Nghiên cứu tính toán lớp cốt địa kỹ thuật kết hợp cọc chống sử dụng trong nền đắp trên đất yếu

i MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU i DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ vii MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu 3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn Bố cục luận án .3 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CỌC KẾT HỢP VỚI CỐT ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 1.1 Đất yếu giải pháp xử lý đất yếu 1.1.1 Tổng quan đất yếu 1.1.2 Tổng quan giải pháp công nghệ xử lý đất yếu đường đắp 1.2 Giải pháp cọc kết hợp với cốt địa kỹ thuật 1.2.1 Mô tả giải pháp số ứng dụng tiêu biểu 1.2.2 Những tính toán hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT giới 16 1.2.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng giải pháp kết hợp cọc với lưới địa kỹ thuật Việt Nam 41 1.3 Một số vấn đề rút từ nghiên cứu tổng quan 42 1.4 Lựa chọn vấn đề nghiên cứu 43 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG CỌC VÀ CHIỀU CAO NỀN ĐẮP TỐI THIỂU TRÊN HỆ CỌC KẾT HỢP VỚI CỐT ĐỊA KỸ THUẬT GIA CƯỜNG NỀN ĐẤT YẾU 44 2.1 Đặt vấn đề 44 2.2 Phương pháp số mơ hình vật liệu 44 2.2.1 Khái quát phương pháp số sử dụng Địa kỹ thuật 44 2.2.2 Lựa chọn mơ hình vật liệu 45 2.3 Phân tích tải trọng truyền xuống cọc 50 2.3.1 Tham số phân tích 50 2.3.2 Phân tích thực nghiệm Zaeske 2001 50 2.3.3 Phân tích số yếu tố ảnh hưởng tới tải trọng truyền xuống cọc 56 2.4 Phân tích số xác định chiều cao đất đắp tối thiểu 66 2.4.1 Phương pháp phân tích 66 2.4.2 Sự phụ thuộc vòm đất vào tải trọng 68 2.4.3 Sự phụ thuộc vịm đất vào kích thước cọc (mũ cọc) 68 ii 2.5 Kết luận chương .71 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH LỰC KÉO TRÊN CỐT ĐỊA KỸ THUẬT 72 3.1 Đặt vấn đề 72 3.2 Phân tích số lực kéo cốt ĐKT lớp 76 3.2.1 Trường hợp phân tích kết 76 3.2.2 Xây dựng tương quan lực kéo với hiệu truyền tải, chiều cao đất đắp ngoại tải 83 3.2.3 Kiểm chứng công thức đề xuất 86 3.3 Phân tích số lực kéo cốt ĐKT nhiều lớp .87 3.4 Kết luận chương .96 Chương NGHIÊN CỨU LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH BÀI TỐN HỆ CỐT ĐỊA KỸ THUẬT KẾT HỢP VỚI CỌC TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẮP 97 4.1 Giới thiệu chung 97 4.2 Xây dựng trình tự, nội dung tính tốn thiết kế 97 4.2.1 Xác định khoảng cách cọc 97 4.2.2 Phạm vị bố trí cọc 98 4.2.3 Chiều cao tối thiểu đắp 98 4.2.4 Hiệu truyền tải trọng .98 4.2.5 Lực kéo cốt 98 4.2.6 Chiều dài tối thiểu để huy động đủ lực kéo Tds 99 4.2.7 Độ dãn dài cốt độ lún lệch .99 4.2.8 Chiều dài cốt đảm bảo điều kiện neo giữ cốt theo mặt cắt ngang 99 4.2.9 Kiểm tra ổn định tổng thể .99 4.3 Xây dựng chương trình tính GPEmb01 101 4.3.1 Cơ sở khoa học lựa chọn ngơn ngữ lập trình 101 4.3.2 Sơ đồ thuật toán 101 4.3.3 Chức giao diện chương trình 103 4.4 Áp dụng tính cơng trình đường đầu cầu Trần Thị Lý 107 4.4.1 Giới thiệu đặc điểm công trình .107 4.4.2 Sử dụng phần mềm GPEmb01 tính tốn lớp cốt kết hợp với cọc .112 4.5 Kêt luận chương .118 