phân tích biện pháp thi công ép tĩnh kết hợp với khoan dẫn trong tính toán thiết kế nền móng nhà cao tầng

1 So sánh sức chịu tải của cọc xác định theo các công thức lý thuyết và thí nghiệm nén tĩnh hiện trường .... Phương pháp phân tích sử dụng các công thức tính toán theo TCXD 205-1998 và

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

PHÂN TÍCH BIỆN PHÁP THI CÔNG ÉP TĨNH KẾT HỢP VỚI KHOAN DẪN TRONG TÍNH TOÁN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA XÂY DỰNG & CƠ HỌC ỨNG DỤNG

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

“PHÂN TÍCH BIỆN PHÁP THI CÔNG ÉP TĨNH KẾ

̃N TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG”

Chủ nhiệm đề tài: Th.S Nguyễn Văn Chúng

Thành viên đề tài: Nguyễn Văn Huấn

Tp, HCM, Tháng 11/2011

T

Mã số: T2011-77/KHCN-GV

MỤC LỤC

Chương MỞ ĐẦU 5

1 Vấn đề thực tiền 5

2 Mục tiêu nghiên cứu 5

3 Phương pháp nghiên cứu 6

4 Ý nghĩa khoa học của đề tài 6

5 Phạm vi nghiên cứu của luận văn 6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN DẪN ÉP 7

1 1 Mở đầu 7

1.2 Thiết bị và biện pháp thi công cọc khoan dẫn ép 7

1.3 Xác lập nhiệm vụ nghiên cứu 11

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 12

2 1 SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC 12

2.1.1 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu 12

2.1.2 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền 12

2 2 TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN XUNG QUANH CỌC TRONG VÀ SAU KHI THI CÔNG 20

2.2 1 Đặc điểm trạng thái ứng suất – biến dạng của đất do thi công cọc 20

2.2.2 Trạng thái ứng suất - biến dạng ban đầu xung quanh cọc 21

2 3 NHẬN XÉT, KẾT LUẬN 22

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA BIỆN PHÁP THI CÔNG KHOAN DẪN ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐI QUA NHIỀU LỚP ĐẤT 23

3 1 Ảnh hưởng của việc hạ cọc vào lớp đất dính 23

3 2 Ảnh hưởng của việc hạ cọc vào lớp đất rời 27

CHƯƠNG 4 ÁP DỤNG GIẢI PHÁP CỌC ÉP BTCT KẾT HỢP KHOAN DẪN CHO CÁC CÔNG TRÌNH TẠI QUẬN 9, TP.HCM 29

4 1 So sánh sức chịu tải của cọc xác định theo các công thức lý thuyết và thí nghiệm nén tĩnh hiện trường 29

4 2 Xác định độ tăng sức chịu tải của cọc khi đi qua từng lớp đất tại mỗi hố khoan 30

4 3 Phân tích giải pháp co ̣c ép kết hợp với khoan dẫn vào công trình chung cư Phước Bình – Q.9, TP.HCM 32

Chương 5: KIẾN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

5 1 Kết luâ ̣n 40

5 2 Kiến nghi ̣ 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

“PHÂN TÍCH BIỆN PHÁP THI CÔNG ÉP TĨNH KẾT HỢP VỚI KHOAN DẪN TRONG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NỀN MÓNG NHÀ CAO TẦNG”

Nội dung của đề tài là phân tích sức chi ̣u tải của cọc và xác định hệ số giảm ma sát

m f của cọc đối với các loại đất khác nhau khi thi công ép cọc bê tông cốt thép có khoan dẫn trên nền địa chất thuộc khu vực Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh Phương pháp phân tích

sử dụng các công thức tính toán theo TCXD 205-1998 và các số liệu ép cọc hiện trường để xác định sức chịu tải của cọc khi đi qua từng lớp đất Từ đó thiết lập mối tương quan và xác định được hệ số giảm ma sát thực tế của các loại đất khác nhau khi thi công ép cọc có khoan dẫn Ngoài ra đề tài cũng đưa ra số liệu tổng hợp đánh giá về hiệu quả của dự á n sử dụng giải pháp cọc ép bê tong cốt thép có khoan dẫn để có những lưu ý trong tính toán thiết kế

