Phân tích ảnh hưởng của móng cọc lên độ lún của móng cọc lân cận

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - TRẦN TRUNG HIẾU PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MÓNG CỌC LÊN ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỌC LÂN CẬN ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF PILE FOUNDATION ON SETTLEMENT OF NEIGHBORING PILE FOUNDATION Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm Mã số : 8580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2023 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI TRƯỜNG SƠN Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS VÕ PHÁN Cán chấm nhận xét 2: TS.TRẦN VĂN TUẨN Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP HCM, ngày tháng năm 2023 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: PGS.TS LÊ BÁ VINH Thư ký: TS LÊ TRỌNG NGHĨA Phản biện 1: PGS.TS VÕ PHÁN Phản biện 2: TS.TRẦN VĂN TUẨN Ủy viên: PGS.TS NGUYỄN THÀNH ĐẠT Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS LÊ BÁ VINH PGS.TS LÊ ANH TUẤN i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN TRUNG HIẾU MSHV: 2070527 Ngày, tháng, năm sinh: 21/05/1993 Nơi sinh: Bình Phước Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm I Mã số: 8580204 TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA MĨNG CỌC LÊN ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỌC LÂN CẬN ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF PILE FOUNDATION ON SETTLEMENT OF NEIGHBORING PILE FOUNDATION II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG - Tính tốn phân tích độ lún móng cọc có xét ảnh hưởng móng lân cận - Mơ phân tích độ lún móng cọc có xét ảnh hưởng móng lân cận; phân tích phạm vi vùng ảnh hưởng, mức độ ảnh hưởng giá trị độ lún gia tăng xét ảnh hưởng tải trọng móng lân cận -ii- III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 06 / 02 /2023 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 11 / 06 /2023 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS BÙI TRƯỜNG SƠN Tp HCM, ngày 11 tháng 06 năm 2023 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) PGS.TS BÙI TRƯỜNG SƠN PGS.TS LÊ BÁ VINH TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) PGS.TS LÊ ANH TUẤN -iii- LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến người giúp đỡ hỗ trợ q trình hồn thành luận văn Đầu tiên, tơi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến thầy PGS.TS Bùi Trường Sơn – người tận tình hướng dẫn, bảo, định hướng động viên trình học tập nghiên cứu trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM, giúp vượt qua khó khăn để hồn thành luận văn Tiếp theo, muốn chân thành cảm ơn thầy cô mơn Địa - Nền móng Khoa Kỹ thuật Xây dựng trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM, người truyền dạy cho kiến thức quý giá cung cấp kinh nghiệm vô giá đường nghiên cứu khoa học nghiệp tương lại Cuối cùng, muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình người thân, bạn lớp Địa kỹ thuật xây dựng khóa 2020, đồng nghiệp anh chị em hỗ trợ, giúp đỡ, tạo điều kiện để hồn tất luận văn Tơi chân thành cảm ơn người! Tp HCM, ngày 11 tháng năm2023 Học viên Trần Trung Hiếu -iv- TÓM TẮT Do tải trọng cơng trình nhà cao tầng lớn nên để đảm bảo khả chịu tải, cọc móng sâu tương ứng Với khoảng cách móng khơng đủ lớn vùng ảnh hưởng đất móng giao gây ảnh hưởng Do đó, diện tích móng khối quy ước để dự tính độ lún móng cọc có kích thước lớn đáng kể so với diện tích đài móng gây độ lún bổ sung Nội dung đề tài đề cập đến kết độ lún dự tính xem móng làm việc độc lập có xét đến ảnh hưởng móng lân cận Kết tính tốn độ lún móng tăng lên đáng kể, khoảng 44,7% xét đến tác động