Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích ổn định hệ tường chắn kết hợp sàn giảm tải và cọc BTCT sau mố cầu trung tâm lấn biển Rạch Giá - tỉnh Kiên Giang

1.4 Tính khoa học và thực tiễn của đề tài Phương pháp xử lý nền đường dap cao sau m6 cau trên đất yếu bang hệtường chắn kết hợp sản giảm tải và cọc BTCT giúp cho tải trọng bên trên có th

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

BUI QUANG VINH

CHUYEN NGANH: DIA KY THUAT XAY DUNG

MA SO CHUYEN NGANH: 60.58.60

LUAN VAN THAC SI

Thanh phố Hô Chí Minh - Thang 6 năm 2013

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

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: GV.TS DO THANH HAI

Cán bộ châm nhận xét 2 : - HH S 1511515115155 15 E515 nh He

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHỌG Tp HCM

tháng năm 2013

Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

(Ghi rõ họ, tên, học ham, học vi của Hội đông châm bảo vệ luận văn thạc sĩ)

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐÓNG TRUONG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

_===============

-000 -Tp HCM, ngay 21 thang 6 nam 2013

NHIEM VU LUẬN VAN THAC SĨ

Ho va tén hoc vién: BUI QUANG VINH Phai: NAM

Ngày, tháng, năm sinh: 14-11-1984 Nơi sinh: Rạch Giá-Kiên Giang

Chuyên ngành: DIA KỸ THUẬT XÂY DUNG Mã ngành: 60.58.60

MSHV: 11860351

1 TÊN DE TÀI: PHAN TÍCH ÔN ĐỊNH HỆ TƯỜNG CHAN KET HỢP SANGIAM TAI VA COC BTCT SAU MO CÂU TRUNG TAM LAN BIEN RACHGIA- TINH KIEN GIANG

2 NHIEM VU VA NOI DUNG LUAN VAN:MO DAU

Chương 1: Tổng quan về các giải pháp xử lý nền đường dap cao sau mồ cau trên đấtyeu

Chương 2: Co sở ly thuyết tinh toán ôn định và biến dang nền đường đắp cao được

xử ly băng hệ sàn giảm tải và cọc BTCT

Chương 3: Phân tích 6n định hệ tường chắn kết hop sản giảm tải và cọc BTCT sau

mo câu trung tâm lần biên Rạch Giá-Kiên GiangChương 4: Kêt luận và kiên nghị

3 NGÀY GIAO NHIỆM VU : 21/1/20134 NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU : 21/6/20135 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: 1 GV.TS Đỗ Thanh Hải

2 PGS.TS Trần Xuân ThọNội dung và dé cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.CÁN BỘ HƯỚNG DẦN 1 CÁN BỘ HƯỚNG DÂN 2

GV.TS Đỗ Thanh Hải PGS.TS Trần Xuân Thọ

CHỦ NHIỆM BỘ MON KHOA

QUAN LÝ CHUYEN NGÀNH

PGS.TS Võ Phán

Lời cảm ơn

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến những người đã gíup đỡ tôi trong

thời gian 2 năm học vừa qua, những người đã giúp tôi hoàn thành luận văn thạc sĩchuyền ngành Dia kỹ thuật xây dựng Đó là những tinh cảm quý báu mà tôi đã nhận

được ma suốt đời tôi không bao giờ quên

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy TS Đỗ Thanh Hải đã hướng dẫn tôi hoànthành luận văn này Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến thầy PGS.TS Trần Xuân Thọ,người thầy đã tận tâm chỉ bảo tôi hết lòng, hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này,mặc dù trong thời gian nay thầy phải luôn chống chọi với bệnh tật

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trong bộ môn Địa cơ- nền móng.trường đại học Bách khoa, Đại học quốc gia TPHCM đã luôn quan tâm, truyền đạtnhững kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong thời gian học cũng như làm luận văntốt nghiệp

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến ba mẹ, anh em trong gia đình và những người thânyêu nhất đã luôn ủng hộ, động viên tôi trong thời gian qua, giúp tôi vượt qua những

khó khăn gặp phải trong quá trình học tập.

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến các anh chị, bạn bè lớp cao hoc Dia kỹ thuật xâydựng khoá 2011 đã luôn giúp đỡ, chi dẫn tôi trong suốt thời gian qua

TPHCM, ngày 21 tháng 6 năm 2013

Học viên

Bùi Quang Vinh

Hiện tượng lún nền đường dẫn đầu cầu ở những công trình gần đây đã gây ranhững hậu quả nghiêm trọng, làm thiệt hại về con người và kinh tế Đa số những côngtrình này được xây dựng trên nền đất yếu mà công tác thiết kế, khảo sát đã khôngđược coi trọng Giải pháp dùng hệ tường chắn kết hợp sàn giảm tải và cọc bê tông cốtthép là một phương pháp được áp dụng và đã đạt đượt những kết quả rất khả quan.Nội dung luận văn được áp dung tính toán bang phan tử hữu hạn cho công trình thựctế là hệ tường chắn kết hop san giảm tải và coc BTCT sau mồ cầu trung tâm lấn biển

Rạch giá, Kiên Giang.

Qua kết quả phân tích băng mô hình Plaxis 2D, độ lún còn lại của mặt đường

sau khi hoàn thành 15 năm là 1,14 cm, thoả mãn giới hạn cho phép Độ lún mặtđường theo từng giai đoạn ở mô hình Plaxis 3D tunnel lớn hơn mô hình Plaxis 2D,

1,31-1,35 lần

Ở mô hình Plaxis 2D chuyển vị ngang lớn nhất của tường chăn theo từng giaiđoạn là 0,82 mm Ở mô hình Plaxis 3D tunnel chuyển vị ngang lớn nhất của tườngchan là 0,66 mm Cả 2 mô hình đều có chuyển vị ngang trong giới hạn cho phép

Qua việc thay đối các thông số bề dày của sàn giảm tải, ta thay bé day của sàngiảm tải ít ảnh hưởng đến chuyển vị đứng của sàn, độ lún của mặt đường nhưng cóảnh hưởng đến độ lún lệch của mặt đường, độ lún lệch của sàn giảm tải và chuyển VỊngang của tường chan

Bang cach thay đối tiết diện coc, ta thay tiết diện coc giảm làm tăng độ lúntong thé của mặt đường, chuyển vị đứng của sàn giảm tai và không làm tăng độ lún

lệch.

