Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng bằng chương trình Prab

Bang cách nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán móng bè cọc trên thé giớivà phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử lún băng chương trình PRAB, luậnvăn này sẽ giúp cho người kỹ sư th

DA! HOC QUOC GIA THANH PHO HO CHI MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

NGUYEN THIEN AN

NGHIEN CUU GIAI PHAP MONG BE COC

NHA CAO TANG BANG CHUONG TRINH PRAB

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 06 năm 2014

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa-DHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Châu Ngọc Ấn

Can b6 chém nhan xét Li Ta :‹-lId

Can b6 chém 182 a sa :t‹{dii

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Đại học Bách Khoa, DHQG Tp.HCMngày tháng năm

Thanh phân Hội đông đánh giá Luận văn Thạc sĩ gôm:

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng khoa quản lý chuyên

ngành sau khi Luận văn đã được sữa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HOI DONG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT

XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng MSHV: 12090344

Khoá (Năm trúng tuyển) : 20121- TEN DE TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI PHAP MONG BE COC NHÀ CAO TANGBANG CHUONG TRINH PRAB

2- NHIEM VU LUAN VAN:Mo dau

Chương 1: Tổng quan móng bè coc nha cao tầngChương 2: Cơ sở lý thuyết phân tích móng bè cọcChương 3: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số phân bố tải trọng Ø pr và độ lúncủa móng bè cọc bằng chương trình PRAB

Chương 4: Giải pháp móng bè cọc cho công trình thực tế tại Thành phố Hồ Chí Minh3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 24 tháng 06 năm 2013

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 20 tháng 06 năm 20145- HO VÀ TÊN CÁN BO HƯỚNG DẪN: PGS.TS CHAU NGỌC AN

Tp HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2014

CAN BO HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MON KHOA QUAN LÝ

QUAN LY CHUYEN NGANH CHUYEN NGANH

PGS TS CHAU NGỌC AN PGS.TS VO PHAN

LỜI CÁM ƠNLuận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầngbằng chương trình PRAB” được thực hiện với kiến thức tác giả thu thập trongsuốt quá trình học tập tại trường Cùng với sự cố găng của bản thân là sự giúp đỡ,động viên của các thầy cô, bạn bè và gia đình trong suốt quá trình học tập và thực

hiện luận văn.

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS TS Châu Ngọc Ấn, ngườithầy đã nhiệt tình hướng dẫn, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn

Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô bộ môn Địa Cơ Nền Móng, những người đãcho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập tại

Trân trọng!

Tp HCM, ngày 20 thang 06 năm 2014

Học viên

NGUYEN THIÊN AN

TÓM TAT LUẬN VANTên đề tài

“Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng băng chương trình PRAB”Tóm tắt

Móng bè cọc hay còn được gọi là móng bè trên nền cọc, ngày nay đã trởthành giải pháp móng hữu hiệu nhất áp dung cho nhiều công trình cao tang trên thếgiới Móng bè cọc không phải là một loại móng khác biệt, phần lớn móng cọc namtrong nên đều dang ứng xử như móng bè coc trong thực tế Sự khác biệt giữa móngcọc va móng bè cọc chỉ năm ở nguyên tắc thiết kế, ngoài việc tận dụng tối đa sứcchịu tải cực hạn của cọc, chia tải cho cọc và cho đất nên, hệ bè-cọc còn có khả năngkháng chan hơn han các hệ thống móng khác Do đó, móng bè cọc nếu sử dụngphương pháp tính toán hợp lý sẽ là một hệ thống móng ưu việt không chỉ ở tínhkinh tế mà còn có tính ôn định cao

Ké từ năm 1996, Việt Nam bat đầu hội nhập kinh tế thế giới, có rất nhiềucông trình cao tầng đã và đang xây dựng, tập trung ở các thành phố lớn như thủ đôHà Nội, TP Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh Giải pháp móng bè cọc nhà cao tầngđược để cập nhiều không chỉ trong các công trình nghiên cứu khoa học mà cònđược giới chủ đâu tư, tư vân thiết kế, nhà thầu cả nước dé cập & quan tâm đến

Bang cách nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán móng bè cọc trên thé giớivà phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử lún băng chương trình PRAB, luậnvăn này sẽ giúp cho người kỹ sư thiết kế có thêm cơ sở lý luận chính xác hơn trongviệc lựa chọn giải pháp thiết kế nền móng, nhăm giảm thiểu đáng kế chi phí xâydựng phần móng cho các công trình cao tầng như: Chung cư, cao ốc văn phòng,

bệnh viện, trường học

SUMMARY OF THESIS

Topic“To study the solution of piled raft foundation for high rise building byPRAB program”.

AbstractPiled raft foundation is so-called raft foundation on pile base, today thatbecome the most effective foundation solution applied for numerous high risebuilding in the world, piled raft foundation is the different kind of foundation, mostfoundation pile are lying on regular base which is being treated as piled raftfoundation in reality The difference between piled foundation and piled raftfoundation 1s only on design, besides the maximum best use of piles extremelimited load bearing and load allocated for piles and foundation soil, piled raftsystem enable to resist earth quake, ever better than other foundation systems.Therefore piled raft foundation if reasonable calculation method is being used, therewill be a prevail foundation system not only on economical but also high stableness.

Since 1996, Viet Nam has started to merge into world economy, there havebeen a lot of high rise works that have been constructing, most are in large citiessuch as Ha Noi capital — Da Nang — Ho Chi Minh City The piled raft foundationfor high rise building are much mentioned not only from studying works but alsoare concerned and mentioned by investment owners, design consultancy,contractors all over the country.

By way of calculation on preliminary base for piled raft foundation in theworld and analyse the factors effect to the shrinkage treatment by PRAB program,this abstract will assist the design engineer to receive more exact theoretical bases inthe option of foundation design solution in order significantly reduce foundationconstruction cost for high rise works such as : apartment, office building, hospital,school

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên Nguyễn Thiên An, tôi xin cam đoan răng Luận văn thạc sĩ với dé tài“Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tang bằng chương trình PRAB” làdo tôi tự tiến hành thực hiện và không sao chép các luận văn trước Mọi trích dẫntrong luận văn đều được phi chỉ tiết nguồn trích dẫn và tên tác giả Nếu nhà trường

phát hiện có điêu gian dôi, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Học viên

NGUYEN THIÊN AN

MỤC LỤCMỞ ĐẦU 1 E11 Ự 21112111 1 111 11111111 0111111 nghe nà |1 Bồi cảnh nghiên cứu_ + 22t SE E1 1111311111111 211118 E1 rrehg |2 Tính cấp thiết của để tài - 5 2s 1 1 E111 1E15E172112111112710111 112101 |

3 Mục tiêu nghiÊn CUU c2 2c 1111122102111 3125123 111111 2011111115011 khu 2A Phương pháp nghiÊn CUu - - 22 2212212122221 1111 1182111111185 821 11111 2 kg 2

