Đang tải... (xem toàn văn)
Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.Ảnh hưởng của công tác thi công khoan hạ cọc đến sức chịu tải của cọc trong khu vực địa chất không thuận lợi tại thành phố Hồ Chí Minh.
BỘ XÂY DỰNG BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC CƠNG NGHỆ XÂY DỰNG LƯƠNG TỒN HIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA CÔNG TÁC THI CÔNG KHOAN HẠ CỌC ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TRONG KHU VỰC ĐỊA CHẤT KHƠNG THUẬN LỢI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình ngầm Hà Nội, 2021 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG LƯƠNG TỒN HIỆP ẢNH HƯỞNG CỦA CƠNG TÁC THI CƠNG KHOAN HẠ CỌC ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TRONG KHU VỰC ĐỊA CHẤT KHÔNG THUẬN LỢI TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình ngầm Mã số: 9580204 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Bá Kế - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng ………………………………………………………… TS Nguyễn Việt Tuấn - Phân viện Khoa học Công nghệ Xây dựng miền Nam ………………………………………………………… Hà Nội, 2021 i LỜI CÁM ƠN Trong q trình thực đề tài, Tơi nhận nhiều giúp đỡ, tạo điều kiện tập thể lãnh đạo, nhà khoa học, cán bộ, chuyên viên, tập thể Ban Lãnh đạo Viện chuyên ngành; Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Bộ Xây dựng (IBST) Tơi xin bày tỏ lịng cảm ơn chân thành giúp đỡ Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Bá Kế, TS Nguyễn Việt Tuấn – Thầy giáo trực tiếp hướng dẫn bảo cho Tơi hồn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp Tôi công tác Khoa Xây dựng – Đại học Công nghệ Tp.HCM (HUTECH) gia đình động viên, khích lệ, tạo điều kiện giúp đỡ Tơi suốt q trình thực hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh Lương Toàn Hiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi Các số liệu sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam Các kết chưa công bố nghiên cứu khác Nghiên cứu sinh Lương Toàn Hiệp MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ ix TÓM TẮT SUMMARY MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Tình hình nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu .4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4.1 Đối tượng nghiên cứu 4.2 Phạm vi nghiên cứu .5 Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu đề tài .6 5.1 Mục tiêu nghiên cứu 5.2 Nhiệm vụ nghiên cứu 6 Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Những điểm bật đề tài .7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU CỌC KHOAN HẠ 1.1 Tổng quan địa chất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh 1.1.1.Cấu trúc địa chất khu vực chung 1.1.2.Cấu trúc địa chất khu vực khơng thuận lợi móng cọc ép .11 1.2 Tổng quan móng cọc ép số hạn chế từ việc ép cọc 17 1.2.1.Móng cọc ép 17 1.2.2.Một số hạn chế từ việc ép cọc .17 1.3 Tổng quan phương pháp khoan dẫn ép cọc 24 1.3.1.Giới thiệu sơ lược 24 1.3.2.Phương pháp – công nghệ thi công 25 1.3.3.Ưu điểm trường hợp nên áp dụng phương pháp khoan dẫn ép 26 1.4 Phương pháp xác định sức chịu tải cọc ép đóng 27 1.4.1.Phương pháp theo TCVN 10304:2014 27 1.4.2.Phương pháp theo AASHTO 2017 .29 1.5 Ảnh hưởng thi công khoan dẫn đến sức chịu tải cọc theo tiêu chuẩn thiết kế 35 1.6 Phương pháp phân tích cọc chịu tải trọng đứng theo phương pháp số 37 KẾT LUẬN CHƯƠNG 42 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH CỌC KHOAN HẠ .44 2.1 Ứng xử đất xung quanh cọc mũi cọc .44 2.1.1.Thành phần ứng suất đất 44 2.1.2.Thành phần biến dạng đất 46 2.1.3.Quan hệ ứng suất biến dạng đất 46 2.1.4.Công dẻo 47 2.1.5.Ứng xử tăng bền .48 2.1.6.Ma trận đàn dẻo .50 2.2 Mơ hình đất .51 2.2.1.Giới thiệu mơ hình đất đàn hồi phi tuyến 51 2.2.2.Biểu thức mơ hình đàn hồi phi tuyến .52 2.3 Phương pháp phần tử hữu hạn đất xung quanh cọc .58 2.3.1.Phương trình phần tử hữu hạn 58 2.3.2.Phần tử tứ giác đẳng tham số 61 2.4 Phương pháp phần tử hữu hạn tiếp xúc đất cọc 65 2.4.1.