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 120 Kết luận 120 Hạn chế 121 Kiến nghị 121 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 122 iii TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 PHẦN PHỤ LỤC .126 i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BTCT Bê tông cốt thép B ĐXM Độ sệt Đất xi măng ĐKT GRPS LTP Địa kỹ thuật Cọc kết hợp vật liệu ĐKT (Geosynthetics Reinforced Pile Supported) Lớp truyền tải (Load Transfer Platform) MC SCP Mơ hình đất Mohr – Coulomb cọc xi măng đất DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU Kí hiệu Đơn vị Giải thích ý nghĩa 1, 2 % Độ dãn dài tương đối theo phương m dài  % Độ dãn dài cốt ĐKT c % Biến dạng tương đối cọc theo phương thẳng đứng  độ Góc nghiêng cạnh vịm đất  Độ Góc nghiêng mặt trượt phân tố với mặt phẳng nằm ngang a,k Độ Góc ma sát chủ động trường hợp đắp cọc  kN/m3 Trọng lượng thể tích đất đắp  kN/m3 Trọng lượng thể tích đất đắp  kN/m3 Trọng lượng thể tích nước ’cv Độ Góc ma sát hữu hiệu đất đắp ’cv1 Độ Góc ma sát lớp đất phía cốt ĐKT ’cv2 Độ Góc ma sát lớp đất lớp phía cốt ĐKT i Độ Góc ma sát phần tử tiếp xúc P Độ Góc đứng phương qua mép mũ cọc vai đường ’v kPa Ứng suất thẳng đứng trung bình đáy đắp:  s Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào độ dãn dài kPa Ngoại tải đặt đắp ii Kí hiệu Đơn vị m m Giải thích ý nghĩa Chuyển vị chân cọc Chuyển vị đất chân cọc Gệ số tương tác cốt ĐKT với lớp đất phía cốt ĐKT a'2 Ac m2 Diện tích mũ cọc p'c kPa Ứng suất thẳng đứng mũ cọc A m2 Diện tích mặt cắt ngang cọc a m Kích thước mũ cọc vng kích thước quy đổi từ mũ cọc tròn a’ Hệ số tương tác liên quan đến tiếp xúc cốt ĐKT đất a'1 Hệ số tương tác cốt ĐKT với lớp đất phía cốt ĐKT AC m2 Diện tích mũ cọc đỉnh cọc (trường hợp khơng có mũ cọc) AE m2 Phần diện tích cọc Hệ số vịm Cc ci kPa d m E MPa Lực dính đơn vị phần tử tiếp xúc Đường kính mũ cọc đường kính quy đổi Mô đun đàn hồi vật liệu cọc Ecap Hiệu truyền tải mũ cọc Ecr Hiệu truyền tải đỉnh vòm Emin Giá trị nhỏ hai giá trị Ecap Ecr Es,k MPa Ffoot kN Lực nén chân cọc Hệ số vật liệu riêng phần cho cốt ĐKT fm FMax Mô đun đàn hồi đất kN Lực nén lớn cho phép chân cọc fms Hệ số riêng phần vật liệu áp dụng với tan fn Hệ số riêng phần phương diện thiệt hại mặt kinh tế fp Hệ số riêng phần sức kháng kéo cốt Fpi kN/m Sức chịu tải cọc i m chiều dài tuyến đường iii Kí hiệu Đơn vị Giải thích ý nghĩa Hệ số riêng phần sức kháng trượt cốt fs H m Chiều cao đất đắp hi m Khoảng cách lớp lưới Hv m Chiều cao vịm đất J1, J2 kN/m Mơ đun độ dãn dài cốt ĐKT theo phương Jx, Jy kN/m Mô đun độ dãn dài cốt ĐKT theo phương x y k Số cọc nằm vùng trượt Ka Hệ số áp lực đất chủ động Kfoot kPa Biểu thị mô đun độ cứng đàn hồi phần tử tiếp xúc cọc chân cọc Kn, Kt kPa Mô đun độ cứng đàn hồi chống cắt theo phương vng góc thân cọc phần tử tiếp xúc Hệ số áp lực đất bị động, Kp = tan2(450 + /2) Kp ks kN/m3 Hệ số Ks kPa Mô đun độ cứng đàn hồi chống cắt theo phương dọc theo thân cọc phần tử tiếp xúc Lb m Chiều dài neo giữ cốt theo mặt cắt ngang cần thiết