Việc sử dụng giải pháp dùng hệ tường chắn kết hợp sản giảm tải và cọc BTCTphù hợp đối với những công trình đòi hỏi sự 6n định cao, thời gian thi công nhanh màkhông phụ thuộc quá nhiều vào nguồn kinh phí xây dựng

Giải pháp sàn giảm tải kết hợp với cọc BTCT ngoài việc được sử dụng ởđường dẫn vào cau còn có thé sử dụng ở các công trình khác như các công trình kho

bãi nha công nghiệp nhà kho ở các siêu thị, xí nghiệp

AbstractSettlement problem of approached road behind bridge’s abutment in recentconstructions causes serious results and heavy losses in economy and human Most ofthose constructions were built in soft soil foundation which design and investigationwere not be strongly cared The concrete wall- slab piles solution was applied andachieved satisfactory results This thesis uses the finite element method in realconstruction concrete wall- slab- piles behind bridge’s abutment of central encroachedarea in Rach gia city, Kién giang province, mentioned problems are clear.

By analyzing Plaxis 2D model, remain settlement of approached road afer 15years is 1,14 cm, agree with the allowed limit In Plaxis 3D tunnel model, settlementsof approach road are larger than Plaxis 2D model 1 ,31-1,35 times

In Plaxis 2D model, the largest honrizontal displacement is 0,82mm In Plaxis3D tunnel model the largest honrizontal displacement is 0,66mm Both have thelargest honrizontal displacement agree with the allowed limit.

When changing slab’s depth, vertical displacement of slab, settlement of roadare effected not much but unequal displacements of slab and honrizontal displacementof wall increase.

When decreasing section of pile, displacements of road and verticaldisplacement of slab increase but unequal displacements are not effected.

Concrete wall- slab piles solution is accorded with constructions which requesthigh stability, rapid time and not depend on economy.

Concrete wall- slab piles solution is not only used in approached road but alsoused in other construction such as store of supermarkets, factories, mills

Tôi xin cam đoan luận văn nay là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của thayTS Đỗ Thanh Hải và PGS.TS Trần Xuân Thọ.

Các kết quả tính toán trên cơ sở lý thuyết và mô phỏng là do tôi thực hiện vàdựa vào các kết quả thí nghiệm, các số liệu tham khảo có trong danh mục tài liệu

tham khảo.

Tôi xin cam đoan luận văn này không trùng lặp với những công bố nào trước

đây.

MỞ ĐẦU1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Cùng với sự phát triển của đất nước, khu vực đồng băng sông Cửu Long làmột trong những khu vực có tốc độ phát triển nhanh nhất ở thời điểm hiện nay Dohệ thống sông ngòi và kênh rach dày đặc, và nhằm đáp ứng được nhu cau lưu thônghàng hoá và đi lại, sự xuất hiện các cây cầu ngày cảng nhiều, góp phần đây nhanhvào quá trình phát triển chung của toàn vùng Hàng ngàn cây cầu đã được xây dựng,tuy nhiên do dia chất của khu vực, chủ yếu là các tầng đất yếu đã xảy ra nhiều vanđề hết sức phức tạp gây ra nhiều sự cô nghiêm trọng Ngoài các công trình đã đưavào sử dụng thành công, vẫn còn rất nhiều các công trình tồn tại những sự cố khônglường trước, gây ra những thiệt hại nặng né vẻ kinh tế, về mỹ quan, mà phải mat ratnhiều thời gian và công sức mới có thé khắc phục được Một trong những sự côthường gặp nhất đó là hiện thượng lún lệch đường dẫn dau cau Hiện tượng này xảyra rất nhiều vào những năm gân đây, khi số lượng những cây cầu ngày càng tăng vàgây ra những ảnh hưởng rất lớn đến việc đưa vào sử dụng khai thác

TP Rạch Giá là một trong những đô thị phát triển nhanh của cả nước vớihàng loạt công trình được xây dựng mới, đặc biệt là ở khu vực lan biển rộng hàngtrăm hecta Trong điều kiện đó, dự án cầu Trung tâm lan biến thành phố Rạchgiá đã được đưa vào thi công, với mục đích nối liền khu vực lần biên và khu dân cưcũ, thuận lợi cho giao thông, giải quyết tình trạng lưu lượng xe ngày càng nhiều ởthành phố Rạch Giá

Từ những hư hỏng của các công trình cầu đường hiện nay như cau Tra TP Can Tho, cầu Phú Mỹ- TP HCM chúng ta nhận thấy việc tính toán xử lý nềnđường dap cao sau m6 cầu trên đất yếu một cách kỹ lưỡng là vô cùng cần thiết.Công việc này vô cùng phức tạp đòi hỏi nhiều bộ phận liên quan, nhiều cơ quan cóchức năng có thâm quyên phải đặc biệt chú ý

Nién-Công trình thực tế: Cầu trung tâm lấn biển thành phố Rạch Giá

Dé tài xét dén biên dạng và chuyên vi của nên dat dưới coc, tìm hiệu sự làmviệc ôn định của mặt đường tại vi trí đường dân dau câu qua các giai đoạn thi công,phân tích sự làm việc của hệ tường chan ket hợp san giảm tải và cọc BTCT vào việcgiải quyet độ lún của đường dân sau mo câu.

Dé tài cũng phân tích ảnh hưởng của bê dày sàn, chiêu dày của tường chăn,tiêt diện của cọc đên chuyên vi của san giảm tai, tường chăn và độ lún mặt đường

Phân tích sự làm việc của mặt đường đoạn có sàn giảm tải và đoạn không có

sàn giảm tải, xem xét độ lún lệch của các phần đường này

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sẽ sử dụng các tư liệu trong hồ sơ thiết kế, hd sơ khảo sát địa chất, vàcác hỗ sơ có liên quan của công trình để có được những số liệu đưa vào phần mềmmô phỏng theo phan tử hữu hạn Ngoài ra việc tham khảo các tai liệu chuyên ngành,các lý thuyết tính toán, các nghiên cứu của các thay cô, anh chi di trước là rất cầnthiết cho việc thực hiện đề tài

Luận van sử dụng phần mém Plaxis 2D 8.5 và Plaxis 3D Tunnel 1.2 dé môphỏng, từ đó đưa ra nhận xét và các kết quả tính toán

1.4 Tính khoa học và thực tiễn của đề tài

Phương pháp xử lý nền đường dap cao sau m6 cau trên đất yếu bang hệtường chắn kết hợp sản giảm tải và cọc BTCT giúp cho tải trọng bên trên có thểtruyền xuống các lớp đất sâu hon, làm giảm thiểu độ lún lệch giữa mồ cầu và đường

dân vào câu, độ lún của ban than đường dan sau mô.

Hiệu quả của phương pháp này có thể ứng dụng vào các công trình trongvùng mà chủ yếu được đặt trên nền đất yếu, phương pháp này không đòi hỏi kỹ

-3-thuật quá cao, biện pháp thi công không quá phức tạp, vì vậy nên được ứng dụngrộng rãi.