5, Ý nghĩa khoa học dé tải 5s St 1211 1E122215E27111 111 1 1111p tr riyt 26 Giới hạn của để tài - + 1+ 2 2225 E23211212212122121 2117211721112 re 2

CHƯƠNG 1 TONG QUAN MONG BE COC NHÀ CAO TANG

1.1 GIOI THIEU MONG BE COC1.2 UU DIEM CUA MONG BE CỌC - ST HH He Hee 61.3 VAN DE THIET KE MONG BE COC 0c cccccccccccsccscecsessescsseecersteeeceeerens 61.3.1 Nguyên ly thiết kế móng bè COC voce ceeecceceescseesceceecesersceteescetsceveseetene 61.3.2 Các quan điểm thiết kế móng bè cọc hiện nay -2+s+sccczzcx: 71.3.2.1 Quan điểm cọc chịu tải hoàn toàn - +22 22 S2 Se sec sec xsyc: 71.3.2.2 Quan điểm bè chịu tải hoản toản 5 22c x2E SE E2E2E2EEsExee 71.3.2.3 Quan điểm bè và cọc đồng thời chịu tai oo cece eee 8

1.3.2.4 Quan điểm thiết kế móng bè cọc của các chuyên gia 9

1.3.2.5 Quan điểm thiết kế móng bè cọc ở Việt Nam -: 10

1.3.3 Quy trình lựa chọn móng bè cọc trong giai đoạn thiết kế 11

1.3.4 Điều kiện dia chat dé lựa chọn giải pháp móng bè COC -. - 11

1.3.5 Hệ số phân bồ tải trọng @,, trong thiết kẾ - cece eeee neces 121.4 MOT SO CONG TRÌNH TIỂU BIEU QUOC TE & TRONG NUOC 14

1.4.1 Công trình Treptower, Berlin, nước DUC - c 522 <2cc se 151.4.2 Công trình Westend I Tower, Franfurt, nước DUC 17

1.4.3 Trụ sở Công ty Tiền Phong, Hà Nội - ¿5 + E*2x2E EEEEEErkerrrees 201.4.4 Công trình móng bè coc mang lại hiệu quả kinh tế ở TP H6 Chí Minh 231.5 KẾT LUẬN - - S2 212215111221 112115E211EE 1x He erei 31

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET PHAN TÍCH MONG BE COC

2.1 CAC PHƯƠNG PHAP PHAN TÍCH MONG BE CỌC 32

2.1.1 Các phương pháp phân tích giản lược ce ceenesteceeeeenteneees 342.1.1.1 Phương pháp Poulos - Davis - Randolph (PDR) - 342.1.1.2 Phương pháp của Burland (1995) cc 2252 c2 ccs+ssss s2 38

2.1.2 Các phương pháp số gần đúng ¿+ 2xx EEEEE2EEEEEEEEEEEkrErrrrkes 402.1.2.1 Day móng trên nên lò xo (GASP) 5c EEcxEEzkckerrrei 402.1.2.2 Bản móng trên nên lò xo (GARP) 55c E22 EEsxcxet 4]

2.1.2.3 Phuong pháp Randolph (1983) oo ccecseeeeceesseseeeeeseessaees 422.1.2.4 Phuong pháp Clancy & Randolph (19953) - -<+5: 422.1.3 Cac phương pháp tính toán chính xác - ¿5-57 552 ‡++<sxs+2 42

2.1.3.1 Phương pháp phan tử biên (BEM) 52 2 scxcxeEzszxcxre 422.1.3.2 Phương pháp phan tử hữu hạn (FEM) - - + +zscszsexsre 432.1.3.3 Phương pháp kết hợp phan tử hữu han và phan tử biên 452.1.3.4 Phương pháp phan tử hữu hạn kết hợp với phan tử lớp 45

2.1.4 Các phương pháp thí nghiệm c5 22222 **2*+2£#vxexssesss 462.1.4.1 Phương pháp thí nghiệm quay ly lâm - s55 5255 55: 462.1.4.2 Phương pháp thí nghiệm ban rung - - 555: 5: 48

2.2 SO SANH CÁC PHƯƠNG PHAP TÍNH MONG BE CỌC 542.2.1 Đặt vấn đề - c2 2 2112211121121 11g 542.2.2 Thông số đầu vào -¿ : c1 E211 11E15112211111121122111111 011 11g 55

2.2.3 Phương pháp phân tích ¿+ - 22 2122122223130 1123158111111 1 1xx re 55

2.2.4 Kết qua phân tích băng chương trình PRAB 5- ccscx+s+xccszse2 562.2.5 So sánh kết quả tính toán theo các phương pháp khác nhau 58

2.2.6 NIN Xt oo na 59

2.3 KẾT LUẬN 1 1S 21222211151 TH HH HH Hee 60

CHUONG 3 PHAN TÍCH CÁC YEU TO ANH HUONG DEN HỆSO PHAN BO TAI TRỌNG „„ & DO LUN CUA MONG BE COC

3.1 PHƯƠNG PHAP PHAN TICH 5-52 1 SE EEE15E1E1211121xEtrtxe 61

3.1.1 Giới thiệu chương trình PRAB - 2c SE E1 1221212111111 61

3.1.2 Giới thiệu phần mềm Plaxis 3D Foundation 0.0cccccccecsesesseseeeseeeeeeees 633.1.2.1 Thông số đâu vào của phần mềm Plaxis 3D Foundation 633.1.3 Lựa chọn thông số đất nền và mô hình dé phân tích - 693.1.3.1 Thông số đất nên -¿- -sk St SES SE 1E111121211E11111111 E111 xe 69

3.1.3.2 Mô hình phân tich - 52s SE 1E 2121211112111 1111 1tr 70

3.2 PHAN TÍCH CÁC ANH HUONG 2 S211 EE122121221 1x re 713.2.1 Anh hưởng do cường độ tải trọng khác nhau 52252 teeta 7]3.2.1.1 Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây -: 713.2.1.2 Phân tích ảnh hưởng của cường độ tải trọng tác dụng lên bè đếnthông số độ lún & hệ số phân phối tải trọng 2 723.2.1.3 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB -s-55¿ 743.2.1.4 Nhận xét và kết luận ¿52 E112 221 82111E1.1 8 grn 773.2.2 Ảnh hưởng chiều dày bè khác nhau oo cece ceecccccscsesecessesessesevseseesevevsen 78

3.2.2.1 Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây -: 783.2.2.2 Phân tích ảnh hưởng của chiều cao bè móng đến thông số độ lún &hệ số phân phối tải trọng ơ,„„ - 52-52 12212 21211212112127121 2c ctree 793.2.2.3 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB s-55¿ 803.2.2.4 Nhận xét và kết luận ¿S21 S1 11EE1E2181121E118 1 tru 833.2.3 Ảnh hưởng của COC 5 2c St E111 SE17111111111 1101110121010 ke 843.2.3.1 Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây : : 843.2.3.2 Nhận xét và kết luận + 1 S2 S2 1121118722111 E1.E 81 tp u 853.2.4 Ảnh hưởng điều kiện địa chat công trình + se +E2x£x+x+Ezzszxse 86

