Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu chuẩn tcnv 10304

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan luận văn “Nghiên cứu tính tốn sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 Eurocode 7, sở so sánh với thí nghiệm nén tĩnh”, nghiên cứu tơi Ngoại trừ tài liệu tham khảo trích dẫn luận văn này, tơi cam đoan toàn phần hay phần nhỏ luận văn chưa công bố sử dụng để nhận cấp nơi khác Khơng có sản phẩm, nghiên cứu người khác sử dụng luận văn mà không trích dẫn theo quy định Luận văn chưa nộp để nhận cấp trường đại học sở đào tạo khác Tai Lieu Chat Luong Tp Hồ Chí Minh., 2016 HỒ QUANG DIỆP i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Trần Tuấn Anh Thầy hướng dẫn giúp tơi hình thành nên ý tưởng đề tài, hướng dẫn phương pháp tiếp cận nghiên cứu Thầy có nhiều ý kiến đóng góp quý báu giúp đỡ nhiều suốt chặng đường vừa qua Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn đến Ths Đặng Xuân Vinh có nhiều đóng góp trao đổi giúp tơi hiểu rõ chất đề tài, giúp đỡ nhiều q trình thực luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Khoa Kỹ thuật Xây dựng-Điện, trường Đại học Mở Tp.HCM tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức cho từ tơi học Đại học suốt khóa Cao học vừa qua Mặc dù thân cố gắng nghiên cứu hồn thiện, nhiên khơng thể khơng có thiếu sót định Kính mong q Thầy dẫn thêm để bổ sung kiến thức hồn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn quý Thầy Tp HCM, ngày 27 tháng 07 năm 2016 Hồ Quang Diệp ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn thực với tên đề tài: “Nghiên cứu tính tốn sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 Eurocode 7, sở so sánh với thí nghiệm nén tĩnh” Tóm tắt: Trong luận văn này, Tác giả sử dụng phụ lục (G) Tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 , Eurocode 7, TCVN 9393-2012, số liệu thí nghiệm nén tĩnh, số liệu khảo sát địa chất, phần mềm Plaxis 2D, đối xứng trục (Axisymmetry), mô hình Hardening Soil, để tính tốn sức chịu tải cực hạn sức chịu tải thiết kế cọc khoan nhồi, mô cọc khoan nhồi, cọc thử CT2, CT4, CT5 Vẽ đồ thị quan hệ Tải trọng-độ lún cọc cơng trình xây dựng địa chỉ: 623 Quốc lộ 13, Phường Hiệp Bình Phước, Quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh - Kết tính tốn sức chịu tải cực hạn với giá trị trung bình cọc theo phương pháp giải tích so sánh với kết nén tĩnh theo TCVN 9393-2012: [1] Phương pháp Bêta () (28,5%), [2] phương pháp Anpha (α) (21%), [3] TCVN10304:2014 (tính tốn theo tiêu cường độ đất nền) (11,78%), [4] phương pháp Viện kiến trúc Nhật Bản (tính theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT) (- 6.3%) - Nếu sử dụng Eurocode để thiết kế sức chịu tải cọc từ kết thí nghiệm nén tĩnh trường sử dụng phương pháp thiết kế, kết trung bình cọc: [1] phương pháp thiết kế 2: (DA 2) (28,12%), [2] phương pháp thiết kế 1: tổ hợp (DA11) (22,52%), [3] phương pháp thiết kế tổ hợp (DA 1-2) (-6,66%), so với phương pháp thiết kế theo TCVN 10304-2014 - Nếu sử dụng Eurocode để tính sức chịu tải thiết kế cọc từ thông số đất (như: c, φ, γ, cu, ) số liệu mẫu phịng thí nghiệm, sử dụng hệ số mơ hình γRd cho độ bền thiết kế cọc, sử dụng phương pháp thiết kế, kết : [1] phương pháp thiết kế 1: tổ hợp 1(DA1-1) (49,1%), [2] phương pháp thiết kế : (DA 