phụ thuộc vào hàng cọc Li m Chiều dài đoạn cốt ĐKT lớp i Ln m Chiều dài tính tốn đoạn cốt ĐKT giới hạn tam giác vòm đất LP m Khoảng cách theo phương nằm ngang từ mép mũ cọc đến chân taluy MD kN/m mi m Mô men gây trượt Chiều dài phân bố ngoại lực mảnh thứ i MRP kN/m Mô men chống trượt cọc MRR kN/m Mô men chống trượt cốt ĐKT MRS kN/m Mô men chống trượt đất n Độ dốc taluy đắp iv Kí hiệu Đơn vị Giải thích ý nghĩa QP kN Khả chịu tải cọc nhóm Rd m Bán kính cung trượt Hệ số suy giảm cường độ, Rinter s m Khoảng cách hai cọc liên kề tính từ tim cọc theo phương vng góc tm đường sy m Khoảng cách cọc tính theo phương song song với tim đường; sd m Khoảng cách lớn hai cọc lưới cọc tính từ tim cọc TD kN/m Cường độ thiết kế cốt ĐKT Ti kN/m Cường độ chịu kéo lớp cốt ĐKT thứ i Tr kN/m Lực kéo tính tốn 1m rộng cốt, Tr = Trp + Tds Trp kN/m Lực kéo cốt tải trọng thẳng đứng Trp1, Trp2 kN/m Lực kéo theo phương ứng suất 1và Tu kN/m Cường độ chịu kéo danh định cốt ĐKT tw m Chiều dầy lớp đất yếu ui m Chiều cao mực nước ngầm tính từ mặt trượt phân tố uP m Chuyển vị cọc us m Chuyển vị đất Wi kPa Trọng lượng mảnh wi kPa Ứng suất lớp cốt thứ i Wtr kN y m Lực thẳng đứng diện tích AE tĩnh tải đất đắp ngoại tải gây Độ lún lệch cọc đất yếu xung quanh v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tải trọng truyền vào cọc từ thực nghiệm Zaeske (2001) 17 Bảng 1.2 Bảng hệ số  theo phương pháp Colin 22 Bảng 1.3 Bảng hệ số riêng phần cho vât liệu cốt 23 Bảng 1.4 Bảng hệ số riêng phần cho thiết kế đắp đất yếu có cọc hỗ trợ 23 Bảng 1.5 Hệ số vòm cho đắp 27 Bảng 2.1 Hệ số tiếp xúc đất kết cấu 49 Bảng 2.2 Bảng thơng số vật liệu mơ hình Zaeske 2001 51 Bảng 2.3 Bảng thơng số kích thước hình học mơ hình thực nghiệm Zaeske (2001) 51 Bảng 2.4 Bảng thông số điều kiện biên mơ hình thực nghiệm Zaeske (2001) .51 Bảng 2.5 Kết tính hiệu truyền tải theo phương pháp số 53 Bảng 2.6 Kết tính hiệu truyền tải theo Marston .54 Bảng 2.7 Kết tính hiệu truyền tải theo Hewlett Randolph 54 Bảng 2.8 Kết tính hiệu truyền tải theo GBGEO 2004 .55 Bảng 2.9 Bảng tổng hợp trường hợp khảo sát 57 Bảng 2.10 Hiệu truyền tải vào cọc Ef thay đổi mô đun biến dạng cốt ĐKT 58 Bảng 2.11 Hiệu truyền tải vào cọc Ef thay đổi vật liệu lớp đệm số lớp cốt ĐKT 59 Bảng 2.12 Hiệu truyền tải vào cọc Ef thay đổi mô đun đàn hồi cọc 60 Bảng 2.13 Hiệu truyền tải vào cọc Ef thay đổi kích thước cọc 61 Bảng 2.14 Hiệu truyền tải vào cọc Ef thay đổi góc ma sát đất đắp 61 Bảng 2.15 Hiệu truyền tải vào cọc Ef thay đổi chiều cao đất đắp 62 Bảng 2.16 Bảng hiệu truyền tải vào cọc Ef mơ hình thực nghiệm Zaeske 65 Bảng 2.17 Chiều cao vòm đất thay đổi ngoại tải 68 Bảng 2.18 Chiều cao vịm đất thay đổi kích thước mũ cọc .69 Bảng 3.1 Lực kéo cốt tính theo tiêu chuẩn BS8006-1:2010 EBGEO2004 .74 Bảng 3.2 Bảng thơng số kích thước hình học 77 Bảng 3.3 Bảng thơng số mơ hình vật liệu 77 Bảng 3.4 Lực kéo cốt ĐKT theo phương vng góc với trục tim đường .80 Bảng 3.5 Lực kéo độ dãn dài cốt ĐKT theo phương song song với trục tim đường 82 vi Bảng 3.6 Tỉ lệ lực kéo