3.2.4.1 Móng bè cọc trên nên đất cát (chặt trung bình) 863.2.4.2 Móng bè coc trên nên đất sét (déo trung binh) eee 9]3.2.4.3 Nhận xét và kết luận 21H SE SE Sg 111115151111 5151 5515511 ee 97

CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP MÓNG BÈ CỌC CHO CÔNG TRÌNH

THỰC TE TẠI THÀNH PHO HO CHÍ MINH

4.1 GIỚI THIỆU CONG TRÌNH - S5 S2 S223211252511Ex 122tr trrrrrre 98

4.1.1 Khái quát Chung ccccccccccecscnseecececsseeeeeecsesseeeceeessaeeeeeseeseeaaees 98

4.1.2 Kết quả khảo sát dia chất công trình 0.0 cc cecceecseeesessesesteesesseseseseeerseeees 994.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG AN NEN MONG DE XUẤT soằ: 101

4.2.1 Phuong an 01: Mong coc khoan nhi (58 cọc D1000; L=61,25 m) 1014.2.2 Phương án 02: Coc ly tâm ứng suất trước (118 coc D600/400; L=25 m)1024.2.3 Phương án 3a: Móng bè trên nền cọc khoan nhỏi (78 cọc D1000; Lthay đồi từ 30 đến 40 m) " & 1044.2.3.1 Mô hình phân tích . :- S111 E111 15221 11 1g 104

4.2.3.2 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB 1054.2.4 Phương án 3b: Móng bè trên nền cọc ly tâm ứng suất trước (110 cọc

D600/400; L = 20m) 2 SE E11 EE11121121Ẹ1111 1111011111011 ng 1 nen 1104.2.4.1 Mô hình phân tích .-.- 5c s2 E11 E151121271E1 E11 1 xe 110

4.2.4.2 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB 111KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ - 5 c2 1 E2212121 212518 treo 115f7 0 115Kiến nghị , - G1 ST SE1 T11 112 H11 HH HH HH HH He He ng 118

Tài liệu tham khảoLy lịch trích ngangPhụ lục

Hình 1.1: Mô hình phan tử hữu hạn 3D cho móng bè COC -‹ -.- s5: 3Hình 1.2: Hiệu ứng tương tác giữa đất — cau trúc trong móng bè cọc của Katzenbach

và cộng sự (1998), (2000) - LG 2.1 121111 11111111111 11111111 H1 111 kg KH Hưệt 4Hình 1.3: Phân biệt móng bè, móng bè cọc và móng COC . -ccccc c2 5

Hình 1.4: Cau tạo móng bè COC - ¿6 s13 1E 1111 E15E17111111121 12111110 kEtrrg 5

Hình 1.5: Coc bố trí làm giảm độ lún của nên (Randolph, 1994) -¿ 6

Hình 1.6: Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún theo các quan điểm thiết kế 8

Hình 1.7: Mô phỏng móng bè cọc bang phương pháp PTHH 3D 10

Hình 1.8: Phân biệt móng bè, móng bè cọc và móng cọc (Kitiyodom et al, 2002) 12

Hình 1.9: Câu tạo lớp đất nền đặc trưng thành phó Frankfurt, nước Đức 14

Hình 1.10: Hình ảnh công trình TTrepfOW€F c c2 2 2222111212112 15Hình 1.11: Mô hình thiết kế móng bè cho cọc công trình Treptower 15

Hình 1.12: Lưới PTHH phân tích móng bè cọc công trình Treptower 16

Hình 1.13: Số liệu thực hiện quan trac lún và tính toán công trình Treptower 16

Hình 1.14: Hình anh công trình Westend I Tower, Frankfurt 17

Hình 1.15: Mặt cắt ngang và mặt bang móng công trình Westend I Tower, Frankfurt¬—— 18

Hình 1.16: So sánh các kết quả tính toán công trình Westend I Tower, Frankfurt 19

Hình 1.17: Trụ sở Công ty Tiền Phong, huyện Từ Liêm, Hà Nội 20

Hình 1.18: Mặt băng bồ trí móng bè cọc công trình Tiền Phong - 21

Hình 1.19: Quan trắc tải trọng tác dụng lên cọc công trình Tiền Phong 22

Hình 1.20: Quan trắc áp lực đáy móng bè cọc công trình Tiền Phong 22

Hình 1.21: Dia chat chung cư Lê Hồng Phong - Phan Văn TTỊ - 5s 24Hình 1.22: So sánh mặt bang bồ trí Móng cọc khoan nhéi & Móng bè cọc 25

Hình 1.23: Ảnh chụp thực tế công trình Chung cư cao cấp Grandview 27Hình 1.24: Dia chất công trình chung cư cao cấp Grandview ccse¿ 28

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.25: So sánh mặt băng bố trí Móng cọc khoan nhồi & Móng bè cọc

Grandview

Hình 2.1: Mô tả đơn giản về bè cọc đơn VỊ - ¿c2 sccSEEx SE EE SE xe en 35

Hình 2.2: Quan hệ giữa độ lún và tải trong - - 2c c S2 S222 se se 37

Hình 2.3: Bồ trí cọc giảm lún, và tính toán móng bè điều chỉnh (Poulos, 2001) 38

Hình 2.4: Duong cong Tải — Lun tính toán cho móng bè (Poulos, 2001) 39

Hình 2.5: Phương pháp dãy móng trên nên lò xo theo Poulos (1991) 40Hình 2.6: Mô phỏng cọc Va nIỀN 5 5c 1 E211 1111E1111157221211 18121 1e 4]Hinh 2.7: Thiét bi thi nghiém ly tam, co ban kinh 9m tai truong dai hoc California,

Hình 2.8: Ứng suất quán tinh trong mô hình ly tâm phát sinh do việc quay xungquanh trục cô định trong tương quan với ứng suất trọng trường của nguyên mẫu 46

Hình 2.9: Các loại mô hình móng trong thí nghiệm ly tam Nakai et al (2004) 47

Hình 2.10 Mô hình móng bè cọc có đầu cọc liên kết với bè +52 49Hình 2.11 Khối lượng mô phỏng kết cau phan thân 2-2-5 5z + zzxz2 3]Hình 2.12 Bồ trí thiết bị thí nghiệm 2: +11 SE2111E151E2121111E1E722121EEE tre 53

Hình 2.13: Bài toán móng bè cọc do Poulos đặt ra năm 1994 - 54Hình 2.14: Mô hình bài toán móng bè coc cua Poulos (1994) trong chương trình

Hình 2.15: Mô hình tong thé 3D móng bè cọc trong chương trình PRAB 56

Hình 2.16: Độ lún móng bè cọc tại giữa bè trong chương trình PRAB 57Hình 2.17: Ty lệ % tải trọng do cọc chịu và bè chịu trong chương trình PRAB 57Hình 2.18: Quan hệ giữa tải trọng và độ lún trong chương trình PRAB 58