2) (45,13%), [3] tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 (33,9%), (tính tốn theo tiêu cường độ đất nền), [4] phương pháp thiết kế 1: tổ hợp (DA1-2) (14,63%), [5] phương pháp thiết kế 3: (DA 3) (14,07%), [6] Viện Kiến Trúc Nhật Bản (-5,89%), so sánh kết tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10304:2014 Eurocode -Mơ thí nghiệm nén tĩnh cọc, đối xứng trục (Axisymmetry) phần mềm Plaxis 2D, sử dụng mơ hình Hardening Soil tính tốn vẽ đồ thị quan hệ tải trọng độ iii lún cọc, so với kết thí nghiệm nén tĩnh: [1] cọc CT5 (5,9%); [2] cọc CT2 (5,6%), [3] cọc CT4 (-2,34%), thơng số mơ hình bảng thơng số địa chất tương đối phù hợp so với làm việc thực tế đất -Mô thí nghiệm nén tĩnh cọc, có nén phá hoại cọc, đối xứng trục (Axisymmetry) phần mềm Plaxis 2D, mô hình Hardening Soil, tải cực hạn qui ước lớn nhiều so sánh với kết nén tĩnh : [1] cọc CT4 : (84,94%), [2] cọc CT2 : (78,98%), [3] cọc CT5 : (65,25%) (theo tiêu chuẩn 9393-2012 phương pháp De Beer) Từ kết nghiên cứu, Tác giả nhận thấy phương pháp thiết kế theo Eurocode7 phương pháp thiết kế có xét độ tin cậy, sử dụng hệ số riêng độ bền, hệ số tương quan cọc từ thí nghiệm nén tĩnh thơng số đất nền, cịn tiêu chuẩn Việt Nam khơng xét độ tin cậy, sử dụng hệ số điều kiện làm việc (ᵞo), hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình (ᵞn), hệ số tin cậy theo đất (ᵞk) Kết phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm Plaxis 2D, đối xứng trục (Axisymmetry), mơ hình Hardening Soil có kết gần với kết nén tĩnh / iv MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Tóm tắt luận văn iii Mục lục v Danh mục hình đồ thị viii Danh mục bảng xi Danh mục từ viết tắt xiii Chương 1: GIỚI THIỆU 14 1.1Cơ sở hình thành luận văn 14 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 15 1.3 Phạm vi đối tượng nghiên cứu 15 1.4 Phương pháp nghiên cứu 16 1.5 Ý nghĩa nghiên cứu 16 1.6 Kết cấu luận văn 16 Chương 2: CƠ SỞ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 17 2.1 Khái quát chung thí nghiệm nén tĩnh trường tải trọng tĩnh ép dọc trục 17 2.2 Tình hình nghiên cứu giới 21 2.3 Tình hình nghiên cứu nước 22 Chương 3: NỘI DUNG CỦA TCVN 10304:2014,TÍNH SỨC CHỊU TẢI GIỚI HẠN CỌC TCVN 9393-2012 24 3.1 Sức chịu tải cọc tính tốn theo cơng thức 24 3.2 Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất 25 3.3 Cường độ sức kháng trung bình thân cọc fi xác định sau 26 3.4 Xác định sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 27 3.4.1 Công thức Meyerhof (1956) 27 3.4.2 Công thức Viện kiến trúc Nhật Bản (1988) 29 3.4.3 Sức chịu tải cọc theo sức kháng mũi xuyên tĩnh qc 31 3.5 Xác định sức chịu tải giới hạn cọc đơn từ kết nén tĩnh 33 Chương 4:NỘI DUNG TIÊU CHUẨN EUROCODE 37 4.1 Tổng quan Eurocode 37 4.2 Nguyên lý thiết kế theo Eurocode 38 4.3 Những yêu cầu thiết kế theo Eurocode 40 v 4.4 Các tình thiết kế theo Eurocode 41 4.5 Các trạng thái giới hạn thiết kế theo Eurocode 42 4.5.1 Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS) 42 4.5.2 Trạng thái giới hạn sử dụng (SLS) 43 4.6 Các phương pháp thiết kế móng theo Eurocode 45 4.6.1 Tổng quan thí nghiệm thử tải tĩnh theo Eurocode 46 4.6.2 Khả chịu tải cọc theo phương pháp thiết kế Eurocode 50 4.7 Các phương pháp thiết kế tính tốn sức chịu tải cọc 52 4.7.1 Phương pháp thiết kế (DA 1) 52 4.7.2 