Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng lực trước nodular thi công theo phương pháp hyper-mega

TEN DE TÀI: Phân tích sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng lực trước Nodular thi công theo phương pháp Hyper-MEGA NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:— Tinh toán sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc d

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BS FS 2S 3k 3K 3K 5S 3 3k 3 2s 3€ 3K 3 3k 3s 34K 3K

BKTP.HCM

LÊ TRỌNG THẠCH

PHUONG PHAP HYPER-MEGA

CHUYEN NGANH: DIA KY THUAT XAY DUNGMA SO NGANH: 60.58.02.11

LUAN VAN THAC SI

Tp.Hồ Chi Minh, thang 06/2018

Công trình này được hoàn thành tại: Trường Đại học Bach Khoa — DHQG — HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYÊN MINH TÂM

Cán bộ cham nhận xét 1: PGS.TS LE BA VINHCán bộ cham nhận xét2: TS NGUYEN NGỌC PHÚC

Luận văn Thạc si được bảo vệ tai Trường Dai hoc Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM,ngày 13 thang 07 năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:1 PGS.TS VÕ PHÁN

2 PGS.TS LE BA VINH3 TS NGUYÊN NGỌC PHÚC4 TS ĐỒ THANH HAI

5 TS PHAM VĂN HUNG

Xác nhận của Chủ tịch Hội đông đánh giá Luận văn Thạc sĩ và Chủ nhiệm Bộ môn

quản lý chuyên ngành sau khi Luận văn Thạc sĩ đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA

PGS.TS VÕ PHÁN

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do — Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên : LE TRỌNG THACH MSHV : 1670175

Ngày thang, năm sinh : 22/12/1978 Noi sinh : Phú YênChuyén nganh : Dia kỹ thuật xây dựng Mã ngành : 60 58 02 11

I TEN DE TÀI: Phân tích sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng lực trước

Nodular thi công theo phương pháp Hyper-MEGA

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:— Tinh toán sức chịu tải cọc theo vật liệu làm cọc dựa trên cơ sở ly thuyết tính toán

băng giải tích:TCVN 10304:2014, TCVN 7888:2014 và TCVN 5574:2012;— Tính toán sức chịu tải cọc dựa trên cơ sở lý thuyết tính toán băng giải tích do

Japan Pile Corporation dé xuất;— Thiết lập mô hình tinh toán sức chịu tai cọc sử dung phương pháp phan tử hữu

hạn thông qua phan mềm Plaxis 2D;— _ Trên cơ sở phương pháp mô phỏng và phương pháp giải tích so sánh với kết quả

thử nghiệm thử tải tĩnh cọc, đánh giá hệ SỐ SỨC kháng mũi cọc cho đất nền dướimui cọc tại Tp.HCM và các khu vực lân cận so với công thức dé xuất của Japan

Pile Corporation;

— Kết luận và kiến nghị.Il NGÀY GIAO NHIEM VU : 15/01/2018Ill NGAY HOÀN THÀNH NHIEM VỤ : 17/06/2018Iv CAN BO HUONG DAN : PGS.TS NGUYEN MINH TAM

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON

PGS.TS NGUYEN MINH TAM PGS.TS LE BA VINH

TRUONG KHOA KY THUAT XAY DUNG

LOI CAM ON

Trước tiên, xin chân thành cam on quý Thây/ Cô ở Trường Đại học Bách khoa — Đại

học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, đặt biệt quý Thay/ Cô ở Bộ môn Dia cơ Nền mongđã truyền đạt những kiến thức quý báu và tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ trong thời

gian qua;

Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Nguyễn Minh Tâm đã giúp đỡ và chỉdẫn tận tình trong thời gian thực hiện Luận văn này Thây truyền đạt cho học viênphương thức tiếp cận, định hướng và cách giả quyết van dé khoa hoc Đây là hànhtrang quý giá dé học viên vận dụng thực hiện trong quá trình thực hiện Luận văn nay;Bên cạnh đó, xin cảm ơn đến Công ty Cổ phan Phan Vũ đã giúp đỡ cho học viên cóđược những tải liệu tham khảo quý giá về công nghệ sản xuất cũng như thi công nềnmóng liên quan đến nội dung Luận văn;

Cuối cùng, xin cảm ơn đến Gia đình học viên, Cơ quan (QUATEST 3) và bạn bè đãtạo điều kiện giúp đỡ học viên trong thời gian học tập vừa qua

Tp Hỗ Chí Minh, tháng 06 năm 2018

Học viên

Lê Trọng Thạch

TÓM TAT:

Công nghệ thi công cọc theo phương pháp Hyper — MEGA đang được áp dụng ngày

càng nhiều ở Việt Nam, đặt biệt tại Tp H6 Chi Minh va các khu vực lân cận Quytrình thi công như sau: Tạo hồ khoan đến cao độ mũi cọc, mở rộng hồ khoan, tạo vữachèn hông cọc, tạo vữa chèn đáy cọc, sau đó đưa đoạn cọc Nodular vào đoạn đáy ritiép theo đoạn coc PHC vào đoạn trên Tiến hành tính toán sức chịu tải coc don theocông thức đề xuất của J apan Pipe Corporation, theo vật liệu cọc, thi công cọc thử, thửtải tinh dọc trục coc đơn và mô phỏng thử tai tinh dọc trục để xác định Hệ số sứckhang mũi cọc (a) đối với từng loại đất dưới mũi cọc (đất sét hoặc đất cat);

Cac công trình phục vu cho tinh toán như sau:

Một là Công trình “Cresent Mall 2” tại Đường Nguyễn Khắc Viện, Khu Nam SaiGòn, Phường Tân Phong, Quận 7, Tp.Hồ Chí Minh Diện tích xây dựng là 6553 m7,được thiết kế 25 tầng thân va 01 tang ham Móng công trình được thiết kế bang cọcNodular, đường kính 800-600 mm, tai trọng thiết cọc đơn 5500 kN Tổ hợp cọc gôm10 m cọc Nodular D 800 — 600 cho đoạn cuối và 31 m cọc PHC cho đoạn trên Đấtnên tại mũi cọc là cát bụi, giá trịN =25;

Hai là Công trình “Xây dựng Đường trượt Số 2 — Dự án Phát triển Mỏ Sao Vang va

Đại Nguyệt”, tại cảng VIETSOPETRO, đường 30/4, Tp Vũng Tàu, tinh Ba Ria —

Vũng Tàu Móng công trình được thiết kế bằng cọc Nodular, đường kính 800-600mm, tải trọng thiết kế 5000 kN Tổ hợp cọc gồm 12 m cọc Nodular D 800 — 600 chođoạn cuối và 34 m cọc PHC cho đoạn trên Đất nền tại mũi cọc là sét đẻo, giá tri

N =25.3;

Ba la công trình “Trung tâm Van hóa Điện anh Tp.Hồ Chí Minh” tại Số 2,Phan Đình Giót, Quận Tân Bình, Tp.Hồ Chí Minh Quy mô công trình là tô hợpthương mại dịch vụ, cụm rạp chiều phim, trung tâm văn hóa và khối văn phòng gồm02 tang ham và 16 tang thân Diện tích dat 3643.9 m2, tong diện tích sản xây dựng là26000 m2 Móng công trình được thiết kế bang cọc Nodular, đường kính800-600 mm, tải trọng thiết kế 6050 kN Tổ hợp cọc gồm 12 m cọc NodularD800 — 600 cho đoạn cuối và 31 m coc PHC cho đoạn trên Dat nền tại mũi cọc là sét