phương vng góc phương song song tim đường .82 Bảng 3.7 Hiệu truyền tải lực phân bố vào cốt ĐKT 83 Bảng 3.8 Hệ số tương quan lực phân bố cốt (F) lực kéo cốt theo phương vng góc song song với trục tim đường 84 Bảng 3.9 Lực kéo Trp1 – toán kiểm chứng 87 Bảng 3.10 Bảng thơng số kích thước hình học trường hợp nhiều lớp cốt 88 Bảng 3.11 Bảng thơng số mơ hình vật liệu trường hợp nhiều lớp cốt 88 Bảng 3.12 Lực kéo lớn cốt lớp 91 Bảng 3.13 Lực kéo lớn cốt trường hợp bố trí lớp 93 Bảng 3.14 Lực kéo lớn cốt trường hợp bố trí lớp 95 Bảng 4.1 Đặc trưng đất tại bờ Tây 109 Bảng 4.2 Đặc trưng đất tại bờ Đông 110 Bảng 4.3 Đặc trưng cọc bờ Đông 110 Bảng 4.4 Đặc trưng cọc bờ Tây .111 Bảng 4.5 Đặc trưng vải ĐKT .111 Bảng 4.6 Đặc trưng phần đắp tải trọng 111 Bảng 4.7 Kết kiểm tra sức chịu tải cọc 112 Bảng 4.8 Kết kiểm tra sức chịu tải 112 Bảng 4.9 Kết kiểm tra độ lún 112 vii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Giải pháp đắp cọc .10 Hình 1.2 Đường Gorinchem – Hà Lan [38] 11 Hình 1.3 Vải địa kỹ thuật 11 Hình 1.4 Lưới địa kỹ thuật 12 Hình 1.5 Một số trường hợp dùng cọc kết hợp cốt ĐKT 15 Hình 1.6 Tỉ lệ diện tích cọc (mũ cọc) phụ thuộc vào chiều cao đắp 16 Hình Phân bố tải trọng cọc, cốt đất yếu 16 Hình Bố trí thực nghiệm Zaeske (2001) 17 Hình Giả thiết vòm đất dạng bán cầu Hewlett Randolph (1988) .18 Hình 1.10 Giả thiết vòm đất phương pháp Colin 19 Hình 11 Sơ đồ tính lớp cốt ĐKT theo phương pháp Colin .21 Hình 12 Trạng thái giới hạn cường độ 24 Hình 13 Trạng thái giới hạn sử dụng 25 Hình 14 Giới hạn mũ cọc 25 Hình 1.15 Giả thiết vòm đất tiêu chuẩn BS 8006 26 Hình 1.16 Phân bố tải trọng theo lý thuyết vòm đất Marston 27 Hình 1.17 Vịm đất theo Hewlett Randolph 29 Hình 18 Sơ đồ tính lực kéo Trp tải trọng thẳng đứng 30 Hình 1.19 Sơ đồ tính Tds trượt ngang khối đắp cốt ĐKT 31 Hình 1.20 Sơ đồ tính ổn định tổng thể đắp hệ cọc kết hợp cốt ĐKT .34 Hình 1.21 Vịm đất EBGEO 2004 36 Hình 1.22 Diện tích cọc 37 Hình 1.23 Lực thẳng đứng phân bố cốt 38 Hình 1.24 Tốn đồ tra độ dãn dài lớn cốt 39 Hình 2.1 Khơng gian ứng suất Mohr – Coulomb 45 Hình 2.2 Mơ đun độ cứng phần tử tiếp xúc dọc theo thân cọc chân cọc .47 Hình 2.3 Lực kéo cốt ĐKT 49 Hình 2.4 Mơ hình hình học điều kiện biên thử nghiệm Zaeske (2001) 52 Hình 2.5 Phần tử tam giác nút (a) chóp tứ diện 10 nút (b) 52 Hình 2.6 Kết phân tích lực nén đỉnh cọc theo phương pháp số 53 114 Hình 4.8 Cửa sổ nhập liệu phần mềm GPEmb01 4.2.2.2 Xây dựng mặt cắt theo sơ đồ tính Phần mềm cho phép xây dựng không hạn chế số lượng mặt cắt để tính tốn phân tích: 115 Hình 4.9 Xây dựng mặt cắt tính tốn phần mềm GPEmb01 4.2.2.3 Thực phân mảnh xác định phạm vi tính tốn tính tốn Hình 4.10 Khai báo phạm vi tính chạy chương trình GPEmb01 4.2.2.4 Xem lưu kết Kết bước tính (phần 4.2) xem trực tiếp phần mềm lưu dạng file văn sau: Hệ số ổn định tổng thể tường hợp: a Trường hợp khơng bố trí cọc cốt 116 Hình 4.11 Kết phân tích trường hợp chưa bố trí cọc vải ĐKT b Trường hợp có bố trí cọc cốt 117 Hình 4.12 Kết phân tích trường hợp bố trí cọc vải ĐKT Nhận xét: qua ví dụ tính phần mềm kiểm tra làm việc hệ xi măng đất kết hợp với lớp vải ĐKT cường độ cao trải đỉnh cọc mặt cắt đường đầu cầu phía bờ Đơng cầu Trần Thị Lý nhận thấy: - Khi chưa bố trí hệ cọc vải ĐKT, ổn định tổng thể đắp Fs = 1,1993 Kết kiểm chứng tính phần mềm GEOSlope, tính Fs = 1,228 Kết cho thấy tính theo phần mềm NCS lập lệch so với phần mềm GEO slope 2,28% (hình 4.14) - Khi bố trí hệ cọc với lớp vải ĐKT kết sau: + Ổn định tổng thể đắp Fs = 1.84; + Lực kéo cốt độ dãn dài thỏa mãn cường độ cốt yêu cầu độ dãn dài cho phép (tham khảo tiêu chuẩn BS 8006:1-2010); + Chiều cao đất đắp đảm bảo lớn chiều cao tối tối thiểu để đảm bảo vòm đất phát triển hồn tồn, khơng để xảy lún lệch phản ánh mặt đắp 1.108m; 118 + Cần tăng phạm vi bố trí cốt theo phương ngang đường để phát huy lực kéo chống trượt ngang khối taluy đắp cốt neo giữ chống tuột cốt Hình 4.13 Kết phân tích ổn định tổng thể trường hợp chưa bố trí cọc vải ĐKT phần mềm GEOslope 4.5 Kêt luận chương Trên sở phân tích, đề xuất thực chương 1, 2, 3, nội dung chương đạt kết sau: - Xây dựng trình tự tính tốn, thiết kế hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT dựa sở tiêu chuẩn Anh BS 8006:1-2010 đề xuất NCS tính chiều cao vịm đất, hiệu truyền tải lực kéo cốt - Xây dựng sơ đồ thuật toán để lập chương trình cho phép tự động hóa bước tính từ tăng nhanh tốc độ tính tốn đảm bảo tính xác bước tính - Dựa ngơn ngữ lập trình C++, xây dựng chương trình tính GPEmb01 cho phép tính tốn thiết kế hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT Phần mềm kiểm chứng với phần mềm GEOslope khẳng định tin cậy phần tính tốn Ưu điểm 119 phần mềm tốc độ phân tích nhanh, đa dạng hóa tốn để so sánh, kết xem trực tiếp giao diện phần mềm xuất file văn - Ứng dụng chương trình tính để tính tốn phân tích giải pháp cọc SCP kết hợp với vải ĐKT cơng trình đường đầu cầu Trần Thị Lý – Đà Nẵng chứng minh ưu điểm giải pháp bước sử dụng hiệu tính tốn mà chương trình GPEmb01 mang lại 120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Luận án cơng trình nghiên cứu tổng hợp gia cố đất yếu đường đắp cọc kết hợp với cốt ĐKT Các kết luận nêu chi tiết chương, tổng hợp lại đóng góp luận án sau: Từ kết phân tích mơ hình thực nghiệm Zaeske (2001) phương pháp số sử dụng phần mềm Plaxis 3D, phương pháp theo tiêu chuẩn BS8006-1:2010, phương pháp Đức EBGEO2004 từ kết phân tích mở rộng yếu tố ảnh hưởng tới truyền tải chiều cao vịm đất đưa số nhận xét sau: - Lực phân bố vào cọc tính theo phương pháp số phương pháp EBGEO2004 gần với kết thực nghiệm với độ lệch nhỏ 5%, điều khẳng định tin cậy phương pháp EBGEO2004 phương pháp số phần mềm Plaxis so với tiêu chuẩn Anh xác định tải trọng truyền xuống cọc - Từ kết phân tích mối tương quan hiệu truyền tải (Ef) với mô đun biến dạng cốt ĐKT (J), với số lớp cốt ĐKT, mô đun đàn hồi lớp đệm (Elđ), mô đun đàn hồi cọc (Ec), chiều cao đắp (H) tỉ lệ khoảng cách cọc với kích thước tiết diện cọc (s/d), NCS xây dựng công thức (2.28), (2.29) (2.30) để xác định hiệu truyền tải trường hợp bố trí từ đến lớp cốt - Chiều cao vịm đất khơng phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước cọc mà cịn phụ thuộc vào ngoại tải phân bố đỉnh cọc Qua phân tích số, NCS đề nghị cách tính chiều cao vịm đất, xác định chiều cao đất đắp tối thiểu theo cơng thức (2.32) để đảm bảo vịm đất phát triển hồn tồn, khơng để xảy tượng lún lệch cọc phần đất yếu phản ánh mặt Trên sở phân tích số lực kéo cốt ĐKT trường hợp bố trí từ đến ba lớp cốt ĐKT mơ hình khơng gian 3D nửa đắp đưa số kết luận sau: - Lực kéo cốt ĐKT tải trọng thẳng đứng (Trp) theo hướng song song với trục tim đường nhỏ so với theo hướng vuông góc với trục tim đường từ 1,6 đến 2,3 lần tùy thuộc vào mô đun độ dãn dài J; - Đề xuất cơng thức tính lực kéo cốt tải trọng thẳng đứng: cơng thức 3.1 tính lực kéo theo phương vng góc với trục tim đường (Trp1) cơng thức 3.2 tính lực kéo theo phương song song với trục tim đường (Trp2); - Đề xuất công thức 3.3 tính lực kéo danh định (TD) hệ từ đến lớp cốt ĐKTcó mơ đun độ dãn dài (J) đặt cách 15 cm 121 - Xây dựng trình tự tính tốn, thiết kế hệ cọc kết hợp với vật cốt ĐKT dựa sở tiêu chuẩn Anh BS 8006:1-2010 đề xuất NCS tính chiều cao vòm đất, hiệu truyền tải lực kéo cốt - Xây dựng sơ đồ thuật toán để lập chương trình cho phép tự động hóa bước tính từ tăng nhanh tốc độ tính tốn đảm bảo tính xác bước tính - Dựa ngơn ngữ lập trình C++, xây dựng chương trình tính GPEmb01 cho phép tính tốn thiết kế hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT Phần mềm kiểm chứng với phần mềm GEOslope khẳng định tin cậy phần tính tốn Ưu điểm phần mềm tốc độ phân tích nhanh, đa dạng hóa tốn để so sánh, kết xem trực tiếp giao diện phần mềm xuất file văn Hạn chế Trong điều kiện chưa cho phép, luận án tồn số hạn chế sau: - Chưa phân tích yếu tố thời gian ảnh hưởng đến làm việc hệ cốt ĐKT; - Chưa phân tích tốn với mơ hình cọc treo (cọc ma sát); - Chưa phân tích phân bổ lực kéo lớp cốt thay đổi khoảng cách lớp vật liệu đệm giữa; - Chưa nghiên cứu toán trường hợp chịu tải trọng ngang, tải trọng động - Kết nghiên cứu xét cho loại đất yếu (E = 0,85Mpa; v = 0,33;  = 70; c = 85Kpa;  = 00;  = 18kN/m3) Đối với loại đất yếu khác cần có nghiên cứu riêng Kiến nghị - Coi biện pháp cọc kết hợp với cốt ĐKT giải pháp xử lý đất yếu xem xét khía cạnh giảm thời gian thi cơng, giảm độ lún lệch, giảm kích thước mũ cọc tăng khoảng cách cọc mang hiệu kinh tế - Sử dụng kết nghiên cứu luận án để tính tốn lựa chọn loại vật liệu cốt ĐKT, loại đất đắp, loại vật liệu xen kẹp lớp cốt, số lượng lớp cốt phù hợp - Cần có ứng dụng thử nghiệm quan trắc để từ xây dựng tiêu chuẩn thiết kế phù hợp với điều kiện đất yếu, vật liệu…công nghệ xây dựng Việt Nam 122 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ TT Tên cơng trình Năm cơng bố Một ứng dụng vật liệu địa kỹ thuật 2009 đắp tôn đất yếu có hỗ trợ cọc Phân tích số làm việc cọc kết hợp với lưới 2015 địa kỹ thuật gia cường đất yếu mơ hình thực nghiệm zaeske 2001 Phân tích lực kéo lưới địa kỹ thuật kết 2016 hợp với hệ cọc gia cường đất yếu đường đắp Tên tạp chí Tạp chí Địa kỹ thuật Tạp chí Giao thơng vận tải Tạp chí Cầu đường 123 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ giao thông vận tải (1998), Lưới địa kỹ thuật xây dựng đắp [2] đất yếu 22TCN 248 – 98 Bộ Giao thông vận tải (2000), Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp [3] đất yếu, 22 TCN 262-2000, Hà Nội Bộ Giao thông vận tải (2005), Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 (phần 10), NXB Giao thông vận tải [4] Bộ khoa học Công nghệ (2005), Đường ô tô – yêu cầu thiết kế TCVN 4054:2005, Hà Nội [5] [6] [7] Bộ khoa học công nghệ (2012), Gia cố đất yếu – phương pháp trụ đất xi măng TCVN 9403 – 2012, Hà Nội Công ty CP tư vấn thiết kế xây dựng dịch vụ thương mại CPU (2012), Hồ sơ thiết kế vẽ thi công cầu Trần Thị Lý – Hạng mục đường đầu cầu D.T Bergado, J.C Chai, M.C.Alfaro, A.S.Balasubramaniam (1998), Những biện pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu xây dựng, NXB Giáo [8] dục Hà Nội (Người dịch: Nguyễn Uyên, Trịnh Văn Cương) Dương Học Hải (2007), "Xây dựng đường ô tô đắp đất yếu", NXB [9] xây dựng Hồ sơ thiết kế xử lý đất yếu dự án Long Thành – Dầu Giây [12] Hồng Văn Tân, Trần Đình Ngơ, Phạm Xn Trường, Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu, NXB Giao thông vận tải Lareal Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lực (1989), Cơng trình đất yếu điều kiện Việt Nam, trường đại học Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 10304:2014 [13] Nguyễn Quốc Dũng (2012), Một số vấn đề kỹ thuật thiết kế khối đắp [10] [11] [14] [15] [16] [17] hệ cọc, Tạp chí Khoa học công nghệ thủy lợi – số 11/2012 Nguyễn Trâm (1996), Phương pháp số,Tủ sách sau đại học, trường Đại học Xây dựng Hà nội Nguyễn Tuấn Phương (2014), Xác định hệ số tập trung ứng suất đầu cọc giải pháp xử lý đất yếu cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải địa kỹ thuật, Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường – số 44/2014 Nguyễn Uyên (2008), Xử lý đất yếu xây dựng, NXB xây dựng Phan Trường Phiệt (2010), Cơ học ứng dụng tính tốn cơng trình đất theo trạng thái giới hạn, NXB Xây dựng 124 [18] Shamker Prakash – Harid Sharma (2011), Móng cọc thực tế xây dựng, NXB Xây Dựng (Người dịch: Phạm Ngọc Khánh, Lê Mạnh Lân, Trịnh Đình Châm, Nguyễn Văn Mạo, Đỗ Hương Giang) [19] Tạ Văn Dĩnh (2002), Phương pháp sai phân phương pháp phần tử hữu hạn, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội [20] Tổng công ty Tư vấn thiết kế giao thông vận tải (2010), Tuyển tập báo cáo khoa học, Hội nghị khoa học công nghệ TEDI - 2010, Hà Nội Trung tâm nghiên cứu ứng dụng tư vấn kỹ thuật móng cơng trình – [21] Đại học Đà Nẵng (2012), Báo cáo thẩm tra đường dẫn hai hố cầu Nguyễn Văn Trỗi -Trần Thị Lý, bước thiêt kế vẽ thi công Tiếng Anh [22] Arnold Verruijt (2001, 2010), Soil mechanics, Deft University of Technology [23] B Prelovsky, Euro Gabions PJ Naughton, The development of piled embankments techniques over 25 years [24] [25] British Standard BS 8006-1:2010 Code of Practice for Strengthened/ Reinforced Soils