Chương: MỞ ĐẦU

1 Vấn đề thực tiễn

Hiện nay, công tác thiết kế và thi công móng cọc ép bê tông cốt thép được ứng dụng khá rộng rãi và phổ biến trong các công trình dân dụng, công nghiệp do các ưu điểm về giá thành và kỹ thuật thi công so với cọc khoan nhồi

Tuy nhiên, có một số hạn chế và khuyết điểm của công tác thi công ép cọc do quá trình

ép có thể xuất hiện độ chối giả khi cọc đi qua các lớp cát khá dày Quá trình ép cọc cũng có thể làm ảnh hưởng đến các công trình lân cận do sự lèn chặt đất làm nền đất công trình xung quanh bị đẩy trồi hoặc lún sụt

Vì vậy, để tranh hiện tượng trên, cần phải làm giảm sự xuất hiện độ chối giả hay tránh

sự lèn ép lên nền đất các công trình xung quanh bằng biện pháp ép rung, khoan dẫn trước khi ép, ép có sối nước Trong đó, phương pháp cọc ép có khoan dẫn hiện nay được lựa chọn vì tính khả thi của nó

Tuy nhiên, việc thiết kế và thi công móng cọc ép có khoan dẫn ở Việt Nam hiện nay còn khá mới mẻ, được thực hiện theo tiêu chuẩn thiết kế TCXD 205-1998 và tiêu chuẩn thi công TCVN 286-2003 Việc thực hiện thiết kế theo tiêu chuẩn này bộc lộ nhiều hạn

từng địa chất khác nhau và đối với các đường kính lỗ khoan dẫn khác nhau Thực tế hiện nay, người thiết kế lựa chọn đường kính lỗ khoan và chiều sâu khoan dẫn dựa trên kết quả thử tĩnh các cọc thử rồi mới đưa ra được các số liệu thiết kế cuối cùng, do vậy làm mất nhiều thời gian và phát sinh thêm chi phí cho việc chờ đợi kết quả của công tác thử tĩnh

Nghiên cứu “phân tích biê ̣n pháp thi công ép tĩnh kết hợp với khoan dẫn trong tính toán thiết kế nền móng nhà cao tầng” được đặt ra như một nhu cầu cấp thiết trong thực tiễn nhằm góp phần làm hạn chế rủi ro vả phát sinh các chi phí cho công trình

2 Mục tiêu nghiên cứu

đường kính hố khoan

205-1998 và xác định theo thí nghiệm nén tĩnh hiện trường

 Phân tích tính hiệu quả của việc sử dụng giải pháp cọc ép có khoan dẫn so với giải pháp cọc khoan nhồi về mặt kinh tế và kỹ thuật thi công Từ đó lựa chọn phương án thi công hợp lý

cọc trong và sau khi thi công

3 Phương pháp nghiên cứu

trong quá trình thi công; sự thay đổi trạng thái ứng suất – biến dạng của đất xung quanh cọc sau thi công

205-1998

đó so sánh kết quả lý thuyết với kết quả hiện trường của các công trình thực tế và đưa ra nhận xét kiến nghị

4 Ý nghĩa khoa học của đề tài

các công thức TCVN 205:1998

khoan dẫn đối với từng loại đất khác nhau

có khoan dẫn nhằm lựa chọn phương án móng tối ưu, góp phần làm hạn chế phát sinh thời gian, chi phí cho công trình

5 Phạm vi nghiên cứu của đề tài

khoan dẫn lên sự giảm ma sát bên của cọc khi thi công ép cọc

đối với địa chất của các công trình thuộc Quận 9, Tp.Hồ Chí Minh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN DẪN ÉP

Cọc và móng cọc đã được sử dụng từ rất sớm Khoảng 12.000 năm trước, những người dân từ thời kỳ đồ đá mới của Thụy Sĩ đã biết sử dụng các cọc gỗ cắm xuống các hố nông để xây dựng trên hệ cọc này

Ngày nay, móng cọc BTCT đúc sẵn được dùng nhiều cho các công trình nhà cao tầng hoặc có số tầng vừa trên đất yếu, trong nhà dân dụng và các nhà xưởng, cho các công trình cầu, cảng, thủy lợi Nhưng đôi khi việc ép cọc bê tông cũng có lý do gây một số ít tác hại có thể ảnh hưởng tới những căn hộ liền kề vì vậy trong trường hợp này chúng ta phải khoan dẫn trước khi ép cọc bê tông với lý do sau :