Bon là công trình “Chung cu M8 (The Peak)” tại Khu Nam Sài Gòn, Quận 7, Tp.HồChí Minh Công trình nảy là một trong 04 chung cư kết nối với nhau thuộc dự án PhúMỹ Hung Midtown trên tích đất 56331 m’*, bao gồm: The Grande,

The Symphony, The Signature và The Peak Công trình The Peak đang trong quá

trình thiết kế Móng công trình được thiết kế bằng cọc Nodular, đường kính800-600 mm, tải trọng thiết kế 5500 kN Tổ hợp cọc gồm 12 m cọc NodularD 800 — 600 cho đoạn cuối và 37 m cọc PHC cho đoạn trên Đất nên tại mũi cọc là

cát mịn, gia tri N = 22;Sức chịu tải giới han cọc đơn được ước lượng theo vật liệu làm cọc, theo công thức

dé xuất của Japan Pipe Corporation và theo phương pháp phan tử hữu hạn (mô phỏngbăng phần mềm Plaxis 2D) lần lược là 19584 kN, 13200 kN và 19250 kN đối vớicông trình “Cresent Mall 2) lần lược là 19612 KN, 17248 kN và 18500 kN đối vớicông trình “Đường trượt số 2” ,lần lượt là 20957 KN, 17166 kN và 16940 KN đối vớicông trình “Trung tâm Văn hóa Điện ảnh Tp.Hồ Chí Minh” và lần lược là 19579 kN,17023 kN và 19250 kN đối với công trình “Chung cu M8”;

Từ kết quả phân tích sức chịu tải cọc theo phương pháp phan tử hữu han (mô phỏngbang phan mém Plaxis 2D), xác định Hệ số sức kháng mũi coc (a) đối với đất sét là254 & 214 (tương ứng 68% & 57% Hệ số sức kháng mũi cọc do Japan PipeCorporation đề xuất - ajp) và 401 & 504 (tương ứng 97% & 122% ajp) đối với đất cát

ABSTRACT:The pre-boring technology by Hyper - MEGA method is applying more and more inVietnam, specially in Ho Chi Minh City and the neighbourhood in Ho Chi Minh City.Construction process as follow: Excavation to pile end level, enlarged excavation byexpanded blade, jetting shaft grout and mixing repeatelly, forming the grouted base,install Nodular pile tip and next to PHC pile Carry out calculation bearing capacityof single pile according to fomula of Japan Pile Corporation, pile casting material,working test pile, static axial compressive load test and using the finite elementmethod to simulate load test in oder to determinate constant of end bearing capacity(a) correspond with pile toe soil (clay or sand);

The projects serve the pile foundation calculation as follow:The first , “Cresent Mall 2” project at Nguyen Khac Viet Street, Saigon South, TanPhong Ward, District 7, Ho Chi Minh City Constructed on 6553 m? area with 25storeys & 01 basement level The foundation of buiding is designed by Nodular pile,diameter of 800 mm, with dead-sustained load of 5500 kN Length of pile include10 m of Nodular pile toe and next to 31 m of PHC pile The silty sand at pile toe haveSPT value of 25;

The second, “Skipway No.02 — Sao Vang and Dai Nguyet Development ” project atVietsopetro port, 30/4 Street, Vung Tau City The foundation of buiding is designedby Nodular pile, diameter of 800-600 mm, with dead-sustained load of 5000 KN.Length of pile include 12 m of Nodular pile toe and next to 34 m of PHC pile Theplasticity clay at pile toe have SPT value of 25.3;

The third, “Ho Chi Minh City Cinema Centre” project at No.02 Phan Dinh GiotStreet, Tan Binh District, Ho Chi Minh City The size of this building is also acomplex of trade services, cinemas, cultural center and office block with 2 basementsand 16 storeys in a total floor area of over 26000 m7 The foundation of buiding isdesigned by Nodular pile, diameter of 800 mm, with dead-sustained load of 6050 KN.Length of pile include 12 m of Nodular pile toe and next to 31 m of PHC pile TheClay at pile toe have SPT value of 34.8;

The fourth, “M8 Apartment” project at Saigon South, District 7, Ho Chi Minh City,it is one of four interconnected buildings of “Phu My Hung Midtown” project on56331 m of land, consist of The Grande, The Symphony, The Signature and ThePeak in which The Peak is designing The foundation of buiding is designed byNodular pile, diameter of 800 mm, with dead-sustained load of 5500 kN Length ofpile include 12 m of Nodular pile toe and next to 37 m of PHC pile The Sand at piletoe have SPT value of 22.

Design compressive strength of shaft grout and base grout are 10 MPa and 20 MParespectively The height of base grout at pile toe is about 3,2 m, include 2,0 m ofheight above pile toe level and 1,2 m of height under pile toe level;

The bearing capacity of pile was estimated according to pile casting material, fomulaof Japan Pile Corporation and using the finite element method (simulation theproblem through plaxis software 2D) is equal to 19584 kN, 13200 KN va 19250 kNrespectively for “Cresent Mall 2” project, 19612 kN, 17248 kN and 18500 kNrespectively for “Skipway No.02 — Sao Vang and Dai Nguyet Development” projectand 20957 kN, 17166 kN va 16940 KN respectively for “Ho Chi Minh City CinemaCulture Centre” project and 19579 kN, 17023 kN va 19250 KN respectively for “M8Apartment” project;

From analysis results of bearing capacity by finite element method (simulation theproblem through plaxis software 2D), constant of end bearing capacity (a) wasdeterminated equal to 254 & 214 (corresponding to 68% & 57% ajp) for clay and 401& 504 (corresponding to 97% & 122% dịp) for sand.

LỜI CAM ĐOANTôi xin cam đoan Luận văn Thạc sĩ này do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn củaThay PGS.TS.Nguyễn Minh Tâm Các kết qua đạt được trong trong Luận văn nay làđúng sự thật và chưa được công bố ở các nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệmvề kết quả quả thực hiện của mình.

Tp HCM, ngày 17 tháng 06 năm 2018

Học viên

Lê Trọng Thạch

DANH MỤC HÌNH ANH

CHƯƠNG MỞ ĐẦUCHUONG 1

Hình 1.1 Mặt cắt dọc mô phỏng su làm việc của coc theo phương pháp

Hyper-0/106 öööö ,À In 4Hình 1.2 Coc BTLT ULT Nodular - - - << 5E E1 EE E3 EEEEvEx vkkeeeeeẻ 5Hình 1.3 Coc BTLT ULT thông thường (PHC) - 55 5+ ++2++e£++exss2 5Hình 1.4 Trinh tự thi công cọc theo phương pháp Hyper-MEGA 5

Hình 1.5 Sơ đồ khoan, bơm vữa So tt t3 158158158153 E58 1531531531511 se rsrrd 7Hình 1.6 Lấy mẫu vữa xi măng + - SE k+E SE EE S311 11T 1 rrrrey 8Hình 1.7 Han nối COC cccccccsccssssessescesceseessessesseseessessessessessessessesecsecsecsecsscecsecascaes 8Hình 1.8 Ha coc vào hố khoan cccccccecccsesceccecescesseseeescescsscseeseescecseesseseseseeaeeres 9Hình 1.9 Thiết bị thi công chính c- < sk E3 SE SE cv xưng ri 9

Hình 1.10 Máy khoan 0000010111011 10110111011 1 1 111111 xế 10Hình 1.11 Lưỡi khoan ruột gà - << << 22333111123 1311311115553 1111111555 x2 10

Hình 1.12 Hệ thồng bom và trộn vữa xi măng ¿2+ +x+x++sEeE+Eeererersrred 11Hình 1.13 Biểu đồ phân chia tỷ lệ sử dung cọc bê tông cốt thép đúc san theo

phương pháp thi CON T131 111 1021111111111 1 111111111111 1 xe 14Hình 1.14 Pham vi ứng dụng của phương pháp Hyper“MEOGA 14CHƯƠNG 2