Hình 2.19: Biểu đồ so sánh độ lún trung bình móng bè cọc giữa các phương phap58Hình 2.20: Biểu đồ so sánh tỷ lệ % tải trong do cọc chịu giữa các phương pháp 59

Hình 3.1: Mô hình móng bè cọc (Kitoyodom & Matsumoto, 2003-2004) 62Hình 3.2: Xác định E và v từ thí nghiệm nén đơn - - 2755 5225 s+s+s+ 65Hình 3.3: Xác định Ep và Esp từ thí nghiệm 3 trục thoát nước C-l 66

Hình 3.4: Xác định Eoeg thi nghiệm nén cố kt ooo cceccccecccscsesesseseseseseteveveesevseeeees 66Hinh 3.5: Anh chụp thực té công trình Vietcombank 'Iower 70

Hình 3.6: Mô hình phân tích móng bè cọc đơn giản - - << +55 c c5 s52 7]Hình 3.7: Mô hình bài toán móng bè cọc trong chương trình PRAB 73

Hình 3.8: Mô hình tổng thé 3D móng bè cọc trong chương trình PRAB 73

Hình 3.9: Mô hình 1-1 MBC với độ lún trung bình = 29,5 mm 74

Hình 3.10: Mô hình 1-2 MBC với độ lún trung bình = 46 mm 74

Hình 3.11: Mô hình 1-3 MBC với độ lún trung bình = 63 mm 75

Hình 3.12: Mô hình 1-4 MBC với độ lún trung bình = 80 mm - 75

Hình 3.13: Mô hình 1-1 & 1-2 với hệ số phân bố tải trong a, = 0,95 76

Hình 3.14: Mô hình 1-3 & 1-4 với hệ số phân bố tải trọng ø„„ =0,96 76

Hình 3.15: Ảnh hưởng chiều dày bè đến sự làm việc của móng (Poulos, 2001) 78

Hình 3.16: Mô hình 2-1 MBC với độ lún max = 80,0 mm; lún lệch = 10,0 mm 80

Hình 3.17: Mô hình 2-2 MBC với độ lún max = 70,0 mm; lún lệch = 3,0 mm 80

Hình 3.18: Mô hình 2-3 MBC với độ lún max = 80,0 mm; lún lệch = 1,0 mm 81

Hình 3.19: Mô hình 2-4 MBC với độ lún max = 70,0 mm; lún lệch = 0,0 mm 81

Hình 3.20: Mô hình 2-1 & 2-2 với hệ số phân bố tải trọng ø„„=0,95 82

Hình 3.21: Mô hình 2-3 & 2-4 với hệ số phân bố tải trọng ap, =0,97 82

Hình 3.22: Mô hình móng bè cọc trong Plaxis 3D Foundation (mô hình 3) 88

Hình 3.23: Moment uốn của bè móng trong mô hình 3 c2 zxzz> 88Hình 3.24: Phản lực đầu cọc trong mô hình 3 ccceeccccsceesesesscsesesessvecseeveeveveen 89Hình 3.25: Độ lún cua mong bè cọc trong mô hình 3 (độ lún max = 12,2 cm) 90

Hinh 3.26: Phan luc dau coc trong mô hình 4-1 (loại vật liệu Drained) 93

Hình 3.27: Phản lực đầu cọc trong mô hình 4-2 (loại vật liệu Undrained) 94

Hình 3.28: Độ lún của móng bè cọc trong mô hình 4-1 (loại vật liệu Drained)(dO Win Max = 22,5 vi 00-4 95

Hình 3.29: Độ lún của móng bè coc trong mô hình 4-2 (loại vật liệu Undrained)6800/8066 521x001 96

Hình 4.1: Dự án khu Cao ốc căn hộ Linh Trung, Q.Thủ Đức, TP.Hồ Chi Minh 98

Hình 4.2: Phối cảnh khu Cao ốc căn hộ Linh Trung, Q.Thủ Đức, TP.Hồ Chí Minh¬—— 99

Hình 4.3: Mat băng bồ tri móng cọc khoan nhéi (Phương án 01) - 101

Hình 4.4: Mặt băng bồ trí móng bè cọc khoan nhỏi (Phương án 3a) 105

Hình 4.5: Mô hình móng bè cọc phương án 3a (PRAB) - -ccccc ca 105

Hình 4.6: Mô hình tong thé 3D móng bè cọc phương án 3a (PRAB) 106Hình 4.7: Nhập thông số tải trọng phương án 3a (PRAB) - c se 106Hình 4.8: Nhập thông số phần bè móng phương án 3a (PRAB) - 107Hình 4.9: Nhập thông số phan cọc phương án 3a (PRAB) - -csscsse¿ 107Hình 4.10: Phương án 3a MBC với độ lún tối da = 60 mm (theo phương ngăn y)108Hình 4.11: Phương án 3a MBC với độ lún tối da = 62 mm (theo phương dai x) 108Hình 4.12: Phương án 3a với hệ số phân bố tải trọng ap, = 0,98 109Hình 4.13: Mặt băng bồ trí móng bè cọc ly tâm ứng suất trước (Phuong án 3b) 111

Hình 4.14: Mô hình móng bè cọc phương án 3b (PRAB) .- - 111

Hình 4.15: Mô hình tong thé 3D móng bè cọc phương án 3b (PRAB) 112Hình 4.16: Nhập thông số tải trọng phương án 3b (PRAB) -5-7-cccscs¿ 112Hình 4.17: Phương án 3b MBC với độ lún tối da = 90 mm (theo phương ngan y)113Hình 4.18: Phương án 3b MBC với độ lún tối da = 90 mm (theo phương dài x) 113Hình 4.19: Phương án 3b với hệ số phân bồ tải trọng a, = 0,99 114

MỤC LUC BANG BIEUBang 1.1: Phương pháp chon lựa quy trình thiết kế đơn giản cho móng bè cọc của

r5 11

Bang 1.2: Ty lệ tải trọng do cọc chiu va nên chịu ở một số công trình nước ngoài

¬— eeeeeee cece eeeeeeeeecaeeeeesaeeeseeeeesaeeeeeseeeecaeeeesaeeecseeeeeseeceseeseseeeeeseeesseseeesaeeessseseieeeeseeeseseens 13

Bảng 1.3: Bang tổng hợp kết quả quan trac và tính toán móng bè coc công trìnhTiền Phong, Hà Nội - ¿Sẻ E1 SE 1 15712 11E11111111101 151810101111 1tr 23Bang 1.4: So sánh khối lượng bêtông, cốt thép giữa móng cọc khoan nhồi & móngbè cọc chung cư Lê Hồng Phong - Phan Văn TTỊ 52 + + vE£s‡E+EeEsrxrees 26Bảng 1.5: So sánh khối lượng bêtông, cốt thép giữa móng cọc khoan nhồi & móng

be coc chung CU Grandview 1 6 6 <e. -1-+1 30

Bảng 1.6: Một số công trình thực tế ở TP.H6 Chí Minh 2: + eee 31

Bảng 2.1: Bảng liệt kê các phương pháp cũng như khả năng dự đoán tính toán đặctrưng móng bè cọc của từng phương pháp (theo Poulos) cece 33