1 – Nền móng nhà liền kề yếu, do xây dựng lâu năm

2 – Tác dụng của công tác khoan dẫn làm giảm sự đùn đất có thể gây lún, nứt, phồng nền nhà bên

1.2.1 Máy móc thiết bị thi công khoan dẫn thường dùng hiện nay:

1.2.2 Vật tư, nguyên liệu sử dụng:

Bốn nguyên liệu chính sử dụng trong quá trình thi công khoan dẫn: Điện, nước, dầu Diesel và bột Bentonite Trong quá trình thi công khoan dẫn, bột bentonite được sử dụng để pha chế dung dịch bentonite giữ ổn định thành hố khoan

1.2.3 Công tác quản lý chất lượng

- Công tác khoan dẫn được thực hiện tới độ sâu thiết kế, sử dụng phương pháp khoan thổi rửa bằng dung dịch sét bentonit

- Bột sét bentonite sử dụng trong thi công có chứng chỉ xuất xưởng và phiếu kiểm tra bảo đảm chất lượng

- Tiêu chuẩn kiểm tra dung dịch bentonite đảm bảo thành hố khoan không bị sập lỡ

- Đường kính mũi khoan: Tùy theo thiết kế và kích thước cọc

- Độ thẳng đúng của hố khoan sẽ được kiểm tra bằng máy toàn đạc hoặc bằng dây dọi đảm bảo độ thẳng đứng của hố khoan không sai lệch quá 1%

- Chiều sâu khoan dẫn kiểm tra trực tiếp bằng cách đo, vạch đánh dấu bên ngoài cần khoan

1.2.4 Triển khai thi công và giám sát quá trình thi công

a Quy trình thi công khoan dẫn:

b Mô tả quá trình thi công

- Sau khi nhận mặt bằng thi công khoan dẫn từ bên A, chủ nhiệm công trình chủ trì phân công, điều động, tổ chức các kỹ thuật công trình, các tổ đội thi công và thầu phụ cung cấp vật tư/ vật liệu thực hiện các công tác: vạch sơ đồ trình tự thi công thực

tế, định vị tim hố khoan, huy động và lắp đặt thiết bị chuẩn bị thi công

- Các công tác trên sau khi được kiểm tra KT1, KT2 thì coi như đã sẵn sàng để thi công khoan dẫn

Đào hố chứa dung dịch bentonite, chuẩn bị dung dịch khoan đúng yêu cầu

Kết thúc TC 1 hố khoan, chuyển sang hố khoan tiếp theo

Nghiệm thu, tổng hợp khối lượng thi công

Kết thúc và lưu hồ sơ

- Đưa mũi khoan vào đúng vị trí đã định vị: trước khi đưa vào đúng vị trí cần khẳng định là vị trí mốc định vị vẫn còn nguyên vẹn, không bị xê dịch, nếu có bất cứ nghi ngờ gì phải kiểm tra lại ngay như KT2 ở trên Đưa mũi khoan vào đúng vị trí, điều chỉnh độ thẳng đứng của cần khoan theo ít nhất 2 phương vuông góc nhau bằng dây dọi và quả dọi, khi nào đảm bảo các điều kiện trên thì mới tiến hành khởi động máy khoan để tiến hành khoan tới độ sâu thiết kế (đo, vạch bên ngoài cần khoan)

- Trong quá trình đưa mũi khoan xuống sâu, luôn theo dõi và điều chỉnh độ thẳng đứng của cần khoan theo ít nhất 2 phương vuông góc với nhau và ít nhất là 1 lần/5m chiều sâu hạ mũi khoan xuống đất Đồng thời theo dõi dung dịch khoan để đảm bảo

độ nhớt và tỉ trọng đạt yêu cầu giữ thành hố khoan ổn định

- Nếu KT4 đạt thì kết thúc thi công 1 hố khoan, chuyển sang hố khoan tiếp theo Nếu KT4 không đạt thì tiến hành khoan lại đến khi đạt yêu cầu KT4 thì kết thúc thi công