Phương pháp thiết kế (DA 2) 56 4.7.3 Phương pháp thiết kế (DA 3) 57 4.7.4 Cách xác định sức chịu tải thiết kế cọc từ thí nghiệm nén tĩnh 61 Chương 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU, TÍNH TỐN, SO SÁNH KẾT QUẢ:TCVN 10304:2014, EUROCODE 7, MƠ HÌNH TÍNH TỐN TRONG PHẦN MỀM PLAXSIS 2D 63 5.1 Giới thiệu cơng trình 63 Cơng trình: Tổ Hợp hộ Sơng Đà RIVERSIDE 63 5.2 Tính sức chịu tải cọc theo phương pháp giải tích 64 5.2.1 Hố khoan vị trí (CT5) 64 5.2.2 Hố khoan vị trí (CT2) 67 5.2.3 Hố khoan vị trí (CT4) 69 5.3 Tính sức chịu tải thiết kế cọc theo Eurocode 70 5.3.1 Thiết kế cọc từ kết thí nghiệm nén tĩnh theo Eurocode7 70 5.3.1.1 Đài cọc không đủ cứng 71 5.3.1.2 Đài cọc đủ cứng .72 5.3.2 Thiết kế cọc từ kết thí nghiệm nén tĩnh theo tiêu chuẩnTCVN 93932012 73 5.4 Thiết kế cọc theo Eurocode 73 5.4.1 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp1: DA1.C1: A1”+”M1+”R1 73 5.4.2 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp : DA1.C2: A2”+”M1+”R4 74 5.4.3 Phương pháp thiết kế 2: DA2: A1”+”M1+”R2 74 5.4.4 Phương pháp thiết kế 3: DA3: A1 A2”+”M2”+”R3 75 vi 5.5 Thiết kế cọc tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 theo Eurocode 75 5.5.1 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp1: DA1.C1: A1”+”M1+”R1 75 5.5.2 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp : DA1.C2: A2”+”M1+”R4 75 5.5.3 Phương pháp thiết kế 2: DA2: A1”+”M1+”R2 76 5.5.4 Phương pháp thiết kế 3: DA3: A1 A2”+”M2”+”R3 76 5.6 Mô số Plaxis 78 Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 117 Kết luận 117 Kiến nghị 119 Hướng nghiên cứu 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO 120 PHỤ LỤC 122 PHỤ LỤC A: BẢNG TÍNH CÁC HỐ KHOAN…………………………………….123 PHỤ LỤC B: HÌNH HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT…………………………………… 138 PHỤ LỤC C : QUI TRÌNH NÉN TĨNH…………………………………………….144 vii DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1: Gia tải kích thủy lực dàn chất tải đối trọng làm phản lực 17 Hình 2.2: Gia tải kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực 17 Hình 2.3: Gia tải kích thủy lực, dùng dàn chất tải đối trọng kết hợp cọc neo 18 Hình 2.4: Sơ đồ bố trí hệ kích thủy lực hệ đo đạc thí nghiệm nén tĩnh 18 Hình 2.5: Hình minh họa sử dụng đối trọng để nén tĩnh cọc ……………………… 18 Hình 2.6: Hình minh họa sử dụng neo để nén tĩnh cọc 19 Hình 2.7: Thi cơng cọc khoan nhồi 19 Hình 8:Các giả thiết mặt trượt đất mũi cọc 21 Hình 1: Nền đất xung quanh cọc chịu tải cực hạn 24 Hình 3.2: Biểu đồ xác định hệ số α 26 Hình 3.3 : Biểu đồ xác định hệ số f L  p (Semple Rigden.1984) 30 Hình 3.4 Ví dụ xác định tải cực hạn cọc Qu theo phương pháp De Beer 35 Hình 4.1: Chọn sức chịu tải cọc 46 Hình 4.2: Qui trình kiểm tra cường độ móng cọc 52 Hình 4.3: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 1, tổ hợp1 53 Hình 4.4: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 1, tổ hợp 54 Hình 4.5: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 57 Hình 4.6: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 60 Hình 4.7: Sơ đồ đánh giá sức chịu tải cọc từ kết thử tải tĩnh theo Eurocode 62 Hình 5.1: Mặt tổng thể phối cảnh cơng trình 63 Hình 5.2: Kích thước biên mơ hình 79 Hình 5.3: Mơ hình đối xứng trục cọc đơn Plaxis 2D 83 Hình 5.4: Áp lực nước lỗ rỗng ban đầu đất vị