and Other Fills British Standard Institution, London Comodromos, Melloc Papadopoulou, Ioannis K.Rentzzeperis (2009), Pile foundation analysis and design using experimental data and 3-D numerical analysis, Computers and Geotechnics 36 [26] D C Drucker (1951), A more fundamental approach to plastic stress – strain [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] relations, In proceeding of the first U.S National Congress of Applied Mechanics Chicago GMS Nen luc – Long Thanh expressway technical assistance project, Package A6 from km 35+900 – km52+400 Gregory Wachman and Joseph F Labuz (2008), TH 241 Column-Supported Embankment H.G Kempfert, German recommendations for reinforced embankments on pile – semilar elements, Institute of Geotechnique - University of KasselGermany J Han, M.ASCE and M A Gabr, M.ASCE, Numerical Analysis of Geosynthetic-Reinforced and Pile-Supported Earth Platforms over Soft Soil James G Collin, J Han, and J Huang, Geosynthetic-Reinforced ColumnSupport Embankment Design Guidelines Japan – Thailand Joint study project on soft clay foundation(1998), Manual for design and construction of cement column method, Japan – Thailand Jie Huang and Jie Han, 3D coupled mechanical and hydraulic modeling of a geosynthetic –reinforced deep mixed column-supported embankment 125 [34] Karl Terzaghi (1943), Theoretical soil mechanics, Wiley New York [35] Keith Jennings and Pat rick J.Naughton, Similitude Conditions Modeling Geosynthetic-Reinforced Piled Embankments Using FEM and FDM Techniques [36] Material Plaxis manual (2012) [37] Robert M, Koerner, Designing with Geosynthetics, Prentice Hall, New Jersey 07458 [38] Scientific Plaxis manual (2012) [39] Suzanne J.M van Eekelen, Prof dr ir Almer E.C van der Stoel (2008), Pile embankment lecture [40] Synwal Satibi PhD thesis (2009), Numerical Analysis and Design criteria of embankments on floating pile, Stuttgart University in Germany [41] W F Chen (2008), Limit ananysis and soil plasticity, Elsevier Scientific Publishing Co Amsterdam Yan-Li Dong, Jie Han, Xiao-Hong Bai, Numerical analysis of tensile [42] behavior of geogrids with rectangular and triangula apertures [43] Zhen Fang (2006), Physical and Numerical Modelling of the soft soil Ground Improved by Deep Cement Mixing Method, The Hong Kong Polytechnic University 126 PHẦN PHỤ LỤC 127 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN THỊ LOAN NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN LỚP CỐT ĐỊA KỸ THUẬT KẾT HỢP CỌC CHỐNG SỬ DỤNG TRONG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2016 128 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN THỊ LOAN NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN LỚP CỐT ĐỊA KỸ THUẬT KẾT HỢP CỌC CHỐNG SỬ DỤNG TRONG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU Ngành : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Mã số : 62.58.02.05 Chun ngành : XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1: PGS TS Nguyễn Quang Toản 2: TS Vũ Đức Sỹ HÀ NỘI - 2016