Động học tiếp xúc 65 2.4.2.Sự ràng buộc bề mặt tiếp xúc 68 2.5 Mô hình hóa hệ cọc - tiếp xúc - đất 73 2.5.1.Phần tử tiếp xúc 73 KẾT LUẬN CHƯƠNG 77 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH SỐ VÀ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG KÍNH LỖ KHOAN ĐẾN MA SÁT THÀNH CỦA CỌC KHOAN HẠ 78 3.1 Xây dựng phần mềm phân tích cọc khoan hạ - PDC PileS (Pre-Drilled Compression Pile Software) ……… 78 3.1.1.Giới thiệu phần mềm 78 3.1.2.Giao diện phần mềm .80 3.1.3.Sơ đồ khối 84 3.1.4.Giải hệ phương trình 85 3.1.5.Phương pháp giải toán phi tuyến .86 3.1.6.Giải lặp phần tử tiếp xúc 88 3.2 Chia lưới phần tử 90 3.3 Các tham số tốn phân tích ép cọc 91 3.3.1.Các đặc trưng đàn hồi cường độ 91 3.3.2.Các đặc trưng tiếp xúc cọc đất .94 3.4 Đánh giá độ xác phần mềm PDC PileS 94 3.5 Nghiên cứu suy giảm sức kháng đất 97 KẾT LUẬN CHƯƠNG 101 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM CỌC KHOAN DẪN 102 4.1 Thí nghiệm mơ hình thu nhỏ 102 4.1.1.Cọc thí nghiệm .102 4.1.2.Thiết bị thí nghiệm 103 4.1.3.Quy trình ép hạ mơ hình cọc thí nghiệm 105 4.1.4.Kết thí nghiệm nén tĩnh mơ hình cọc thí nghiệm 107 4.1.5.Phân tích mơ thí nghiệm phòng phần mềm PDC PileS 108 4.2 Thí nghiệm cọc trường 111 4.2.1.Cọc thí nghiệm .111 4.2.2.Số liệu địa chất 112 4.2.3.Thiết bị thí nghiệm 114 4.2.4.Lắp đặt đầu đo biến dạng 115 4.2.5.Ép hạ cọc thí nghiệm 119 4.2.6.Kết thí nghiệm nén tĩnh xác định sức chịu tải cọc 120 KẾT LUẬN CHƯƠNG 130 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 131 a Kết luận 131 b Kiến nghị 132 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO 134 PHỤ LỤC 140 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Địa chất khu vực không thuận lợi với biện pháp thi công cọc ép thành phố Hồ Chí Minh 11 Bảng 1.2: Các hệ số điều kiện làm việc đất cq cf cho cọc đóng ép .28 Bảng 1.3: Quy định đường kính độ sâu lỗ khoan dẫn 36 Bảng 2.1: Tham số mơ hình đàn hồi phi tuyến 57 Bảng 2.2 Tọa độ trọng số tích phân số miền tứ giác 65 Bảng 3.1 Dữ liệu đặc trưng đất 79 Bảng 3.2 Dữ liệu đặc trưng cọc 79 Bảng 3.3 Dữ liệu đặc trưng hình học chia lưới phần tử 80 Bảng 3.4 Dữ liệu phân tích 80 Bảng 3.5: Miền giá trị điển hình hệ số Poisson điều kiện thoát nước 91 Bảng 3.6: Mô đun đàn hồi không thoát nước đất sét .92 Bảng 3.7: Mô đun đàn hồi đất cát 93 Bảng 3.8: Tham số mô đun đàn hồi thoát nước 93 Bảng 3.9 Góc ma sát bê tông với số loại đất cát 94 Bảng 3.10 Đặc trưng đất 94 Bảng 4.1 Sức chịu tải cọc dựa kết nén tĩnh 108 Bảng 4.2 Tham số tính tốn đất cát 108 Bảng 4.3 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất 112 Bảng 4.4 Sức chịu tải cọc 127 Bảng 4.5 Tham số tính toán .128 Bảng 4.6 Sức chịu tải cọc dựa kết nén tĩnh 124 Bảng 4.7 Bảng tổng hợp kết phân tích phương pháp 129 DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Bản đồ Địa chất – Khống sản Tp Hồ Chí Minh 10 Hình 1.2 Mặt cắt địa chất Chung cư Phước Bình, Quận 9, Tp Hồ Chí Minh 18 Hình 1.3 Sự cố nổ cọc dự án 19 Hình 1.4 Thi cơng khoan hạ dự án Tô ký, Quận 12 20 Hình 1.5 Mặt cắt địa chất Bảo tàng Tôn Đức Thắng, Quận 1, Tp Hồ Chí Minh .20 Hình 1.6 Sự cố cọc ép khơng xuống cơng trình Bảo tàng Tơn Đức Thắng 21 Hình 1.7 Cơng trình: Chung cư Vĩnh Hội , Quận – Tp HCM 22 Hình 1.8 Cơng trình: Trường Đại học Kiến trúc Tp HCM 24 Hình 1.9 Thi công khoan dẫn .26 Hình 1.10 Thi cơng ép cọc 26 Hình 1.11 Hệ số sức chịu tải mũi cọc 30 Hình 1.12 Hệ số αt 30 Hình 1.13 Sức kháng giới hạn mũi cọc 31 Hình 1.14 Hệ số CF Kδ 31 Hình 1.15 Đường cong thiết kế hệ số kết dính cọc hạ đất sét 33 Hình 1.16 Hệ số β 34 Hình 1.17 Hệ số 35 Hình 1.18 Mơ hình tính tốn theo phương pháp mở rộng lỗ khoan .40 Hình 1.19 Mơ q trình ép cọc theo phương pháp mở rộng lỗ khoan 42 Hình 2.1 Ứng xử tăng bền vật liệu 49 Hình 2.2 Đường cong quan hệ ứng suất biến dạng 53 Hình 2.3: Mặt chảy dẻo mơ hình đàn hồi phi tuyến 56 Hình 2.4 Quan hệ ứng suất biến dạng theo thí nghiệm ba trục 57 Hình 2.5 Chuyển đổi quan hệ ứng suất biến dạng .58 Hình 2.6 Xác định tham số KL n 58 Hình 2.7 Phần tử tứ giác nút hệ tọa độ tổng thể địa phương 62