1.5 Hạn chê của đề tài

Do công trình chỉ mới ở giai đoạn thi công phần ngâm, cho nên việc thu thập

các số liệu quan trắc thực tế không thực hiện được

Dé tài chi mô phỏng bài toán trên Phân tử hữu hạn, chưa có được những sôliệu quan trac tại hiện trường nhăm so sánh, đôi chiêu với phần mêm mô phỏng madựa vào những sô liệu này có thê đê xuât các biện pháp thi công cũng như các giảipháp xử lý kỹ thuật.

Chưa xét đến các điều kiện bất lợi như công trình chịu tải trọng động đất,

bão

Chưa xét đên mức độ cô kêt của nên dat dap khu vực lan biên la dat mới,chưa cô kết hoàn toàn

Chưa xét đền sự thay đôi của mực nước ngâm theo thời gian

Chưa xét đến sự thay đổi các chỉ tiêu co-ly của đất theo độ sâu trong mỗi lớpđất và theo thời gian

MỞ ĐẦU1.1 Tính cấp thiết của dé tài ¿- - 5+ Sz S13 1 1 E3 1211111151111 11111511 111111111111 re |

1.2 Nội dung - << cọ re 21.3 Phương pháp nghiÊn CỨU - -G G0001 9.00 re 2

1.4 Tính khoa học và thực tiễn của dé †ài - - 5 x31 go 21.5 Hạn chế của dé tài - set 11 St 1111191 1E 111919119 1110111111 Hung 3Chương 1: TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHÁP XU LY NEN DUONG DAPCAO SAU MO CAU TREN DAT YEU

1.1 Giới thiệu .-¿- 5-5 SE S23 3E 1115112115111 1511111511 1115 111111111111 11 110111110 4

1.2 Một số giải pháp xử lý nền đường dẫn đầu cầu 2-2555c+c<czcs+sccee 41.2.1 Dap trực tiếp trên đất yếu -: E213 1 1512112111112 01 111 xe 41.2.2 Đào một phan hoặc đào toan bộ đất yếu ¿-¿- - + 2 2 <+xcesesrrerereee 51.2.3 Dap bệ phản áp - + 2S 1 S21 3 1112111121 11131111 117115110111 01 111011 cv 71.2.4 Tầng cát đệm - LG - 1H11 15151311 11111 111111 01111111515011101 111111 Tx ri 71.2.5 Thoát nước cô kết theo phương thắng đứng . - 2525555 81.2.6 Sử dung vai địa kỹ thuật dé tang cường mức độ 6n định của nền đắp trên(02022777 10

2.1 Các yêu cầu tính toatee.ccccccccscscsscscssscsssscscssscssssescscscsssscscscsssssscscssseseescscsssesees l6

2.2 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu - + +c<<s<<<ss<<<2<2<<<<<2 17

2.3 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nên ¿2 + +e Sex se se set csesesee 192.3.1 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền -5 5: 202.3.1.1 Sức chịu mũi của đất ở mũi cọc Q, cccsccsriirirrierrirrrrrre 20

2.3.1.2 Thành phan chịu tải do ma sát xung quanh cọc Q, -. - 28

2.3.2 Tính sức chịu tải của cọc theo công thức đóng cọc - << «2 372.3.3 Tính sức chịu tải của cọc theo kết quả nén fĩnh - 5555 <+++++sssss 412.3.4 Tinh toán sức chịu tai cua cọc theo TCVN 205-1998 - 51

2.3.4.1 Xác định sức chịu tai theo chi tiêu co lý của đất nên 51

2.3.4.2 Xác định sức chiu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nên 56

2.3.4.3 Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên 60

2.3.5 Ma Sat Âm 0 Họ ke 622.4 Sức chịu tải thiết kẾ - cty 67

2.5 Tinh toán độ lún của nhóm COC 0 cecsscecccccccececccceesssseeeeccccceeeeeeseauaeseeeceeeeeees 672.6 Kiểm tra 6n định đất nền dưới đáy móng khối quy ước - - +: 70

2.7 Kiểm tra độ lÚIn G1 53191 1E 19191 1 1E 1111121131 11g gen cep 712.8 Độ lún của móng DE COC 00 eeeececcccccccceessseseeesnnneeeeeeeeeeeesseeeeeeseaaeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeaes 742.9 Tính toán bang phương pháp phan tử hữu han, sử dụng phần mềm Plaxis 75Chương 3: PHAN TÍCH ON ĐỊNH HỆ TƯỜNG CHAN KET HỢP SANGIAM TAI VA COC BTCT SAU MO CÂU TRUNG TAM KHU LAN BIENRACH GIA-KIEN GIANG

3.1 Mô tả công trinh cọ re 783.1.1 Giới thiệu chung << G0000 0.0 re 78

3.1.2 Đặc điểm thiết ké - - + 6 E12 E5 1 11151515 1111111111 1111111111111 1k 823.2 Phân tích bai toán bang các mô hình ¿- 2 2 2 2+E+£+E+£z£££EzEzEerzrezered 87

3.2.1 MO hình Plaxis 2D - c2 E332 11333 111103 1 11v kg ca 87

3.3.1.1 Các thông số đầu Va0 veeecceccccccccssscscssssescscsssscsescscsescsessscssesesessscsssseseseess 873.2.1.2 Kết quả tính toán bang mô hình 2D ¿2-5 2 2 s+s+£+£z£z£s+£zs+z 913.2.1.3 Xét ảnh hưởng của các thông số đầu vảo ¿-5- 5 +c+cscscsceccee 98

3.2.-2Mô hình Plaxis 3D “Tunnel - - + << + << c=* 2+ c1 s*£cesseeeess 104

3.2.2.1 Thông số đầu vàO -. - ¿2E E213 E915 5112111511311 11 1151111, 104

3.2.3Xét sự làm việc của phan đường sử sung vải địa kỹ thuật sau hệ tường chắn kết

hợp sàn QIAM {ả1 - (c0 114

Chương 4: KET LUAN - 5-52 S225 1 E2 E121 1515111111111 111011111 re 117DANH MỤC CÁC TAI LIEU THAM KHẢO -c 5s + 5262 £eEsEsesesesecxe 120TOM TAT LY LICH HỌC VIỂN G- s11 S312 EEvgvvgvcgvgvseree 121

-4-Chương 1

TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHÁP XU LY NEN DUONG DAP CAO SAU