trí cọc CT2 83 Hình 5.5: Ứng suất hữu hiệu ban đầu đầu đất vị trí cọc CT2 83 Hình 5.6: Mơ gia tải chu kỳ 1&2 thí nghiệm nén tĩnh cọc CT2 85 Hình 5.7: Kết chạy phase plaxis cọc CT2 85 viii Hình 5.8: Độ lún cấp gia tải 100%& 250% - chu kỳ 1& cọc CT2 86 Hình 5.9: So sánh nén tĩnh mô plaxis 2D 88 Hình 5.10: Kết phase chạy tải phá hoại cọc CT2 89 Hình 5.11: Độ lún cấp tải nén phá hoại cọc CT2 90 Hình 5.12: Biểu đồ xuất theo cấp tải cọc CT2 90 Hình 5.13: Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún cọc CT2 (nén phá hoại) 91 Hình 5.14: Mơ hình tính toán Plaxis 92 Hình 5.15:Áp lực nước lỗ rỗng ban đầu, Hình 5.16: Ứng suất hữu hiệu ban đầu 92 Hình 5.17: Mơ chu kỳ 1&2 thí nghiệm nén tĩnh cọc CT4 94 Hình 5.18: Gia tải 250% - chu kỳ CT4 95 Hình 5.19: Biểu đồ so sánh quan hệ tải - độ lún cọc CT4 97 Hình 5.20: Nén phá hoại cọc CT4 có gia tải chu kỳ 97 Hình 5.21: Kết phase Plaxis 98 Hình 5.22: Độ lún tải phá hoại cọc CT4 98 Hình 5.23: Biểu đồ quan hệ tải - độ lún CT4 (nén phá hoại cọc) 99 Hình 5.24: Mơ hình cọc CT .101 Hình 5.25: Trạng thái ứng suất ban đầu lớp đất vị trí cọc CT5 .101 Hình 5.26: Các phase gia tải cọc CT5 103 Hình 5.27: Độ lún cấp gia tải chu kỳ 250% Ptk 104 Hình 5.28: Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng – độ lún cọc CT 106 Hình 5.29: Nén phá hoại cọc CT5 có gia tải chu kỳ 106 Hình 5.30: Độ lún cấp tải nén phá hoại cọc CT .107 Hình 5.31: Biểu đồ nén phá hoại cọc CT5 108 Hình 5.32: Biểu đồ nén phá hoại cọc CT5 108 Hình 5.33:Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA1-1 111 Hình 5.34: :Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA1-2 111 Hình 5.35:Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA2 .111 ix Hình 5.36: Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA3 112 Hình 37 :Kết giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT5 (HK5) 112 Hình 5.38:Kết giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT4 (HK4) 112 Hình 5.39:Kết giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT2 (HK2) 113 Hình 5.40:Tải cực hạn qui ước tính phương pháp PTHH 113 Hình 5.41:Kết số so sánh tải phá hoại cọc 113 Hình 5.42:So sánh theoTCVN 9393-2012&Eurocode7 từ TN nén tĩnh(Đài cọc không cứng) 114 Hình 5.43:So sánh theoTCVN 9393-2012&Eurocode7 từ TN nén tĩnh(Đài cọc đủ cứng) 114 Hình 5.44:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT2 114 Hình 5.45:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT4 115 Hình 5.46:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT5 115 x Hình 5.31: Biểu đồ nén phá hoại cọc CT5 Hình 5.32: Biểu đồ nén phá hoại cọc CT5 Tải cực hạn qui ước:24788 (kN), Tải phá hoại:36192(kN) Tại độ lún 27,88 mm số lần cấp tải 4,85 lần x 3800(kN)/m2 = 18430 (kN)/m2 x0,785 =14468 (kN).Nén tĩnh 15000 (kN), sai số 3,68% -Kết tính tốn theo phương pháp phần tử hữu hạn: Plaxis 2D, đối xứng trục, (Axisymmetry), mơ hình Hardening Soil : Tải cực hạn qui ước cọc theo tiêu chuẩn TCVN 9393-2012 (phương pháp De Beer) sau : Cọc CT5: 24788 (kN), Cọc CT4: 27742(kN), Cọc CT2 : 26847 (kN), sức chịu tải cọc Qa = Qu / FS ,hệ số an toàn lấy FS=2,5 theo hệ số an tồn thí nghiệm nén tĩnh kết sau: Cọc CT5: 9915 (kN), Cọc CT4: 11096 (kN), Cọc CT2 : 10739 (kN) Bảng 5.21:Tổng hợp tải tới hạn qui ước cọc theo TCVN 9393-2012 Tổng hợp tải cực hạn qui ước