Hình 2.1.Mô hình sức kháng mỗi CỌC 52 5< 5< 33 1111111515551 1111111115552 19

Hình 2.2 Biéu đồ quan hệ giữa op và œ đối với đất rời -c-cccseserersrred 21Hình 2.3 Biéu đồ quan hệ giữa dp và œ đối với đất dính sec ca 21Hình 2.4 Biéu đồ quan hệ giữa tỉ số fis/ œ và giá trị N đối với dat rời 22Hình 2.5 Biéu đồ quan hệ giữa tỉ số fio/ œ và giá trị N đối với đất dính 23Hình 2.6 Biéu đồ quan hệ giữa tỉ lệ fes/@ và giá trị \N cccs sec cerseeeeo 24Hình 2.7 Biểu đồ quan hệ giữa tỉ lệ fec/@ và giá trị qu -:-5-5 5c cccscscscee 25

Hình 2.8 Mô hình Hardening SOIÏ - - 222551 +31 111555122 27Hình 2.9 Mô hình Hardening Soil trong hệ trục không gian - - 27

Hình 2.10 Đàn h6i cccccccccccccccssecscccccccscscscccsscesscesscessecssssessecssesssssessssssesssesssesessenses 27

Hình 2.11 Tăng bển cắt G6 1x 1 5111 1 181 1 11g 1g TH HT ng ro 27Hình 2.12 Tăng bền theo thể tích và cắt -¿- + + se E+E+E‡E£EEeEsEeErkeererererred 28Hình 2.13 Tăng bền theo thé tích ¿- ¿+ + + 8 E*E*E*EEEESESEEEEEEEEEEeErkrkrererrred 28Hình 2.14 Ảnh hưởng loại xi măng đến cường độ nén nở hông eee 29Hình 2.15 Quan hệ giữa cường độ nén nở hông (qu) ở 28 ngày tuổi theo hàm lượng

Lecce eee 1Alạạạ 30CHƯƠNG 3

Hình 3.1 Tổng quan công trình Crescent Mall 2 - + ssss++x+E+e+e+ereesrred 32Hình 3.2 Vị trí hỗ khoan và cọc thử + s se ke E8 E3 E9E S3 5315115158158 E1 ke rrereo 32Hình 3.3 Hình trụ hố khoan -c c cc St E383 858858858 58858 E58 E<8ESEESEESESEEseEssrseg 35Hình 3.4 Mặt cắt địa chất công trình 6k s1 SE ng rred 36Hình 3.5 Sơ đồ hố khoan va tổ hợp COC - c6 s3 1v vs ro 37Hình 3.6 Biểu đồ Quan hệ Giữa Tải trọng và Chuyển vi đầu cọc TP2 thử tải tĩnh 41Hình 3.7 Biểu đồ quan hệ giữa Tai trọng và Chuyén vi đầu cọc TP2 mô phỏng cấp

tĩnh dOC TFỤC - - - - ¿<< + c c1 11211010 2103011000 11 11v 1k ng nh cv ra 60

Hình 3.16 Biéu dé quan hệ giữa Tải trọng va Chuyển vị đầu cọc Test Pile

Hình 3.17 Biểu đồ quan hệ giữa Tải trọng và Chuyén vị đầu cọc Test Pile mô

phỏng cấp tải phá lhỦy óc S1 1E 1S 1n ng ng rreg 65Hình 3.18 Ứng suất pháp tại mũi cọc Test Pile - ¿2 +s+sc+sxsEreeerereesrred 66Hinh 3.19 Ung suat tiép tại mũi cọc Test PIÏe - c << << << c2 67Hình 3.20 Tổng quan công trình Trung tâm Văn hóa Điện ảnh Tp.Hồ Chí Minh 68Hình 3.21 Vị trí hỗ khoan và cọc thử TP ¿5c ke ke E3 E+E SE SE EE SE xe set csesez 68Hình 3.22 Hình trụ hỗ khoan HK ¿- + +>x>xvExvExtrxerrerrerrrrrrrrrrrrrrree 70Hình 3.23 Mat cat địa chất công trình “Trung tâm Văn hóa Điện ảnh Tp.H6 Chí

\/i0uWWGEEHdddŸttdtdttỎỐỎŸỎŸÕỐÕỐÕỐỶ 71

Hình 3.24 So đồ hố khoan va tô hop cọc công trình “Trung tâm Văn hóa Điện anh

Tp.Hồ Chí Minh'” ác S1 11H11 TT HH TH ng ng ưu 72Hình 3.25 Biểu đồ Quan hệ Giữa Tải trọng và Chuyển vị đầu cọc TPI 75Hình 3.26 Biéu đồ quan hệ giữa Tải trọng và Chuyển vi đầu cọc TP1 mô phỏng

cấp tải 200% cnThnnHnTH HT TT TT HT TH TT TT HT TH ngư 79Hình 3.27 Biéu đồ quan hệ giữa Tải trọng và Chuyển vi đầu cọc TP1 mô phỏng

cấp tải phá hủy - cv TT HT TH TT TT HT TH ng ưu 80Hình 3.28 Ứng suất pháp tại mũi cọc TP H -+2+s + k+k+k+E£eEeEeErkeerereesrred 81Hinh 3.29 Ung suat tiép tại mũi cọc TÌPÏ -c << << cv se 81Hình 3.30 Tổng quan công trình Trung tâm Văn hóa Điện ảnh Tp.Hồ Chi Minh 83Hình 3.21 Vị trí hỗ khoan và cọc thử WTP9 - -cce ke SE S3 S3 ST sec cey 83Hình 3.22 Hình trụ hỗ khoan BH4 uu eeceeseeseeceeseeseeseeseesesseeseseeseeseeeeeeeseeeeeeeneenees 85Hình 3.33 Mặt cat địa chất công trình “Chung cư IMÑ”” - sec cevseeees 86Hình 3.34 So đồ hồ khoan và tô hợp cọc công trình “Chung cu M” 87Hinh 3.35 Biéu dé Quan hệ Giữa Tai trọng va Chuyén vi đầu cọc WTP9 9]Hình 3.36 Biéu đồ quan hệ giữa Tải trọng và Chuyên vị đầu cọc WTP9 mô phỏng

cấp tải 200% cnThnnHnTH HT TT TT HT TH TT TT HT TH ngư 95Hình 3.37 Biéu đồ quan hệ giữa Tải trọng và Chuyển vị đầu cọc WTP9 mô phỏng

cấp tải phá hủy - cv TT HT TH TT TT HT TH ng ưu 96Hình 3.38 Ứng suất pháp tại mũi cọc W'TPO ác kh HT ng ngu 97Hình 3.39 Ứng suất tiếp tại mũi cọc W TÌPOÓ - - ccnnnnn nh cv y, 97

DANH MỤC BANG BIEU

CHUONG 1Bang 1.1 Cấp phối vita voce ccceccsccscscscescscsscssscscscscsscecsceessvsceavecseevacsecavsceesevsceaees 7CHUONG 2

Bang 2.1 Sức kháng mũi đơn VỊ ((dp) - c5 5555131111111 1111111111111 11 11113 re 20

Bảng 2.2 Hệ số sức kháng ma Sat - G33 1v E1 vn ng ro 25Bảng 2.3 Yếu tố ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ xi măng đất 29CHƯƠNG 3