Bang 2.2 Các đặc trưng của mô hình và nguyên mẫu -.- 5-52 + ees 47Bảng 2.3 Các đặc trưng hình học và cơ học của mô hình và nguyên mẫu 50

Bang 2.4 Các đặc trưng của Cat TOyOura 2 221222222111 11 33 51x krsea 51

Bảng 2.5 Ty lệ mẫu và nguyên mẫu ¿2 St SE E1 1111111 E111211111221111 E6 52Bang 2.6: Bảng tóm tắt thông số sử dung trong mô hình do Poulos đặt ra 55Bang 3.1: Bang giá trị ước lượng môđun biến dang và hệ số Poisson của dat 67Bảng 3.2: Tương quan giữa trị số N và trạng thái đất nền -cc se c5: 68Bang 3.3: Bang tổng hợp địa chat tại công trình Vietcombank Tower 69Bang 3.4: Bảng tom tat thông số sử dụng trong PLAXIS 3D (mô hình 3) 87Bảng 3.5: Bang tóm tat thông số sử dung trong PLAXIS 3D (mô hình 4-1 & 4-2).92Bang 4.1: Bang tóm tat thông số đất nền công trình (hố khoan HK1 & HK2) 100

-]-MO DAU

1 Bồi cảnh nghiên cứu

Móng bè cọc hay còn được gọi là móng bé trên nền coc, ngay nay đã trở thành giảipháp móng hữu hiệu nhất áp dụng cho nhiều công trình cao tầng trên thế giới Móng bècọc được ứng dụng lần đầu tiên cho cao ốc tại thành phố Mexico City (Zeevaert, 1957).Sau đó, móng bè cọc được áp dụng rộng rãi ở Đức kề từ thập niên 1980 với nhiều cao ốcnhư: Euro Tower (148.5m), Dresdener (166.7m), Commerz Bank (108.5m), Westend(208m), Deutsche Bank (92.5m), Main Tower (205m), BFG Bank (186m), Messertum(256.5m), City Bank (55m) Móng bè cọc cũng được áp dụng ở Nhat từ những nam1980 bởi công ty Takenaka Kế từ đó, nó được áp dụng rộng rãi khắp nơi trên thé giới

Ké từ năm 1996, Việt Nam bat đầu hội nhập kinh tế thé giới, có rất nhiều côngtrình cao tầng đã và đang được xây dựng, chủ yếu tập trung ở các thành phố lớn, điểnhình như: Keangnam Hanoi Landmark Tower (336m), Bitexco Financial Tower (269m),Saigon M&C Tower (195.3m), Novotel Sông Han (155m), Giải pháp móng bè coc mặcdù được dé cập nhiều không chi trong các công trình nghiên cứu khoa hoc ma còn đượcgiới các nhà dau tu, nhà thầu, đơn vị tư van dé nghị áp dụng Nhung, việc áp dụng giảipháp nay ở Việt Nam trong thực tế còn rat dé dat, do có rất ít công trình nghiên cứu trongnước quan tâm đến Hiện tại, Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn thiết kế móng bè cọc.2 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay công trình nhà cao tầng ở Việt Nam được thiết kế tính toán thành haiphan tương đối độc lập với nhau gồm: kết cau bên trên (phần khung) & kết cau bên dưới(phần móng) Việc tach rời thiết kế phần khung bởi các kỹ sư kết câu va phần móng bởicác kỹ sư địa kỹ thuật, cùng với giả thiết cho rằng công trình được ngam vào móng vamóng xem như tuyệt đối cứng để làm cơ sở thiết kế là không đúng với điều kiện làm việcthực tế của công trình, không tận dụng hết khả năng chịu lực của kết cấu cũng như đấtnền bên dưới Kết qua là sử dung vật liệu nhiều hơn so với các phương án khác Do đó,móng bè cọc được coi như là một phương án “lãng phí” và hầu như không nằm trong kếhoạch thiết kê của các kỹ sư.

3 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của dé tài nghiên cứu này là phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hệsố phân bồ tải trọng đ„„ va độ lún của móng bè cọc nhà cao tang Dé đạt được mục tiêunghiên cứu trên, thì các vẫn đề sau đây cần được xem xét:

- - Mối quan hệ giữa tải trọng và độ lún- Su phân bố tương tác giữa đất và móng- Su phân phối tải trọng giữa cọc và đất nên.4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sơ lý thuyết về tính toán móng bè cọc trên thé giới.Nghiên cứu các yếu tổ ảnh hưởng đến ứng xử lún của móng bè cọc.Sử dụng chương trình PRAB (tác gia GS Matsumoto, trường DH Kanazawa NhậtBản) được viết trên cơ sở ứng xử đàn hồi của đất — cọc — bè, dé tìm hiểu hoạt động củamóng bè cọc Dùng chương trình PRAB để phân tích các trường hợp ảnh hưởng đến ứngxử lún và việc phân phối tải trọng của móng bè cọc Các trường hợp mô phỏng tính toánbao gồm:

- Thay đổi tải trọng kết cầu bên trên- Thay đối chiều day bè

- Thay đổi đất nên công trình- Thay đổi các yếu tô ảnh hưởng khác 5 Y nghĩa khoa học đề tài

Đề tài: “Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng bằng chương trìnhPRAB” giúp cho người kỹ sư thiết kế nền móng có thêm một cơ sở lý luận chính xác hơntrong việc lựa chọn các thông số liên quan đến móng bè cọc, đánh giá được điều kiện địachất công trình va các yếu tố ảnh hưởng để lựa chọn giải pháp móng ưu việt mang lạihiệu quả kinh tế cao

6 Giới hạn của đề tài

Chỉ tập trung địa chất ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh, chưa có điều kiện nhânrộng phân tích nhiều khu vực dia chất khác nhau

CHƯƠNG 1

TONG QUAN MONG BE COC NHÀ CAO TANG

1.1 GIỚI THIEU MONG BE COC

Móng bè cọc (hay móng bè trên nên cọc) là một hệ thống móng kết hop, bao gồmcác phần tử chịu lực như bè móng, các coc va đất nền bên dưới Móng bè cọc có cầu taogồm hai phần như sau:

= Dè móng hay đài cọc có nhiệm vụ liên kết và phân phối tải trọng từ chân kết caucho các cọc, đồng thời truyền một phan tải trọng xuống đất nén tại vị trí tiếp xúcgiữa đáy bè va đất nền Bè có thé làm dang bản phăng hoặc bản dam nhằm tăng độcứng chống uốn

= Các cọc làm nhiệm vụ truyén tải trọng xuống nên đất dưới chân cọc thông qua sứckháng mũi và vào nên đất xung quanh cọc thông qua sức kháng bên Có thé bố tricọc trong đài thành nhóm hay riêng rẽ, bố trí theo đường lối hay bố tri bat kỳ tùythuộc vào mục đích của người thiết kế, nhằm điều chỉnh lún không đều, giảm áplực lên nền ở đáy bè hay giảm nội lực trong bè Cọc có thể sử dụng là cọc chế tạosăn hoặc cọc khoan nhôi.