cọc Plaxis 2D CỌC CT5 (KN) CT4 (kN) CT (kN) Tải tới hạn qui ước 24788 27742 26847 108 Bảng 5.22: Tổng hợp sức chịu tải cọc theo TCVN 9393-2012 Tổng hợp sức chịu tải cọc Plaxis 2D CỌC CT5 (KN) CT4 (kN) CT (kN) Tải tới hạn qui ước 9915 11096 10739 Sức chịu tải cực hạn cọc tính theo phương pháp giải tích hố khoan ( HK5, HK4, HK2) theo phương pháp Nhật Bản , phương pháp An pha (α) phương pháp Bê ta (β) tóm tắt bảng sau: Bảng 5.23: Tổng hợp sức chịu tải cực hạn theo phương pháp giải tích CỌC Phương phápAnpha CT5 (KN) CT4 (kN) CT (kN) 19010 18033 17433 Phương pháp Bêta 20011 19218 18620 Nhật Bản 14306 13736 15483 TCVN10304:2014 16227 17303 16178 Bảng 5.24 Tổng hợp sức chịu tải cực hạn tính theo TCVN 10304:2014 (tính theo tiêu cường độ đất nền) CỌC TCVN 10304:2014 CT5(kN) Qp Qs Qu (kN) (kN) (kN) 5179 11048 16227 CT4(kN) Qp Qs Qu (kN) (kN) (kN) 5710 11593 17303 CT2(kN) Qp Qs Qu (kN) (kN) (kN) 5164 11015 16179 Bảng 5.25: Tổng hợp SCT cực hạn cọc tính theo phương pháp giải tích phương pháp số so sánh với thí nghiệm nén tĩnh STT CỌC Phương phápAnpha Phương pháp Bêta Nhật Bản Nén tĩnh Plaxis TCVN10304:2014 CT5 (KN) 19010 20011 14306 15000 CT4 (kN) 18033 19.218 13.736 15000 CT (kN) 17433 18620 15483 15000 24788 27.742 26847 16227 17303 16179 109 Bảng 5.26: Bảng tổng hợp thiết kế cọc theo Eurocode (phương pháp An Pha(α)) CỌC CT5 (kN) DA1-1 DA1-2 DA2 9950 7698 9873 DA3 7757 EUROCODE CỌC CT4 (kN) DA1-1 DA1-2 DA2 9425 7293 9368 DA3 7360 CỌC CT2 (kN) DA1-1 DA1-2 DA2 9091 7032 9051 Bảng 5.27:Bảng tổng hợp thiết kế cọc theo TCVN 9393-2012 Phương pháp BêTa () (kN) CT5 CT4 CT2 8678 8328 8041 Phương pháp Nhật Bản (kN) CT4 CT2 CT5 5722 5494 6193 Bảng 5.28: Tổng hợp sức chịu tải thiết cọc từ TN nén tĩnh theo Eurocode7 Đài cọc không đủ cứng (kN) Đài cọc đủ cứng (kN) DA1-C1 DA1-C2 DA2 DA1-C1 DA1-C2 DA2 10870 8333 11.364 11967 9175 12510 Bảng 5.29: Tổng hợp tải phá hoại đất vị trí mũi cọc PP PTHH Tổng hợp tải phá hoại đất vị trí mũi cọc Plaxis CỌC CT5 (KN) CT4 (kN) CT (kN) Tải phá hoại 36192 28994 45252 Bảng 5.30:So sánh thiết kế cọc TCVN 9393-2012,10304:2014,Eurocode7 (số liệu tính theo cường độ đất TCVN 10304:2014) Tiêu chuẩn T/kế TCVN 9393-2012 Eurocode DA1-1 Eurocode DA1-2 Eurocode DA2 Eurocode DA3 TCVN 10304:2014 Nhật Bản Plaxis 2D CỌC CT (kN) CỌC CT (kN) 6000 6000 8655 9235 6585 7135 8405 8988 6604 7062 8039 8039 6193 5494 10739 11096 110 CỌC CT (kN) 6000 8953 6918 8740 6867 8039 5722 9915 DA3 7112 Hình 5.33:Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA1-1 Hình 5.34:Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA1-2 Hình 5.35:Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA2 111 Hình 5.36: Kết giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA3 Hình 37:Kết giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT5 (HK5) Hình 5.38:Kết giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT4 (HK4) 112 Hình 5.39:Kết giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT2 (HK2) Hình 5.40:Tải cực hạn qui ước tính phương pháp PTHH Hình 5.41:Kết số so sánh tải phá hoại cọc 113 Hình 5.42:So sánh theoTCVN10304-2014&Eurocode7 từ nén tĩnh(Đài cọc khơng cứng) Hình 5.43:So sánh theoTCVN 10304-2014&Eurocode7 từ nén tĩnh(Đài cọc đủ cứng) Hình 5.44:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT2 114 Hình 