Bảng 3.1 Thông tin t6 hợp cọc TÌP22 -á- 6s St S8 E5 11 8E c gxgnrrvrred 36Bảng 3.2 Thông số vật liệu cọc TTÌP2 -á- 6 cv S1 SE 12B kvc gxgnrrvrreở 38Bảng 3.3 Xác định hệ số nền (K) cọc TÌP2 óc + St E3 SE vs cvserkeo 38Bảng 3.4 Kết quả tinh SCT theo vật liệu cọc TP2 .- s5 x sex sex 38

Bảng 3.5 Thông tin chung cọc 'TÌP2 - - 2031110110113 1111111111111 1111111113552 39Bảng 3.6 Sức chịu tải mũi cọc TÌP2 - c0 000110101011 11111111011 111111111111 3x52 40Bảng 3.7 Tinh sức kháng ma sát hông cọc TÌP2 - << << << sssssssssss2 40

Bang 3.8 Bang tong hợp số liệu của mô hình Hardening Soil eee 41Bảng 3.9 Cấp gia tải và thời gian giữ tải ch nt HT HH TH ngư 43

Bang 3.10 Phase tính toán trong mô phỏng Plaxis - << 55s <<<<<<<<<52 44

Bang 3.11 Quan hệ giữa Tải trọng và Chuyên vị đầu cọc TP2 mô phỏng thử tải tĩnh

dọc trục cấp tải 25% QQ Q0 HH TH TH HT KH nh net 47Bảng 3.12 Quan hệ giữa Tải trọng và Chuyên vị đầu cọc TP2 mô phỏng thử tải tĩnh

dọc trục cấp tải phá hủy - -á- St 1v 1c HT HH ng ng ưu 48Bang 3.13 Hệ số sức kháng mũi cọc 'TP2 c6 + St SE vs vvrkeo 50Bảng 3.14 Thông tin tổ hợp coc Test Pile c6 SE EE vs svcvserkeo 56Bảng 3.15 Xác định hệ số nền (K) coc Test Pile c- 5 5xx sec 58

Bang 3.16 Két quả tinh SCT theo vật liệu coc Test PiÌe - - -<<<<<<<5 58

Bang 3.17 Thong tin chung coc Test PIÏe +55 5-5 << 3331311333111 s2 59Bang 3.18 Sức chịu tải mũi cọc Test PIÏe + <5 << 333111133313 E1111555sx2 59Bang 3.19 Tính sức kháng ma sát hông cọc Test PIÏe - 5< <<<<<<<<<52 60

Bảng 3.21.Bảng 3.22.

Cấp tải và thời gian giữ tải thí nghiệm trong mô phỏng Plaxis 62

Phase tính toán trong mô phỏng Plaxis

Bảng 3.23.Chuyén vi đầu cọc theo tải trọng mô phỏng cọc Test Pile cấp tải 250% 64

Bảng 3.24.

Bảng 3.25.Bảng 3.26.Bảng 3.27.Bảng 3.28.Bảng 3.29.Bảng 3.30.Bang 3.31.Bang 3.32.Bang 3.33.Bang 3.34.Bang 3.35.Bang 3.36.Bang 3.37.Bang 3.38.Bang 3.39.Bang 3.40.Bang 3.41.Bang 3.42.Bang 3.43.Bang 3.44.Bang 3.45.Bang 3.46.Bang 3.47.

Chuyén vị đầu cọc Test Pile theo tai trong mô phỏng tai cấp tải phá

a0 ố 65

Hệ số sức kháng mũi cọc Test Pile - - «<< << 2+ 2<*+sssssss 67Thông tin tổ hợp cọc TP :-c cc sxSs về 31x vn cưng ngu 71Xác định hệ số nền CK) COC TPA oe 1+ 73Kết quả tinh SCT theo vật liệu coc TPL ccccccscsscssesssessceseecteesseeee 73

Thong tin chung cọc TP Ì - << 3111101331111 1 1111115531111 1111115 5x52 74Sức chịu tải mũi COC TÌP Ï - - c c1 SE Y1 v cv ve 74Tinh sức kháng ma sát hông cọc TÌPÏ - -+< << << << sss 75

Bang tong hợp số liệu của mô hình Hardening Soil - 76Cấp tải và thời gian giữ tải thí nghiệm trong mô phỏng Plaxis 77

Phase tính toán trong mô phỏng Plaxis - << 55<<<<<<<<<+2 78

Chuyén vị đầu coc theo tải trọng mô phỏng cọc TP1 cấp tải 200% 79Chuyén vi đầu cọc TP1 theo tải trọng mô phỏng tại cấp tải phá hủy 80Hệ số sức kháng mũi cọc 'TÌPÏ - S221 S1 3313111111155 xx2 82Thông tin tổ hợp cọc WTPÓ ch 1n 11H ng HH ng gu 86Xác định hệ số nền 950) 88Kết quả tinh SCT theo vật liệu cọc WTP9 uu cecscecesseseseesscesesseeseeeee 88

Thông tin chung cọc WÏTIPO Q01 HH SH HH HH na 89Sức chịu tải mũi cọc W[ÏPO ccccceseccessccescccessseessceesseeeeeeees 90Tinh sức kháng ma sát hông cọc WTIP9 - ccs sa 90

Bang tong hợp số liệu của mô hình Hardening Soil - 91Cấp tải và thời gian giữ tai thi nghiệm trong mô phỏng Plaxis 93

Phase tính toán trong mô phỏng Plaxis - << 55<<<<<<<<<+2 94

Chuyén vị đầu coc theo tải trọng mô phỏng cọc TP1 cấp tải 200% 95Bảng 3.48.Chuyén vị đầu cọc WTP9 theo tải trọng mô phỏng tại cấp tải phá hủy 96

Bảng 3.49. Hệ số sức kháng mũi cọc W TÌP9 TT n HH HS SH HH nhu 97

MOT SO KY HIỆU VA VIET TAT

PHC : Coc bê tong ly tâm ứng lực trướcNPH : Cọc bê tông ly tâm Nodular

FEM : Phương pháp phan tử hữu hạnGịp : Hệ số sức kháng mũi cọc theo công thức dé xuất của Japan Pile CorporationŒ : Hệ số sức kháng mũi cọc

SPT: Thử nghiệm xuyên tiêu chuẩn

N : Gia tri SPTBTLT ULT : Bê tông ly tâm ứng lực trướcW/C: Tỉ lệ nước/ xi măng

5 : Chuyển vị

P : Tải trọng

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

JIS : Japanese Industrial Standardqu : Cường độ nén no hôngSCT: Sức chịu tải

@ : Hệ số uốn dọc

À : Độ mảnhRuv : Cường độ nén dọc trục giới han của cọcRavi : Cường độ nén doc trục tính toán của cọc

Ao : Diện tích mặt cắt ngang cọcOce Ung suất hữu hiệu của coc bê tôngSpe : Ứng suất hữu hiệu trong thép chủOu : Cường độ chịu nén thiết kế của bê tôngŒcu : Hệ số an toàn của bê tông cọc PHC, NPHOce — : Hệ số an toàn của thép ứng lực trướcOpi : Ứng suất căn ban dau của thép chủSpy : Ứng suất chảy dẻo của thép

Op : Ứng suất kéo đức của thép

: Mô mô dun dan hồi của thép: Mô đun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất: Hệ số ching ứng suất

: Tổng diện tích mặt cắt ngang của cốt thép chủ: Diện tích mặt cắt ngang của bê tông

: Diện tích mặt cắt ngang của cọc‘Ung suât nén ban dau của bê tôngAopy : Tôn hao ứng suat do từ biên va co ngótAor

: Hệ số biến dạng: Chiều rộng quy ước của cọc, tính bang m: Hệ số điều kiện làm việc

: Mô đun đàn hồi vật liệu làm cọc: Mômen quán tính của tiết điện ngang cọc: Hệ số nền