từ móng lân cận Ngồi ra, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn công cụ mô PLAXIS 3D cho phép mô độ lún móng cọc trường hợp khác Kết mơ cho thấy độ lún móng làm việc độc lập nhỏ 162% so với trường hợp móng lân cận làm việc đồng thời Kết tính tốn mơ cho thấy tầm quan trọng việc xem xét tác động móng lân cận cơng tác tính tốn thiết kế móng Nghiên cứu đặt móng cho nghiên cứu tương tác yếu tố khác tải trọng, mơi trường đất, nội lực nhóm cọc cấu trúc móng -v- ABSTRACT Due to the large load of high-rise buildings, the depth of pile foundations needs to be increased to ensure their bearing capacity If the spacing between piles is not sufficient, the influent zones in the ground may overlap and interact with each other Therefore, the assumed area of the pile group is larger than the actual area to estimate the settlement of large-sized pile foundations and cause additional settlement The research topic concens with the estimated settlement considering both the independent behavior of individual piles and the influence of neighboring piles The calculation results show that the settlement of the pile can increase significantly, approximately 44.7%, when considering the impact from neighboring piles Furthermore, using the finite element method and the PLAXIS 3D simulation tool allow for modeling the settlement of pile foundations in various scenarios From the model results, it can be observed that the settlement of the independent pile foundation is less than 162% compared to the case where neighboring piles work simultaneously The calculation results and simulations highlight the importance of considering the influence of neighboring piles in the calculation and design of foundation systems This study also lays the foundation for further research on the interaction of other factors such as loads, soil conditions, internal forces within the pile group, and foundation structure -vi- LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng việc thực hướng dẫn PGS.TS Bùi Trường Sơn Các kết Luận văn thật chưa công bố nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm nội dung trình bày luận văn Tp HCM, ngày 11 tháng năm2023 Học viên Trần Trung Hiếu -vii- MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ i LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v LỜI CAM ĐOAN vi DANH MỤC BẢNG BIỂU xii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỘ LÚN CỦA MÓNG CỌC 1.1 Khái qt tính tốn độ lún thiết kế móng cọc…………………… 1.2 Các phương pháp tính tốn độ lún nhóm cọc………………………… 1.3 Các nghiên cứu thực nghiệm độ lún nhóm cọc…………………… 1.4 Kết luận chương 1…………………………………………………………10 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ĐỘ LÚN CỦA MĨNG CỌC 11 2.1 Độ lún cọc đơn…………………………………………………………… 11 2.1.1 Độ lún cọc đơn ngàm đất sét theo Davis - Poulos (1968) [14] 11 2.1.2 Phương pháp kinh nghiệm theo Vesic (1970) [15] 11 2.1.3 Phương pháp bán kinh nghiệm theo Vesic (1977) [15] 12 2.1.4 Phương pháp xác định độ lún đàn hồi cọc đơn theo Woodward, Grander Greer (1972) [14] 14 2.1.5 Độ lún cọc đơn theo Randolph Worth (1978) [14] 15 2.1.6 Phương pháp phân tích theo Gambin [14] 17 2.1.7 Theo TCVN 10304:2014 Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế [1] 18 -viii- 2.2 Độ lún nhóm cọc…………………………………………………… 19 2.2.1 Phương pháp kinh nghiệm theo Skempton (1953) [14], [4] 19 2.2.2 Phương pháp kinh nghiệm theo Meyerhof (1976) [16] 20 2.2.3 Phương pháp kinh nghiệm theo Vesic (1977) [15] 20 2.2.4 Phương pháp Terzaghi [14] 21 2.2.5 Phương pháp hệ số tương tác theo Poulos – Davis (1980) [15] 22 2.2.6 Phương pháp cọc tương đương theo Poulos – Davis (1993) [15] 23 2.2.7 Phương pháp móng khối quy ước 24 2.2.8 Tính tốn theo TCVN 10304:2014 [1] 25 2.3 Nhận xét chương 2……………………………………………………… 26 CHƯƠNG PHÂN TÍCH, TÍNH TỐN ĐỘ LÚN CỦA MĨNG KHI XẢY RA HIỆU ỨNG CHỒNG ỨNG SUẤT GIỮA CÁC NHÓM CỌC 27 3.1 Giới thiệu cơng trình, cấu tạo địa chất khu vực xây dựng sơ đồ tính tốn ảnh hưởng móng cọc………………………………………………… 27 3.1.1 Giới thiệu cơng trình 27 3.1.2 Điều kiện địa chất cơng trình 27 3.1.3 Đánh giá ảnh hưởng móng cọc 30 3.2 Độ lún móng cọc ảnh hưởng móng lân cận theo phương pháp khối móng qui ước………………………………………………………………36 3.2.1 Độ lún móng F9 xem móng làm việc độc lập 36 3.2.2 Độ lún móng cọc có xét ảnh hưởng từ móng lân cận 42 3.3 Mơ phân tích ảnh hưởng móng cọc kế cận phần mềm Plaxis 3D……………………………………………………………………………… 46 3.3.1 Đặc trưng vật liệu đất sử dụng mô 46 3.3.2 Ứng xử móng F9 làm việc độc lập 48 3.3.3 Ứng xử móng cọc xét ảnh hưởng móng lân cận 52 -76- Hình PL 13 Diện chịu tải móng F13C tác dụng lên móng F9 Bảng PL Độ lún bổ sung móng F13C lên móng F9 Số thứ tự lớp mũi cọc Tính lún móng cọc 13C z (m) zi hi (m) (m) pz(ABCD) pz(ADHF) pz(CDEG) pz(DEFH) pz (kN) E0 (kN/m2) Si (mm) 0.5 1.5 2.5 3.5 4.5 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5 10.5 10.337 10.043 9.75 9.458 9.17 8.886 8.607 8.333 8.065 7.803 7.548 10.153 9.496 8.858 8.25 7.678 7.149 6.662 6.218 5.814 5.449 5.118 10.169 9.544 8.935 8.351 7.799 7.284 6.808 6.37 5.969 5.604 5.271 10.052 9.196 8.373 7.601 6.89 6.249 5.678 5.175 4.735 4.351 4.016 0.067 0.199 0.33 0.458 0.583 0.702 0.815 0.92 1.017 1.101 1.175 39400 21800 21800 21800 21800 21800 21800 21800 24500 24500 24500 S= 0.001 0.006 0.009 0.013 0.017 0.020 0.023 0.026 0.016 0.018 0.019 0.17 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 1 1 1 1 1 -77- * Kết mô Plaxis 3D Uz = -28,79 mm Hình PL 14 Tổng chuyển vị theo phương đứng móng F9 F9B -78- Uz = -28,79 mm Hình PL 15 Độ lún đáy đài móng F9 F9B Uz = -22,35 mm -79- Hình PL 16 Độ lún mũi cọc móng F9 F9B Uz = -24,95 mm Hình PL 17 Tổng chuyển vị theo phương đứng móng F9 F9C Uz = -24,95 mm -80- Hình PL 18 Độ lún đáy đài móng F9 F9C Uz = -17,61 mm Hình PL 19 Độ lún mũi cọc móng F9 F9C -81- Uz = -30,26 mm Hình PL 20 Tổng chuyển vị theo phương đứng móng F9 F10 Uz = -30,26 mm -82- Hình PL 21 Độ lún đáy đài móng F9 F10 Uz = -24,01 mm Hình PL 22 Độ lún mũi cọc móng F9 F10 -83- Uz = -22,07 mm Hình PL 23 Tổng chuyển vị theo phương đứng móng F9 F13A Uz = -22,07 mm -84- Hình PL 24 Độ lún đáy đài móng F9 F13A Uz = -17,28 mm Hình PL 25 Độ lún mũi cọc móng F9 F13A -85- Uz = -22,29mm Hình PL 26 Tổng chuyển vị theo phương đứng móng F9 F13B Hình PL 27 Ứng suất cắt tương đối móng F9 F13B -86- Uz = -22,29 mm Hình PL 28 Độ lún đáy đài móng F9 F13B Uz = -16,70 mm -87- Hình PL 29 Độ lún mũi cọc móng F9 F13B Uz = -21,95 mm -88- Hình PL 30 Tổng chuyển vị theo phương đứng móng F9 F13C Uz = -21,95 mm Hình PL 31 Độ lún đáy đài móng F9 F13C -89- Uz = -15,97 mm Hình PL 32 Độ lún mũi cọc móng F9 F13C -90- PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ Tên: Trần Trung Hiếu Ngày, tháng, năm sinh: 21/05/1993 Nơi sinh: Bình Phước Địa liên lạc: 15 đường 30, Phường Tân Phong, Quận 7, TP Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO Từ 9/2011 đến 11/2014: học cao đẳng ngành Xây dựng dân dụng công nghiệp Cao đẳng Công Nghệ Và Quản Trị Doanh Nghiệp Từ 3/2018 đến 9/2019: liên thông đại học ngành Xây dựng dân dụng công nghiệp Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC Từ 6/2015 đến 6/2019: làm việc phịng thi cơng, Cơng ty Cổ Phần Đầu Tư Quốc Cường Gia Lai Từ 6/2019 đến nay: làm việc phịng quản lý thiết kế, Cơng ty Cổ Phần Tập Đồn Danh Khơi