả các cọc còn lại - — Từ đồ thị Fn1(2) ta suy ra Fmr(2)u.b - - Từ đồ thị FEncŒ) ta suy ra Fuc(2)tr.b 3.3.4 Vẽ chập các đồ thị F(z)tr.b Suy luận
- Qua biéu dé F(z) ta thấy nó phản ảnh được địa tầng do đơn vị khảo sát cung cấp
Tuy nhiên ở lớp 4 và lớp 4a phản ảnh thông tin về các lớp đất này là không đầy đủ nhưng đây là lớp đất rất quan trọng vì là lớp chịu lực
- _ Cọc ép thử và cọc ép đại trà có cùng 1 qui luật Nếu chiều sâu 28m thì giá trị của
F(z)tr.b 1a 102.8T va 6 dé sau 36m thi F(z)tr.b 1a 147.25T
Trang 32
3.4 Xác định sức chịu tải của cọc ¬
3.4.1, Chỉnh lý kết qủa nén tĩnh, xây dựng quan hệ giữa tải nén và độ lún đầu cọc
-Kết qủa nén tĩnh cho ta quan hệ giữa tải nén và độ lún đầu cọc trong phạm vi thí nghiệm -Việc xác định sức chịu tải của cọc từ nén tĩnh là rất khó khăn với các lý do đã nêu trên ” 3.4.2 Dự báo sức chịu tải của cọc theo qui phạm hiện hành dgh = m( mạ R F +u Ð my f l¡ ) m= 1 ( Cọc hạ vào đất bằng cách ép cọc )
Diện tích tiết diện ngang chân cọc F= 0.09 m2
Chu vị tiết diện ngang thân cọc u= 12m
Địa chất đất nền từ trên xuống dưới gồm 5 lớp Lớp 1 : Đất đắp Lớp 2 : Đất bùn trạng thái chảy dày H2 = 22.8m va f, =0 Lớp 3 : Cát pha l¡ =0.21 day H3 = 1.9m và mạ = ( 2;¿=24.8m va f.= 8.6 T/m2 va l= 1.0 Lớp 4: Sét dẻo cứng đến nữa cứng l¡ = 0.32 dày H4 = 2m và mụ = 0.9 Za=27m và f›= 6.1 T/m2 và lạ =2.0 Lớp 4a: Sét pha nữa cứng lị =0.1 dày H5= 4.7m và Mp = 0.9 Z,= 28m va l, = 9.02 T/m2 , 14 =0.3ir
Stéc chin tdi cita coc 27m:
Cọc 27 m, ta tính được mũi cọc ngập trong lớp đất 4a là 0.3m Xác định R:
Zp= 28m
Sét pha nữa cứng l¡= 0.1
Nội suy và tính được R = 930T/m2
Trang 33
Site chiu (ai cita coc 35m ›
Coc 35 m, ta tính được mũi cọc ngập trong lớp đất 4 là 3.5m và xuyên qua lớp 4a dày 4.,
Xác định R:
ZR = 36m
Sét pha nữa cứng I¡= 0.32
Nội suy và tính được R= 562T/m2
Thành phần ma sát bên tính giống cọc 27m và thêm thành phần mặt bên của lổp 4a và kk Chia lớp 4a thành 3 lớp phân tố =2m và Z4 =28.7m f„ sẽ là : 9.05T/m2 s=2m và Z5 =29.7m f ; sẽ là : 9.25T/m2 16 =0.7m và Z6 = 30m f6 sẽ là :9.3T/m2 Chia lớp 4 thành 2 lớn phân tố 17=2m và Z7=31m f7 sẽ là : 6.3T/m2 18 = 1.5m va Z8 = 32.8m f8 sẽ là : 6.4T/m2 Từ đó tính được sức chịu tải giới hạn: Oph = 1x562x0.09 + 1.2 x0.9( 8.6x1.09+6.4x2+2x9.05+2x9.25+0.7x9.3+2x6.3+1.5x( = 50.58 + 102 = 152.8T Oo = 109.14 T
Vậy sức chịu tải cho phép của cọc 36m là 109, 1-4 T
3.4.3 Dự báo sức chịu tải của cọc theo phương pháp Xaratov
a So luge vé ly thuyét
.Phương pháp xác định sức chịu tải Xaratov cũng dựa trên quan niệm sức
chịu tải của cọc bao gồm sức chịu tải ở mặt bên và ở mũi |
Trang 48^ đ Nhận xét:
e_ Đường cong tải lún tính theo phương pháp Xaratov có xu thế phù hợp
với đạng đường cong nén tĩnh h
e Đường tải - lún tính được theo phương pháp Xaratov nằm dưới đường
nén tĩnh do vậy sức chịu tải tính theo phương pháp Xaratov là an tòan e - Có thể dựa trên đường tải - lún của phương pháp Xaratov để dự báo sức
chịu tải của cọc
e Nhu thé co thé dùng phương pháp Xaratov để vẽ nên đường cong tai - lún cho cọc đài 34m là những cọc không có thí nghiệm nén nh
Trang 49