1 hố khoan và chuyển sang hố khoan tiếp theo

- Trong quá trình khoan, cán bộ kỹ thuật của đơn vị khoan và cán bộ kỹ thuật của tổng thầu cùng tư vấn giám sát và chủ đầu tư xác nhận phân cấp đất đá theo địa tầng thực

tế của lỗ khoan

c Hướng dẫn thi công

- Thi công khoan dẫn được thực hiện theo thứ tự các đài cọc Đối với mỗi đài có thể khoan tối đa 3 hố cho một lượt khoan theo hình zích zắc rồi chuyển sang đài liền kề theo hướng thi công Thứ tự khoan này để đảm bảo thành hố khoan không bị sập lở

và thuận tiện cho thi công ép cọc Sau khi ép xong 3 cọc tại các vị trí đã khoan mới tiến hành khoan tiếp các hố còn lại của đài cọc đó

- Nếu trong quá trình thi công ép cọc, thành hố khoan bị sập lỡ nhiều thì giảm số lượng hố khoan trong một đài cọc xuống 1 đến 2 hố khoan Sau khi hoàn thành ép cọc vào vị trí đã khoan dẫn mới chuyển sang khoan hố tiếp theo trong đài cọc đó

- Hướng thi công cụ thể sẽ theo sự chỉ đạo của kỹ sư công trường, tùy thuộc vào điều kiện thực tế tại mặt bằng công trường và tiến độ yêu cầu

d Hình ảnh thi công thực tế tại hiện trường

Thi công khoan dẫn

Thi công ép cọc

Với điều kiện địa chất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh và các vùng lân cận, mục đích

và nhiệm vụ của đề tài bao gồm:

thực tế theo các cách:

- Sử dụng các công thức tính toán theo TCXD 205-1998

- Xác định sức chịu tải của cọc bằng phương pháp nén tĩnh tại hiện trường

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

2.1 SỨC CHỊU TẢI DỌC TRỤC CỦA CỌC

2.1.1 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu

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

và sức chịu tải của cọc theo vật liệu có thể được tính theo công thức sau:

Rvl – cường độ chịu nén tính toán của vật liệu làm cọc

2.1.2 Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền

hoặc Qu = ASfs + Apqp

Đối với sức chịu tải đơn vị diện tích của phần đất nằm dưới đáy các móng sâu và móng cọc, công thức có thể xét đến hình dạng và chiều sâu chôn móng thường được diễn tả dưới dạng:

I I

– cọc trên toàn bộ mặt tiếp xúc của cọc và đất, lực chống cắt này cho bởi biểu thức quen thuộc của Coulomb:

lực ma sát xung quanh giữa cọc và đất

Phương pháp Coyle – Castillo

Năm 1981, Coyle – Castillo đưa ra một cách xác định sức chịu tải của cọc trong nền cát, sau hàng loạt phân tích các kết quả thí nghiệm nén tĩnh và đóng cọc thử tại hiện trường

fs – là lực ma sát đơn vị giữa đất và cọc được tác giả thiết lập quan hệ thực nghiệm với

Lưu ý rằng, phương pháp của Coyle – Castillo không xét đến loại vật liệu làm cọc, ảnh hưởng việc hạ cọc và điều kiện ứng suất ban đầu

Phương pháp tổng quát Kulhawy

Kulhawy đưa ra có dạng sau:

2.1.2.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền

Sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất dính

Do góc ma sát của cọc bằng không nên sức chịu tải sẽ có dạng

Trong đó:

6 cho cọc nhồi

không cố kết, không thoát nước, với cọc đóng chọn theo [5]

Sức chịu tải cực hạn trong đất rời

Với lực dính c = 0 nên sức chịu tải của cọc có dạng

2.1.2.3 Xác định sức chịu tải của cọc xét đến ảnh hưởng của khoan dẫn theo TCVN 205:1998

Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc được xác định theo công thức sau:

Trong đó:

m – hệ số làm việc của đất lần lượt ở mũi cọc và mặt bên cọc có kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến sức chống tính toán của đất xác định theo bảng sau:

Hạ cọc bằng cách đóng vào lỗ khoan mồi với

độ sâu mũi cọc không nhỏ hơn 1m dưới đáy

hố khoan khi đường kính lỗ khoan mồi:

