So sánh đánh giá ứng xử giữa móng topbase và móng cọc trên nền đất yếu sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn

Phổ chuyển vị trong móng, nền Top-Base và nền đất: a phổ chuyển vị ngang; b Phổ chuyển vị đứng 70 Trang 12 MỞ ĐẦU1.Tính cấp thiết của đề tài:Gia cố nền bằng công nghệ Top-Base có

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN -    NGUYỄN THIỆN NHÂN SO SÁNH ĐÁNH GIÁ ỨNG XỬ GIỮA MÓNG TOPBASE VÀ MÓNG CỌC TRÊN NỀN ĐẤT YẾU SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐÀ NẴNG, 12/2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN -    NGUYỄN THIỆN NHÂN SO SÁNH ĐÁNH GIÁ ỨNG XỬ GIỮA MÓNG TOPBASE VÀ MÓNG CỌC TRÊN NỀN ĐẤT YẾU SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Mã số : 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Người hướng dẫn khoa học: TS PHẠM MỸ ĐÀ NẴNG, 2021 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Lãnh đạo trường Đại học Duy Tân, khoa Sau đại học, quý Thầy, Cô giáo đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành quá trình học tập và nghiên cứu Tôi xin cảm ơn TS Phạm Mỹ đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo để tôi hoàn thành luận văn này Tôi cũng xin cảm ơn các cơ quan, bạn bè đồng nghiệp và những người thân đã cùng chia sẻ, giúp đỡ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành nhiệm vụ học tập và cuốn luận văn này Tác giả luận văn NGUYỄN THIỆN NHÂN ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của TS Phạm Mỹ Những nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình Tác giả luận văn NGUYỄN THIỆN NHÂN iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH ẢNH .vi MỞ ĐẦU 1 1.Tính cấp thiết của đề tài: 1 2.Mục tiêu nghiên cứu: 1 3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .2 4.Phương pháp nghiên cứu 2 5.Cấu trúc luận văn 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TOP-BASE 3 1.1 Công nghệ top -base trên thế giới 3 1.1.1 Giới thiệu chung 3 1.1.2 Trình tự thi công móng Top – Base 3 1.2 Công nghệ top-base trong nước 8 1.2.1 Tình hình áp dụng 8 1.3 Cấu tạo nền Top-Base 9 1.3.1 Đặc điểm cấu tạo khối Top – Block 9 1.3.2 Cấu tạo nền Top-Base 10 1.3.3 Nguyên lý chịu lực của móng Top – Base .11 1.4 Giới thiệu tổng quan phương pháp nghiên cứu .18 1.4.1 Phương pháp tính toán thiết kế 18 1.4.2 Ước lượng thông số ứng suất bằng giá trị N 18 1.4.3 Thiết kết nền Top-Base 19 1.4.4 Đánh giá tính ưu việt của phương pháp Top – base 26 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ TOP-BASE .29 2.1 Lý thuyết nền móng 29 iv 2.1.1 Khái niệm nền công trình 29 2.1.2 Khái niệm móng công trình 29 2.1.3 Phân loại nền, móng 30 2.1.4 Tổng quan thiết kế nền móng 33 2.2 Phân tích nguyên lý làm việc nền Top-base 34 2.2.1 Cấu tạo Top-Block 34 2.2.2 Nguyên lý làm việc Top-Block .35 2.2.3 Nguyên lý làm việc nền Top-Base 37 2.2.4 Qui trình tính toán 40 2.3 Phân tích phần tử hữu hạn cho mô hình tương tác giữa Top-Base và đất .41 2.3.1 Phương trình chủ đạo của nền Top-Base .41 2.3.2 Chọn phần tử phát sinh lưới cho nền Top-Base 43 2.4 Phân tích phần tử hữu hạn cho mô hình đất nền 45 2.4.1 Phương trình chủ đạo của đất nền 45 2.4.2 Mô hình vật liệu nền đất 45 2.4.3 Mô hình Cap cải tiến .47 2.4.4 Phân tích sự tương tác giữa nền đất và Top-Base 51 CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHÂN TÍCH PHẦN TỬ HỮU HẠN 53 3.1 Mô tả công trình khảo sát mô phỏng 53 3.2 Phân tích phần tử hữu hạn 54 3.2.1 Giới thiệu sơ lược mô hình phân tích 54 3.2.2 Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn cho nền đất 56 3.2.3 Xây dựng mô hình phần tử hữu hạn cho nền Top-Base 58 3.2.4 Sự tương tác 59 3.3 Kết quả và thảo luận .60 3.3.1 Khảo sát nền 1 lớp Top-Base 60 3.3.2 Khảo sát nên 2 lớp Top-Base 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 1.Kết luận 72 2.Kiến nghị 72 v TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (Bản sao) vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu TÊN BẢNG Trang bảng Phân tích các chỉ tiêu cơ lý [1] 14 1.1 Các yêu cầu kỹ thuật áp dụng nền top-base cho tường chắn 20 1.2 Các yêu cầu kỹ thuật áp dụng nền top-base cho kênh hở 20 1.3 Lựa chọn hệ số K2 22 1.4 Hệ số hình dạng móng 23 1.5 Hệ số khả năng chịu tải của nền đất ban đầu và top-base 24 1.6 So sánh hệ quả kinh tế giữa móng cọc và móng top-base [2] 27 1.7 Tổng hợp nội lực trên mặt móng của công trình 54 3.1 Kết quả tính lún công trình thực tế 64 3.2 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu TÊN HÌNH Trang hình Tập kết Top-block 4 1.1 Thi công lớp thép định vị phía dưới 4 1.2 Thi công đóng các Top-block vào vị trí 4 1.3 Chèn đá dăm và đầm chặt 5 1.4 Thi công lưới thép cố định phía trên 5 1.5 Đào hố móng 6 1.6 Thi công liên kết các khuôn Top-block thành 1 khối 6 1.7 Lắp đặt các khối đã liên kết vào hố móng 6 1.8 Công tác đổ bê tông tại chỗ các khối Top-block 7 1.9 Công tác chèn đá dăm 7 1.10 Thi công lớp thép khóa đỉnh 7 1.11 Đổ Bê tông lớp mặt 8 1.12 Công trình khách sạn cao 12 tầng ở 32 Lò Sũ, Hà Nội 9 1.13 Công trình khách sạn Ocean View– Vũng Tàu 9 1.14 Cấu Tạo Top-Block Ø 330, Ø 500 10 1.15 Cấu Tạo Top-Block Ø 2000 10 1.16 Cấu tạo nền Top –Base 10 1.17 Đặc tính của Top-base [1] 11 1.18 Bánh xích dạng Top-shape của máy ủi [1] 11 1.19 Biến dạng ngang 12 1.20 Phân phối ứng suất của các loại móng khác nhau sau khi lún 12 1.21 dài hạn [1] Phân bố ứng suất dưới nền không gia cố và nền gia cố bằng 13 1.22 Top – Base 13 1.23 Các loại móng dùng kiểm tra lún theo thời gian [1] 14 1.24 Quan hệ độ lún với thời gian xác định ở hiện trường 14 1.25 Quan hệ độ lún với thời gian xác định ở phòng thí nghiệm 16 1.26 Đường biểu diễn quan hệ giữa p – S ngoài hiện trường 16 1.27 Đường biểu diễn quan hệ giữa p – S trong phòng thí nghiệm 22 1.28 Độ rộng tác dụng hiệu quả và hệ số k1 dưới tải lệch tâm 23 1.29 Sơ đồ tính toán móng Top – Base Phương pháp lựa chọn hệ số K2 (đất sét, Top-Block 500) 23 1.30 [1] 24 1.31 Biểu đồ hệ số khả năng chịu tải của Top-Base 25 1.32 Phương pháp tính toán độ lún viii Số hiệu TÊN HÌNH Trang hình Nền và móng 29 2.1 Cột đất trộn xi măng để gia cố thành hố đào móng 31 2.2 Móng băng giao thoa 32 2.3 Thi công móng đơn 32 2.4 Thi công móng cọc ép 33 2.5 Một đài cọc sau khi đổ bê tông xong 33 2.6 Thi công móng cọc khoan nhồi 33 2.7 Kích thước qui ước 35 2.8 Sự làm việc của top-block 37 2.9 Cấu tạo nền Top-Base gồm 1 lớp Top-Block 39 2.10 Cấu tạo nền Top-Base gồm 2 lớp Top-Block 39 2.11 Quy trình thiết kế nền Top-Base 40 2.12 Sơ đồ truyền tải của công trình vào nền 1 lớp Top-Base 41 2.13 Phần tử phát sinh lưới cho nền Top-Base 43 2.14 Đường cong ứng suất Mô hình Drucker-Prager cải tiến 46 2.15 Xác định Vectơ biến dạng dẻo 47 2.16 Mô hình Drucker-Prager cải tiến 48 2.17 Ứng suất và biến dạng thể tích 48 2.18 Bề mặt phá hoại “mô hình Drucker-Prager cải tiến” 50 2.19 Đường cong Gcvà Gs 51 2.20 Mặt bằng móng tỷ lệ 1/200 53 3.1 Chi tiết móng cọc nhồi 53 3.2 Phân tích nội lực tác dụng lên móng của công trình 54 3.3 Mô hình phần tử hữu hạn của nền Top-Base và móng công 55 3.4 trình Mặt cắt địa chất tại dự án Cục Hải Quan TP Đà Nẵng 55 3.5 Chi tiết cọc của công trình 56 3.6 Sơ đồ truyền tải của công trình vào nền 2 lớp Top-Base 56 3.7 Mô hình phần tử hữu hạn/phát sinh lưới của nền đất 58 3.8 Mô hình chi tiết của Top-Block 59 3.9 Phát sinh lưới trong lớp Top-Block 60 3.10 Mô hình PTHH sử dụng 1 lớp Top-Base 60 3.11 Phổ phân bố áp lực trong nền đất 1 lớp Top-Base 61 3.12 Phổ phân bố áp lực ngang(theo phương X) giữa các khối 61 3.13 Top-Base ng xử áp lực trong nền đất: a) theo thời gian; b) theo lực tác 62 3.14 động 62 3.15 Ứng xử của biến dạng đối với lực tác động