CHUYÊN ĐỀ: XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN NHỒI DỰA TRÊN ĐỘ TIN CẬY. TS. BẠCH DƯƠNG

PHỐI HỢP GIỮA CÔNG TY CPTV CẢNG – KỸ THUẬT BIỂN & BỘ MÔN XD CẢNG - ĐƯỜNG THỦY, ĐHXD HỘI THẢO KHOA HỌC ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ VÀ TIÊU CHUẨN MỚI TRONG KHẢO SÁT, THIẾT KẾ VÀ KHAI THÁC CƠNG TRÌNH CẢNG CHUN ĐỀ XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI VÀ KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN NHỒI DỰA TRÊN ĐỘ TIN CẬY TS BẠCH DƯƠNG TP HỒ CHÍ MINH, 25/12/2017 NỘI DUNG PHẦN 1 Tổng quan cách tiếp cận thiết kế Các phương pháp lý thuyết độ tin cậy xác định hệ số SCT theo LRFD Điều chỉnh hệ số SCT dựa định lý Bayes PHẦN Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi Thảo luận PHẦN TỔNG QUAN VỀ CÁCH TIẾP CẬN TRONG THIẾT KẾ THEO ỨNG SUẤT CHO PHÉP (ASD) 𝑸𝒂 ≤ 𝑹𝒖 𝑭𝑺 THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN (LSD) ▪ Cách tiếp cận theo cường độ tính tốn châu Âu; ▪ Cách tiếp cận theo sức chịu tải tính tốn Bắc Mỹ (LRFD) Điểm chung: Áp dụng hệ số an toàn thành phần Hệ số an toàn thành phần thiết kế móng Tham số tính tốn Brinch Hansen DS415 Eurocode (1953) (1956) (DI1965) (CEN 1992) (CEN 2004) Tĩnh tải; 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 Hoạt tải 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,25 1,2 1,25 1,25 1,25 - Móng băng - 1,7 1,75 1,4-1,6 1,0-1,4 - Móng cọc - 2,0 2,0 1,4-1,6 1,0-1,5 - 1,6 1,6 1,7-2,4 1,0-1,4 Tải trọng: Cường độ đất: Ma sát đất (tan𝝋’) Lực dính Sức chịu tải cực hạn cọc Thí nghiệm thử tải cọc THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY(RBD) 𝒈=𝑹−𝑸 𝟎 𝑷𝒇 = 𝑷 𝒈 < 𝟎 = 𝑷 𝑹 < 𝑸 = න 𝒇𝒈 𝒙 𝒅𝒙 −∞ THEO HỆ SỐ TẢI TRỌNG VÀ HỆ SỐ SCT (Load and Resistance Factor Design, LRFD) 𝒏 𝝓𝑹𝒏 ≥ ෍ 𝜸𝒊 𝑸𝒏𝒊 𝒊=𝟏 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI Hệ số tải trọng phương pháp LRFD xác định lý thuyết độ tin cậy phải thỏa mãn số độ tin cậy mục tiêu • Tiêu chuẩn TK móng cầu đường Mỹ (AASHTO 2002 theo Barker et al., 1991; AASHTO 2007 theo Paikowsky et al., 2004); • Tiêu chuẩn thiết kế móng cho trụ đường dây tải điện Mỹ (Phoon et al., 1995; Phoon et al., 2003); • Tiêu chuẩn xây dựng quốc gia Canada (Becker, 1996); • Tiêu chuẩn Geo-Code 21 Nhật Bản (Honjo Kusakabe, 2002); • Luận án tiến sỹ (Yang, 2006); TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở VIỆT NAM Phương pháp LRFD bước phát triển phương pháp trạng thái giới hạn, tên gọi lại tương đối với nhiều kỹ sư thiết kế nước ta Hiện nay, LRFD sử dụng rộng rãi thiết kế móng cầu đường theo tiêu chuẩn AASHTO, kết cấu thép cơng trình dân dụng công nghiệp Về nghiên cứu nước có: • Luận án tiến sỹ (Ngơ Châu Phương, 2014); • Luận văn cao học (Phan Xn Thìn, 2017) Trong cơng trình cảng, việc thiết kế dựa tiêu chuẩn biên dịch từ tiêu chuẩn nước ngoài, tiêu chuẩn Nga (22TCN207-92) hay tiêu chuẩn Nhật Bản, Nga, Vương quốc Anh (TCVN11820:2017) Ngay tiêu chuẩn ban hành không đề cập đến LRFD 10 BƯỚC 2: HÀM PHÂN BỐ TIÊN NGHIỆM 1.4 Mat xac suat 1.2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Tham so khuynh huong SCT HÀM PHÂN BỐ TIÊN NGHIỆM THEO TRƯỜNG HỢP NGHIÊN CỨU SỐ 15: 𝜆ҧ𝑅 =1,298 COVR=0,337 HỆ SỐ SCT BAN ĐẦU 𝜙=0,68 0,58; tương ứng βT=2,5 3,0 32 BƯỚC 3-4-5: HÀM PHÂN BỐ HẬU NGHIỆM VÀ HỆ SỐ SCT NHẬN ĐƯỢC Ham mat xac suat tien nghiem Ham mat xac suat hau nghiem, xet S1 Ham mat xac