MO CAU TREN DAT YEU

1.1 Giới thiệu

Giải pháp nền đất đắp cao được sử dụng ở khu vực đường dẫn vào cau, phảiđáp ứng những yêu cầu về kỹ thuật lẫn mỹ quan, kiến trúc Tuy nhiên cùng với đólà những van dé xảy ra khi bên dưới nên đắp là nền đất yếu mà địa chat vô cùngphức tạp, mức độ biến dạng rất lớn Vì nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quanma van dé nay xảy ra ở nhiều khu vực có những công trình xây dựng trên nên đất

yêu

Đất yếu được định nghĩa là các loại đất có sức chồng cat nhỏ và tính biến

dạng (ép lún lớn), do vậy nên dap trên đất yếu, nếu không có các biện pháp xử lýthích hợp thường dễ bị mat ôn định toàn khối hoặc lún nhiều, lún kéo dài ảnh hưởng

đên mặt đường, công trình trên đường và cả mô câu lân cận

Lun nên đường đầu cầu dẫn đến sự thay đối đột ngột cao độ tại khu vực tiếpgiáp nền đường va mồ cau, tạo thành điểm gãy trên trac dọc tuyến đường, thậm chítạo thành những hồ(rãnh) lún sâu sát mồ cầu Hiện tượng này làm giảm năng lực

thông hành, gây hỏng hóc phương tiện, hàng hóa, phát sinh tải trọng xung kích phụ

thêm lên mồ cầu hoặc cống, tốn kém cho công tác duy tu bảo dưỡng gây cảm giáckhó chịu cho người tham gia giao thông va làm mat an toàn giao thông

Nguyên nhân gây ra hiện tượng lún có rất nhiều Cụ thể là do lún nền đất tựnhiên, lún do chính bản thân nền đắp, lún do sự khó khăn trong đầm nén đất đắp sátmồ và tường cánh dẫn đến hậu quả sau một vài năm khai thác đã xuất hiện lún gâyra sự chênh cao giữa mặt đường và bản quá độ của công trình cầu

1.2 Một số giải pháp xử lý nền đường dẫn đầu cầu [1]1.2.1 Dap trực tiếp trên đất yếu

Có thể áp dụng giải pháp đắp trực tiếp (không dùng một biện pháp xử lý nàokhác) khi tính toán 6n định và lún của nên đắp trực tiếp trên nền thiên nhiên (baogồm cả đất yếu ở dưới) Trong mọi trường hợp đắp trực tiếp trên đất yếu đều nên cótầng đệm cát day tối thiểu 50cm và rộng thêm so với chân ta luy nền dap mỗi bên

0,5-1,0m.

Các trường hợp sau day có thé xét tới việc áp dụng giải pháp đắp trực tiếp:Trên vùng đất yếu có lớp vỏ dày 1-2m thì chiều cao nền dap trực tiếp có thétới 2-3m, nếu lớp vỏ day trên 2m thì chiều cao dap trực tiếp có thé tới 3-4m;

Trên vùng than bùn loại I hoặc đất yếu dẻo mềm có bé day than bùn dưới 1

1.2.2 Đào một phan hoặc dao toàn bộ đất yếu

Giải pháp này thường rất có lợi về mặt tăng ồn định, giảm độ lún và thời gianlún; do vậy trừ trường hợp trên đất yếu có tồn tại lớp vỏ không yếu ra, trong mọitrường hợp khác người thiết kế đều nên ưu tiên xem xét áp dụng hoặc kết hợp việcđảo một phần đất yếu với các giải pháp khác Đặc biệt thích hợp là trường hợp lớpđất yéu có bề dày nhỏ hơn vùng ảnh hưởng của tải trọng dap Dùng sơ đồ công nghệdao đất yếu bang máy xúc gầu dây, đào đến đâu đắp lẫn đến đó thì chiều sâu đảo cóthé thực hiện được là 2-3m Điều chủ yếu là phải thiết kế bố trí mặt băng thi cônghợp lý, thuận lợi cho việc day đất đắp lấn nhanh chóng sau khi luống đào hình

thành; đất yếu đào ra có thé đồ về phía 2 bên đoạn đã đắp lan xong dé tạo nên bệ

-6-phản áp

(a) (b)

Đất eo Thay dat ⁄ Đất yếu

⁄⁄ ⁄⁄ Hoặc VEKTNền cứng

⁄

Nền cứng

Hình 1.1 Các phương án thay đấta) Thay toàn bộ b) Thay một phan kết hợp vải địa kỹ thuậtCác trường hợp dưới đây đặc biệt thích hợp đối với giải pháp đào một phần

hoặc đào toàn bộ đất yếu:

Bè dày lớp đất yếu từ 2m trở xuống (trường hop này thường đảo toàn bộ đấtyếu để đáy nên đường tiếp xúc hắn với tầng đất không yếu);

Đất yếu là than bùn loại I hoặc loại sét, á sét déo mềm, đẻo chảy; trường hợp

này, nếu chiều dày đất yếu vượt quá 4-5m thì có thể đào một phân sao cho đất yếucòn lại có bề dày nhiều nhất chỉ bang 1/2 - 1/3 chiều cao đắp (kế cả phan đắp chimtrong đất yếu)

Trường hợp đất yếu có bề dày dưới 3m và có cường độ quá thấp đào rakhông kip dap như than bùn loại I, loại III, bùn sét (độ sệt B>1) hoặc bun cát minthì có thể áp dụng giải pháp bỏ đá chìm đến đáy lớp đất yếu hoặc bỏ đá kết hợp vớidap quá tải để nền tự lún đến đáy lớp đất yếu Giải pháp này đặc biệt thích hợp đốivới trường hợp thiết kế mở rộng nên đắp cũ khi cải tao, nâng cấp đường trên vùngđất yếu

Dùng cọc tre đóng 25 cọc/mˆ cũng là một biện pháp cho phép thay thế việc

dao bớt đất yếu trong phạm vi bằng chiều sâu cọc đóng (thường có thé đóng sâu

2-2,5m) Coc tre nên dùng loại có đường kính dau lớn trên 7em, đường kính đầu nhỏtrên 4cm băng loại tre khi đóng không bị dap, gay Khi tính toán được phép xemvùng đóng cọc tre như trên là nền đương đã đắp Trên đỉnh cọc tre sau khi đã đắp

một lớp 30cm nên rải vai địa kỹ thuật (hoặc các loại geogrids có chức năng tương

tự) để tạo điều kiện phân bố đều tải trọng nền đắp trên các cọc tre

Tương tự, có thé dùng các coc tram loại có đường kính đầu lớn trên 12cm,đầu nhỏ trên 5cm, đóng sâu 3-5cm với mật độ 16 coc/m”

1.2.3 Dap bé phan ap

Giải pháp này chỉ dùng khi đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu với tacdung tăng mức 6n định chống trượt trồi cho nền đường, cả trong quá trình dap vaquá trình đưa vào khai thác lâu dài Nếu đắp nên và dap bệ phan áp hai bên đồngthời thì không cần khống chế tốc độ đắp, vì vậy có thé thi công nhanh Tuy nhiêngiải pháp này không giảm được thời gian lún cố kết và không những không giảm

được độ lún mà còn tăng thêm độ lún (do thêm tải trọng của bệ phản áp ở hai bên).