Hình 1.1: Mô hình phần tử hữu hạn 3D cho móng bè cọc

-4-Móng bè coc là một giải pháp nền móng dé giảm thiểu độ lún cũng như lún lệch,tận dụng được khả năng chịu tải của đất nền bên dưới móng bè và làm giảm thiểumoment uốn trong bè Tính chất noi bật nhất của móng bè cọc là ảnh hưởng tương hỗgiữa đất và kết cầu móng, được cân đối trong thiết kế khi có một phan tải trọng truyềnxuống đất nên thông qua bè va phan còn lại thông qua cọc Katzenbach et al (2000) đãxác định được 4 loại tương tac trong ứng xử của móng bè cọc như hình [1.2] sau day:

cộng sự (1998), (2000)

l l i l 1L | 1 1 | Ị |

Hình 1.4: Cau tao mong be coc

1.2 UU DIEM CUA MONG BE COC

Việc sử dung móng bè cọc có nhiều ưu điểm sau đây:# So với móng cọc thì móng bè cọc có sỐ lượng cọc nhỏ hơn và chiều đài cọc cũng

nhỏ hơn nhiều= Cải thiện được điều kiện làm việc của móng nông nhờ giảm độ lún cũng như độ

lún lệch Cọc đóng vai trò như bộ phận giảm lún= Giảm được ứng suất cũng như moment nội lực trong móng bè nhờ vào sự sắp xếp

hợp lý của các cọc= Phát huy vai trò chịu lực của phần móng bè= Giảm thiêu khả năng phinh trôi khi đào hỗ móng= Có thé bố trí cọc dé chịu tải trọng lệch tâm từ công trình bên trên

1.3.1 Nguyên lý thiết kế móng bè cọcTrong thiết kế móng bè cọc, có 5 van dé cần thiết được xem xét bao gom:" Sức chiu tai cực han khi chịu tai đứng, tải ngang va moment

= Độ lún toi đa=" Độ lún lệch" Đánh giá các gia tri moment, lực cắt của bè để thiết kế bè móng" Đánh giá các giá tri moment, sức chịu tai của cọc dé thiết kê cọc.

= Tải trọng ngang do nên đất trên mức đáy đài tiếp thu= Dài móng tuyệt đối cứng, ngàm cứng với các cọc, chỉ truyền tải trong đứng lên

các coc, do đó cọc chỉ chịu kéo hoặc nén" Coc trong nhóm coc làm việc như cọc đơn, chịu toàn bộ tải trọng từ đài móng= Khi tính toán tông thé móng cọc thì coi hệ móng là một khối móng quy ước.Tính toán theo quan điểm cọc chịu tải hoàn toàn có ưu điểm là đơn giản, thiên vềan toàn và được hướng dẫn chỉ tiết trong các giáo trình nền móng hiện nay Độ lún củamóng tính toán theo phương pháp này nhỏ, sử dụng nhiều cọc và thường hệ số an toàncao, chưa phát huy được hết sức chịu tải của cọc và không kinh tế, được coi như là mộtphương án "an toan" trong thiết kế

+ Nhân xét: Quan điểm tính toán này phù hợp cho những kết cầu móng cọc có chiềucao dai lớn kích thước đài nhỏ, hoặc nên đất dưới đáy đài yếu, có tính bién dạnglớn Khi đó, ta có thể bỏ qua sự làm việc của đất nền dưới đáy bè và xem toàn bộtải trọng công trình do cọc chịu 100%.

1.3.2.2 Quan điểm bè chiu tải hoàn toànTheo quan điểm này, bè được thiết kế để chịu phần lớn tai trọng lên móng, các cọcchỉ nhận một phan nhỏ tai trong, được bồ trí han chế cả về số lượng sức chiu tải với mụcđính chính là gia có nền, giảm độ trung bình và lún lệch Độ lún của móng trong quanđiểm này thường lớn, vượt quá độ lún cho phép, ngoài ra với tải trọng công trình lớn, tínhtheo quan điểm này thường không đảm bảo sức chịu tải của nền đất dưới móng

+ Nhân xét: Quan điểm thiết kế này phù hợp với những công trình đặt trên nền đấtyếu có chiều dày không lớn lam Khi đó liên kết giữa cọc và đài không cần phứctạp vì mục dich cọc đê gia cô nên và giảm lún là chính.

_8-1.3.2.3 Quan điểm bè va coc đồng thời chịu taiTheo quan điểm này, hệ kết cau móng bè - cọc đồng thời làm việc với đất nền theomột thé thống nhất, xét đến day đủ sự tương tác giữa các yếu tố dat-bé-coc Trong quanđiểm này, các cọc ngoài tác dụng giảm lún cho công trình, còn phát huy hết được khảnăng chịu tải, do đó cần ít cọc hơn, chiều dài cọc nhỏ hơn Khi cọc đã phát huy hết khảnăng chịu tải, thì một phần tải trọng còn lại sẽ do phần bè chịu và làm việc như móng bètrên nên thiên nhiên

+ Nhân xét: Trong quan điểm này, độ lún của công trình thường lớn hơn so vớiquan điểm cọc chịu tải hoàn toàn nhưng về tổng thể, nó van đảm bao nam trongquy định với một hệ số an toàn hợp lý, do đó quan điểm tính toán nay cho hiệu quakinh tế tốt hơn so với quan điểm đầu Tuy nhiên, quá trình tính toán cần sử dụngcác mô hình phức tạp hon, do đó hiện nay quan điểm này chưa được phô biến rộngrãi.

t

dạud ou2 un) oq

| SHinh 1.6: Biéu dé quan hệ tải trong - độ lún theo các quan điểm thiết kếTóm lại, quan điểm thiết kế thứ nhất thiên về an toàn, nhưng không kinh tế, nên ápdụng khi công trình có yêu cầu cao về khống chế độ lún Quan điểm thiết kế thứ hai,móng bè trên nên thiên nhiên là phương án kinh tế nhưng độ lún của bè là rất lớn và

_9-thường nên dat khong đủ sức chịu tải với công trình có tải trọng lớn Quan điêm thiệt kêthứ ba, dung hòa được các ưu, nhược diém của hai quan điềm trên, nên trường hop côngtrình không có yêu câu quá cao về độ lún, có thê sử dụng đê tăng tính kinh tê.

1.3.2.4 Quan điểm thiết ké móng bè cọc của các chuyền gia= Theo Poulos (2001), tac giả có 3 quan điểm thiết kế móng bè cọc như sau:

- Quan điểm thiết kế thứ nhất: Ở tải trọng làm việc, cọc chỉ chiu tải trọng từ 35%đến 50% sức chịu tải cực hạn (hệ số an toàn SCT từ 2 đến 3), quan hệ tải trọng-độlún của cọc vẫn là tuyến tính Gần như toàn bộ tải trọng tác dụng lên móng đều docọc tiếp nhận Phần bè chỉ tiếp nhận phần tải trọng rất nhỏ, phân phối lên nền đấtbên dưới đáy bè.

