Đánh giá hiệu quả của thí nghiệm thử động cọc truyền thống ở khu vực huyện cần đước, tỉnh long an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÕ THẾ ANH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG CỌC TRUYỀN THỐNG Ở KHU VỰC HUYỆN CẦN ĐƯỚC, TỈNH LONG AN Tai Lieu Chat Luong LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP TP Hồ Chí Minh, Năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÕ THẾ ANH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG CỌC TRUYỀN THỐNG Ở KHU VỰC HUYỆN CẦN ĐƯỚC, TỈNH LONG AN Chun ngành : Xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số chuyên ngành : 60 58 02 08 LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG Người hướng dẫn khoa học: TS VÕ NGUYỄN PHÚ HUÂN TP Hồ Chí Minh, Năm 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, đề tài: “Đánh giá hiệu thí nghiệm thử động cọc truyền thống khu vực huyện Cần Đước, tỉnh Long An” nghiên cứu tơi Ngoại trừ tài liệu tham khảo trích dẫn luận văn này, tơi cam đoan tồn 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 khơng trích dẫn theo quy định Luận văn chưa nộp để nhận cấp trường đại học sở đào tạo khác TP Hồ Chí Minh, năm 2019 Võ Thế Anh ii LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp hồn thành khơng nỗ lực thân học viên mà nhờ vào tận tình giúp đỡ, hướng dẫn q Thầy Cơ, đồng nghiệp bạn bè thân hữu Trước tiên, học viên xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Xây dựng, trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh nhiệt tình quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi giúp học viên hoàn thành luận văn tốt nghiệp Đặc biệt, học viên bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Võ Nguyễn Phú Huân, người trực tiếp hướng dẫn, dành nhiều thời gian quan tâm, truyền đạt kiến thức kinh nghiệm quý báu, tận tình dẫn, giúp đỡ thực luận văn Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp bạn bè thân hữu bên cạnh ủng hộ, chia sẻ khó khăn động viên tinh thần để tơi hồn thành việc học tập cách tốt Kính chúc q thầy cơ, q đồng nghiệp thật nhiều sức khỏe ! Xin trân trọng cảm ơn ! Tp.HCM, ngày 25 tháng 12 năm 2019 Học viên Võ Thế Anh iii TÓM TẮT Hiện có nhiều phương pháp thí nghiệm trường để xác định khả chịu tải cọc, phương pháp nén tĩnh phương pháp thử động cọc biến dạng lớn (PDA) sử dụng rộng rãi phổ biến nhất, cho kết đáng tin cậy Tuy nhiên phương pháp có giá thành cao, phương pháp thí nghiệm địi hỏi trình độ chun mơn cao Thực tế Việt Nam công trình cảng, cơng trình cầu vừa nhỏ có kết cấu móng cọc, để tiết kiệm chi phí việc xác định sức chịu tải cọc thực tế để định chiều dài cọc thi công đại trà chủ yếu dựa vào kết quan trắc độ chối đóng cọc Phương pháp thực tương đối đơn giản, chi phí thấp, tiến hành đại trà nhiều cọc, nhiên độ xác chưa cao Do cần phải nghiên cứu để đánh giá hiệu chỉnh, làm hoàn thiện cho phương pháp này, giúp tiết kiệm chi phí, giảm giá thành cho cơng trình Trong luận văn này, học viên so sánh đối chiếu kết sức chịu tải cọc tính tốn từ độ chối thử động truyền thống với sức chịu tải cọc từ thí nghiệm PDA (với số lượng cọc thử cơng trình), so sánh với kết sức chịu tải cọc mô phần mềm Plaxis 2D Từ đánh giá, kết luận mức độ tin cậy sức chịu tải cọc tính tốn từ độ chối thử động truyền thống Từ khóa: thử động cọc, phương pháp thử động biến dạng lớn, sức chịu tải cọc, độ chối cọc iv ABSTRACT Nowadays, there are many field experiments to determine pile loading capacity; where the static compression method and the pile dynamic analysis testing method (PDA) are used very popularly and get these reliable results However, these methods have a high cost, and require a high level of expertise In Viet Nam, these infrastructure projects with a pile of foundations, with saving construction cost intent, to determine the exactly pile loading capacity and the length of pile which based on the results of the rejection of piling This method were performed relatively simple with low cost and can be applied on multiple piles, however the rersult of this method is still not accuracy Therefore, it is necessary to assess the calibration and to perfect this method which the purpose of saving construction cost In this research, the comparison between the result of the refection piling with the result of PDA