5.45:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT4 Hình 5.46:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT5 Nhận xét: Tùy vào định người thiết kế mà chọn độ bền thiết kế cọc cho phù hợp Để thiên an tồn, ta chọn phương pháp thiết kế 1: tổ hợp (DA 1-2), để thiên kinh tế, ta chọn kết từ phương pháp thiết kế : (DA 2) (nếu dựa vào Eurocode 7) Việc định chọn giá trị độ bền thiết kế người thiết kế định tùy theo độ biến động đất nền, qui mơ cơng trình kết hợp với kinh nghiệm Như vậy, xét mặt tổng thể kết đánh giá sức chịu tải cực hạn, tính theo phương pháp giải tích : [1] Phương pháp Bêta () (28,5%), [2] phương pháp Anpha (α) (21%), [3] tiêu chuẩn TCVN10304:2014 (11,78%) (tính theo tiêu cường độ đất 115 nền) [4] phương pháp Viện Kiến trúc Nhật Bản (- 6.3%) (tính theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT) -Kết đánh giá sức chịu tải theo thiết kế, giá trị trung bình cọc so sánh với thí nghiệm nén tĩnh ta có kết sau :[1]Plaxis 2D (76,26%), [2] phương pháp thiết kế tổ hợp (DA 1-1) (49%), [3] phương pháp thiết kế (DA 2) (45,1%), [4] TCVN 10304:2014 (34%) (tính theo tiêu cường độ đất nền), [5] phương pháp thiết kế tổ hợp (DA 1-2) (14,6%), [6] phương pháp thiết kế (DA 3) (13,4%), [7] Viện Kiến trúc Nhật Bản (-3,6%) (tính theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT) Theo kết tính phương pháp Nhật Bản cho giá trị nhỏ 116 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Kết tính tốn sức chịu tải cực hạn với giá trị trung bình cọc, theo phương pháp giải tích so sánh với thí nghiệm nén tĩnh [1] Phương pháp Bêta () (28,5%), [2] phương pháp Anpha (α) (21%), [3] tiêu chuẩn TCVN10304:2014 (11,78%) (tính theo tiêu cường độ đất nền) [4] phương pháp Viện kiến trúc Nhật Bản (- 6.3%) (tính theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT) -Kết đánh giá sức chịu tải theo thiết kế, giá trị trung bình cọc so sánh với thí nghiệm nén tĩnh ta có kết sau :[1]Plaxis 2D (76,26%), [2] phương pháp thiết kế tổ hợp (DA 1-1) (49%), [3] phương pháp thiết kế (DA 2) (45,1%), [4] TCVN 10304:2014 (34%) (tính theo tiêu cường độ đất nền), [5] phương pháp thiết kế tổ hợp (DA 1-2) (14,6%), [6] phương pháp thiết kế (DA 3) (13,4%), [7] Viện Kiến trúc Nhật Bản (-3,6%) (tính theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT) Theo kết tính phương pháp Nhật Bản cho giá trị nhỏ - Nếu sử dụng Eurocode để tính sức chịu tải thiết kế cọc từ thông số đất (như: c, φ, γ, cu, ) số liệu mẫu phịng thí nghiệm, sử dụng hệ số mơ hình γRd cho độ bền thiết kế cọc, sử dụng phương pháp thiết kế, kết : [1] phương pháp thiết kế 1: tổ hợp 1(DA1-1) (49,1%), [2] phương pháp thiết kế : (DA 2) (45,13%), [3] tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 (33,9%), (tính toán theo tiêu cường độ đất nền), [4] phương pháp thiết kế 1: tổ hợp (DA1-2) (14,63%), [5] phương pháp thiết kế 3: (DA 3) (14,07%), [6] Viện Kiến Trúc Nhật Bản (-5,89%) so sánh với kết tiêu chuẩn thiết kế TCVN 10304:2014 Eurocode - Nếu sử dụng Eurocode để thiết kế sức chịu tải cọc từ kết thí nghiệm nén tĩnh trường sử dụng phương pháp thiết kế, kết : [1] phương pháp thiết kế 2: (DA 2) (28,12%), [2] phương pháp thiết kế 1: tổ hợp (DA1-1) (22,52%), [3] phương pháp thiết kế tổ hợp (DA 1-2) (-6,66%) so với tiêu chuẩn TCVN 10304-2014 -Kết đánh giá