Luận án được GS.TS Vũ Công Ngữ, PGS.TS Phạm Quang Hưng, TS. Lê Thiết Trung, TS. Phùng Đức Long, TS. Bùi Minh Đức những người thầy đã luôn tận tình giúp đỡ tác giả về chuyên môn và phương pháp nghiên cứu khoa học, ngay từ những ngày đầu khi tác giả bắt tay vào nghiên cứu và thực hiện luận án tiến sỹ.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG DƯƠNG DIỆP THÚY MỘT MƠ HÌNH TÍNH LÚN CỦA MÓNG CỌC CÓ XÉT ĐẾN PHÂN BỐ CỦA MA SÁT DỌC THÂN CỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 62580211 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÀ NỘI, NĂM 2018 I BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG DƯƠNG DIỆP THÚY Mã số: 62131106 MỘT MƠ HÌNH TÍNH LÚN CỦA MĨNG CỌC CĨ XÉT ĐẾN PHÂN BỐ CỦA MA SÁT DỌC THÂN CỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 62580211 LUẬN ÁN TIẾN SỸ Người hướng dẫn khoa học PGS TS PHẠM QUANG HƯNG TS LÊ THIẾT TRUNG Hà Nội, năm 2018 II LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả NCS DƯƠNG DIỆP THÚY i LỜI CẢM ƠN Để có kết nghiên cứu luận án này, tác giả nhận nhiều giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, nhà khoa học, đồng nghiệp, quan hữu quan, doanh nghiệp gia đình Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám hiệu, Khoa sau đại học, Khoa Xây dựng Cầu Đường, Viện Địa kỹ thuật Cơng trình, Khoa Công nghệ thông tin, Bộ môn Cơ học đất Nền móng, Bộ mơn Tin học Xây dựng trường Đại học Xây dựng Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình nghiên cứu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến doanh nghiệp: Cơng ty Cổ phần Phân bón Dầu khí Cà Mau (PVCFC), Cơng ty CP An Lạc… hỗ trợ số liệu thí nghiệm Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo, nhà khoa học công tác Khoa xây dựng Cầu Đường, Hội học đất Địa kỹ thuật cơng trình Việt Nam có ý kiến quý báu thiết thực Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến GS.TS Vũ Công Ngữ, PGS.TS Phạm Quang Hưng, TS Lê Thiết Trung, TS Phùng Đức Long, TS Bùi Minh Đức người thầy ln tận tình giúp đỡ tác giả chuyên môn phương pháp nghiên cứu khoa học, từ ngày đầu tác giả bắt tay vào nghiên cứu thực luận án tiến sỹ Bản luận án chắn không tránh thiếu sót, tác giả xin tiếp thu ý kiến đóng góp nhà khoa học bạn đồng nghiệp để hoàn thiện kết nghiên cứu Tác giả ii MỤC LỤC MỤC LỤC iii CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỈ SỐ xv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xviii MỞ ĐẦU 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU NỘI DUNG NGHIÊN CỨU NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN CẤU TRÚC LUẬN ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN, MƠ HÌNH TƯƠNG TÁC CỌC – ĐẤT 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN 1.1.1 Phương pháp thực nghiệm nửa thực nghiệm 1.1.2 Phương pháp móng quy ước 11 1.1.3 Phương pháp sử dụng hệ số tương tác 13 1.1.4 Phương pháp số 17 1.1.5 Nhận xét 18 1.2 MƠ HÌNH TƯƠNG TÁC CỌC – ĐẤT 20 1.2.1 Tương tác cọc – đất đường cong τ-z q-z (f-w q-w) 21 1.2.2 Các đường cong τ-z cho cọc đất cát tác dụng tải trọng nén 23 1.2.3 Các đường cong τ-z cho cọc đất sét 25 1.2.4 Phản lực mũi cọc 27 1.2.5 Nhận xét 30 1.3 TÓM LƯỢC CHƯƠNG 30 iii CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ SO SÁNH ĐƯỜNG CONG τ-z VÀ q-z VỚI MỘT SỐ LOẠI ĐẤT 32 2.1 MỘT SỐ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM 32 2.1.1 Công trình Vietinbank Tower (Bắc Thăng Long – Hà Nội) 32 2.1.2 Cơng trình Khách Sạn Dầu Khí (Hà Nội) 34 2.1.3 Cơng trình Pearl Phương Nam Towers – Trường Chinh – Thanh Xuân – Hà Nội 35 2.1.4 Cơng trình U Silk city – Khu đô thị Văn Khê – Hà Đông – Hà Nội 35 2.1.5 Cơng trình Indochina – Xuân Thủy – Cầu Giấy 36 2.1.6 Cơng trình Pacific Plaza 37 2.1.7 Tham khảo kết từ đề tài “Xác định sức kháng ma sát đơn vị thành cọc khoan nhồi cọc Barette cho số loại đất điển hình Hà Nội” 37 2.2 SO SÁNH MƠ HÌNH τ-z VỚI MỘT SỐ LOẠI ĐẤT Ở HÀ NỘI 37 2.2.1 Đối với số loại đất sét Hà Nội 37 2.2.2 Đối với số loại đất rời Hà Nội 47 2.3 SO SÁNH ĐƯỜNG CONG q-z VỚI MỘT SỐ LOẠI ĐẤT Ở HÀ NỘI 53 2.4 TÓM LƯỢC CHƯƠNG 55 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN CĨ XÉT ĐẾN SỰ PHÂN BỐ CỦA MA SÁT DỌC THÂN CỌC (SDF) 56 3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN CÓ XÉT ĐẾN SỰ PHÂN BỐ CỦA MA SÁT DỌC THÂN CỌC (SDF) 56 3.1.1 Nguyên lý phương pháp tính lún SDF 57 3.1.2 Phân tích ảnh hưởng tham số đầu vào 69 3.2 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH TÍNH LÚN THEO PHƯƠNG PHÁP SDF 74 3.2.1 Cơ sở khoa học, mục đích lựa chọn ngơn ngữ lập trình 74 3.2.2 Thuật tốn chương trình 74 3.2.3 Sơ đồ hệ thống chương trình SeDiF 1.0 78 3.2.4 Chức giao diện chương trình SeDiF 1.0 79 iv 3.3 TÓM LƯỢC CHƯƠNG 85 CHƯƠNG PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH LÚN CỦA PHƯƠNG PHÁP SDF 86 4.1 TÍNH TỐN CÁC TRƯỜNG HỢP GIẢ ĐỊNH NỀN ĐẤT 86 4.1.1 Mơ hình đài cọc bố trí cọc 86 4.1.2 Các thông số đất 86 4.1.3 Đường cong τ-z q-z 87 4.1.4 Kết tính tốn 88 4.2 KIỂM NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP SDF SO VỚI CÁC MƠ HÌNH THÍ NGHIỆM THỰC 90 4.2.1 Kết thí nghiệm Yasunori Koizumi 90 4.2.2 Kết từ mơ hình thí nghiệm O’Neill, M.W (1982) 97 4.2.3 Kết từ mơ hình thí nghiệm Phùng Đức Long (1993) 103 4.2.4 Kết từ mô hình thí nghiệm O’Neill (1981) 109 4.2.5 Kết từ mơ hình thí nghiệm Vesic (1967) 111 4.3 SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH THEO PHƯƠNG PHÁP SDF VỚI SỐ LIỆU QUAN TRẮC LÚN CỦA MỘT SỐ DỰ ÁN TẠI VIỆT NAM 113 4.3.1 Dự án Cà Mau 113 4.3.2 Hạng mục Bồn chứa Amonia (Amonia Storage Tank – S3) 114 4.3.3 Tháp chưng cất – Distillation tower S1 117 4.3.4 Máy nén tuần hoàn –Amonia Compressor 119 4.3.5 Hạng mục nhà loại bỏ CO2 121 4.4 DỰ ÁN CHUNG CƯ TẠI KHU ĐÔ THỊ MỚI VĂN GIANG, HƯNG YÊN 125 4.4.1 Giới thiệu dự án điều kiện địa chất 125 4.4.2 Hiệu chỉnh giá trị mô đun biến dạng lớp đất 127 4.4.3 Tính lún với Tháp 129 4.4.4 Tính lún với Tháp 133 4.5 TÓM LƯỢC CHƯƠNG 138 KẾT LUẬN 140 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 142 TÀI LIỆU THAM KHẢO 144 v PHỤ LỤC TÍNH TỐN 151 PHỤ LỤC 1: MÃ NGUỒN CHƯƠNG TRÌNH SDF 152 PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ TÍNH TỐN 178 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Chương Hình 1-1 Phân bố ứng suất cọc đơn nhóm cọc [38] Hình 1-2 Xác định ranh giới móng khối quy ước theo SP 24.13330.201 12 Hình 1-3 Xác định ranh giới móng khối quy ước theo Terzaghi (1948) [82] 13 Hình 1-4 Một số tương tác tính tốn theo Hain & Lee (1978) [56] 13 Hình 1-5 Tương tác cọc nhóm cọc 19 Hình 1-6 Cọc chịu tải trọng dọc trục 22 Hình 1-7 Mơ hình phương cọc chịu tải trọng dọc trục 23 Hình 1-8 Đường cong Coyle Sulaiman (1967) [46] đề xuất 24 Hình 1-9 Đường cong τ-z đất dính (Coyle Reese 1966) 26 Hình 1-10 Biểu đồ xác định sức kháng cực hạn theo su 26 Hình 1-11 Đường cong q-z theo API (1993) [36] 28 Hình 1-12 Đường cong q-z theo Zhang & He (2010) 30 Chương Hình 2-1 Các đầu đo biến dạng cọc thử [16], [21], [22] 33 Hình 2-2 Ma sát đơn vị huy động cho số loại đất Bắc Thăng Long – HN 34 Hình 2-3 Sức kháng mũi đơn vị huy động Bắc Thăng Long – Hà Nội 34 Hình 2-4 Các đầu đo biến dạng thân cọc thử (Loadtest, 2008) [17], [18] 35 Hình 2-5 Các đầu đo biến dạng thân cọc thử (Loadtest, 2009) [19], [20] 36 Hình 2-6 So sánh đường cong τ-z theo Coley & Reese kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng 39 Hình 2-7 So sánh đường cong τ-z theo Aschenbrener & Olson (1984) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng 40 Hình 2-8 So sánh đường cong τ-z theo Heydinger & O’Neill (1986) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng 41 Hình 2-9 So sánh đường cong τ-z theo Vijayvergiya (1977) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng (chuyển vị lớn 5mm) 41 vii Hình 2-10 So sánh đường cong τ-z theo Vijayvergiya (1977) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng (chuyển vị lớn 7mm) 42 Hình 2-11 Mối quan hệ chuyển vị/đường kính cọc ma sát bên/ma sát lớn cho đất sét trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng [14] 43 Hình 2-12 So sánh đường cong τ-z theo Coley & Reese (1966) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm 44 Hình 2-13 So sánh đường cong τ-z theo Aschenbrener & Olson (1984) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm 44 Hình 2-14 So sánh đường cong τ-z theo Heydinger & O’Neill (1986) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm 45 Hình 2-15 So sánh đường cong τ-z theo Vijayvergiya (1977) kết thí nghiệm với đất sét trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm 45 Hình 2-16 Mối quan hệ chuyển vị/đường kính cọc ma sát bên/ma sát lớn cho đất sét trạng thái dẻo chảy đến dẻo mềm [14] 46 Hình 2-17 Mối quan hệ chuyển vị/đường kính cọc ma sát bên/ma sát lớn cho đất cát mịn, cát thô lẫn cuội sỏi [14] 47 Hình 2-18 Mối quan hệ chuyển vị/đường kính cọc ma sát bên/ma sát lớn cho cuội sỏi lẫn cát [14] 48 Hình 2-19 So sánh đường cong τ-z theo API kết thí nghiệm với đất cát 49 Hình 2-20 So sánh đường cong τ-z theo Vijayvergiya kết thí nghiệm với đất cát 50 Hình 2-21 So sánh đường cong τ-z theo Mosher kết thí nghiệm với đất cát 50 Hình 2-22 So sánh đường cong τ-z theo API (1993) kết thí nghiệm với đất cát lẫn cuội sỏi 51 Hình 2-23 So sánh đường cong τ-z theo Vijayvergiya [88] kết thí nghiệm với đất cát lẫn cuội sỏi 52 Hình 2-24 So sánh đường cong τ-z theo API kết thí nghiệm với cuội sỏi 52 viii ... nhóm cọc có xét đến phân bố ma sát dọc thân cọc (SDF); Chương 4: Phân tích đánh giá kết tính lún mơ hình SDF; Kết luận kiến nghị; Danh mục cơng trình cơng bố; Tài liệu tham khảo; Phụ lục tính. .. VỚI MỘT SỐ LOẠI ĐẤT Ở HÀ NỘI 53 2.4 TÓM LƯỢC CHƯƠNG 55 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN CÓ XÉT ĐẾN SỰ PHÂN BỐ CỦA MA SÁT DỌC THÂN CỌC (SDF) 56 3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH LÚN... TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG DƯƠNG DIỆP THÚY Mã số: 62131106 MỘT MƠ HÌNH TÍNH LÚN CỦA MĨNG CỌC CĨ XÉT ĐẾN PHÂN BỐ CỦA MA SÁT DỌC THÂN CỌC CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 62580211 LUẬN