testing (with test piles on a construction) were displayed in every detail Furthermore, pile loading capacity were also estimated by using Plaxis 2D software which get more knowledge of pile when piling From that, this research have enough data to assess and conclude about reliability of traditional piling dynamic test Keyword: piling dynamic test, pile dynamic alnalysis (PDA), capacity, impact testing v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT x MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỌC 1.1 Phương pháp nén tĩnh 1.2 Phương pháp thử động biến dạng lớn (PDA) 1.3 Phương pháp thử động truyền thống 1.4 Ưu điểm nhược điểm phương pháp CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỌC 10 2.1 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất 10 2.2 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) 11 2.3 Sức chịu tải cọc từ thí nghiệm PDA 12 2.4 Sức chịu tải cọc theo độ chối thử động 14 CHƯƠNG SO SÁNH KẾT QUẢ SCT CỌC TÍNH TỐN THEO ĐỘ CHỐI THỬ ĐỘNG VỚI SCT CỌC TÍNH TỐN THEO CÁC CƠNG THỨC LÝ THUYẾT VÀ SCT CỌC TỪ THÍ NGHIỆM PDA 17 3.1 Giới thiệu công trình 17 3.2 Số liệu địa chất cơng trình 25 3.3 Kết sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất 32 vi 3.4 Kết sức chịu tải cọc theo SPT 35 3.5 Kết sức chịu tải cọc từ thí nghiệm PDA 38 3.6 Kết sức chịu tải cọc theo độ chối thử động 38 3.7 So sánh kết sức chịu tải cọc theo phương pháp 39 3.8 Nhận xét đánh giá 41 CHƯƠNG ỨNG DỤNG PLAXIS 2D MƠ PHỎNG THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG CỌC BIẾN DẠNG LỚN (PDA) 42 4.1 Giới thiệu 42 4.2 Xác định thông số đầu vào 43 4.3 Mơ hình tính tốn 47 4.4 Kết tính toán 54 4.5 So sánh kết plaxis 62 4.6 Nhận xét đánh giá 64 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 68 PHỤ LỤC KẾT QUẢ PDA 69 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Gia tải kích thủy lực, dùng dàn chất tải đối trọng làm phản lực Hình 1.2 Gia tải kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực Hình 1.3 Gia tải kích thủy lực, dùng dàn chất tải đối trọng kết hợp cọc neo làm phản lực Hình 1.4 Hệ thống thiết bị cho thí nghiệm PDA Hình 1.5 Đóng cọc sàn đạo búa diezel đặt sà lan Hình 1.6 Quan trắc độ chối thử động cọc máy thủy bình Hình 3.1 Bản đồ vị trí cơng trình 17 Hình 3.2 Mặt định vị cơng trình 19 Hình 3.3 Mặt cọc cơng trình 20 Hình 3.4 Mặt cắt ngang kết cấu cơng trình 21 Hình 3.5 Đóng cọc thử cơng trình 22 Hình 3.6 Hồn thành đóng cọc tồn cơng trình 23 Hình 3.7 Thi cơng kết cấu dầm sàn BTCT bên cọc 23 Hình 3.8 Hoàn thiện kết cấu bến dầm sàn BTCT cọc 24 Hình 3.9 Mặt cắt địa chất cơng trình 28 Hình 3.10 Biểu đồ thí nghiệm SPT hố khoan HK-KT01 29 Hình 3.11 Biểu đồ thí nghiệm SPT hố khoan HK-KT02 30 Hình 3.12 Biểu đồ thí nghiệm SPT hố khoan HK-KT02 (tiếp theo) 31 Hình 3.13 Biểu đồ so sánh kết SCT cọc theo tiêu lý đất - theo SPT – theo PDA – theo độ chối 40 Hình 4.1 Quan hệ ứng suất - biến dạng theo mơ hình Mohr-Coulomb mơ hình Hardening Soil 42 Hình 4.2 Module E50 Eur thí nghiệm nén trục 43 ref Hình 4.3 Module E ed thí nghiệm nén trục 44 Hình 4.4 Quan hệ module đàn hồi Es số SPT 45 Hình 4.5 Giá trị hệ số poisson đất 46 Hình 4.6 Mơ hình tính Plaxis cọc A3 54 viii Hình 4.7 Biến dạng lưới phần tử cọc A3 54 Hình 4.8 Biểu đồ chuyển vị đứng đỉnh cọc A3 (Uy) theo thời gian 55 Hình 4.9 Biểu đồ bao lực dọc cọc A3 55 Hình 4.10 Biểu đồ bao moment cọc A3 55 Hình 4.11 Mơ hình tính Plaxis cọc D8 56 Hình 4.12 Biến dạng lưới phần tử cọc D8 56 Hình 4.13 Biểu đồ chuyển vị đứng đỉnh cọc D8 (Uy) theo thời gian 57 Hình 4.14 Biểu đồ bao lực dọc cọc D8 57 Hình 4.15 Biểu đồ bao moment cọc D8 57 Hình 4.16 Mơ hình tính Plaxis cọc F12 58 Hình 4.17 Biến dạng lưới phần tử cọc F12 58 Hình 4.18 Biểu đồ chuyển vị đứng đỉnh cọc F12 (Uy) theo thời gian 59 Hình 4.19 Biểu đồ bao lực dọc cọc F12 59 Hình 4.20 Biểu đồ bao moment cọc F12 59 Hình 4.21 Mơ hình tính Plaxis cọc C17 60 Hình 4.22 Biến dạng lưới phần tử cọc C17 60 Hình 4.23 Biểu đồ chuyển vị đứng đỉnh cọc C17 (Uy) theo thời gian 61 Hình 4.24 Biểu đồ bao lực dọc cọc C17 61 Hình 4.25 Biểu đồ bao moment cọc C17 61 Hình 4.26 Biểu đồ so sánh kết độ chối cọc 62 Hình 4.27 Biểu đồ so sánh kết SCT cọc theo Plaxis 2D - theo PDA - theo độ chối 63 70 71 Cọc A3: 72 73 Cọc D8: 74 75 76 77 Cọc F12: 78 79 80 81 Cọc C17 : 82 83 84