Qu, sức chịu tải từ biến Qc và sức chịu tải cho phép Qa của cọc

a/ THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

- Thiết bị thí nghiệm bao gồm hệ gia tải, hệ phản lực và hệ đo đạc quan trắc

Hình 2.2 Sơ đồ lắp đặt thiết bị phản lực cọc neo

Hình 2.3 Sơ đồ lắp đặt thiết bị phản lực sàn chất tải

b/ CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM

- Việc thí nghiệm chỉ được tiến hành cho các cọc đã đủ thời gian phục hồi cấu trúc của đất bị phá hoại trong quá trình thi công Cụ thể được quy định như sau:

- Trong khoảng thời gian nghỉ của cọc, không được tiến hành các việc làm nhiễu môi

- Tải tác dụng phải đúng tâm, đảm bảo kích tiếp xúc tốt với cọc và đối trọng Đầu cọc thí nghiệm có thể được cắt bớt hoặc nối thêm để khoảng cách từ đầu cọc đến dầm chính đủ để lắp đặt kích và thiết bị đo Mặt đầu cọc được làm bằng phẳng và vuông góc với trục cọc, đầu cọc được gia cố thêm bằng cách đổ bê tông mac cao sau khi bổ sung đai thép để đảm bảo không bị phá hủy dưới tác dụng của tải trọng

- Hệ phản lực phải lắp đặt theo nguyên tắc cân bằng, đối xứng qua trục cọc, bảo đảm truyền tải trọng dọc trục, chính tâm lên đầu cọc

- Các dầm chuẩn được đặt song song hai bên cọc thí nghiệm, các trụ đỡ dầm được chôn chặt xuống đất Đồng hồ đo chuyển vị được lắp đối xứng hai bên đầu cọc và được gắn

ổn định lên các dầm chuẩn, chân của các đồng hồ được tựa lên dụng cụ kẹp đầu cọc hoặc tấm đệm đầu cọc (hoặc có thể lắp ngược lại)

c/ QUI TRÌNH GIA TẢI THEO TIÊU CHUẨN TCXDVN 269:2002

- Khi có yêu cầu thí nghiệm chu kì thì thực hiện theo quy trình gia tải sau:

thiết kế), sau đó giảm tải về 0 Giá trị mỗi cấp gia tải, giảm tải và thời gian giữ tải như quy trình gia tải tiêu chuẩn

cấp tải là 30 phút Tiếp tục gia tải đến cấp tải cuối của chu kỳ thứ hai, sau đó giảm tải về 0 Giá trị mỗi cấp gia tải, giảm tải và thời gian giữ tải cho chu kỳ thứ hai như quy trình gia tải tiêu chuẩn

trọng phá hoại hoặc tải trọng lớn nhất theo dự kiến, theo nguyên tắc cấp tải cuối của chu kỳ sau lớn hơn chu kỳ trước đó Có thể tăng gấp đôi cấp gia tải hoặc gia tải một lần đến cấp cuối của chu kỳ trước đó khi gia tải lại của chu kỳ sau

Bảng Thời gian theo dõi độ lún và ghi chép số liệu

Cấp gia tải

Không quá 10 phút một lần cho 30 phút đầu Không quá 15 phút một lần cho 30 phút sau đó Không quá 1 giờ một lần cho 10 giờ tiếp theo Không quá 2 giờ một lần cho 12 giờ sau cùng

Cấp gia tải lại và cấp

giảm tải

Không quá 10 phút một lần cho 30 phút đầu Không quá 15 phút một lần cho 30 phút sau đó Không quá 1 giờ một lần cho thời gian >1 giờ

d/ XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THEO TCXDVN 269:2002

Từ các số liệu thí nghiệm, thành lập các biểu đồ quan hệ sau:

- Biểu đồ quan hệ tải trọng - chuyển vị

- Biểu đồ quan hệ chuyển vị - thời gian của các cấp tải

- Biểu đồ quan hệ tải trọng - thời gian

- Biểu đồ quan hệ chuyển vị - tải trọng - thời gian

Sức chịu tải giới hạn của cọc đơn

Từ kết quả thí nghiệm, sức chịu tải giới hạn của cọc đơn có thể được xác định được bằng nhiều phương pháp Giá trị sức chịu tải giới hạn xác định theo phương pháp khác nhau thì khác nhau

d1/ Phương pháp đồ thị dựa trên hình dạng đường cong quan hệ tải trọng - chuyển vị