sức chịu tải cọc theo Eurocode cho kết khác phương pháp thiết kế, phương pháp thiết kế 1-tổ hợp (DA 1-2) thường cho kết nhỏ -Tiêu chuẩn Eurocode tiêu chuẩn rõ ràng giá trị hệ số riêng từ dễ dàng áp dụng vào thiết kế thực tế 117 - Eurocode xét ảnh hưởng số lượng cọc thử từ thí nghiệm nén tĩnh đến sức chịu tải cọc thông qua giá trị hệ số tương quan ξ Chính vậy, Eurocode phương pháp tiên tiến so với TCVN 10304:2014, phương pháp De Beer (TCVN 9393-2012) -Tiêu chuẩn Eurocode tiêu chuẩn “mở”, khơng đưa cơng thức tính tốn cụ thể, nên người thiết kế sử dụng lý thuyết tính tốn khác nay, với tiêu chuẩn riêng Quốc Gia, sau sử dụng Eurocode thiết kế cho kết khác “Nhược điểm” dễ xảy mâu thuẫn người thiết kế -Tiêu chuẩn TCVN 10304:2014, tính tốn sức chịu tải cho cọc sử dụng phương pháp khác cho kết khác Kết : [1] tiêu chuẩn TCVN10304:2014 (tính toán theo tiêu cường độ đất nền) (11,77%), [2] phương pháp Viện kiến trúc Nhật Bản (- 5,272%) (tính theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT) so sánh với thí nghiệm nén tĩnh -Mơ tính tốn cọc khoan nhồi theo phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm Plaxis 2D đối xứng trục (Axisymmetry), thuận lợi kiểm tra sức chịu tải cọc, dự đoán tải phá hoại cọc đất bị phá hoại Từ kết phương pháp phần tử hữu hạn, thấy giá trị sức chịu tải cực hạn qui ước lớn nhiều so sánh với kết nén tĩnh : [1] cọc CT4 : (84,94%), [2] cọc CT2 : (78,98%), [3] cọc CT5 : (65,25%) (theo tiêu chuẩn 9393-2012 phương pháp De Beer) -Mơ qui trình nén tĩnh khơng phá hoại cọc, tính tốn phần mềm Plaxis 2D đối xứng trục (Axisymmetry), kết chuyển vị cấp tải nén Pmax = 2,5 Ptk sai số: [1] cọc CT5 (5,9%), [2] cọc CT2 (5,6%), [3] cọc CT4 (2,34%) so sánh với kết nén tĩnh - Mô qui trình nén tĩnh phá hoại cọc, tính tốn phần mềm Plaxis 2D đối xứng trục (Axisymmetry), có kết tải trọng Plaxis 2D sau : [1] cọc mơ hình CT5 là: (-3,68%), [2] cọc mơ hình CT2 (-1,59%), [3] cọc mơ hình CT4 (0,043%) so với nén tĩnh Với sai số gần với kết thí nghiệm nén tĩnh trường, kết phương pháp phần tử hữu hạn có độ xác cao tin cậy, để dự đoán sức chịu tải cọc thiết kế móng cọc, giai đoạn thiết kế sở Người thiết kế cần quy định thử tải cọc đến tải phá hoại cọc, từ đưa phương pháp thiết kế hợp lý, huy động sức chịu tải cọc tối ưu 118 - Tiêu chuẩn Eurocode có sở khoa học, rõ ràng, độ tin cậy cao, so với tiêu chuẩn khác Việt Nam không xét độ tin cậy, sử dụng hệ số an toàn chung (FS: 2-3 lần) tiêu chuẩn 9393-2012, tiêu chuẩn TCXD 195-1997, (FS: 2,5-3 lần; FSS: 2-2,5 lần; FSP: 2,5-3 lần) sử dụng hệ số điều kiện làm việc (ᵞo), hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình (ᵞn), hệ số tin cậy đất (ᵞk) TCVN 10304:2014 -Theo Tác giả phương pháp thiết kế Eurocode phương pháp thiết kế tiên tiến có độ tin cậy, dễ sử dụng, kết rõ ràng hợp lý, Eurocode có “nhược điểm” khơng có đưa cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc, khắc phục nhược điểm cách phải thống trước phương pháp tính tốn, áp dụng tiêu chuẩn nào, giai đoạn thiết kế sở Việt Nam Kiến nghị: -Phương pháp thiết kế cọc khoan nhồi theo tiêu chuẩn Eurocode 7, nên áp dụng giai đoạn thiết kế sở Việt Nam -Đơn vị thiết kế nên qui định thí nghiệm nén tĩnh đến tải phá hoại cọc thử, tránh trường hợp lãng phí kinh tế Hướng nghiên cứu tiếp theo: Các học viên nghiên