: Chiều dày lớp đất bao quanh thân cọc thứ i: Hệ số nền lớp đất thứ i

: Hệ số rỗng: Chỉ số dẻo

: Sức chịu tải giới hạn: Sức kháng mũi đơn vi cực hạn: Chu vi thân cọc

: Chiều dày lớp đất thứ “i”: Ma sát đơn vị lớp đất thứ “i”

: Sức kháng mũi cọc: Sức kháng mũi đơn vi

: Sức kháng đáy nền

: Ma sát hông của nên

Œp : Hệ sô khả năng chiu tai mỗi cọc tại đáy nên

Ol : Hệ số khả năng chiu tải mỗi cọc do ma sát hông của nên tại mũi cọc@ : Hệ số mở rộng đáy cọc

Ra : Sức chịu tai cho phép

PTHH : Phần tử hữu hạnMNN : Mực nước ngầmYunsat : Dung trọng của đất trên mực nước ngầmwạ: : Dung trọng của đất dưới mực nước ngầmm : Hệ số mũ

Eso" : Mô đun biến dang cát tuyến tham chiếuEoeaTM@ : Mô đun biến dạng tiếp tuyến tham chiếu trong thí nghiệm nén có kếtEur : Mô đun biến dạng trong điều kiện dỡ tải và gia tải lại tham chiếu

Vụr : Hệ sô poisson trong điêu kiện dỡ tải và gia tải lại:Pree : Ung suât tham chiêu

Re : Hệ số phá hoạiKne : Hệ số áp lực ngang cho đất có kết thường

ky : Hệ số thâm theo phương đứng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU1 Tính cấp thiết của để tải ác tt 11T TT HT TH HT ng ng ngu |2 Mục đích nghiên cứu của dé tải - - c- s sx St H1 ng ng ười 23 Phương pháp nghiên cứu của để tải c1 SE cv ngu 24 Y nghĩa khoa học của để tài G11 E1 nề TT ng ng ngư 25 Ý nghĩa thực tiễn của dé tài cv SE TT HH TH TT ngu 3

Chương 1 TONG QUAN - S11 T TH TT TH TT TH ng ng ru 4

1.1 COng Nghe 1 a 4INRRAC ni 00 201 41.1.2 Phương pháp thi CONG? - - -cccc c2 001110101001 11111111111 111 11v v3 xe 5

1.1.3 Thiết bị thi cÔng: - - tt SE 11T TT HT TH HT TH ng nàn ngu 91.2 Phân tích ưu điểm va nhược điểm cọc Hyper-MEGA so với coc khoan nhồi 11Na II1.2.2 Khuyết điỂm: - k1 1T 1T TT TT HT TH HT TH ng ru 111.3 Tình hình sử dụng cọc Hyper-MEGA cho nhà cao tang - 5-55: 12

Nhận xét và kẾt LUGIE cocccccccccscccsccsccsccsccsscssccsscsscsscssessessessecsssssesssesscsscsacssscsseussesseses 14Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYET XÁC ĐỊNH SUC CHIU TAI COC

NODULAR THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHAP HYPER-MEGA 152 Cơ sở ly thuyét xác định SCT dọc trỤcC: - << cv ceexs 15

2.1.Tinh toán SCT dọc trục cọc đơn theo vật liệu (TCVN 10304:2014,

TCVN 7888:2014 và TCVN Š5574:2012): ccc HH HH ren 15

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán SCT do Japan Pile Corporation dé xuất: 18

2.2.1 Sức kháng mũi cọc (Pạ):” ie 18

¬— 23

2.3.Cơ sở lý thuyết mô phỏng tính toán SCT bằng phương pháp phân từ hữu hạn

(P TH ]): 2 E6 ESEEE9EEE9EEEEEE 5151511515 1511 1115111110101 11 1111111111171 H6 26

2.3.1 Sơ lược về lich sử phat triỂn: se St S1 cv 1E ng Hy neo 262.3.2 Mô hình tính toán phương pháp phần tử hữu hạn: 2 se £sse: 262.4 Ảnh hưởng của xi măng đất đến sức chịu tải CỌC: - Sex se cevseekes 29Nhận xét và kẾt LUGIE cocccccccccscccsccsccsccsccsscssccsscsscsscssessessessecsssssesssesscsscsacssscsseussesseses 31Chương 3 PHAN TÍCH SỨC CHIU TAI COC NODULAR THI CÔNG

THEO PHƯƠNG PHAP HYPER-MEGA (0.0 ccccccccccccccecccseeeeseeesesees 32

3.1 Du an Crescent Mall 2: occ ccc cccccccsccccssccescccscceessceesccsessssessceesceescseeeceusnsss 32

3.2 Công trình Xây dựng Đường trượt Số 2 - Dự án Phát triển Mỏ Sao Vàng và

0.8) 0/0 ŒƯƯỖŨ ố 50

3.3 Dự án “Trung tâm Văn hóa Điện ảnh Tp.Hồ Chí Minh” tại Số 2 Phan Dinh

Giót, Quận Tân Bình, Tp.Hồ Chí Minh 2-2 + #x£E+E+x+s£+xse se 673.4 Dự án “Trung tâm Văn hóa Điện ảnh Tp.Hồ Chí Minh” tại Số 2 Phan Đình

Giót, Quận Tân Bình, Tp.Hồ Chí Minh 2-2 + #x£E+E+x+s£+xse se 82Nhận xét và kẾt LUGIE cocccccccccscccsccsccsccsccsscssccsscsscsscssessessessecsssssesssesscsscsacssscsseussesseses 89KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, -G- 5 SE S3 HT gưyg 99

MỞ ĐẦUTính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hóa của Việt Nam chúng ta ngảy cảngmạnh, đặt biệt ở các thành phố lớn như Thành phố Hỗ Chí Minh, Thành phố ĐàNẵng, Thủ đô Hà Nội Hiện nay công nghệ thi công cọc cho nhà cao tầng, cáccông trình cầu, chịu tải trong lớn ngày càng phát trién, d6i mới không ngừng, mộttrọng những công nghệ ay được kế đến là công nghệ thi công coc Nodular theo

+ Thi công được thuận lợi trong điều kiện xây chen trong đô thị, giảm tiếng ồn

và rung động so với phương pháp đóng cọc;

+ Kết hợp được giữa cọc ly tâm và cọc Nodular trong một tim cọc nên sự lựachọn phương án thiết kế cũng được linh động hơn

Hiện tại công nghệ này được Công ty Cổ phần Dau tư Phan Vũ cùng với JapanPile Corporation dang duoc san xuat va trién khai thi cong tai Viet Nam.Mac dù chúng ta rất ít nghiên cứu về công nghệ nay, thậm chí chưa có tiêu chuântính toán thiết kế và thi công cho loại cọc nay;

Vì vậy đề tài “Phân tích sức chịu tải (SCT) cọc bê tông ly tâm ứng lực trướcNodular thi công theo phương pháp Hyper-MEGA” thực hiện nhằm nghiên cứugớp phần làm sáng tỏ thêm công nghệ thi công, cũng như lý thuyết tính toán phùhợp điều kiện đất nên tại Thành phố Hồ Chí Minh và các khu vực lân cận

Mục đích nghiên cứu của đề tàiMục đích đề tài được tập trung vào các van dé sau:Nghiên cứu tổng quan về công nghệ thi công coc Hyper-MEGA;Tìm hiểu cơ sở lý thuyết tính toán SCT cọc từ các nghiên cứu các tác giả tạiNhật Bản Từ đó nêu ra một số lưu ý trong các công thức tính toán trong cơsở lý thuyết ấy, đặt biệt các cách sử dụng các hệ số trong công thức tính toáncho phù hợp với điều kiện đất nền tại Thành phố Hồ Chí Minh và các khu

vực lân cận của nước ta;

Đưa ra những kiến nghị cần thiết cho công tác thi công cọc theo công nghệ

này.