suat hau nghiem, xet S1,S2 Ham mat xac suat hau nghiem, xet S1,S2,S3 Ham mat xac suat hau nghiem, xet S1,S2,S3,S4 Ham mat xac suat hau nghiem, xet S1,S2,S3,S4,S5 Ham mat xac suat hau nghiem, xet S1,S2,S3,S4,S5,S6 3.5 Mat xac suat 2.5 1.5 0.5 0 0.5 1.5 2.5 3.5 Tham so khuynh huong SCT 33 BẢNG KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐỘ NHẠY CỦA HỆ SỐ SCT Tham số thống kê Trường hợp xét Dạng hàm 𝝓 𝝀ത R COVR βT=2,5 βT=3,0 Phân bố ban đầu Tiên nghiệm 1,298 0,337 0,68 0,58 Xét cọc S1 Hậu nghiệm 1,337 0,307 0,76 0,65 Xét cọc S1,S2 Hậu nghiệm 1,370 0,289 0,81 0,70 Xét cọc S1,S2,S3 Hậu nghiệm 1,377 0,285 0,82 0,71 Xét cọc S1,S2,S3,S4 Hậu nghiệm 1,382 0,282 0,83 0,72 Xét cọc S1,S2,S3,S4,S5 Hậu nghiệm 0,850 0,126 0,75 0,69 Xét cọc S1,S2,S3,S4,S5,S6 Hậu nghiệm 0,860 0,122 0,76 0,71 34 Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA VIỆC ĐIỀU CHỈNH HỆ SỐ SCT LÀ GÌ ? CƠ SỞ LÝ THUYẾT MANG TÍNH ĐỊNH LƯỢNG GIÚP CHỦ ĐẦU TƯ VÀ KỸ SƯ THIẾT KẾ ĐƯA RA QUYẾT ĐỊNH TRONG VIỆC THIẾT KẾ CỌC CÓ THỂ ÁP DỤNG HỆ SỐ SCT ĐÃ ĐIỀU CHỈNH CHO THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐỐI VỚI CÁC DỰ ÁN LÂN CẬN CÓ TÍNH TƯƠNG ĐỒNG VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT, DẠNG CỌC VÀ MƠ HÌNH LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 35 PHẦN 36 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN NHỒI MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG BT CỌC KHOAN NHỒI SONIC LOGGING PIT PDA 37 VẤN ĐỀ SỐ LƯỢNG ỐNG SIÊU ÂM TCVN 9395:2012 CO ▪ D=60cm - ống ▪ D=60-100cm - ống ▪ D>100cm - ống CƠ SỞ LÝ THUYẾT CĨ TÍNH KHOA HỌC ĐỂ XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG ỐNG SIÊU ÂM CẦN THIẾT LÀ GÌ? 38 VẤN ĐỀ VỀ HÌNH DẠNG KHUYẾT TẬT 39 PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN: LÝ THUYẾT XÁC SUẤT XS KIỂM TRA = XS GẶP x XS PHÁT HIỆN 𝑃𝐼 𝑎 = 𝑃𝐸 𝐸𝑒 𝑎 𝑃𝐷 𝐸𝑑 𝐸𝑒 , 𝑎 40 VÍ DỤ XÁC SUẤT KIỂM TRA ĐỐI VỚI CỌC D2000 41 VÍ DỤ THỰC TẾ: ▪ Cọc khoan nhồi có đường kính 1400 mm; ▪ Sử dụng ống siêu âm; ▪ Khuyết tật có dạng hình viên phân, độ lớn a=400 mm; ▪ Nếu dùng ống SA XS kiểm tra 0,85; dùng ống nên SX kiểm tra 1,0, tức khuyết tật hoàn toàn phát 42 SỐ LƯỢNG ỐNG SIÊU ÂM KIẾN NGHỊ ÁP DỤNG KHI KÍCH THƯỚC KHUYẾT TẬT TÍNH THEO TỶ LỆ % ĐỐI VỚI DIỆN TÍCH MẶT CẮT NGANG CỌC VỚI XÁC SUẤT KIỂM TRA PI= 0,99 Đường kính 5% 10% 15% 20% 30% 40% 50% 600 - - - - - - 750 - - - - 1000 - - - 3 1200 - - 3 1500 - 3 2000 - 4 3 2500 4 3 3000 4 3 cọc (mm) 43 KÍCH THƯỚC KHUYẾT TẬT NHỎ NHẤT (mm) CĨ THỂ KIỂM TRA ĐƯỢC THEO ĐƯỜNG KÍNH CỌC VÀ SỐ LƯỢNG ỐNG SIÊU ÂM VỚI XÁC SUẤT KIỂM TRA PI=0,99 Đường kính n=2 n=3 n=4 n=5 n=6 n=7 n=8 600 349 293 257 237 225 215 209 750 375 305 265 242 228 216 209 1000 497 324 279 251 234 221 213 1200 595 372 288 257 239 225 214 1500 744 447 324 268 245 229 218 2000 992 571 397 312 262 237 223 2500 1241 695 469 359 296 257 232 3000 1489 819 541 406 329 282 251 cọc (mm) 44 NHẬN XÉT: ▪ LÝ THUYẾT XÁC SUẤT LÀ CÔNG CỤ HỮU HIỆU NHẰM LƯỢNG HÓA KHẢ NĂNG KIỂM TRA, PHÁT HIỆN KHUYẾT TẬT TRONG CỌC KHOAN NHỒI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM; ▪ SỐ LƯỢNG ỐNG SIÊU ÂM SỬ DỤNG PHỤ THUỘC VÀO ĐƯỜNG KÍNH CỌC VÀ KÍCH THƯỚC KHUYẾT TẬT NHỎ NHẤT CẦN PHÁT HIỆN; ▪ SỐ LƯỢNG ỐNG SIÊU ÂM LỚN NHẤT ĐỂ SỬ DỤNG CÓ HIỆU QUẢ LÀ 45 THẢO LUẬN CẢM ƠN SỰ QUAN TÂM THEO DÕI CỦA QUÝ VỊ VÀ MONG NHẬN ĐƯỢC Ý KIẾN THẢO LUẬN ! 46