Ngoài ra, nó còn có nhược điểm là khối lượng dap lớn và diện tích chiếm ruộng đấtlớn Giải pháp này cũng không thích hợp với các loại đất yếu là than bùn loại HI và

bùn sét.

1.2.4 Tầng cát đệm

Tang cát đệm được bố trí giữa đất yếu và nền dap dé tăng nhanh kha năngthoát nước cô kết từ phía dưới đất yếu lên mặt dat tự nhiên dưới tác dụng của tảitrọng nền dap

Tang cát đệm nên được sử dung trong các trường hợp đắp trực tiếp trên đấtyếu va bắt buộc phải có khi áp dụng các giải pháp thoát nước cố kết theo phươngthăng đứng

Cát dùng làm tang cát đệm can phải bảo đảm được các yêu cau sau:Cát phải là loại cát có ty lệ hữu cơ < 5% cỡ hạt lớn hơn 0,25mm chiếm trên50% cỡ hạt nhỏ hơn 0,08mm chiếm ít hơn 5% và phải thoả mãn một trong hai điều

kiện sau:

—80 `6 (1.1)

Dị

2Ds) và 23 (12)

1.2.5 Thoát nước cô kết theo phương thăng đứng (sử dụng giếng cát hoặc bac thắm)

Nhờ có bố trí các phương tiện thoát nước theo phương thang đứng (giếngcát hoặc bắc thấm) nên nước cô kết ở các lớp sâu trong đất yếu dưới tác dụng tảitrọng dap sẽ có điều kiện dé thoát nhanh (thoát theo phương nằm ngang ra giếng cáthoặc bắc thấm rồi theo chúng thoát lên mặt đất tự nhiên) Tuy nhiên, để đảm bảophát huy được hiệu quả thoát nước này thì chiều cao nền đắp tối thiểu nên là 4m vàkhi thiết kế cần thoả mãn các điều kiện theo quy định

Oy, +0, > (1,2 ~ 15)op, (1.3)_ Ig(o,, + 9,) — Igo,

= > 0,6 (14)

Ig(o,, + 0,) — lgo,,Trong do:

6,,- Ứng suất (áp lực) thắng đứng do trọng lượng bản thân các lớp đất yếu

gây ra ở độ sâu z (MPa)

y, và h, - Trọng lượng thé tích và bể day lớp đất i năm trong phạm vi từ mặt tiếp

xúc cua dat yêu với đáy nên dap (z=0) đên độ sâu z trong dat yêu; chú ý răng đôi

với các lớp đất yếu năm dưới mức nước ngầm thì trị số y¡ phải dùng trọng lượng thểtích đây nỗi (trừ đi 1).

ơ, - Ứng suất (áp lực) thăng đứng do tải trọng dap (phần nên dap và phandap giatải trước nếu có, nhưng không kế phần chiều cao đắp h, quy đổi từ tải trongxe cộ) gây ra ở độ sâu z trong đất yếu kế từ đáy nền đắp (MPa); o, được tínhtheo toán đồ Osterberg ở Phụ lục H

Opy - Áp lực tiền cỗ kết ở độ sâu z trong đất yếu (MPa); ø„; được xác định từthí nghiệm cô kết

Điều kiện (IV-4a) và (IV-4b) phải được thoả mãn đối với mọi độ sâu z trongphạm vi từ đáy nền đắp đến hết chiều sâu đóng giếng cát hoặc cắm bắc thấm

Nếu không thoả mãn các điều kiện nói trên thì có thể kết hợp với biện phápgia tải trước dé tăng o,

Các giải pháp dùng phương tiện thoát nước có kết thăng đứng thường chỉ ápdụng khi tầng đất yếu dày (bề dày tang đất yếu vượt quá bề rộng đáy nền dap) vanền dap cao Vì giá thành xây dựng cao nên thường chỉ áp dụng khi dùng các giảipháp khác không thé bảo đảm được tiêu chuẩn về phan độ lún cố kết còn lại AS

trong thời hạn thi công quy định.

Việc quyết định chiều sâu giếng cát hoặc bắc thấm là một vẫn đề kinh tế - kỹthuật đòi hỏi người thiết kế cần phải cân nhắc dựa vào sự phân bố độ lún của cáclớp đất yếu theo chiều sâu dưới tác dụng của tải trọng đắp đối với mỗi trường hợpthiết kế cụ thể Không nhất thiết phải bố trí đến hết phạm vi chịu ảnh hưởng của tảitrọng đắp (phạm vi chịu lún) mà chỉ cần bố trí đến một độ sâu có trị số lún cố kết

của các lớp đất yếu, từ đó trở lên chiếm một ty lệ đủ lớn so với tri số lún cô kết Sc

dự báo được sao cho nếu tăng nhanh tốc độ có kết trong phạm vi bố trí giếng hoặcbac nay là đủ đạt được tiêu chuẩn về độ lún có kết cho phép còn lại trong thời hạnthi công quy định Do vậy người thiết kế phải đưa ra các phương án bồ trí giếng

hoặc bac thầm khác nhau (vê độ sâu và về khoảng cách).

-10-ApPhản á : A 0 Phan 4P GIA TAI TRƯỚC — anap

0 ( Tam trượt quy hiém nhất)

Vai địa \

ky thuat @ @

Hình 1.3 Bo trí vải địa kỹ thuật giữa đất yếu và nên dap

I - Vùng hoạt động (khối trượt)

II - Vùng bị động (vùng vải địa kỹ thuật đóng vai trò neo giữ)F - Lực kéo mà vải phải chịu (T/m)

Y - Cánh tay đòn của lực F đối với tâm trượt nguy hiểm nhấtSử dụng giải pháp nay, khi tính toán thiết kế phải bảo đảm điều kiện sau:

F< Fy, (1.6)(rong đó:

F - Lực kéo mà vải phải chịu (T/m)Fcp - Lực kéo cho phép của vai rộng 1m (T/m)1.2.7 Hệ sàn giảm tải và cọc BTCT

Người ta thi công hệ kết hợp sàn giảm tải và cọc BTCT tạ vị trí đường dẫnđầu cầu, sau đó thi công lớp đất đắp bên trên và lớp kết cầu mặt đường

Mục đích của phương pháp là giảm bớt tải trọng mà nền đất yếu phải thunhận, truyền tải trọng xuống tang dat tốt hơn bên dưới thông qua hệ cọc BTCT

Ya ⁄ ⁄a) Coc độc lập b) Cọc liên kết với sản giảm tải

Hình 1.4 Nên đắp trên cọcƯu điểm của phương pháp nay có thé giải quyết triệt dé van dé lún của nềnđường bên trên, đồng thời cũng giải quyết được độ lún lệch giữa mé cầu và đường

dẫn vào cầu Lý thuyết tính toán cũng được dựa vào các cách tính toán thông dụngtrong tiêu chuẩn và quy phạm.