- Quan điểm thiết kế thứ hai: Phần bè được thiết kế tiếp nhận một phan đáng ké tảitrọng lên móng, phần còn lại do các cọc chịu Ở tải trọng làm việc, sức chịu tai củacọc được huy động từ 70% đến 100% (hệ số an toàn SCT từ 1 đến 1,5) quan hệtải trọng-độ lún của cọc là quan hệ phi tuyến do cọc có chuyển dịch tương đối sovới đất nền Số lượng cọc được bố trí đủ nhằm giảm áp lực tiếp xúc thực giữa bèvà đất nền xuống nhỏ hơn áp lực tiền cỗ kết của đất Coc được sử dụng với mụcđích làm giảm độ lún trung bình của bè.

- Quan điểm thiết kế thứ ba: Bè được thiết kế để chịu phần lớn tải trọng lên móng.Các cọc chỉ tiếp nhận một phan nho cua tong tải trong, được bồ trí hợp lý với mụcđích chính là giảm độ lún lệch (chứ không phải độ lún trung bình như ở quan điểmthiết kế thứ hai)

= Theo De Sanctis et al (2001) và Viggiani (2001), tác giả có 2 quan điểm sau:- Móng bè cọc "nhỏ", lý do chính thêm vào các cọc nhằm làm tăng hệ số an toàn

(điều này thường liên quan đến các bè có bê rộng dao động từ 5m đến 15m)- Móng bè cọc "I6n" có đủ khả năng chịu tải trọng tác dụng với một biên độ an toàn

hợp lý, nhưng cọc được yêu cầu dé giảm độ lún và độ lún lệch Trong trường hợpnày bể rộng của bè phải lớn khi so sánh với chiều dài của cọc (thông thường chiêurộng bô trí cọc vượt quá chiêu dai cọc)

-10-1.3.2.5 Quan điểm thiết kế mónø bè cọc ở Việt NamViệt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn thiết kế móng bè cọc.Phương pháp tính móng bè cọc hiện nay ở Việt Nam là đơn giản cho hệ cọc chịu(xem như cọc chịu hoàn toàn tai của công trình) hoặc hệ bè chịu (xem như bè chịu hoàntoàn tải của công trình) Phương pháp này có ưu điểm là các bước tính toán áp dụng cáclý thuyết kết cau thông dụng, đơn giản Nhưng phương pháp này không đúng với điềukiện làm việc thực tế của công trình, không tận dụng hết khả năng chịu lực của kết cầucũng như đất nền Kết quả là sử dụng vật liệu nhiều hơn so với các phương án móngkhác Móng bè -cọc do đó được coi như là một phương án “lãng phí” và hầu như khôngnăm trong kế hoạch thiết kế của các kỹ sư

Đề thay đối quan điểm chưa chính xác về móng bè cọc, các chuyên gia cơ đất đãtìm cách đưa ra các lý thuyết tính toán hệ thong móng nay, trong đó có Poulos & Davis(1980), Fleming và các cộng sự (1992), Randolph (1994), Burland (1995), Katzenbach(1998) và những nghiên cứu gan đây của Poulos (1994, 2001a, 2001b) Ap dụng phươngtrình Midlin của bán không gian dan hồi vao trong bài toán bè - cọc và những thử nghiệmthực tế dé phân tích ngược (back analysis) bài toán nay, Poulos (1994) đã đưa ra một môhình gan với thực tế Mô hình nay được chấp nhận rộng rãi, được áp dụng để xây dựngnhiều công trình và tiếp tục được phát triển trên thế giới

phá hoại (ULS)

3 Liên quan đến chuyên vịcủa móng (tổng độ lún, sựlún lệch, nghiêng) phải nam

Xá

Sử dụng móngbè cọc

Có sử dụng số lượng nhỏcọc bên dưới cau trúc chịu

tải lớn làm cho sự lún giữa

các phan tải khác nhau làkhông can thiết hoặc làmgiảm ứng suất bên trong bè

|w

Không sử dụngmóng bè cọcBảng 1.1: Phương pháp chọn lựa quy trình thiết kế đơn giản

cho móng bè cọc của Franke et al (2000)1.3.4 Điều kiện địa chất để lựa chọn giải pháp móng bè cọc

Poulos (2000) đã chỉ ra điều kiện địa chất thuận lợi và không thuận lợi cho lớp đấtbên dưới khi áp dụng móng bè cọc như sau:

+ Địa chất thuận lợi:= Đất cau tạo bởi lớp sét tương đối cứng= Dat cau tạo bởi lớp cát tương đối dày

-12-4 Dia chất không thuận lợi:= Dat cau tạo chứa các lớp sét mềm gan bé mặt= Dat cau tạo chứa các lớp cát không chặt gần bề mặt= Đất cau tạo có tính chịu nén yếu gần bé mặt

= Đất cau tạo đã trải qua quá trình cố kết lún do các nguyên nhân bên ngoài= Đất cau tạo đã trai qua quá trình trương nở do các nguyên nhân bên ngoài1.3.5 Hệ số phân bố tải trọng ở pr trong thiết kế

Bè móng tiếp nhận tải trọng từ kết cau bên trên, sau đó phân phối xuống cọc va đấtnền Trong quá trình nay, bè móng biến dạng đồng thời với kết cau bên trên và hệ thongcọc-đất bên dưới

Hệ số a pr được định nghĩa là ti lệ giữa tong tai trong coc chiu XR, trén tong tảitrọng mà hệ thống bè va cọc cùng chiu R

-Hình 1.8: Phan biệt móng bè, mong bè coc va móng cọc (Kitiyodom et al, 2002)

-13-Hệ số Ø pros 0 chỉ trường hợp của móng bè, móng nông va & pro Ì chỉ trường hợpthuần túy móng cọc, nghĩa là không có sự tiếp xúc với đất bên dưới móng bè Hệ số & prnày phụ thuộc vào sỐ lượng và chiều dai của các cọc [1]

Viéc xac dinh chinh xac tai trong do coc chiu va do nên chịu là van dé khó khăn Đểđơn giản hóa vấn đề, ta có thể áp dụng phương pháp cộng tác dụng thông qua giả thiếtcác phan tử của hệ thống nền và móng ứng xử theo quy luật dan hồi

+ Tham khảo sự phân bồ tải trọng các công trình thực tế trên thé giới:Tác giả Phùng Đức Long (2011) đã thống kê 13 công trình cao tầng trên thế giới chothay su phan phéi tai trong tac dung lên cọc va dat nén theo ty lé coc / nén thay đôi nhưbảng sau:

Bang 1.2: Ty lệ tải trọng do cọc chịu và nên chịu ở một sô công trình nước ngoàiSTT Cong trinh Két cau % tai trong Do lun

Cao (m) | S6 tang | Do cọc | Do dat | (mm)I | Messe-Torhause, Franfurt 130 30 80 20 1502 | Messetum, Franfurt 256 60 5S 45 1443_ | Westend I, Franfurt 208 53 50 50 1204 | Petronas, Kuala Lampure 450 88 85 15 405_ | QVI, Perth, West Australia 163 42 70 30 406 | Treptower, Berlin 121 N/A 55 45 737 | Sony Center, Berlin 105 NA NA NA 308 | ICC, Hongkong 490 118 70 30 N/A9 | Commerz Bank, Franfurt 300 56 96 4 1910 | Skyper, Franfurt 153 38 63 27 55II | Dubai Tower, Qatar 400 84 67 23 20012 | Incheon Tower, Korea 601 151 98 2 43I3 | Emirates Twin Tower 355 56 93 7 12Ghi chu: N/A Không có thông tin.