Phương pháp nghiên cứu của đề tàiĐề tài này được thực hiện được sử dụng dựa trên các phương pháp sau:

Cơ sở lý thuyết: Tìm hiểu các van dé liên quan đến công nghệ thi công cọc

theo công nghệ Hyper-MEGA, phương pháp tính toán SCT cọc theo phương

pháp này của các tác giả đã được chứng nhận tại Nhật Bản và tiêu chuẩn cầu

đường Nhật Bản;

Thực nghiệm: Tiến hành phân tích, đánh giá và so sánh các kết quả tính toánSCT theo cơ sở lý thuyết với kết quả thử nghiệm thử tải tĩnh nén dọc trục cọctại hiện trường tại các công trình khác nhau tại Tp Hồ Chí Minh và các khu

lân cận;

Mô phỏng: Mô phỏng sự làm việc của cọc bằng phần mềm Plaxis 2D theokết quả nén tĩnh để khảo sát và đánh giá lại kết quả tính toán theo lý thuyết,từ đó đề xuất đưa ra các hệ số thực nghiệm trong công thức tính toán cho phùhợp với điều kiện đất nền tại Tp.Hồ Chí Minh và các khu lân cận

Ý nghĩa khoa học của đề tàiĐề tai này mong muốn đưa ra hương nghiên cứu thực nghiệm va áp dung

rộng rãi công nghệ thi công cọc theo phương pháp Hyper-MEGA một cách

phù hợp nhất cho điều kiện địa chất và đưa ra các hệ số thực nghiệm phù hợpcho từng loại đất nền cho từng khu vực tại Việt Nam chúng ta

Ý nghĩa thực tiễn của đề tàiVới những thông tin được nghiên cứu trong đề tài này, hy vọng sẽ góp thêm

một sự lựa chọn phường án tính toán SCT cọc cho công nghệ thi công mới

một cách hiệu quả hơn dựa trên các công thức tính toán đã đề xuất và cáchước lượng SCT cọc thông qua phần mềm Plaxis 2D

Hạn chế của đề tàiDo công nghệ này còn tương đối mới tại Việt Nam nên số lượng công trìnhthực tế nghiên cứu có giới hạn, chưa đủ nhiều để có thể đưa ra các kết luậncó tính áp dụng ở phạm vi rộng rãi Hiện tại chỉ áp dụng tại Tp.Hồ Chí Minh

và các khu vực lân cận;Chỉ xét cọc chịu tải trọng đứng, chưa xem xét trường hợp cọc chịu tải trọng

ngang:

Dé tai chỉ nghiên cứu cọc đơn, chưa xét đên hiệu ứng nhóm cọc.

Chương 1 TONG QUAN

1.1 Cong nghệ1.1.1 Giới thiệu chung:

Tai Nhat Ban, hau hét mong coc déu str dung coc bê tông đúc san được thi côngtheo phương pháp khoan tạo lỗ trước, trong đó cọc đúc sẵn gồm 2 đoạn, phầnmũi là cọc bê tông ly tâm ứng lực trước (BTLT ULT) Nodular & phan thân làcọc BTLT ULT thông thường, được hạ vào các lỗ khoan được thi công sẵn trướcđó và được chèn băng vữa xi măng cho phần thân & vữa tăng cứng cho đáy cọc(Phương pháp Hyper-MEGA) Phương pháp tạo lỗ trước với đáy được mở rong,trong đó phần xung quanh mũi cọc được khoan mở rộng trong suốt quá trìnhkhoan, được sử dụng pho biến do lợi thế về giá thành nhờ vào việc tăng sức chịutải theo phương đứng mà phương pháp nay mang lại Đường kính phan vữa đáyđược mở rộng có thé lên đến 2 lần, tăng sức chịu tai mỗi lên gấp 2 lần và khả

năng ma sát thành cọc cao hơn cọc khoan nhôi có cùng đường kính.

Đường kínhkhoan thường

Khoan thường

im —Khoan mở | Than phan

Hình 1.3 Coc BTLT ULT thông thường (PHC)1.1.2 Phương pháp thi công:

Quy trình thi công tổng quát được trình bày như Hình 1.4 như sau:

eaie peBIe|uz |

F \Buet-oIdyoos ì w

eA See

expanded blade~ eee @ forming the groutedmixing repeated

enlarged excavation ae Dmnixing sepestedly base ~pull out

excavation

'#€#IPCWHITN/GIMECfts@sg0)

Bước 1 (Định vi tim cọc và khoan bình thường):

+ Xác định vi trí tim cọc bang máy toan dat điện tử hoặc các thiết bị chuyên dụng

khác;

+ Khoan tạo lỗ:e Xác định cao độ mũi khoan: Kiểm tra các yêu cầu thiết kế, tính toán cao độ

mũi cọc để xác định độ sâu khoan đào theo số liệu khảo sát địa kỹ thuật;e Ludi khoan ruột ga được chon theo đường kính cọc cần khoan hạ;e Kiểm tra độ thăng đứng cần dẫn theo 2 phương Dua mũi khoan vào vị trí

tim cọc vừa xác định, kiểm tra độ thăng đứng ống casing va tién hanh khoan.Tao 6n định cho máy khoan trong suốt quá trình khoan, dung sai cho phépvề độ thắng đứng hồ khoan là nhỏ hơn 1 %;

e Tiến hành khoan đến độ sâu thiết kế, trong quá trình khoan ghi nhận thuộctính đất đào lên theo độ sâu Tốc độ khoan phụ thuộc vào loại đất nền;e Kết thúc quá trình khoan đảo

Bước 2 (Mở rộng đáy hỗ khoan và bơm vữa xi măng làm mềm đất nền đáy hồ

cứng đáy mũi cọc Cần khoan được đưa lên, đưa xuong dé trộn đều vữa ximăng với đất nền tại đáy hố khoan Tỉ lệ W/C của vữa là 0.59, thời gian bơm

là 15 phút;

+ Tại phần thân cọc: Tương tự như công tác bơm vữa đáy, vữa bơm cho phầnnày nhằm lấp đầy khoảng hở giữa cọc và thành vách hồ khoan Tỉ lệ W/C của

vữa là 1.00, thời gian bơm khoảng 50 phút

Bước 4 (Tạo lớp vữa đáy cọc và rút cần khoan): Tạo thêm lớp vữa đáy coc dé cócấp phối vữa mác cao ở phan mũi cọc và mác thấp hon phan thân cọc Sau đó cần

khoan lên.+ Biêu đồ khoan, bom vita va cap phôi vữa như sau:

Mat đắt ty nhiée

Chiéu sâu khoan(m) ————— Quay ngược chiều Ran oy in

F h kim đồng hồ [ Z\ Quay thuận chiều

= Wil il gl

Lim 35 mi

= Bom vữa mai

40 Thời gian0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 10 120 130| 140 150 160 170 (phút)

Khoan đầo+nước tới | Khuấy trọn đất | Vike xí mảng [V0alVơa Thea 35m Han nội cọc bid

Chiều sâu thiết kế với nước nn a leaned cần vữa rút lên Ha cọc 2 đoạn cọc

Công tác k»-am KS ko cho cọc tiếp theo xuống hồ khoan Tổng thời gianmm) hè) thi công 1 tim cọc

700 400 0.633 0.57 1.71cung day

Vira xi mang chèn

600 600 0.800 1.00 1.50hong

+ Lay mẫu va bảo dưỡng mẫu xi măng đất theo tiêu chuẩn JIS A7201:2009,01 tổ mẫu cho phan tạo cứng mũi va 01 tổ mẫu cho phan thân, mỗi t6 mẫu 03

viên mâu.

