PHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOC

PHẦN 11: MỐ TRỤ VÀ TƯỜNG CHẮN.DOC PHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOCPHẦN 10: NỀN MÓNG TRONG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG.DOC

Tiêu chuẩn thiết kế cầu Phần 10 - Nền móng 10.1 Phạm vi Các quy định phần cần áp dụng để thiết kế móng mở rộng, móng cọc đóng móng cọc khoan nhồi Cơ sở mang tính xác suất Tiêu chuẩn thiết kế này, tổ hợp tải trọng, hệ số tải trọng, sức kháng, hệ số sức kháng độ tin cậy thống kê phải đợc xem xét lựa chọn phơng pháp tính sức kháng khác với phơng pháp đợc đề cập Các phơng pháp khác, đặc biệt đợc công nhận mang tính địa phơng đợc xem thích hợp cho điều kiện địa phơng, đợc sử dụng nh chất thống kê hệ số đợc cho đợc xem xét thông qua việc sử dụng quán lý thuyết độ tin cậy, đợc Chủ đầu t chấp thuận 10.2 Các định nghĩa Cọc xiên - Cọc đóng có góc nghiêng so với phơng thẳng đứng để tạo sức kháng cao tải trọng ngang Cọc chống - Cọc chịu tải trọng dọc trục nhờ ma sát hay sức chịu lực mũi cọc Tổ hợp cọc chống cọc ma sát- Cọc có đợc khả chịu lực từ tổ hợp sức chịu mũi cọc sức kháng bao quanh dọc thân cọc Đế móng tổ hợp - Móng đỡ cột Đá chịu lực tốt - Khối đá có kẽ nứt không rộng 3,2 mm Móng sâu - Móng mà sức chống có đợc truyền tải trọng tới đất hay đá độ sâu bên dới kết cấu khả chịu lực đáy, dính bám hay ma sát, hai Cọc khoan - Một kiểu móng sâu, đợc chôn toàn hay phần đất đợc thi công cách đổ bê tông tơi hố khoan trớc có cốt thép Cọc khoan có đợc khả chịu tải từ đất xung quanh hay từ địa tầng đất hay đá phía dới mũi cọc Cọc khoan thờng đợc coi nh giếng chìm, giếng chìm khoan, cọc khoan hay trụ khoan Tiêu chuẩn thiết kế cầu ứng suất hữu hiệu - ứng suất ròng toàn điểm tiếp xúc phần tử đất, nói chung đợc xem nh tơng đơng với tổng ứng suất trừ áp lực nớc lỗ rỗng Cọc ma sát - Cọc mà toàn khả chịu lực chủ yếu có đợc từ sức kháng đất bao quanh dọc thân cọc đợc chôn đất Móng độc lập - Đỡ đơn lẻ phần khác cấu kiện kết cấu phần dới; móng đợc gọi móng có đế Tiêu chuẩn thiết kế cầu Chiều dài mãng - KÝch thíc theo h×nh chiÕu b»ng lín nhÊt cđa cÊu kiƯn mãng Tû lƯ qu¸ cè kÕt - đợc định nghĩa tỷ lệ áp lực tiền cố kết ứng suất hữu hiệu thẳng đứng Cọc - Một kiểu móng sâu tơng đối mảnh đợc chôn toàn hay phần đất, đợc thi công đóng, khoan, khoan xoắn, xói thuỷ lực hay phơng pháp khác có đợc khả chịu tải từ đất xung quanh và/ hay từ địa tầng đất hay đá bên dới mũi cọc Mố cọc - Mố sử dụng cọc nh cấu kiện cột Mũi cọc - Miếng kim loại gắn vào đầu xuyên cọc để bảo vệ cọc chống h hỏng trình đóng cọc thuận tiện cho việc xuyên qua lớp vật liệu chặt Thẩm lậu - Sự xói mòn dần đất thấm nớc mà kết tạo mạch mở đất, qua nớc chảy cách nguy hiểm không kiểm soát đợc Sự lún chìm - Một tính làm việc quan sát đợc số thí nghiệm chất tải cọc, mà độ lún cọc tiếp tục tăng không tăng tải trọng Cọc chống - Cọc mà toàn khả chịu lực chủ yếu có đợc từ lực kháng vật liệu móng mà mũi cọc tựa vào RQD (Rock Quality Designation) Chỉ tiêu xác định chất lợng đá Móng nông - Móng có đợc sức chịu tải cách truyền tải trọng trực tiếp tới lớp đất