-14-1.4 MỘT SO CÔNG TRÌNH TIỂU BIEU QUOC TE & TRONG NƯỚC

+ Một số nhận xét đối với các công trình trên nên sét Frankfurt do Katzenbach vacộng sự (2000) thực hiện thống kê:

= Công trình móng bè cọc trên nên sét Frankfurt là nên đất tốt, đất sét cứng= Khả năng chịu tải của đất nên là lớn

= Độ lún trung bình và sự khác nhau về độ lún là tương đối bé

-l]5-1.4.1 Công trình Treptower, Berlin, nước ĐứcCông trình Treptower, Berlin có chiều cao 121 m Lớp đất đắp ở trên mặt, phía dướilà lớp cát chặt (Berlin sand) đến độ sâu 40 m Thiết kế bó trí 54 cọc khoan nhéi có đườngkính 0.8m, chiều dai cọc từ 12.5 - 16.0 m Phần bè móng được mô phỏng như phan tửtâm mong, vật liệu cọc và bè ứng xử đàn hoi tuyên tính, vật liệu dat nên ứng xử đàn hoiđẻo.

-Hình 1.12: Lưới PTHH phân tích móng bè cọc công trình Treptower

Ứng xử quan trắc lún và tổng tải trọng công trình Treptower theo thời gian, cho thay

Lun tenn quanicm)

két quả lún bình quân của móng bè cọc là 53% với móng bè Ty lệ % sức chịu tai do cọcchịu / đất nền chịu là 55% / 45%

Lún bình quêt(cm)

Hình 1.13: Số liệu thực hiện quan trắc lún và tính toán công trình Treptower

-17-1.4.2 Công trình Westend I Tower, Franfurt, nước Đức

-18-Westend I Tower là tòa nha 51 tang, cao 208 m được xây dung tai Frankfurt, nước

Đức Phan móng của công trình bao gồm một bè cọc với 40 cọc dài 30 m đường kính 1,3m Phân giữa công trình bè cao 4,5 m và giảm còn 3 m môi cạnh.

Side building raft

Main

tower

Sidebuilding

4

5.678

Phương pháp tính tay đơn giản (Poulos & Davis, 1980)Phương pháp dãy trên nên dan hồi (Poulos, 1991)Phương pháp tam trên nên dan hồi (Poulos, 1994)Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp điều kiện biên (Ta & Small, 1996)Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp điều kiện biên (Sinha, 1996)Phương pháp PTHH kết hợp điều kiện biên (Franke và các cộng sự., 1994)Phương pháp ma trận dẻo (Randolph, 1983)

Phương pháp truyền tải trong cho cọc đơn kết hợp với ứng xử đàn hồi giữacọc và bè (Clancy & Randolph, 1993)

-

J0-FEA Phương pháp phân tử hữu hạnFEA* Phương pháp phân tử hữu hạn: giảm ma sát thànhM Đo đạc.

" Kết quả tính toán được trình bày trên hình [1.16], với hệ sỐ phân bồ tải trọng daođộng từ 50% đến 70%

-20-1.4.3 Trụ sở Công ty Tiền Phong, Hà NộiCông trình được thiết kế theo phương pháp tính móng bè trên nền cọc Được xâydựng tại huyện Từ Liêm, Hà Nội đầu năm 2012, cho đến nay công trình đã hoàn thành vàđưa vào sử dụng.

Mặt bằng móng công trình được thể hiện như trên hình [1.18] Kích thước phần bèmóng là 27m x 38m, cọc ép 300x300 L=27m, bước cột công trình gần đều nhịp 7mx7m

Hình 1.17: Trụ sở Công ty Tiền Phong, huyện Từ Liêm, Hà Nội

Tưởng tang ngảm

Công trình thực tế được bố trí các mốc đo lún ở tâm bè & mép bè, các mốc quan trắctải trọng lên cọc và quan trắc áp lực đáy móng bè cọc Các số liệu trình bày được đo từthực tế sẽ cho ta kết quả đánh giá khách quan hơn về các công trình móng bè cọc tại ViệtNam.

Tính 26.3 367 2,63 128 496 74 26toán

1.4.4 Công trình MBC mang lại hiệu quả kinh tế ở TP Hồ Chí MinhTrích dẫn trong tạp chí KHCN Xây dựng số tháng 3/2007, tác giả Trần Quang Hộ ápdụng phương pháp tính móng bè trên cọc dé thiết kế móng cho hai công trình: Chung cư25 tầng Lê Hồng Phong-Phan Văn Trị và Chung cư cao cấp GrandView

+ Tai cônø trình chung cư 25 tầng Lê Hồng Phong - Phan Văn Tri:+ Phương án bố trí cọc khoan nhồi: Tổng số cọc là 140 cọc (24 cọc D = 1,4m; L =52m; 112 cọc D = 1,0m; L = 47m; 4 cọc D = 1,0m; L = 3m)

+ Phương án bồ tri móng bè cọc: Tổng số cọc là 112 cọc (112 cọc D = 1,0m; L =27m)

Móng bè coc trong công trình trên áp dung bai báo về quan điểm tôi ưu trong bốtri cọc của hệ bè cọc (Optimization concepts for the design of the pile raft foundationsystems, J.E.Bezzerra & R.P.Cunha & M.M.Sales) Công trình này phải tính lặp đến 6lần mới hội tu Cho kết quả tỷ lệ chia tải như sau: đất nên chịu 12,95% tong tai, cocchiu 87,05 tong tai

- 24

-=

HIDDOODOD0DODDODODDODDODOD |SP

DJAy thái nửa cứng

sms eee ˆ Sat chặt vừa

th Sila hy Nửa in 3% Ra SY ChE t vita

bị + ey 4y'2) here die hyenas

PE teh Ps ca Paths Te dP

ẻ Ma SNE Mabe he tạc,sI A1 vẻ 24a

Ngộ et tinh DOỢAANVI, tê, sốt >

as M2 rà 2 F

Hình 1.21: Địa chất chung cư Lê Hồng Phong - Phan Văn Trị