— Budc 5 (Ha các đoạn cọc vào hố khoan): Dùng cần khoan dé hạ cọc đến độ sâuthiết kế, coc Nodular tại phần đáy & coc PHC phan thân cọc Sử dụng máy thủybình để kiểm tra cao độ đầu cọc sau khi hạ cọc vào lỗ khoan:

+ Hàn nối cọc: Tuy diéu kién mat bang, coc sẽ được hàn nối trực tiếp tại hỗ

khoan hoặc tại lỗ trung gian Đoạn mũi cọc và đoạn số 2 được câu lắp vao VỊtrí lỗ casing (hồ khoan tạm dùng để hàn nối coc) dé hàn nối, đoạn số 3 đượchàn trực tiếp tại hỗ khoan Thời gian hàn nối khoản 20 phút;

Bes 35 =

+ Hạ cọc: Tiến hành hạ cọc vào hồ khoan khi kết thúc quá trình bơm vita Sửdụng cần khoan có gắng mũ chụp dau cọc để xoay, ấn cọc đến cao độ thiết kế,kiểm tra cao độ đầu cọc lần 1, treo giữ khoảng 20 phút, sau đó tiễn hành thảcọc được tự do, kiểm tra cao độ lần 2, sau 10 phút kế tiếp tiễn hành kiểm tracao độ lần 3 Sao đó tháo cần khoan khỏi đầu cọc, kết thúc quá trình khoan hạcọc Kiểm tra cao độ đầu cọc theo thiết kế, sai số cho phép cao độ mũi cọc là

+] m.

Hình 1.8 Ha cọc vào hỗ khoan1.1.3 Thiết bị thi công:

Các thiết bị thi công chính gồm có:

— May khoan chính: Máy khoan đất dùng lưỡi khoan ruột gà, mở rộng day;— May khoan phụ: Máy khoan dùng dé xoay và ép hạ cọc;

Hình 1.10 Máy khoan— Can khoan và mũi khoan:

Loo: cán! met ga được Loại cảnh rudt cú

cit bên rgoát thige cat ben trong

Mar rong

Hình 1.11 Lưỡi khoan ruột ga

Hệ thông trộn và bơm vữa:

Máy định vị tim và cao cao độ cọc: Máy toàn đạt và máy thủy bình;Máy phát điện, cân câu, máy hàn

1.2 Phân tích ưu điểm và nhược điểm cọc Hyper-MEGA so với cọc khoan nhồi1.2.1 Ưu điểm:

Tải trọng thiết kế lớn, mũi cọc có thé đặt vào nền đất chịu lực tốt va không gâychèn ép nền xung quanh;

Giảm giá thành: Khoảng (200000 — 250000) déng/ tấn, đối với cọc nhôi thìkhoảng (250000 — 300000) déng/ tan;

Cường độ vật liệu sử dụng cao, bê tông có mác M800-M1000 Coc được san xuất

trong nha máy, nên công tác kiểm soát chất lượng rất dé dàng:Năng xuất thi công tốt, trong điều kiện bình thường, một máy thi công có thể thựchiện 04 tim coc/ ngày, dài khoảng 50 m Kiểm soát tốt tiến độ thi công:

Hao phí vật tư thấp;Ít ảnh hưởng đến công trình xung quanh;Mặt bang bố trí thiết bi thi công không lớn;Không cần thiết sử dung bentonite dé khoan, gây các hiệu ứng không mong muốn

như lây lội, ô nhiễm môi trường, tac mạch nước, giảm hiệu quả ma sát thành cọc.

1.2.2 Khuyết điểm:Đường kính cọc Hyper-MEGA lớn nhất hiện tại D = 800 mm, trong khi đó cọcnhỏi có thé thi công tới đường kính D = 2500 mm

Tải trọng thiết kế đối với cọc Hyper-MEGA D = 800 - 600 mm khoảng 600 tấn,trong khi đó cọc khoan nhồi đường kính lớn có thé lên đến 3000 tan

Chiều sâu thi công cọc Hyper-MEGA: Đối với đất nền xung quanh thân cọc vàmũi cọc là đất cát, sỏi, sét Chiều sâu thi công lớn nhất là 68,5 m khi đất xung

quanh mũi cọc là đât cát hoặc sỏi và 60,0 m khi chiêu sâu mũi cọc là đât sét.

1.3 Tình hình sứ dụng cọc Hyper-MEGA cho nha cao tầng

1.3.1 Trong nước:

Tại Việt nam, từ năm 2010, Công ty Japan Pile đã chính thức hợp tác va là cổđông lớn của Phan Vũ Group, nham phát triển công nghệ thi công cọc ở ViệtNam Phương pháp Hyper-MEGA bắt đầu thi công từ thang 03/2014;

Phạm vi ứng dụng cho các công trình ở Tp.Hồ Chí Minh và khu vực lân cận:+ Công trình xây chen gặp bat lợi khi thi công băng biện pháp ép hoặc đóng

cọc thông thường, nếu dùng cọc khoan nhdi thì chi phí tăng cao;+ Công trình cao tầng, cao độ hạ cọc chính xác, tránh lãng phí cat bỏ đầu cọc.Các công trình điển hình đã thi công cọc theo phương pháp Hyper-MEGA:+ Khu căn hộ cao tầng Tân Phú IDICO tại 262/13-15, đường Lũy Ban Bích,

phường Hoà Thanh, quận Tân Phú, Tp.Hồ Chí Minh:e Gói thầu: Thi công khoan hạ cọc BTLT ULT D700mm & cọc Nodular

D800-600 mm theo công nghệ Hyper-MEGA

e Các yêu cầu kỹ thuật: Chiều dai cọc hiệu dụng, Leoc = 34 m; Chiều dài lỗkhoan: Lix = (40.55 + 42.80) m (Tinh từ mặt dat tu nhiên); SCT dọc trục

cho phép là Pa = 450 T; Tải trọng thử nén dọc trục: Pmax = 900 T;

+ Nhà điều hành sản xuất công ty điện luc Bình Dương — Giai đoạn 2 tai Số233 đường 30/4, Tp.Thủ Dau 1, tinh Bình Duong:

e Hạng mục: Coc BTLT ULT Loại cọc 1 là Doan mũi cọc BTLT ULTNodular D800-600 mm, đoạn cọc giữa & đoạn cọc đỉnh là cọc BTLT ULTPHC-D700 mm Loại cọc 2: Đoạn mũi coc Nodular D600—450mm, đoạncọc giữa & đoạn cọc đỉnh là cọc PHC-D600 mm.

e Yêu cầu kỹ thuật: Chiều dài cọc là 30 m, đường kính hố khoan là 900 mmcho loại coc 1 và 700 mm cho loại cọc 2 Tải trọng thiết kế cho loại cọc 1

Nâng cấp bến bãi và cầu cảng tại cảng hạ lưu, số 65B đường 30/4, Tp Vũng

Tàu, Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu:e Hạng mục: Coc BTLT ULT D800, cọc Nodular D800-600 mm được thi

công theo phương pháp Hyper-MEGA.

e Yêu cau kỹ thuật: Chiều dài cọc là 50 m Tải trọng thiết kế là 550 tan.Dự án Crescent Mall 2 tại đường Nguyễn Khắc Viện, Khu Nam Sài Gòn, Quận7,Tp Hỗ Chi Minh:

e Hạng mục: Coc BTLT ULT D800, cọc Nodular D800-600 mm được thicông theo phương pháp Hyper-MEGA.