cứu nên làm mô hình tính tốn sức chịu tải cọc theo phương pháp phần tử hữu hạn có xét đến làm việc nhóm cọc thơng qua phần mềm Plaxis 3D 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1 ] Andrew Bond, Andrew Harris Decoding Eurocode Taylor & Francis, 2008 [2] Andrew J.Bond,Bernd Schuppener,Giuseppe Scarpelli,Trevor L.L.Orr Worked examples presented at the Workshop “Eurocode 7: Geotechnical Design”Dublin,13-14 June, 2013 [3] Bộ Xây Dựng.TCXD 205:1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội, 2002 [4] Bộ Xây Dựng TCXDVN 269:2002 Cọc - Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội, 2002 [5] Bộ Xây Dựng.TCXDVN 375:2006 Thiết kế công trình chịu động đất Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội, 2006 [6] Bộ Xây Dựng TCVN 9393:2012 Cọc- Phương pháp thử nghiệm trường tải trọng tĩnh ép dọc trục 2012 [7] Bộ Xây Dựng TCVN 10304:2014 Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc 2014 [8] CEN (2004), Eurocode 7: Geotechnical Design – Part 1: General rules European standard, EN 1997-1 : 2004 (E) European Committee for Standardization: Brussels [9] CEN (2007), Eurocode 7: Geotechnical Design – Part 2: Ground investigation and testing European standard, EN 1997-2 : 2007 (E) European Committee for Standardization: Brussels [10] Dr.Tech., P Eng Bengt H Fellenius Basics of Foundation Design Electronic Edition, January 2006 [11] Dr Lee Siew Wei Plaxis Advanced Computational Geotechnics.Hong Kong, 2012 [12] GS TS Vũ Công Ngữ, Th.s Nguyễn Thái Móng cọc - Phân tích thiết kế Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật, Hà Nội, 2004 [13] GS.TS Nguyễn Văn Đạt Tiềm lực ứng xử Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2007 [14] Issa Shooshpasha1, Ali Hasanzadeh and Abbasali Taghavi3 Babol Noshirvani “Dự đoán khả chịu Tải dọc trục cọc theo số SPT dựa phương pháp số” Đại học Kỹ thuật , Iran Int J of GEOMATE, June, 2013, Vol 4, No (Sl No 8), pp 560-564 [15] K K Kudmetha , A Dey “Sự khơng chắn việc dự đốn khả chịu tải cọc đất cát, sử dụng liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)” Department of Civil Engineering, IIT, Guwahati, India, 2012 120 [16] Lâm văn Đức Nghiên Cứu Tiêu Chuẩn Thiết Kế Eurocode & Áp Dụng Phân Tích - Tính Tốn Cọc Khoan Nhồi Nhà Cao Tầng Tại Việt Nam Luận văn Thạc sỹ, Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, 2011 [17] Lianyang Zhang, Jin-Jian Chen “Ảnh hưởng tương quan không gian liệu thử nghiệm xuyên tiêu chuẩn(SPT), khả chịu lực cọc cát”.Canadian Geotechnical Journal, 2012,Vol No : pp 394-402 [18] Nguyễn Viết Tuấn Nghiên cứu sức chịu tải cọc khoan nhồi sở thí nghiệm nén tĩnh theo tiêu chuẩn sở 01:2011/sl tiêu chuẩn Eurocode Luận văn Thạc sỹ, Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM, 2014 [19] Ngơ Đình Sơn Đánh giá sức chịu tải cọc khoan nhồi đơn qua số liệu nén tĩnh địa bàn thành phố Đà Nẵng.Báo cáo khoa học, Sở GTVT TP Đà Nẵng, 2011 [20] http://www.ketcau.com [21] PGS.TS.Châu Ngọc Ẩn Nền Móng Nhà xuất Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh, 2014 121 PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: BẢNG TÍNH CÁC HỐ KHOAN…………………………………….123 PHỤ LỤC B: HÌNH HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT…………………………………… 138 PHỤ LỤC C : QUI TRÌNH NÉN TĨNH…………………………………………….144 122