d.1.1 Phương pháp Davission: dùng cho thí nghiệm QM, có thể dùng như một tiêu chuẩn

chấp nhận cho cọc thí nghiệm thu nhỏ

d.1.2 Phương pháp Chin: dùng cả cho thí nghiệm QM và SM

d.1.3 Phương pháp De Beer: dùng cho thí nghiệm SM

d.1.4 Tiêu chuẩn 80% của Brinch Hansen: dùng cho cả thí nghiệm QM và SM, tiêu chuẩn

phá hoại rất phù hợp với phá hoại xuyên

d.1.5 Phương pháp Fuller và Hoy: dùng cho thí nghiệm QM, không thích hợp cho cọc dài vì

chúng có các chuyển vị đàn hồi lớn dẫn đến độ nghiêng 0.05in/tấn sẽ xẩy ra sớm hơn

d.1.6 Phương pháp Butler và Hoy: dung cho thí nghiệm QM

d.1.7 Tiêu chuẩn 90% của Brinch Hansen: Đây là phương pháp dùng để thử và có sai số,

dùng cho thí nghiệm CRP mà không quan tâm tới loại đất

d2/ Phương pháp dùng chuyển vị giới hạn tương ứng với sức chịu tải giới hạn:

d3/ Xét theo tình trạng thực tế thí nghiệm và cọc thí nghiệm:

Sức chịu tải giới hạn được lấy bằng cấp tải trọng trước cấp tải gây ra phá hoại vật liệu cọc Trong trường hợp phải dừng thí nghiệm sớm hơn dự kiến do điều kiện gia tải hạn chế thí sức chịu tải giới hạn bằng tải trọng lớn nhất khi dừng thí nghiệm

Sức chịu tải cho phép của cọc đơn thẳng đứng thường được xác định bằng sức chịu tải giới hạn hoặc tải trong phá hoại chia cho hệ số an toàn Thông thường hệ số an toàn Fs =

2, tuy nhiên việc áp dụng hệ số an toàn cao hơn hoặc thấp hơn tuỳ thuộc vào mức độ quan trọng của công trình, điều kiện đất nền, đặc điểm cọc và phương pháp thí nghiệm

2.2 TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT NỀN XUNG QUANH CỌC TRONG VÀ SAU KHI THI CÔNG

2.2.1 Đặc điểm trạng thái ứng suất – biến dạng của đất do thi công cọc

Tương tác giữa cọc và khối đất xung quanh cọc bắt đầu từ khi thi công cọc và tiếp diễn cho đến khi cọc chịu tải trọng của công trình Khi đó, trong khối đất hình thành trạng thái ứng suất – biến dạng khác nhau tại các vị trí dưới mũi và xung quanh cọc

0.01 0 1 2

o w r

Hình 2.4 Biểu đồ quan hệ áp lực nước lỗ rỗng xung quanh cọc

Trong đất xét theo thời gian sau khi đóng cọc

Quá trình chùng ứng suất như trên sẽ có sự khác biệt đáng kể trong đất không bão hòa

và đất bão hòa nước

Để định lượng trạng thái ứng suất - biến dạng của khối đất tương tác với cọc cần xét 2 giai đoạn cơ bản sau :

- Giai đoạn thi công cọc và cho cọc nghỉ

- Giai đoạn cọc làm việc dưới tác động của tải trọng công trình

Rõ ràng 2 giai đoạn này sẽ ảnh hưởng lẫn nhau và đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành khả năng chịu tải của cọc

2.2.2 Trạng thái ứng suất - biến dạng ban đầu xung quanh cọc

Trong quá trình đóng (ép) cọc khối đất xung quanh sẽ bị phá hoại và dịch chuyển do sự chiếm chỗ của cọc Khối đất hình trụ đã ép ra xung quanh và hình thành một vành đai dẻo với đường kính xác định được từ biến dạng thể tích đất do nén ép Đường kính

Rõ ràng, phản lực đàn hồi của đất xung quanh cọc phụ thuộc độ cứng của đất, tức là phụ

định trong điều kiện không thoát nước

Dễ dàng thầy rằng trong trường hợp đất bão hòa nước, ứng suất hữu hiệu tiếp xúc (và áp lực nước lỗ rỗng) thay đổi theo thời gian đến cuối cùng đạt giá trị tổng ứng suất Do đó,