-12-1.3 Các công trình tồn tại những sự cố:

Cầu Trà Niễn do Sở GTVT TP Cân Thơ làm chủ đầu tư, đơn vị thiết kế làTrung tâm nghiên cứu công nghệ và thiết bị công nghiệp Trường Đại học Báchkhoa TPHCM đơn vi thi công là Công ty cổ phần dau tư và xây dựng công trình 72và đơn vị giám sát là Công ty Cô phan tư van thiết kế công trình giao thông MiềnNam Đầu tháng 2/2010 cầu Tra Nién được thông xe kỹ thuật nhưng trước đó vị tribờ sông phía Cần Thơ có 3 căn nhà bị sụp cách phạm vi thi công 13 m Đến ngày6/3 thì đường dẫn cầu Trà Nién bị sat lở làm 5 căn nhà sụp xuống sông làm 2 ngườichết (Hình 1.5)

Cau được khởi công ngày 9 tháng 9 năm 2005 và đã khánh thành vào ngày2/9/2009 Cầu giúp việc lưu thông trên Quốc lộ 1A đoạn từ miền Bắc và miềnTrung đi Đồng bang sông Cửu Long đi qua địa phận Thành phố Hồ Chí Minh đượcrút ngăn, sau khi cầu Phú Mỹ và các đường vành đai nối đến cầu hoản thành sẽ gópphan làm giảm sự quá tải cho hệ thông giao thông đường bộ ở Thanh phố Hồ Chí

Minh, khi ay các xe tải loại lớn và xe container sẽ không chạy trong nội thành nữa,góp phân vào việc giảm 6 nhiễm cho nội thành Tuy nhiên sau khi đưa vào sử dụngđã xảy ra hiện tượng lún tạo ra những vết nứt dài ở vi trí sát m6 câu, tạo thành go

dài nằm bên làn đường xe 2 bánh (Hình 1.6)

Hình 1.6 Đường dân lên câu Phú Mỹ, phía bên Q.7, TP.HCMCau Rạch Chiếc là cây cầu nối liền huyết mạch trên xa lộ Hà Nội từ cửa ngõ phíaĐông dẫn vào trung tâm thành phố Hồ Chí Minh cũng xảy ra sự cô sau khi đưa vào

sử dụng 1 năm (Hình 1.7)

Hình 1.8 Hiện tượng lún ở cầu Cái TắcCầu Cái Tắc là một trong năm cầu thuộc hệ thong đường dẫn nam cầu Cần Thơ, donhà thầu Trung Quốc thi công Khi đưa vào hoạt động đã xảy ra hiện tượng lún nứt,có nơi tạo nên hồ sâu rất nguy hiểm (Hình 1.8) Cũng trong hệ thống đã xảy ra lúnở đoạn giữa cầu Cái Da và Cái Na, làm nước đọng lại nhiều khi trời mưa (Hình 1.9)

Hình 1.9 Hiện tượng lún đường dân giữa câu Cái Na và Cái Da

1.3 Cac công trình đã di vào hoạt động 6n định

Hình 1.10 Đường dẫn vào cầu Tân Thuận 2- TPHCMCầu Tân Thuận 2 khởi công ngày 15-1-2004, được xây dựng vượt kênh Tẻnói liền hai bờ quận 4 va quận 7 với tong mức đầu tư xây dựng khoảng 350 ti đồng,trong đó phần xây lắp là 70 tỉ đồng Cầu có tổng chiều dài tuyến là 1.891m, chiềuđài chính là 421m, rộng 14m, trọng tai 30 tấn Đây là dự án do Khu Quản lý giaothông đô thị - Sở Giao thông công chánh TP.HCM làm chủ đâu tư Cầu Tân thuận 2được thiết kế bởi Công ty cỗ phan thiết kế giao thông vận tải phía nam (Tedi south).Phần đường dẫn đầu cầu được xử lý bằng hệ sản giảm tải trên cọc BTCT(30x30)em M300Don vi thi công là Công ty Cau 12 thuộc Tổng Công ty Xây dựng

công trình giao thông Cienco 1) Công trình được đưa vào sử dụng từ năm 2006

Hình 1.11 Phần tường chăn bên hông cầu Tân Thuận 2

2.1 Cac yéu cau tinh toan

Quan điểm tính toán cọc chịu tải: các cọc được thiết kế như một nhóm cọcchịu hoàn toàn tải trọng của công trình, phương pháp này có ưu điểm là các bướctính toán áp dụng các lý thuyết thông dụng đã có trong tiêu chuẩn và các quy phạmthiết kế

Với quan điêm này ta xem hệ như một móng cọc đài thâp với các giả thiết:đài cọc tuyệt đôi cứng, ngam cứng với cọc và chỉ truyện tai trọng lên các cọc, do đócác cọc chỉ chịu nén, kéo, coi hệ như móng cọc sử dụng móng khôi quy ước đề tính

toán biến dạng

Theo tiêu chuẩn thiết kế móng cọc, khi thiết kế phải tuân thủ những yêu cau

sau đây:

Cọc và móng cọc được thiết kế theo các trạng thái giới hạn Trạng thái giới

hạn cua móng cọc được phân thành 2 nhóm sau [2][3][4]:

Nhóm thứ nhất gồm các tính toán:

o Sức chịu tải giới hạn của cọc theo điêu kiện dat nên;o Độ bên của vật liệu làm coc và dai cọc;

o Độ ôn định của cọc và móng:Nhóm thứ hai gôm các tính toán:

o Độ lún của nên coc và móng:o Chuyên vi ngang của cọc và móng:

o Hình thành và mở rộng vêt nut tròn cọc và đài coc băng bê tông cotthép

2.2 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liéu[2][3]

Cọc làm việc như một thanh chịu nén đúng tâm, lệch tâm hoặc chịu kéo (khi

cọc bị nho) va sức chịu tải của cọc theo vật liệu có thé được tính theo công thức sau:

Oy, =0-A,.R, (2.1)với Qy¡,— sức chịu tải của cọc theo vật liệu;

A, — điện tích tiết diện ngang của cọc;

R,, — cường độ chịu nén tính toán cua vật liệu làm coc;

@ - hệ số ảnh hưởng bởi độ mảnh của cọc.Với cọc bê tông cốt thép, sức chịu tải cực hạn của cọc theo vật liệu xác địnhtheo công thức thanh chiu nén có xét đến uống dọc Sự uốn dọc được xét như tính

cột trong tính toán bê tông:

Hoặc ọo tra theo bang sau:

-18-Với cọc tròn hoặc cọc vuông:

A=l,/rr — bán kính của coc tròn hoặc cạnh coc vuôngVới cọc chữ nhật:

đoạn cọc tự do trên mặt dat còn nhiêu).

v=l (xem tại vị trí nỗi cọc là liên kết khớp, tại vị trí lực tác dụng khi ép cọc như

ww.— Tư SESE<=

¬

Hình 2.1 Truong hợp thi công ép (đóng) coc

hoặc | được chọn là chiều day lớp đất yếu có cọc đi ngang qua và v là hệ số phụ

thuộc liên kêt của hai đâu cọc

Bang2.2 Hệ SỐ v phụ thuộc liên kết

x

A

v=2CỌCtrong đài và mũi cọc

năm trong đất mềm

ngàm | *

dadau

v=0.7cocngamtrong dai va mũi coctựa lên dat cứng hoặc

* đâu cọc ngàmtrong đài và mũi cọc

yv=0.5

ngàm trong đá

Hoặc nêu xét đên sự hiện diện của đât bùn loãng xung quanh cọc, M.

Jacobson đề nghị ảnh hưởng uốn dọc như sau:

Bang 2.3 Hệ số 9 theo Jacobson

@ | 0,8 0,588 0,41 0.31 0,23Với L là chiêu dai coc, r là bán kính hoặc cạnh coc

2.3 Sức chịu tái dọc trục của cọc theo đất nền

Sức chịu tải cực han của cọc Q, gom tông suc chong cat cực hạn giữa dat vàvật liệu làm cọc ở mặt bên của coc Q, cùng với sức gánh đỡ cực han của dat ở mũicọc Q,

(với A,: điện tích xung quanh cọc tiếp xúc với dat)

(2.12)

(2.13)

Với FS, FS, , FS, lần lượt là hệ số an toàn chung, an toàn cho mũi và thân cọc,thường được chọn từ 2 đến 3, tùy theo loại tô hợp tải trọng

Sơ dé trong hình 2.2 diễn tả các thành phần chịu tải của cọc theo đất nền do chịu

mỗi và ma sát xung quanh.

Sức chịu tải của cọc theo đất nên có thể được dự đoán theo các phương pháp

chính sau:

Theo chỉ tiêu co học của đất nền: chỉ tiêu chống cat và trọng lượng riêng còn

gọi là phương pháp tĩnh;

Theo chỉ tiêu trạng thái còn gọi là phương pháp thống kê;

Theo thí nghiệm nén tinh coc tại hiện trường:

Theo thí nghiệm động cho các loại cọc hạ vào đất băng búa đóng.2.3.1 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền

2.3.1.1 Sức chịu mũi của dat ở mũi cọc Q,

a) Phương pháp Terzaghi

Phương pháp cô điển nhất ước lượng sức chịu mũi do Terzaghi và Peck dénghị sử dụng các công thức bán thực nghiệm, được phát triển trên cơ sở các côngthức sức chịu tải của móng nông, với so đồ trượt của đất dưới mũi cọc tương tự nhưsơ đồ trượt của đất dưới móng nông

Ø, = aR’, (I2cN, + yD,N,+ 068,N,) cho cọc tròn bán kính R, (2.14)Q,= D*(I3cN, +yD,N,+ 0.4BN,) cho cọc vuông cạnh B, (2.15)

Terzaghi dé nghị sử dụng ngay các hệ số sức chịu tải N , Nạ.N„ được thiếtlập cho móng nông tiết diện tròn hoặc vuông có dạng:

Bảng 2.4 Bang các hệ số sức chịu tải Nc, Nq, Nycủa Terzaghi

@ |ÏNq] |INc]l |INyllo |INal LINeI [Nr]

0 ỊI 5.7 0 27 | 15.896 | 29.2361 1.105 | 5.997 28 | 17.808 | 31.6122_ | 1.220 | 6.300 29 | 19.981 | 34.2423 1.347 | 6.624 30 | 22.456 | 37.162 | 19.74 | 1487 | 6.968 3[ | 25.282 | 40411

5 1.642 | 7.337 105 132 | 28.517 | 44.0366 | 1.812 | 7.730 33 | 32.230 | 48.0907 | 2.001 | 8.151 34 136.501 | 52.6378 | 2.209 | 8.602 35 | 41.440 | 57.754 | 4249 | 2.439 | 9.086 36 | 47.156 | 63.528

10 | 2.694 | 9.605 | 1.2 | 37 | 53.799 | 70.067II | 2.975 | 10.16 38 | 61.546 | 77495

312 | 3.288 | 10.76 39 | 70.614 | 85.966

313 | 3.634) 1141 40 | 81.271 | 95.663 | 100.4

014 | 4.019 | 12.10 41 | 93.846 | 106.807

8I5 | 4446 | 12.86 | 2.5 | 42 | 108.75 | 119.669

1 016 | 4.922 | 13.67 43 | 126.49 | 134.580

6 817 | 5451 | 14.55 44 | 147.73 | 151.950

9 618 | 6.042 |) 15.51 45 | 173.28 | 172.285 | 297.5

7 519 | 6.701 | 16.55 46 | 204.19 | 196.219

8 Ị

20 | 7.439 | 17.69 |5 47 | 241.80 | 224.549

0 021 | 8.264 | 18.92 48 | 287.85 | 258.285 | 780.1

5 522 | 9.190 | 20.27 49 | 344.63 | 298.718

2 623 | 10.23 | 21.74 50 | 415.14 | 347.509 | 1153.

| 6 6 224 | 11.40 | 23.36

| |25 | 12.72 | 25.13 19.7

0 526 | 14.21 | 27.08

0 5b) Phương pháp Meyerhof

Đôi với sức chịu tải đơn vị diện tích cua phân dat năm dưới đáy các móngsâu và móng cọc, công thức có xét tới hình dạng và chiêu sâu chôn móng thường

được diễn tả dưới dạng:

tải và đạt cực đại khi ty sô L,/D=(L,/D)¢,

Hình 2.3 So đô chọn chiéu dai cọc ngàm vào đất Lp

Với Ly là chiêu sâu cọc căm trong dat tot và D là cạnh cọc ở độ sâu mũi coc.