e Yêu cầu kỹ thuật: Chiều dài cọc là 41 m Tải trọng thiết kế là 550 tan.Công trình Xây dựng Đường trượt Số 2 - Dự án Phát triển Mỏ Sao Vàng và

Đại Nguyệt tại đường 30/04, Tp Vũng Tau, tinh Ba Rịa — Vũng Tau:e Hạng mục: Coc BTLT ULT D800, cọc Nodular D800-600 mm được thi

công theo phương pháp Hyper-MEGA.

e Yêu cầu kỹ thuật: Chiều dài cọc là 46 m Tải trọng thiết kế là 500 tan.Dự án Trung tâm Văn hóa Điện ảnh Tp Hồ Chí Minh tại Số 2, đường PhanĐình Giót, Quận Tân Bình, Tp Hồ Chí Minh:

e Hạng mục: Coc BTLT ULT D800, cọc Nodular D800-600 mm được thi

e Yêu cầu kỹ thuật: Chiều dài cọc là 43 m, tải trọng thiết kế là 605 tan.

hợp khoan hạ

Hình 1.13 Biểu đồ phân chia tỷ lệ sử dung cọc bê tông cốt thép đúc sẵn theo

phương pháp thi côngTại Nhật Bản, cọc được thi công theo phương pháp Hyper-MEGA được ứng

dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực Bình quân có hơn 2000 công trình sử dụng

phương pháp này trong một năm.

Câu đường cao tốc ““4ø=-==cnnoo Tại Nhật, bình quân hơn

Nhà trung tâng 2000 công trình sử dụng

Thực thé thi cong cho thay, coc Hyper-MEGA co uu điểm vượt trội, từ sức chịu

tải cọc đơn rất tốt đến giá thành thi công giảm hon cọc khoan nhi có cùng đường

kích D = 800 mm;

Chất lượng cọc được kiểm soát chặt chẽ từ công tác sản xuất đến công tác thi

công ngoài hiện trường:

Có thể áp dụng cho móng cọc các công trình có điều kiện địa chất tương tự nhưTp.Hồ Chí Minh

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYET XÁC ĐỊNH SUC CHIU TAI COC

NODULAR THỊ CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP HYPER-MEGA2 Cơ sở lý thuyết xác định SCT dọc trục:

2.1.Tính toán SCT dọc trục coc don theo vật liệu (TCVN 10304:2014,TCVN 7888:2014 và TCVN 5574:2012):

— Sức chịu tải giới han (Ruwi), sức chịu tai tinh toán dai han (Raivw) và sức chịu tải

tính toán ngăn hạn (Ras.vi) của cọc theo vật liệu duoc tính toán như sau [3],[11]:

Ry — (om 4 O ce )A,

Ray = g(a — “®)A,

Ở ceRas.vl =2 RawTrong do :

@ : Hệ số uốn dọcRuw : Cường độ nén dọc trục giới hạn của cọc, tinh bang NRavi : Cường độ nén doc trục tính toán cua coc, tính băng NAo_ : Diện tích mat cat ngang cọc, tính bang mm

Oce : Ung suất hữu hiệu của coc bê tông, tính bang MPaOu : Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông, tính bang MPaQu : Hệ số an toàn của bê tông cọc PHC, NPH, lay Ou = 3.5

đối với bê tông có cường độ chịu nén không thấp hon

Opi < 0.8 Øpy hoặc opi < 0.7 Gpu

Spy : Ứng suất chảy dẻo của thép, tính bằng MPaOp : Ứng suất kéo đức của thép, tính bang MPan` : Tỉ lệ mô đun đàn hồi giữa thép và bê tông tại thời điểm

truyền ứng suât

Ep : Mô mô đun đản hồi của thép, tính bằng MPaEcp : Mô đun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền ứng

suất, tính bằng MPak : Hệ số ching ứng suất, lay k = 0.025Ay : Tong diện tích mặt cắt ngang của cốt thép chủ, tính

bang mm?A _ : Diện tích mặt cắt ngang của bê tông, tính bang mm?

Tổn that ứng suất do chùng ứng suất (Ao;) được tính toán như sau:

li : Chiều dải cọc trong đất tính đổi

2i =1,+—

I :Momen quán tính cua tiét dién ngang coc,

nd *

[= —

64

Cát nhỏ (0.6 < e< 0.75);Cát hạt vừa (0.55 < e < 0.7);Cat pha cứng (IL < 0);

Sét, sét pha dẻo cứng và nửa cứng (0 < IL < 0.5)

Từ 12 000 đến 18 000

Cát bụi (0.6 < e< 0.8);

Cát pha dẻo (0 <lL <1; Từ 7 000 đến 12 000Sét và sét pha dẻo mém (0.5 < IL < 0.75)

Sét và sét pha dẻo chảy (0.75 < lu < 1) Từ 4 000 đến 7 000

Cát sạn (0.55 <e <0.7);pat hạt lớn lẫn cát Từ 50 000 đên 100 000

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán SCT do Japan Pile Corporation đề xuất:Theo tiêu chuẩn cầu đường Nhật Bản (Specification for Highway Bridge — Part

IV Substructures), SCT giới han (Ru) của cọc được tính như sau:

Ru =qpA + ULLifiTrong đó:

A: Diện tích đáy cọc, tính bang m2qp: Sức kháng mũi đơn vị cực hạn, tính bằng kN/m?U: Chu vi thân cọc, tính bằng m

Li: Chiều dày lớp đất thứ “i”fi; Ma sát đơn vị lớp đất thứ “i” , tính bang kKN/m?

2.2.1 Sức khang mũi cọc (Pp):

Sức kháng mũi bao gôm 2 thành phan: Một là thành phần sức kháng tại đáy nền(Ppp) Hai là thành phần ma sát hông của nên, với chiều dài 2 m tinh từ đáy nền(Pps) Hai thành phan này không tính toán riêng biệt theo những phương pháp

lowermost node

`

bottom face

: hệ pile toe:_ load bearing capacity of the

|_ bottom face of the grouted base _Hình 2.1 Mô hình sức kháng mũi cocSức kháng mũi đơn vi theo tiệt diện mặt cat ngang mũi cọc được tính tai dot coc(Ay) như sau:

P A ? pp A

P P

Trong thực tế, đối với coc Nodular, sức kháng đáy nên (Ppp) được tinh tại vị tri

đốt thấp nhất, khoảng 0,35 m bên trên mũi cọc;

Trong tính toán thiết móng cọc, sức khang mũi cọc được chọn tại vi tri mũi cọcđược ngàm vào lớp đất chịu lực Vị trí này được xác định thông qua công táckhảo sát địa chất, một số phương pháp xác định vị trí này thông qua thí nghiệm

hiện trường như SPT;

Theo tiêu chuẩn cầu đường Nhật Bản, sức kháng mũi đơn vị (qp) đối với cọc bêtông thi công theo phương pháp nhỏi ép vào hỗ khoan chứa đây vữa xi măngđất được tính theo Bảng 2.1 như sau:

Bang 2.1 Sức khang mũi đơn vi (qp)

TT Loai dat nén Sức kháng mũi don vi (qp), kN/m2

| Cat 150 N

2 Soi san 200 N

Ghi chu: N la gia tri SPT cua đất nên tại mỗi coc

Sức kháng mũi đơn vị tính theo giá trị SPT được viết lại như sau:

qp = aNTrong đó: a là hệ số khả năng chịu tải mũi cọc, xác định bang thực nghiệmTheo dé xuất của K Kobayashi & H Ogura của Japan Pile Corporation, Tokyo,Japan, đối với cọc Nodular được thi công theo phương pháp Hyper-Mega, giá trị

a được tính như sau [10]:

quan hệ như sau: