Ảnh hưởng của ma sát âm đến sức chịu tải của cọc

Ảnh hưởng của ma sát âm đến sức chịu tải của cọc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA: KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MƠN: ĐỊA – CƠ NỀN MĨNG TIỂU LUẬN MƠN HỌC KỸ THUẬT NỀN MĨNG NÂNG CAO ĐỀ TÀI SỐ ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC GVHD: PGS TS VÕ PHÁN NHĨM HVTH: NHĨM III LỚP ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG K2012 1 VÕ VĂN BÁCH 10 NGUYỄN TIẾN HỒNG NGHĨA ĐỖ THÀNH DANH 11 NGUYỄN TRÍ NGỌC ĐINH HỮU DỤNG 12 VÕ THI PHƯƠNG NGỌC LÊ ANH DUY 13 LÊ PHƯƠNG NGUYỄN HỒNG DUYỆT 14 ĐẶNG HƯNG THẠNH LỘ TRỌNG ĐĂNG 15 HÀN THỊ XN THẢO VÕ MINH KHA 16 NGUYỄN VIẾT TUẤN LIÊN HƯNG KIỆT 17 NGƠ THỊ THANH TÂM TRƯƠNG THỊ THÚY LOAN TP HỒ CHÍ MINH THÁNG 11/2012 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MA SÁT ÂM 1.1 Định nghĩa tượng ma sát âm thuật ngữ liên quan 1.1.2 Các thuật ngữ liên quan đến ma sát âm 1.2 Các ngun nhân gây lực ma sát âm 1.2.2 Ma sát âm lún tải trọng thân đắp 1.2.3 Cọc đóng chưa kết thúc cố kết 10 1.2.4 Mực nước ngầm bị hạ thấp 11 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tượng ma sát âm 13 1.4 Ảnh hưởng ma sát âm đến móng cơng trình tư liệu thực tế 13 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN MA SÁT ÂM 15 2.1 Tính SCT cọc xét đến ma sát âm theo tiêu chuẩn Việt Nam 15 2.1.1 Xác định độ lún ổn định 15 2.1.2 Xác định độ lún cọc đơn 16 2.1.3 Xác định chiều sâu vùng có khả xuất ma sát âm 17 2.1.4 Xác định sức chịu tải cọc có kể đến ma sát âm 17 2.2 Tính SCT cọc xét đến ma sát âm tiêu chuẩn kỷ thuật cơng trình cảng Nhật Bản17 2.2.1 Mở đầu 17 2.2.2 Lý thuyết tính tốn 18 2.3 Tính ma sát âm theo “Principles of foundation engineering” Braja Das 21 2.3.1 Ngun nhân gây ma sát âm 21 2.3.2 Phương pháp tính lực ma sát âm 21 2.4 Mơ hình tính tốn ma sát âm phần mềm PTHH Plaxis 24 2.4.1 Tổng quan 24 2.4.2 Mơ hình tính tốn đất 25 2.4.3 Quy trình mơ hình cọc xuất ma sát âm 26 2.4.4 Ứng dụng phương pháp truyền tải trọng (Load-transfer methods) xác định ma sát âm phần mềm Plaxis 3D 27 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN VỚI CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 29 3.1 Xác định ảnh hưởng ma sát âm cọc đơn 29 3.1.1 Cơng trình Luồng cho tàu biển – Trà Vinh 29 3.1.2 Thống kê địa chất 34 3.1.3 Tính tốn ảnh hưởng ma sát âm 34 ĐỀ TÀI SỐ i MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN 3.1.4 Tính tốn xác định giá trị lực ma sát âm theo lý thuyết Braja Das 39 3.1.5 Xác định giá trị ma sát âm sử dụng phần mềm Plaxis 40 3.1.6 So sánh giá trị ma sát âm cọc đơn phương pháp tính 44 3.2 Xác định ảnh hưởng MSA nhóm cọc phần mềm Plaxis 45 3.2.1 Mơ hình tính tốn 45 3.2.2 Kết tính tốn 45 3.3 Ứng dụng phần mềm Plaxis đánh giá ảnh hưởng ma sát âm 48 3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng ma sát âm đến cơng trình lân cận 48 3.3.2 Ảnh hưởng MSA móng cọc cơng trình cũ xây dựng cơng trình kề bên dạng móng bè 54 3.3.3 Xem xét dâng lên hạ xuống mực nước ngầm ảnh hưởng đến sức chịu tải cọc 60 3.3.4 Nhận xét 62 CHƯƠNG 4: CÁC BIỆN PHÁP GIẢM ẢNH HƯỞNG CỦA MSA 63 4.1 Khái qt 63 4.2 Biện pháp làm tăng nhanh tốc độ cố kết đất 63 4.2.1 Nội dung biện pháp 63 4.3 Biện pháp làm giảm tải trọng lên đất 64 4.3.1 Nội dung biện pháp 65 4.3.2 Ưu điểm 65 4.3.3 Nhược điểm 65 4.4 Biện pháp làm giảm ma sát đất cọc vùng ma sát âm 65 4.4.1 Nội dung biện pháp 65 4.4.2 Ưu điểm 66 Thi cơng đơn giản, kinh phí thấp 66 4.4.3 Nhược điểm 66 4.5 Các biện pháp khác 66 4.5.1 Phương pháp điện thấm (Electro Osmosis) 66 4.5.2 Cách ly vùng mơi trường đất có khả xảy ma sát âm bề mặt cọc 67 4.5.3 Hệ thống cọc bảo vệ xung quanh nhóm cọc 67 4.5.4 Phương pháp sử dụng lớp bao phủ bùn Betonite Bittum 68 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 75 5.1 Kết luận 75 5.1.1 Hiện tượng ma sát âm 75 ĐỀ TÀI SỐ ii MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN 5.1.2 Các phương pháp tính tốn ma sát âm 75 5.2 Kiến nghị 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 ĐỀ TÀI SỐ iii MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MA SÁT ÂM 1.1 Định nghĩa tượng ma sát âm thuật ngữ liên quan 1.1.1 Định nghĩa tượng ma sát âm Đối với cơng trình sử dụng móng cọc, cọc đóng vào tầng đất có q trình cố kết chưa hồn tồn, tốc độ lún đất cơng trình nhanh tốc độ lún cọc theo chiều xuống, lún tương đối phát sinh lực kéo xuống tầng đất cọc làm giảm khả chịu tải cọc gọi tượng ma sát âm, lực kéo xuống gọi lực ma sát âm P P ĐẤT SÉT MỀM hay ĐẤT ĐẮP CÓ TÍNH NÉN LÚN H B ĐẤT TỐT (a) (b) Hình Cọc đất mềm chống vào lớp đất tốt a Lực ma sát dương đóng cọc b Lực ma sát âm Ma sát âm (negative skin friction) tượng đất xung quanh cọc bị lún cố kết lớn chuyển vị xuống dưới/biến dạng nén cọc; việc gây thêm tải trọng hướng xuống lên cọc Ma sát âm cọc yếu tố khơng thể bỏ qua thiết kế móng cọc khu vực san đất yếu vùng chịu ảnh hưởng tượng hạ mực ĐỀ TÀI SỐ MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN nước ngầm Ma sát âm biến động theo thời gian, phụ thuộc vào tốc độ cố kết đất tốc độ lún cọc Lực ma sát âm xảy phần thân cọc phụ thuộc vào tốc độ lún đất xung quanh cọc tốc độ lún cọc Lực ma sát âm có chiều hướng thẳng đứng xuống dưới, có khuynh hướng kéo cọc xuống, làm tăng lực tác dụng lên cọc Ta so sánh phát sinh ma sát âm ma sát dương thơng qua hình sau: Hình 2a Sự phát sinh ma sát dương Hình 2b Ma sát âm có lớp đất đắp xảy cố kết trọng lượng thân ĐỀ TÀI SỐ MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Hình 2c Ma sát âm lớp sét xốp cố kết nước có thêm lớp đất đắp Qua hình minh họa ta thấy ma sát âm xuất phần đoạn thân cọc hay tồn thân cọc, phụ thuộc vào chiều dày lớp đất yếu chưa cố kết Trong trường hợp ma sát âm tác dụng tồn thân cọc nguy hiểm, sức chịu tải cọc khơng khơng kể đến sức chịu tải ma sát hơng đất cọc mà bị ma sát âm kéo xuống Sức chịu tải lúc chủ yếu sức chịu tải mũi cọc, chống lên đất cứng hay đá Trường hợp cọc xun qua lớp đất mềm cắm vào lớp đất cứng lớp đất mềm diễn tiến lún cố kết lớp gia tải mặt hay hạ mực nước ngầm,…, mà độ lún lớp đất lớn độ lún cọc phần lớp đất yếu có chuyển vị đứng nhiều chuyển vị đứng thân cọc bên cạnh lớp bên gây lực ma sát âm Ngay trường hợp cọc nằm lớp đất yếu khơng tựa mũi vào lớp đất cứng, gọi cọc treo bị tác động ma sát âm tác động tải bên mặt đất tác động gây biến dạng đất hạ mực nước ngầm (lún), dâng mực nước ngầm (nở) Lực ma sát âm khơng tác động lên mặt bên thân cọc mà tác dụng lên mặt bên đài cọc, mặt bên mố cầu hay tường chắn có tựa lên cọc Khi tác động tải lên cơng trình gây lún cọc giảm độ dịch chuyển tương đối đất cọc (đồng nghĩa giảm ma sát âm), phần nhiều đoạn ĐỀ TÀI SỐ MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Trong thực tế tính tốn, hoạt tải ngắn hạn xem xét gây giảm ma sát âm 1.1.2 Các thuật ngữ liên quan đến ma sát âm Theo Fellnius, thuật ngữ nghiên cứu ma sát âm sau: a Hiện tượng ma sát âm (negative skin friction): lực ma sát bên huy động đất dịch chuyển xuống tương đối so với cọc Các quan sát lâu dài từ thiết bị quan trắc trường cho thấy tượng ma sát âm xảy hầu hết tất cọc b Lực kéo xuống (Dragload): lực nén dọc trục gây phần tử cọc tích lũy ma sát âm đất có khuynh hướng dịch chuyển tương đối xuống so với cọc c Mặt phẳng trung hòa (Neutral plane): vị trí dọc theo cọc mà lực tác dụng dài hạn (lực kéo xuống cộng với tải cơng trình) cân với tổ hợp lực (chiều dương) kháng bên (bên mặt trung hòa) sức kháng mũi Độ sâu nơi có dịch chuyển tương đối đất cọc d Biến dạng kéo xuống (Downdrag): dịch chuyển xuống cọc đất xung quanh cọc bị lún xuống Độ lớn biến dạng kéo xuống với độ lún đất mặt trung hòa e Cường độ chịu tải trục địa kỹ thuật (Geotechnical axial capacity): tổ hợp sức kháng mũi ma sát bên khơng đạt trạng thái cân tĩnh khơng tiếp tục dịch chuyển xuống Ma sát dương xảy tồn thân cọc lực kéo xuống nhỏ f Hệ số an tồn cho cường độ chịu tải địa kỹ thuật (Factor of safety on geotechnical capacity): hệ số cường độ chịu tải trục địa kỹ thuật chia cho tổng tải tĩnh hoạt tải, khơng tính đến lực kéo xuống g Cường độ kết cấu trục (Structural axial strength): cường độ kháng nén trục phần cọc chịu tải tĩnh lực kéo xuống h Hệ số an tồn kết cấu mặt trung hòa (Factor of safety on structural strength at neutral plane): hệ số cường độ kháng nén trục kết cấu mặt trung hòa chia cho tổng tĩnh tải lực kéo xuống, khơng tính đến hoạt tải Theo Fellnius, vị trí mặt trung hòa hàm số cân lực cắt dọc thân chúng huy động hồn tồn Các lực sức kháng kết q trình lún đất khác biệt độ cứng đất cọc u cầu tuyệt đối để thỏa mãn ĐỀ TÀI SỐ MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN phương trinh cân lực cắt phát triển dọc phần thân cọc có dấu âm phần cọc có dấu dương Vùng chuyển tiếp từ âm sang dương gọi mặt trung hòa Một số trường hợp vị trí mặt trung hòa nằm lớp đất lún, hay lớp đất tốt lớp đất lún Khi thay đổi lực tác dụng lên đầu cọc vị trí mặt trung hòa thay đổi kết cân lực Mặt trung hòa nơi cọc đất dịch chuyển hay nói cách khác nơi khơng có dịch chuyển tương đối cọc đất Điều có nghĩa giải tốn lún nhóm cọc cơng việc tìm độ lún mặt trung hòa Độ lớn ma sát âm phụ thuộc vào yếu tố sau (Brejum,1973):  Vật liệu cọc  Phương pháp thi cơng cọc  Điều kiện tự nhiên đất  Vận tốc dịch chuyển tương đối đất cọc 1.2 Các ngun nhân gây lực ma sát âm Một điều dễ dàng thấy rằng, mặt dù có độ lún lớp đất xung quanh cọc, lực kéo xuống (ma sát âm) khơng xuất chuyển dịch xuống phía cọc tác dụng tĩnh tải hoạt tải lớn độ lún đất Vì mối quan hệ biến dạng lún biến dạng lún cọc tảng để lực ma sát âm xuất Q trình xuất ma sát âm đặc trưng độ lún đất gần cọc tốc độ lún tương ứng đất lớn độ lún tốc độ lún cọc xảy tác động tải trọng Trong trường hợp đất gần cọc bng khỏi cọc, tải trọng thêm cộng vào tải trọng ngồi tác dụng lên cọc Thơng thường tượng xảy cọc xun qua lớp đất có tính cố kết độ dày lớn, có phụ tải tác dụng lên mặt đất quanh cọc 1.2.2 Ma sát âm lún tải trọng thân đắp  Khi cơng trình tơn cao, gây tải trọng phụ tác dụng xuống lớp đất bên làm xảy tượng cố kết cho lớp bên dưới, tải trọng thân làm cho lớp đất đắp xảy q trình tự cố kết Ta xét trường hợp cụ thể sau: ĐỀ TÀI SỐ MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN a Trường hợp 1: Khi có lớp đất sét đắp tầng đất dạng hạt mà cọc xun qua nó, tầng đất cố kết Q trình cố kết sinh lực ma sát âm tác dụng vào cọc suốt q trình cố kết b Trường hợp 2: Khi có tầng đất dạng hạt, đắp phía tầng sét yếu, gây q trình cố kết tầng sét yếu tạo lực ma sát âm tác dụng vào cọc c Trường hợp 3: Khi có tầng đất dính đắp phía tầng sét yếu, gây q trình cố kết hai tầng đất đắp tầng đất sét tạo lực ma sát âm tác dụng vào cọc Sét đắp Hf Cát đắp Hf Sét đắp L L L Cát Z Sét Z (a) Hf Sét Z (b) (c) Hình Các trường hợp xuất ma sát âm tơn Trường hợp cọc tựa tầng đất cứng có tồn tải trọng bề mặt, xảy trường hợp sau đây: d Trường hợp 4: Với tầng cát lỏng có biến dạng lớn tức thời, đặc biệt đất chịu rung động giao động mực nước ngầm; tác động tải trọng bề mặt tạo biến dạng lún e Trường hợp 5: Đối với sét yếu, xu hướng xảy biến dạng lún nhỏ khơng chịu tác động tải trọng bề mặt Nhưng dù khoang tạo lỗ gây cấu trúc lại sét biến dạng lún (nhỏ) sét xảy tác dụng tải trọng thân sét f Trường hợp 6: ĐỀ TÀI SỐ MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN thiểu nên 4m, đắp khơng đủ lớn ta kết hợp với gia tải trước để phát huy hiệu đường thấm thẳng đứng Khi sử dụng giải pháp nước cố kết thẳng đứng thiết phải bố trí tầng cát đệm Giếng cát nên dùng loại có đường kính từ 35-45 cm, bố trí kiểu hoa mai với khoảng cách giếng 8-10 lần đường kính giếng Nếu dùng bấc thấm nên bố trí so le kiểu hoa mai với cự ly khơng nên 1,3m khơng q 2,2m Khi sử dụng giải pháp nước cố kết thẳng đứng nên kết hợp với biện pháp gia tải trước trường hợp thời gian trì tải trọng đắp khơng nên tháng Khối đất đắp (thường cát) Đệm cát Trụ thóat nước H kv kv kh kh D kv kv kh kh kv kv kh kh L Hình 3-1: Gia tải trước kết hợp dùng giếng cát thoát nước làm Hình 4.1 Sơ đồ bố trí cố gia kế tảit trước cát làm nhanh trướckết lớphợp đấtgiếng yếu nhằ m làtăng m giả m maq sáttrình âm cố kết đất  Ưu điểm: áp dụng cho cọc đóng cọc khoan nhồi  Nhược điểm: cần thời gian thi cơng lâu mặt lớn (nếu có đắp gia tải) 4.3 Biện pháp làm giảm tải trọng lên đất Kiểm sốt hạn chế đến mức ứng suất phân bố đất yếu tải trọng chất thêm thi cơng cơng trình sau cơng trình đưa vào sử ĐỀ TÀI SỐ 64 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN dụng Giải pháp đưa sử dụng sàn giảm tải hệ cọc đất đắp hệ cọc vật liệu trộn (đất trộn xi măng, đất trộn vơi, ) có lót vải địa kỹ thuật 4.3.1 Nội dung biện pháp Đối với cơng trình có phụ tải hàng hóa, vật liệu, container, … tải trọng phụ có giá trị lớn dùng sàn bê tơng có xử lý cọc để đặt phụ tải Trong cơng trình giao thơng, sàn giảm tải (bố trí cho đường đắp cao sau mố cầu), ngày sử dụng rộng rãi, đất đắp đắp lên sàn giảm tải khơng tác dụng trực tiếp lên đất yếu bên Các dự án lớn khu vực đồng sơng Cửu Long sử dụng giải pháp sàn giảm tải như: cầu Hưng Lợi, Mỹ Thanh, Rạch Mọp … thuộc dự án xây dựng tuyến đường Nam Sơng Hậu Trong trường hợp này, lực ma sát âm giảm đáng kể phụ tải truyền xuống tầng đất tốt có khả chịu lực Như tải trọng phụ ảnh hưởng đến lớp đất có tính nén lún cao từ làm giảm độ lún đất nền, dẫn đến giảm lực kéo xuống đất xung quanh cọc 4.3.2 Ưu điểm Biện pháp dễ thi cơng, làm giảm đáng kể lực kéo xuống cọc, an tồn kỹ thuật Biện pháp đặc biệt thích hợp với cơng trình xây dựng tơn cao đất yếu lớn 4.3.3 Nhược điểm Xét mặt kinh tế chưa đạt hiệu cao Trong nhóm phải kể đến phương pháp xử lý phương pháp cố kết chân khơng Các phương pháp áp dụng Việt Nam có hiệu lớn nhiên giá thành cao 4.4 Biện pháp làm giảm ma sát đất cọc vùng ma sát âm Giảm ma sát, dính bám bề mặt đất cọc phần có xuất ma sát âm Trong nhóm giải pháp bao gồm nhiều phương án nghiên cứu, chứng minh báo cáo báo nhiều tác giả 4.4.1 Nội dung biện pháp Tạo lớp phủ mặt ngồi để ngăn ngừa tiếp xúc trực tiếp cọc đất xung quanh làm giảm ma sát thành bên cọc lớp đất xung quanh cọc Bitumen thường sử dụng để phủ xung quanh cọc đặc tính dẻo nhớt nó, ứng xử vật liệu rắn đàn hồi tác động tải tức thời (đóng cọc) chất lỏng ĐỀ TÀI SỐ 65 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN nhớt với sức chống cắt nhỏ tốc độ di chuyển thấp Những thành cơng sử dụng bitumen để làm giảm lực kéo xuống phụ thuộc nhiều vào yếu tố lọai tính chất bitumen, mức độ thâm nhập hạt đất vào bitumen, phá hỏng bitumen đóng cọc, nhiệt độ mơi trường Theo kết nghiên cứu ảnh hưởng lớp phủ bitumen làm giảm ma sát âm cọc Brons (1969), kết nghiên cứu cho thấy lực ma sát âm giảm khoảng 90% so với trường hợp khơng dùng lớp phủ mặt ngồi Theo kết nghiên cứu Bjerrum (1969), cọc dùng lớp phủ bitumen dùng bùn bentonite để bảo vệ hạ cọc lực kéo xuống giảm 92% Trong trường cọc dùng bùn bitonite để giữ ổn định lực kéo xuống giảm 15% Vì kết luận: lớp phủ bitumen có tác dụng làm giảm lực kéo xuống khoảng 75% Tuy nhiên, khơng có bùn bentonite hạ cọc tác dụng bitumen khoảng 30% mà thơi, lớp phủ bitumen bị phá hỏng q trình hạ cọc Do chiều dày lớp phủ bitumen nên vào khoảng 4-5mm để ngừa cho trường hợp bị xước hạ cọc 4.4.2 Ưu điểm Thi cơng đơn giản, kinh phí thấp 4.4.3 Nhược điểm Chỉ áp dụng cho cọc đóng, khơng áp dụng cho cọc khoan nhồi Ngồi ra, người ta khoan tạo lỗ có kích thước lớn kích thước cọc vùng chịu ma sát âm, sau thi cơng cọc mà giữ ngun khoảng trống xung quanh lấp đầy bentonite 4.5 Các biện pháp khác 4.5.1 Phương pháp điện thấm (Electro Osmosis)  Nội dung biện pháp Phương pháp sử dùng nhằm làm giảm tạm thời lực dính đất (sét) bề mặt cọc thép Bjerrum et al.(1969) trình bày kỹ thuật điện thấm với cọc thép đầu cực âm, nhằm làm giảm ma sát âm (Electro-osomosis gây di chuyển hạt proton tích điện dương xun qua màng trao đổi proton (proton exchange membrane - PEM), từ dẫn đến tượng phân tử nước bị kéo từ cực dương sang cực âm) ĐỀ TÀI SỐ 66 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Trong thí nghiệm trường, dòng điện cọc thép đóng vai trò đầu cực âm tăng từ 4A đến 80A, ma sát âm giảm đến giá trị nhỏ bỏ qua  Ưu điểm Ưu điểm vượt trội phương pháp có khả hồi phục lực dính hữu ích đất cọc sau q trình phát sinh ma sát âm kết thúc  Nhược điểm Phương pháp có tác dụng tức thời tác dụng dòng điện Do đó, dòng điện cần phải trì đất xung quanh cọc đạt độ lún ổn định, tốc độ lún khơng lớn so với cọc Nhìn chung, phương pháp giá thành cao so với phương pháp khác sử dụng 4.5.2 Cách ly vùng mơi trường đất có khả xảy ma sát âm bề mặt cọc Ma sát âm bề mặt cọc bị loại trừ cách sử dụng ống bao bên ngồi cọc phạm vi có khả xuất ma sát âm Tuy nhiên phương pháp khơng nên sử dụng trường hợp khả chịu tải cọc cần đến thành phần ma sát bên (ma sát dương) sau kết thúc q trình phát sinh ma sát âm Và chiều dài phát sinh ma sát âm tương đối lớn tính kinh tế khơng cao Sự cách ly đất cọc đạt với cọc vuốt thon Các thí nghiệm mơ hình Sawaguchi (1982) cho thấy cọc vuốt thon giảm lực kéo đến 90% so với cọc thành thẳng 4.5.3 Hệ thống cọc bảo vệ xung quanh nhóm cọc Phương pháp sử dụng hệ thống cọc đóng chịu tải bố trí gần nhau, xung quanh bao bọc cọc gọi cọc bảo vệ Chính cọc bảo vệ chịu ma sát âm Okabe (1977) báo cáo ứng dụng thành cơng theo phương pháp hệ thống cọc bảo vệ, cơng trình trạm chuyển (đường sắt) Nhật Các cọc bảo vệ bên ngồi chịu lực ma sát âm 3500KN cọc bên (cọc chịu tải trọng móng cơng trình) lại gần khơng có xuất ma sát âm ĐỀ TÀI SỐ 67 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Tuy nhiên, thấy rằng, phương pháp đòi hỏi cọc cịu tải phải bố trí gần nhau, điều làm giảm hệ số nhóm cọc Và giá thành đội lên cao Do cần phải cân nhắc khả chịu tải nhóm cọc tính kinh tế phương pháp 4.5.4 Phương pháp sử dụng lớp bao phủ bùn Betonite Bittum 4.5.4.1 Phương pháp bao phủ bùn Betonite Các kết thí nghiệm Brons et al (1969) Bjerrum et al (1969) rằng, lớp bùn bentonite có khả làm giảm lực dính đất cọc Edwards Visser (1969) trình bày nghiên cứu vấn đề (1969) Trong nghiên cứu này, cọc phủ lớp bentonite dày từ 30mm – 40 mm Lực ma sát âm cọc có bọc lớp Bentonite khoảng 120KN, cọc khơng phủ Bentonite 700 – 800KN Lớp phủ bentonite thường sử dụng cho cọc đúc chỗ (cọc khoan nhồi) 4.5.4.2 Phương pháp bao phủ sơn Bittum Việc sơn phủ bề mặt cọc loại vật liệu có tính nhớt để giảm ma sát giải pháp khả thi kinh tế cọc đúc sẵn (Baligh et al 1978) Các vấn đề đặt là:  Xác định loại vật liệu phù hợp để sử dụng  Xác định chiều dày cần thiết  Quy trình thi cơng 4.5.4.3 Xác định loại vật liệu a Nội dung M.G.Khare S.R.Gandhi học viện cơng nghệ Madras, Chennai, Ấn Độ tiến hành nghiên cứu mơ hình bề mặt ma sát cọc đất thơ, sử dụng thiết bị cắt trực tiếp Bề mặt cọc mơ hình khối thép mềm kích thước 8,5mm x 8,5 mm x 2,8mm Đất sử dụng nghiên cứu cho bảng ĐỀ TÀI SỐ 68 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Bộ thiết bị cắt trực tiếp cải tiến: Hình 4.2 Sơ đồ thí nghiệm cắt trực tiếp lớp thép có sơn phủ cát Nghiên cứu tiến hành loại vật liệu sơn phủ Shalikote (T-25) TM bittum mác 30 - 40 Shalikote (T-25) loại sản phẩm từ bittum, có độ nhớt thấp Cát chứa hộp làm chặt đến độ chặt tương đối 70% Tốc độ thí nghiệm cắt 0,25mm/min Các mẫu phủ lớp Shalikote (T-25) bittum với chiều dày 2mm, 3mm, 5mm Tất thí nghiệm tiến hành nhiệt độ phòng 31oC ĐỀ TÀI SỐ 69 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Hình 4.3 Ứng suất cắt b Kết Sự giảm ứng suất cắt thí nghiệm xem ảnh hưởng lớp sơn phủ giảm ma sát âm Và kết thí nghiệm sức kháng cắt dư đưa để đánh giá mức độ ảnh hưởng lớp phủ Shalikote (T-25) TM bittum Các thí nghiệm Shalikote (T-25) TM cho thấy gia tăng ban đầu ma sát bề mặt sau giảm đáng kể mẫu bị cắt ĐỀ TÀI SỐ 70 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Đối với bittum, ma sát bề mặt gia tăng hạt cát xun vào lớp phủ, sau khơng đổi Thí nghiệm cho thấy rằng, ma sát bề mặt huy động đầy đủ tương ứng với dịch chuyển tương đối khoảng vài milimet Các kết thí nghiệm cho thấy rằng, lớp phủ bittum đạt độ giảm ứng suất cắt dư lớn với giá trị ứng suất pháp chiều dày so với Shalikote (T-25)TM Ơ hình 4.3 ứng suất pháp 25 KN, ứng suất cắt mẫu phủ lớp Shalikote (T-25) TM dày 1mm 1.36mm cao so với mẫu khơng phủ Điều thành phần lực dính Shalikote (T-25) Tuy nhiên mẫu qt bittum, điều hồn tồn khơng xảy Ở mẫu phủ Shalikote (T-25) TM cho thấy co ngót chiều dày lớp sơn phủ Chiều dày ban đầu sơn phủ 2mm, 3mm 5mm, sau bảo dưỡng lại tương ứng 1mm, 1.36mm, 2.16mm Sự co ngót gây ảnh hưởng khơng tốt phát sinh tượng nứt nẻ lớp phủ Shalikote (T-25)TM có khả làm giảm ứng suất cắt khoảng từ 23% đến 60% Đối với bittum cho thấy khả giảm ứng suất cắt cách đáng kể Trên mẫu phủ bittum, ứng suất cắt giảm từ 85% - 97% so sánh với mẫu khơng phủ Khi chiều dày lớp phủ từ 2mm – 5mm ứng suất cắt giảm đáng kể Khi chiều dày 3mm, ứng suất cắt giảm đến lớn 90%, thích hợp với trường hợp thực tế Do đó, chiều dày lớp phủ bittum cần dày khoảng 3mm đủ khả giảm lực ma sát âm c Kết luận Trong nghiên cứu này, nghiên cứu thực nghiệm tiến hành để so sánh Shalikote (T-25) TM bittum mac 30-40 với chiều dày 2mm, 3mm 5mm Shalikote (T-25) TM giảm ứng suất cắt từ 30% - 50% Tuy nhiên, nhược điểm lớn phát sinh vết nứt co ngót sơn phủ lên bề mặt cọc Bittum giảm ứng suất cắt lớn Ưng suất cắt giảm từ 80% đến 97%, phụ thuộc vào ứng suất pháp chiều dày lớp sơn phủ Chiều dày lớp phủ khun nên sử dụng khoảng 3mm Ảnh hưởng lớp sơn phủ việc giảm ma sát âm phụ thuộc vào đặc tính cọc, đất vật liệu sơn phủ Như vậy, qua thí nghiệm này, giống theo ý ĐỀ TÀI SỐ 71 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN kiến tác giả, vật liệu bao phủ có độ nhớt, tính mềm lớn khả giảm ma sát âm cao (điển hình so sánh vật liệu Shalikote (T-25) bittum) Nếu bittum sử dụng bittum có độ kim lún cao khả giảm ma sát lớn Với thí nghiệm thực tế trường thí nghiệm phòng (Johannesen et al 1965; 1969; Walker Darwall 1973, Clemente 1979 1981, Fellenius 1975 1979) đưa kết luận rằng, với chiều dày khơng lớn 1/16 in (bằng – 2mm), với loại bittum có độ kim lún lớn cấp 80 / 100, giảm đáng kể lực cắt bề mặt cọc đất tốc độ chuyển dịch tương đối thực tế đất cọc Ngồi ngun nhân giảm ma sát đất cọc, tính nhớt cao khả bám dính vật liệu bao phủ lên bề mặt cọc lớn, khả bị co ngót, nứt nẻ ảnh hưởng thời tiết nhỏ Do đó, theo ý kiến nhiều tác giả khun nên sử dụng loại bittum có độ kim lún từ 80/100 Đây loại vật liệu có đặc tính phù hợp, đáp ứng u cầu có sẵn thị trường 4.5.4.4 Chiều dày lớp bao phủ Theo kết thí nghiệm trên, ta thấy rằng, chiều dày lớp bao phủ lớn khả giảm ma sát âm cao Tuy nhiên, lý kinh tế điều kiện thi cơng, q trình lớp phủ làm việc, nên cần phải xác định chiều dày đủ để giảm ma sát âm đến giá trị mong muốn Khơng phải lớp bittum có chiều dày lớn tốt Theo ý kiến kiến M.G.Khare S.R.Gandhi, chiều dày lớp phủ u cầu khoảng 3mm Các kết đo đạc Brons et al (1969) Bjerrum et al (1969) cho thấy cần lớp bittum sơn phủ mỏng đủ làm giảm ma sát âm Các kết thí nghiệm Bjerrum et al (1969) cho thấy lớp bittum sơn phủ dày 1mm làm giảm 90% độ lớn lực kéo (ma sát âm) so với cọc khơng sơn phủ Một vấn đề có liên quan đến chiều dày lớp phủ để bảo đảm chất lượng lớp phủ q trình lưu trữ, tránh bị bóc tróc q trình hạ cọc, đặc biệt hạ cọc xun qua lớp đất hạt thơ Theo kinh nghiệm Fellenius, chiều dày lớp đất hạt thơ cần vài mét đủ gây nguy cào rách lớp bittum lớn Đã có ý kiến cho rằng, lớp phủ mỏng dễ bị trầy rách q trình ĐỀ TÀI SỐ 72 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN hạ cọc Trong tốn cụ thể đưa tác giả Alphonus, I.M.Claessen, Endre Horvat (1974), chiều dày lớp phủ đề nghị lên tới 10mm (1cm) Tuy nhiên, theo quan điểm Fellenius (1975), chiều dày 10 cm khơng thực tế, q dày, khơng q mắc, mà khơng thể để thực khơng sử dụng biện pháp đặc biệt q trình thi cơng sơn phủ, q trình bảo dưỡng, lưu trữ để tránh bị biến dạng tượng hố mềm Hơn nữa, Fellenius khơng đồng ý với ý kiến tác giả trên, theo ơng, khả bị cào rách lớp phủ lớn nến lớp dày Các báo Bjerrum et al, đưa ý kiến cọc hạ xun qua lớp đất hạt thơ bị cào rách lớp bittum lớp dày Nhiều kinh nghiệm đúc kết từ thí nghiệm phòng trường cho thấy rằng, ngoại trừ đảm bảo khối lượng bittum cần tối thiểu, lớp sơn phủ mỏng khoảng 1mm đến 2mm với loại bittum mềm, Mác từ 60/70 trở lên phù hợp hạn chế chảy mềm q trình lưu trữ bóc tách q trình hạ cọc Hơn nữa, theo nhìn nhận thực tế Fellenius, khơng cần phải đòi hỏi ma sát âm phải bị loại trừ khoảng 90%, hay nghĩa cần đạt khoảng 80% Do đó, cần loại bittum thơng thường có bán thị trường đủ thích hợp Fellenius đề nghị nên sử dụng bittum có độ kim lún 85/100, theo hệ thống phân loại American Society for Testing and Material (ASTM) D-946, với chiều dày sơn phủ từ 1mm đến 2mm Đồng thời, theo ý kiến Fellenius, thi tốc độ lún, hay biến dạng cắt thực tế ngồi trường nhỏ so với tốc độ thí nghiệm phòng Theo kết thí nghiệm cắt mà Fellenius thực với mẫu đất sét bề mặt bêtơng có phủ lớp bittum mac 120 , ứng suất cắt lại gia tăng tốc độ biến dạng tăng Do đó, nhìn nhận rằng, ứng suất cắt bề mặt tiếp xúc cọc đất thực tế nhỏ nhiều so với kết thí nghiệm phòng Như vậy, chiều dày đòi hỏi thực tế lớp phủ bittum nhỏ so với kết thí nghiệm 4.5.4.5 Thi cơng lớp phủ bittum Theo khuyến nghị Fellenius nhiều tác giả khác, loại bittum thích hợp để sử dụng có mác từ 85/100 theo ASTM D-946 Loại bittum sơn trét lên bề mặt cọc (có thể thi cơng cơng trường nhà máy) sau đun nóng đến trạng thái hố lỏng, khoảng 175oC ĐỀ TÀI SỐ 73 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Trong trường hợp cọc đúc sẵn, cần thiết phải đảm bảo độ dính lớp bittum với bề mặt cọc Phương pháp rẻ hồ tan bittum với loại dung mơi thơng thường (như dầu hoả, xăng) đến hố lỏng sau sơn phủ lên bề mặt cọc Đặc biệt điều kiện khí hậu lạnh, việc thi cơng sử dụng bittum nóng khó khăn đắc đỏ Do đó, trường hợp này, cần phải pha bittum với loại dung mơi nhằm làm mềm bittum cho nhiệt độ đun cần đạt 75oC đủ Tuy nhiên, bittum lỏng phải có khả đơng cứng nhanh chóng đặc tính gốc nó, nhằm đảm bảo lớp phủ ổn định bề mặt cọc q trình lưu trữ hạ cọc vào đất Loại bittum thị trường gọi “RC, cut – back bittum” (hay gọi nhũ tương phân tách nhanh) 4.5.4.6 Nhược điểm lớp sơn phủ bittum Nhược điểm lớn phương pháp ma sát dương khơng thể phụ hồi vùng có sơn phủ lớp bittum xét lâu dài (sau chấm dứt q trình phát sinh ma sát âm) Theo kinh nghiệm tác giả Fellenius, Briaud, nhiều tác giả khác, giá thành cọc có sơn phủ bittum lớn cọc khơng sơn phủ dao động khoảng từ 10% - 20% Khoảng chênh lệch giá thành khơng phải nhỏ Do đó, trường hợp thiết kế, cần thiết phải tiến hành nghiên cứu biện pháp giảm ma sát âm đến mức độ cho phép, bao gồm so sánh giá thành phương án khác ĐỀ TÀI SỐ 74 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận 5.1.1 Hiện tượng ma sát âm Ma sát âm hay sức kháng bên âm thành phần lực sinh trường hợp độ lún lớp đất xung quanh cọc lớn độ lún cọc Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến ma sát âm (chỉ tiêu lý đất, mực nước ngầm, loại cọc, kích thước cọc, độ cố kết thời gian cố kết đất…) việc xây dựng mơ hình tính tốn tổng qt cho tốn phức tạp Ma sát âm phát triển theo thời gian đạt giá trị lớn kết thúc cố kết Lực ma sát âm tỉ lệ với áp lực ngang đất tác động lên cọc tốc độ lún cố kết đất, tượng ma sát âm kết thúc độ lún cố kết chấm dứt, lúc ma sát đất cọc trở thành ma sát dương Lực ma sát âm khơng tác động lên mặt bên cọc mà tác dụng lên mặt bên đài cọc, mặt bên mố cầu hay mặt tường chắn có tựa lên cọc Khi tăng chiều cao đất đắp (hoặc phụ tải) ma sát âm tăng nhanh giai đầu chậm lại giai đoạn sau, chiều cao đắp tăng đến giới hạn ma sát âm tăng khơng đáng kể (có thể const) Kết tương tự xảy chiều sâu vùng chịu ảnh hưởng z Tuỳ theo chiều cao lớp đất đắp (hoặc độ lớn phụ tải) chiều dày tầng đất yếu mà chiều sâu vùng chịu ảnh hưởng ma sát âm khơng vùng đất yếu mà ảnh hưởng sang lớp đất tốt bên (khi độ lún lớp đất tốt lớn độ lún cọc) 5.1.2 Các phương pháp tính tốn ma sát âm Nhóm tiểu luận tiến hành phương pháp tính tốn ma sát âm nhận thấy kết phương pháp tương đương chứng tỏ phương pháp tính chuẩn xác Trong phương pháp thiết kế theo TCVN phương pháp đề xuất sử dụng thiết kế móng cọc nước ta Phương pháp đơn giản phù hợp với quy trình quy phạm điều kiện địa chất Việt Nam Phương pháp theo nhà khoa học DAS cho phép xác định nhanh chống giá trị ma sát âm dùng để dự báo độ ảnh hưởng ma sát âm thiết kế sơ ĐỀ TÀI SỐ 75 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN Sử dụng phần mềm Plaxis phương pháp mà nhóm nổ lực nghiên cứu cho kết phù hợp với nghiên cứu trước Với phương pháp ta nghiên cứu sâu thêm vấn đề ảnh hưởng ma sát âm mà phương pháp giải tích trước khó khăn thực 5.2 Kiến nghị  Trong thiết kế có xét đến ảnh hưởng ma sát âm cần tính tốn hai ứng xử nước khơng nước đất phân tích ảnh hưởng ma sát âm q trình phân tích ứng xử dài hạn (ứng xử nước) đất nên đòi hỏi phải có đầy đủ thơng số ứng xử nước từ thí nghiệm địa chất Nếu sử dụng thơng số từ thí nghiệm đơn giản cắt trực tiếp, thí nghiệm nén nhanh kết thu khơng xác đem lại nhìn khơng ma sát âm tăng chi phí thiết kế khơng mang lại hiệu  Cần xem xét ảnh hưởng ma sát âm trường hợp sau:  Cọc xun qua lớp đất yếu với độ cố kết bé sét yếu, bùn, than bùn…  Ở nơi cơng trình nâng cao với với chiều dày lớn 1m lớp đất yếu hay phụ tải với tải trọng lớn từ 20kPa trở lên  Mực nước ngầm bị hạ thấp đáng kể q trình thi cơng cơng trình hay khai thác nước ngầm thành phố  Q trình thi cơng cọc ép số cơng trình xây chen gây ma sát âm đối cọc biên cơng trình cũ  Thiết kế cọc cố kết  Sử dụng giải pháp khắc phục cần nắm rõ điều kiện cơng trình ưu nhược điểm phương pháp đề có lựa chọn phù hợp Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm riêng phù hợp với cơng trình khác nên cần phân tích lựa chọn thật kỹ để q trình thiết kế hiệu kinh tế  Ảnh hưởng ma sát âm cho nhóm cọc vấn đề cần nghiên cứu sâu thêm nước ta Vì địa chất vùng quận 7, 8, Nhà Bè, Đồng Bằng Sơng Cửu Long… lớp đất yếu mặt dày, dể xảy tượng ma sát âm tác dụng lên cọc san lấp mặt Nếu khơng có nhận định xác mức độ ảnh hưởng ma sát âm đến cọc khu vực dể dẫn đến cố sử dụng cơng trình Nhưng tính đến ma sát âm ma khơng kể đến ảnh hưởng nhóm cọc chi phí cơng ĐỀ TÀI SỐ 76 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN trình tăng Nhưng giá trị tăng tiết kiệm cần có nghiên cứu cụ thể để xác định ĐỀ TÀI SỐ 77 MƠN HỌC: KỸ THUẬT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVGD: TS VÕ PHÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Võ Phán, Hồng Thế Thao, Phân tích thiết kế Móng Cọc, NXB ĐH Quốc Gia Hồ Chí Minh, 2010 [2] Joseph E.Bolwes, Foundation analysis and design – fifth edition, Page 1053, McGraw-Hill Book Co – Singapore, 1997 [3] TS Đậu Văn Ngọ, Nghiên cứu ảnh hưởng ma sát âm đến cơng trình biện pháp làm giảm thiểu ma sát âm, Science & Technology Development, Vol 12, No.06 – 2009 [4] “Nhóm ĐKTXD2008”, Báo cáo tiểu luận mơn học Móng cọc – Ma sát âm Tháng 6/2009 [5] Shen Ruifu, A Thesis Submitted For The Degree of Doctor of Philosophy Departmentoof Civil Engineering National University of Singapore, 2008 [6] Dr Bengt H Fellenius, 1984, Negative skin friction and Settlement on pile [7] TS Nguyễn Minh Tâm, Bài giảng ứng dụng Plaxis tính tốn địa kỹ thuật [8] Trần Văn Việt, Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, Nhà xuất xây dựng [9] Vũ Cơng Ngữ Nguyễn Thái, Móng cọc phận tích thiết kế, NXB khoa học kỹ thuật [10] Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc - TCXDVN 205-1998 [11] Tiêu chuẩn thiết kế cầu - 22 TCN 272 [12] Châu Ngọc Ẩn, Cơ Học Đất, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [13] Richard P Long & Kent A Healy, tháng 3/1974, Final report Negative skin friction on pile [14] Ali Sharif, Negative skin frition on single pile in clay to direct and indirect loading, 1998 [15] E.E.Alonso, A.Josa and A.Ledesma, Negative skin friction on piles: A simplified analysis and prediction procedure, 1984, Geo1technique 34, No.3, 341-357 [16] Manuals Plaxis 2D Foudation, 2001, A.Abalkema Publishers [17] Các hình ảnh biểu đồ Phần mục– III biểu đồ kết tính tốn phần mềm Plaxis 2D Foundation ĐỀ TÀI SỐ 78 [...]... hưởng của ma sát âm đến nền móng cơng trình và tư liệu thực tế Khi cọc trong đất, thì sức chịu tải của cọc được thể hiện qua thành phần ma sát (dương) xung quanh cọc và sức kháng mũi cọc Khi cọc bị ảnh hưởng lực ma sát âm thì sức chịu tải của cọc sẽ giảm vì lúc này ngồi chuyển vị của cọc, cọc còn phải gánh thêm một lực kéo xuống mà ta gọi là lực ma sát âm Ngồi ra qúa trình cố kết của lớp đất, đã gây... diện cọc  qp: sức kháng mũi đơn vị 2.2 Tính SCT của cọc xét đến ma sát âm tiêu chuẩn Nhật Bản 2.2.1 Mở đầu Nếu cọc xun qua lớp đất mà chịu ảnh hưởng cố kết thì ma sát âm sẽ được tính đến khi tính tốn sức chịu tải cho phép dọc trục của cọc Chú giải : Khi cọc xun qua lớp sét mềm tới lớp địa tầng chịu lực, lực ma sát từ lớp mềm sẽ tác động hướng lên phía trên và chịu một phần tải trọng tác động lên đầu cọc. .. bản thân cọc được đỡ bởi sức chịu tải của tầng chịu lực và hầu như khơng lún, hướng lực ma sát theo hướng ngược lại Lực ma sát trên tồn bộ chu vi xung quanh cọc bây giờ dừng chống lại tải trọng tác dụng lên đầu cọc Lực ma sát hướng xuống phía dưới và tác dụng lên tải trọng ở chân cọc Lực ma sát hướng xuống phía dưới trên tồn bộ chu vi xung quanh cọc được gọi là ma sát tiếp xúc âm hay ma sát âm 2.2.2... thường)  Rp: Sức chịu tải cuối cùng của cọc (giá trị tới hạn)  Rnf,max: lực ma sát âm thường tiếp xúc max nhất (giá trị thường nhỏ hơn cọc đơn hoặc nhóm cọc)   f : cường độ nén khi uốn của cọc  Ae: tiết diện ngang có hiệu của cọc Giá trị sức chịu tải tới hạn của cọc Rp có thể lấy tới 300NAp trong phương trình (1) Nếu cọc xun vào địa tầng chịu lực, lực ma sát tiếp xúc trong địa tầng chịu lực có thể... giải pháp thiết kế nền móng hợp lý Ma sát âm chỉ xảy ra một bên cọc do phần đường vào cầu có lớp đất đắp cao làm cho lớp đất bên dưới bị lún do phải chịu tải trọng của lớp đất này, còn phần bên kia mố (bờ sơng) khơng chịu tải trọng đắp nên lớp đất khơng bị lún do tải trọng ngồi, do đó cọc khơng ảnh hưởng ma sát âm Vì vậy, một bên cọc chịu ma sát âm còn một bên chịu ma sát dương ĐỀ TÀI SỐ 3 10 MƠN HỌC:... yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng ma sát âm Ma sát âm là một hiện tượng phức tạp và nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:  Loại cọc, chiều dài cọc, phương pháp hạ cọc, mặt cắt ngang của cọc, bề mặt tiếp xúc giữa cọc và đất nền, sự co nắn đàn hồi của cọc  Đặt tính cơ lý của đất, chiều dày của lớp đất yếu, tính trương nở của đất  Tải trọng tính tốn (chiều cao đắp nền, phụ tải)  Thời gian chất tải đến khi... đài cọc Lực ma sát âm làm hạn chế q trình cố kết thốt nước của nền đất yếu khi có gia tải trước và có dùng giếng cát, cản trở q trình tăng khả năng chịu tải của đất nền xung quanh giếng cát Ngồi ra lực ma sát âm làm tăng tải trọng ngang tác dụng lên cọc ĐỀ TÀI SỐ 3 14 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN MA SÁT ÂM 2.1 Tính SCT của cọc xét đến ma sát âm theo... hình cọc xuất hiện ma sát âm Ngun nhân chính xác định giá trị ma sát âm là sự chuyển vị tương đối của đất nền lớn hơn chuyển vị của cọc Do đó để mơ xác định được ma sát âm ta cần 2 gia đoạn cơ bản  Tác dụng lực lên đầu cọc: ĐỀ TÀI SỐ 3 26 MƠN HỌC: KT NỀN MĨNG NÂNG CAO GVHD: PGS TS VÕ PHÁN  Tải trọng tác dụng phải nhỏ hơn giá trị sức chịu tải thiết kế Qa của cọc Vì như vậy giá trị độ lún của cọc là... mảnh của từng đoạn cọc b  2  0.35  Li Bi f sthuc : Sức kháng bên đơn vị tại tải trọng làm việc tính trung bình cho từng đoạn cọc 2.1.3 Xác định chiều sâu vùng có khả năng xuất hiện ma sát âm Vùng ma sát âm xuất hiện khi cọc qua lớp đất yếu chưa cố kết và có độ lún lớn hơn tốc độ lún của cọc Ma sát âm tác dụng lên cọc và tạo lực cùng với cọc chuyển vị lún nhanh hơn Một cơng thức xác định vùng ảnh. .. thức xác định vùng ảnh hưởng ma sát âm như sau:  z  1 Sd S H Trong đó:  Sd: độ lún của cọc đơn  S: Độ lún ổn định đất nền  H: Chiều dày lớp đất yếu 2.1.4 Xác định sức chịu tải của cọc có kể đến ma sát âm Qu  u  m f f si zi  Ap q p Trong đó:  u: chu vi cọc  mf: hệ số làm việc của đất ở mặt bên cọc  fs: sức kháng bên đơn vị, tính trung bình cho tồn đoạn cọc  Zi: bề dày của lớp đất tính tốn ... trường hợp ma sát âm tác dụng tồn thân cọc nguy hiểm, sức chịu tải cọc khơng khơng kể đến sức chịu tải ma sát hơng đất cọc mà bị ma sát âm kéo xuống Sức chịu tải lúc chủ yếu sức chịu tải mũi cọc, chống... ma sát âm ảnh hưởng lớn đến cọc bên biên giảm dần cọc bên  Giá trị ma sát âm thay đổi dần sau Cọc đơn Giá trị (kN) 717 711 619 443 % 100 99 86 62  Cọc trọng tâm móng chịu ảnh hưởng ma sát âm. .. diện cọc  qp: sức kháng mũi đơn vị 2.2 Tính SCT cọc xét đến ma sát âm tiêu chuẩn Nhật Bản 2.2.1 Mở đầu Nếu cọc xun qua lớp đất mà chịu ảnh hưởng cố kết ma sát âm tính đến tính tốn sức chịu tải