Do vậy, Ly< L khi coc xuyên qua lớp yếu và ngàm vào đất cứng

L,= L khi cọc trong nên đồng nhấtKhi L,/D > (Ly/ D)., thì cọc thật sự ngàm vào đất cứng tương đương điều

kiện

D,/ D > 5 đã nêu ở định nghĩa móng sâu.

Meyrerhof dé nghị xác định sức chiu tải mũi coc như sau:

1/ Xác định góc ma sát của cát, @

2/ Xác định tỷ số (LựD)3/ Xác định (L,/D),, từ biểu d6 (Hình 2.4)4/ Xác định giá trị gần đúng của N „ và N’, từ biểu đồ (Hình2.4)5/ Tính Q, theo công thức 2.17 và 2.18 với N,và N’, xác định ở bước 4Gia trị giới hạn lớn nhất của q, trường hợp nên cát được tính theo đăng thức

sau:

2 ,

Q,, (kN/m”)= 50N , tgp (2.19)

1000 16800 7600 7 n

⁄ 8 ¬400 We ¬

Góc nội ma sát của dat (Ø)

Hình 2.4 Biéu đồ xác định các hệ số sức chịu tai dat nên dudi mỗi coc

Meyerhof cũng dé nghi, trén co so tong két rat nhiéu thuc nghiệm, sức chiumũi của cọc trong nên cát đồng nhất được xác định theo kết quả xuyên động chuẩn

Hình 2.5 Giá trị giới hạn của lực chịu mũi cực han dy

Với nên là dat sét bão hòa, sức chịu tai dat nên ở mũi cọc có thê ước lượngtheo công thức sau:

Óp — N CyAp= 9cyAp (2.22)

Tóm tat cách tính sức chịu tải đất nền dưới mũi cọc theo Meyerhof Cácthông số chống cắt c và chọn trong tính toán tương ứng với trạng thái ứng suấthữu hiệu và q, theo công thức q,, =cN ; +q'N : lần lượt theo các bước sau:

1/ từ @ suy ra (L/D), bởi biểu đồ (trong Hình 2.4)

c) Theo thí nghiệm xuyên tĩnh CPT

Sức chịu tải đơn vị diện tích cua dat nên dưới mũi cọc gp và sức chịu mũi cọc

theo đất nền Q, được tinh theo các công thức sau:

O; — ApdQp va Gp = Kee (2.25)Trong đó k, là hệ số sức chịu tải cho trong bảng 2.7

ce là sức kháng mũi tương đương được tính theo công thức

a= 0,5m nếu B < Im,b = min{a,h} với h là chiều sâu móng đặt trong lớp đất chịu lực (xemchỉ tiết trong hình 2.1)

x4

Hình 2.6 Chi tiết độ sấu ngam cọc

Bang 2.5 Giá tri k,

Loai dat Coc có độ chôi Cọc không có độ chôi

Sét và bột A

B 0,40 0,55C

Cat va soi san A

B 0,15 0,50C

Cat; sỏi sạn |A | Rời <0,5 <5

d) Từ kết quả thí nghiệm nén ép ngang (pressionmètre của Ménard)

Sức chịu tải đơn vị điện tích của đất nền dưới mũi cọc dp va sức chịu mũi cọctheo đất nền Q, được tinh theo các công thức sau:

Qp = App và Gp = Kpp* te (2.28)

Trong đó k, là hệ số sức chịu tải cho trong bảng 2.9

p*| là áp lực nén ngang tương đương tinh theo công thức:

: 1 D+3b «

các gidtri a=B/2 néuB> 1m,

a= 0,5m néu B < Im,b= min{a,h} với h là chiều sâu móng đặt trong lớp đất chịu lực

B 1,1 3,7C 12 3.2Đá phân A 1,1 1.6

B 14 22C 18 26

2.3.1.2 Thành phân chịu tải do ma sát xung quanh cọc Q,

-28-Thành phân Q, có thé xác định băng cách tích phân lực chồng cat đơn vị f,của đất-cọc trên toàn bộ mặt tiếp xúc của cọc và đất, lực chồng cat nay cho boi biéu

thức quen thuộc cua Coulomb:

fs = Cạ+s ,Íg0a = Ca + Ks 5’) 12a (2.30)với Cc, : luc bám dính giữa cọc va đắt,

0 : góc ma sát giữa cọc và dat,s”› : ứng suất pháp tuyến hữu hiệu tại mặt bên của cọc được tinh theo công

với ul là hệ sô Poisson cua dat.

Khuynh hướng 2: Hệ số K, chọn theo áp lực ngang của dat ở trạng thái tĩnhKo, hệ số này đã được Jaky thong kê từ rat nhiều thí nghiệm thực trên các loại đất

Ky = T- sing’ (2.33)Với sô lượng cọc không nhiêu trong mong cọc va các cọc khoan nhdi, dat

nên là loại đất cô kết thường, hệ số áp lực ngang được chọn để tính toán là:

K, = Ky = 1- sing’ (2.34)

Với cọc đặt trong nền đất cô kết trước, hệ số áp lực ngang được chon để tính

toán theo Jaky có dạng như sau:

K, = K, =(1-sing, NOCR (2.35)

Với OCR là hệ số cô kết trướcKhuynh hướng 3: Khi đóng hoặc ép cọc vào nên dat, thể tích cọc chiếm 16rỗng của đất và đất dan đạt gần đến trạng thái cân bang bi động điều nay có nghĩa làhệ số áp lực đất K, tiễn dần đến giá tri hệ số áp lực bị động K; Và Boules đề nghịhệ số K, là trung bình cộng của áp lực ở trạng thái tinh Ko hệ số áp lực đất ở trạngthái cần băng chu động K, , và hệ số áp lực đất ở trạng thái cân bang bi động K,

Cọc đóng tốc độ nhanh và cọc rung

K, = Ko (gidi hạn dưới)K;= 1.8 Ko (giới hạn trên)

Trường Câu Đường Paris (ENPC) giới thiệu kết quả nghiên cứu của Broms

vệ hệ sô áp lực ngang K, và góc ngoại ma sát của dat cát như trong bang sau:

3/40 0,5 0,5Coc nhồi

2/30 15 4

Coc gỗNgoài ra có thé kế đến các phương pháp sau:

a) Phương pháp œ

Tomlinson dé nghị thêm vào thành phan lực dính một hệ số a, trong côngthức xác định lực ma sát xung quanh giữa cọc và đất

f,= ŒCa+S”n fØ(0¿ = AC, + Ky S”y tg@y

Theo viện dau hỏa Hoa ky (API) hệ số hiệu chỉnh œ được xác định như sau:

Bang 2.9 Giá tri a (theo API)

Lực chong cat không thoát nước cụ Hệ số œ