3.4.4 Xác định sức chịu tải của cọc nà ^ Ký Nén tĩnh Qui phạm Sức chịu tải | Sức chịu tải Xaratov
hiệu ( Tấn ) (Tấn ) (Tấn ) giới hạn ( Tấn ) |cho phép (Tấn )j
cọc Bên | Mũi | Tổng | Bên | Mũi | Tổng | Max min Max min | wr) Coc 28m (1) 80 34.4| 83.7 | 118 | 48.7 | 18.8 | 67.5 | 118 67.5 84.2 48.2 Coc 28m (2) 80 34.4| 83.7 | 118 | 38.6 | 18.8 | 57.4 118 57.44 84.2 41/0 Cọc 36m 80 102 | 50.6 | 153 131 16.4 147 153 147 109.3 57.14 L
3.5, Thử lập mối quan hệ giữa sức chịu tải của cọc với lực ép cọc
Trang 50
H Kết luận và kiến nghị go A
¬
Kết qủa ép cọc là một thông tin khá tin cậy để kiểm tra địa tầng nơi xây dựng cho nên tất cả các cọc dưới móng công trình cần phải theo dõi lực ép và độ sâu một cách chính xác
ĐỂ xác định sức chịu tải của cọc thì ngòai việc dựa trên các kết qủa nén tính và các công thức của Qui phạm thì cần thiết phải sử dụng thêm các
phương pháp khác để xác định sức chịu tải của cọc một cách tin cậy hơn Phương pháp Xaratov đã được các nhà khoa học Xô viết cũ kiểm nghiệm trong thực tế và ở Việt Nam cũng đã được áp dụng để so sánh với kết qủa nén tĩnh tại các công trình xây dựng nhà cửa và bến cảng thì cho thấy rằng
đây cũng là một phương pháp cho chúng ta giá trị sức chịu tải đủ tin cậy
Trong điều kiện mũi cọc ép vào trong đất á sét và sét như hiện trường công
trình Trường ĐHDL kỹ thuật Công nghệ thì mối quan hệ giữa lực ép trung bình với sức chịu tải giới hạn là như sau:
Voc 26m: (08F +474) ; Be bem: (096 +40)
Những kết qủa thu được mới chỉ là rất sơ bộ bởi vì số liệu về nén tĩnh cọc không đầy đủ, số liệu địa chất công trình cũng không đầy đủ
Nếu như có nhiều thông tin đây đủ hơn nữa về địa chất công trình và nén tĩnh cọcthì kết qủa sẽ tốt hơn nhiều Hy vọng rằng những công trình sẽ
được xây dựng thêm ở đây cũng như những công trình sử dụng móng cọc ép khác sẽ làm phong phú hơn các dữ liệu cho việc nghiên cứu và trên cơ sở
Trang 51
TÀI LIÊU THAM KHẢO
GS.TS Phạm Xuân - PGS.TS Nguyễn Thược, “Sử dụng cọc ép Tĩnh - và cọc khoan nhồi khi xây chen ở các vùng đất yếu”, 1992
KS Nguyễn Văn Đực, “Mấy quan điểm về nền móng”, 1998 a > a
GS Vũ Công Ngữ và các cộng sự, “Các điều kiện kỹ thuật của cọc
ép xử lý nền móng”, 2000
Trang 52MỤC LỤC I Đặt vấn đề nghiên cứu II Phương pháp thực liện 1II.Một số kết quả cụ thể 3.1 Số liệu địa chất công trình ` Bảng vẽ mặt bằng bố trí cọc, mồng và hố khoan
Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý đất nên
Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý đất nên tính toán Mặt cắt địa chất công trình 3.2 Nén nh: cọc Các biểu đồ nén nh, ép thử cọc ^ ow ^ a + a ~» 3.3 Xây dựng biểu đồ quan hệ lực ép với độ sâu nưữi cọc Các biểu đồ quan he Fz
3.4 Xác định sức chịu tải của cọc 3.4.1 Chinh lý: các kết quả nên tĩnh
3.4.2 Dự báo sức chịu tải của cọc theo qui phạm hiện hành 3.4.3 Dự báo súc chịu tải của cọc theo phương pháp Xaratov
Các bằng kết quả và số liệu tính toán theo Xaratov
Các biểu đồ sức chịu tải theo phương pháp Xarafov _ Nhận xét
3.4.4 Xác định sức chịu tải
3.5 Thử lập mỗi quan giữa sức chịu tải của cọc với lực ép cọc IV.Kết luận kiến nghị