hay đá chiều sâu nông Mặt trợt - Bề mặt bị mài thành khe sét đá chuyển vị cắt theo mặt phẳng Tổng ứng suất - Tổng áp lực đất nớc lên hớng Chiều rộng móng - Kích thớc theo hình chiÕu b»ng nhá nhÊt cđa cÊu kiƯn mãng 10.3 C¸c ký hiệu Tiêu chuẩn thiết kế cầu Các đơn vị đo lờng kèm theo diễn giải thuật ngữ đơn vị gợi ý Có thể dùng đơn vị khác phù hợp với diễn giải đợc xem xét: A = diện tích đế móng hữu hiệu dùng để xác định độ lún đàn hồi móng chịu tải trọng lệch tâm (mm2) (10.6.2.2.3b) Ap = diện tích mũi cọc hay chân đế cọc khoan (mm2) (10.7.3.2) As = diƯn tÝch bỊ mỈt cđa cäc khoan (mm2) (10.7.3.2) asi = chu vi cäc ë ®iĨm ®ang xÐt (mm) (10.7.3.4.3c) Au = diƯn tÝch bÞ cđa cäc khoan cã ®Õ loe (mm) (10.8.3.7.2 ) B = chiỊu réng cđa ®Õ mãng (mm); chiỊu réng cđa nhãm cäc (mm) (10.6.3.1.2c) B = chiỊu réng h÷u hiƯu cđa ®Õ mãng (mm) (10.6.3.1.5 ) Cae = hƯ số độ lún thứ cấp dự tính theo kết thí nghiệm cố kết phòng mẫu đất nguyên dạng (DiM) (10.6.2.2.3c) Cc = số nén (DIM) (10.6.2.2.3c) Tiêu chuẩn thiết kế cầu Cce = tỷ sè nÐn (DIM) (10.6.2.2.3c) Ccr = chØ sè nÐn l¹i (DIM) (10.6.2.2.3c) Co = cờng độ chịu nén trục đá (MPa ) (10.6.2.3.2 ) CPT = thí nghiệm xuyên côn tĩnh (10.5.6 ) Cre = tỷ số nén l¹i (DIM) (10.6.2.2.3c) Cv = hƯ sè cè kÕt ( mm2/ N¡M) (10.6.2.2.3c) Cw1Cw2 = c¸c hƯ sè hiƯu chØnh xét đến hiệu ứng nớc ngầm (DIM) (10.6.3.1.2c) c độ dính đất ( MPa ); cờng độ chịu cắt không thoát nớc (MPa) (10.6.3.1.2b) = c q, c = hƯ sè nÐn lón cđa ®Êt (DIM) (10.6.3.1.2c) c1 = cờng độ chịu cắt không thoát nớc lớp đất đợc miêu tả Hình (MPa) (10.6.3.1.2b ) c2 = cờng độ chịu cắt lớp ®Êt díi (MPa) (10.6.3.1.2b) c = øng st h÷u hiƯu đợc chiết giảm, độ dính đất chịu cắt thủng (MPa) (10.6.3.1.2b ) D = chiều rộng ®êng kÝnh cäc (mm); ®êng kÝnh cäc khoan (mm) (10.7.3.4.2a) (10.8.3.3.2 ) D = chiều sâu hữu hiệu nhóm cọc (mm) (10.7.2.3.3) Db = chiều sâu chôn cọc tầng chịu lực (mm) (10.7.2.1 ) Df = chiều sâu chôn móng tính từ mặt đất đến đáy móng (mm) (10.6.3.1.2b) Tiêu chuẩn thiết kế cầu Di = chiều réng hay ®êng kÝnh cäc ë ®iĨm ®ang xem xÐt (mm) (10.7.3.4.3c) Dp = ®êng kÝnh mòi cäc khoan (mm); ®êng kÝnh phÇn loe (mm) (10.8.3.3.2 ) (10.8.3.7.2 ) dq = hệ số chiều sâu (DiM) (10.6.3.1.2c) Ds = đờng kính hố cọc cọc khoan đợc chôn đá (mm) (10.7.3.5) Dw = chiều sâu đến mặt nớc tính từ mặt đất (mm) (10.6.3.1.2c) d = hệ số chiều sâu để ớc tính khả cọc đá (10.7.3.5 ) Em = mô đun ớc tính khối đá (MPa) (C10.6.2.2.3d ) Eo = mô đun đàn hồi đá nguyên khối (MPa) (10.6.2.2.3d ) Ep = mô đun đàn hồi cọc(MPa) (10.7.4.2 ) Es = mô đun đàn hồi đất (MPa) (10.7.4.2 ) Er = mô đun đàn hồi đá trờng (MPa) (10.8.3.5 ) eB = độ lệch tâm tải trọng song song với chiều rộng đế móng (mm) (10.6.3.1.5 ) eL = độ lệch tâm tải trọng song song với chiều dài đế móng (mm) (10.6.3.1.5 ) eo = hệ số rỗng ứng với ứng suất hữu hiệu thẳng đứng ban đầu (DIM) (10.6.2.2.3c) Fr = hệ số giảm sức kháng mũi cọc cọc khoan đờng kính lớn (DIM) (10.8.3.3.2 ) Tiêu chuẩn thiết kế cầu f c = cờng độ chịu nén 28 ngày bê tông (MPa) (10.6.2.3.2 ) fs = ma sát ống đo từ thí nghiệm xuyên hình nón (MPa) (10.7.3.4.3a ) fsi = søc kh¸ng ma s¸t èng đơn vị cục từ CPT điểm xét (MPa) (10.7.3.4.3c) g = gia tèc träng trêng ( m/s2) H = thành phần ngang tải trọng xiên (N); khoảng cách từ mũi cọc đến đỉnh địa tÇng thÊp nhÊt (mm) (10.6.3.1.3b) Hc = chiỊu cao cđa lớp đất chịu nén (mm) (10.6.2.2.3c) HD = chiều cao đờng thoát nớc dài lớp đất chịu nÐn (mm) (10.6.2.2.3c) Hs = chiỊu cao cđa khèi ®Êt dốc (mm); chiều sâu chôn cọc cọc khoan ngàm đá (mm) (10.6.3.1.2b) (10.7.3.5 ) Tiêu chuẩn thiết kế cầu HS2 = khoảng cách từ đáy móng ®Õn ®Ønh cđa líp ®Êt thø hai (mm) (10.6.3.1.2b) hi = khoảng chiều dài điểm xét (mm) (10.7.3.4.3c) I = hệ số ảnh hởng đến độ chôn hữu hiƯu cđa nhãm cäc (DIM) (10.7.2.3.3) I = hƯ sè ảnh hởng tính đến độ cứng kích thớc đế móng (DIM ); mô men quán tính cọc ( mm4) (10.6.2.2.3d ) (10.7.4.2 ) i q, i  = hệ số xét độ nghiêng tải trọng (DiM) (10.6.3.1.2c) K = hƯ sè trun t¶i träng (DIM) (10.8.3.4.2 ) Kc = hệ số hiệu chỉnh xét ma sát thành èng lãt ®Êt sÐt (DIM) (10.7.3.4.3c) Ks = hƯ số hiệu chỉnh xét ma sát thành ống lót cát (DIM) (10.7.3.4.3c) Ksp = hệ số khả chịu tải không thứ nguyên (DIM) (10.7.3.6 ) K = hệ số khả chịu tải kinh nghiệm theo Hình 10.6.3.1.3d-1 (DIM) (10.6.3.1.3d ) L = chiỊu dµi mãng (mm) (10.6.3.1.5 ) L = chiều dài đế móng hữu hiệu (mm) (10.6.3.1.5) Lf = chiều sâu đến điểm đo ma sát thành ống lót (mm) (10.7.3.4.3c) Li = chiều sâu tính đến khoảng cách điểm xét (mm) (10.7.3.4.3c) N = thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) số đếm búa đập (búa/300 mm) (10.7.2.3.3) Tiêu chuẩn thiết kế cầu N = số đếm búa đập SPT trung bình (cha hiƯu chØnh ) däc theo ch©n cäc (bóa/ 300 mm) (10.7.3.4.2b ) Nc = hệ số khả chịu tải (DIM) (10.6.3.1.2b ) Nq , N = hệ số khả chịu tải (DIM) (10.6.3.1.2c) Ncm, Nqm = hệ số khả chịu tải sửa ®ỉi (DIM) (10.6.3.1.2b) Ncm, Nqm ,Nm = c¸c hƯ sè khả chịu tải sửa đổi (DIM) (10.6.3.1.2b) Ncorr = số đếm búa SPT đợc hiệu chỉnh ( búa/ 300mm (10.7.2.3.3) N corr = giá trị trung bình sè ®Õm bóa SPT ®· hiƯu chØnh ( bóa/ 300mm) (10.6.3.1.3b) Nm = hệ số khả chịu tải (DIM) (10.6.3.1.2b ) Nms = thông số đá (DIM) (10.6.2.3.2 ) Nu = hệ số dính bám bị nhổ tÝnh cho ®Õ loe (DIM) (10.8.3.7.2 ) Nm = hƯ số khả chịu tải sửa đổi (DIM) (10.6.3.1.2c) N1 = sức kháng SPT hiệu chỉnh theo độ sâu ( búa/ 300 mm); số khoảng chia mặt đất điểm dớimặt đất 8D (10.6.2.2.3b-1) (10.7.3.4.3c) N2 = số khoảng chia điểm dớimặt đất 8D mũi cọc (10.7.3.4.3c) nh = tốc độ tăng mô đun đất theo độ sâu ( MPa/ mm) (10.7.4.2 ) = áp lực giới hạn thu đợc từ kết thí nghiệm nén hông (MPa) PL (10.6.3.1.3d ) Tiêu chuẩn thiết kế cầu 10 po = tổng áp lực nằm ngang độ sâu đặt dụng cụ thÝ nghiƯm nÐn h«ng (MPa) (10.6.3.1.3d ) Qep = søc kháng bị động đất có sẵn suốt tuổi thä thiÕt kÕ cña kÕt cÊu (N) (10.6.3.3) Qg = sức kháng danh định nhóm cọc ( N) (10.7.3.10.1 ) QL = sức kháng ngang ( bên ) danh định cọc đơn ( N) (10.7.3.11) QLg = sức kháng bên danh định nhóm cọc ( N) (10.7.3.11 ) Qn = sức kháng danh định( N) (10.6.3.3) Qp = tải trọng danh định mũi cọc chịu (N) (10.7.3.2 ) QR = søc kh¸ng tÝnh to¸n (N) (10.6.3.3) Tiêu chuẩn thiết kế cầu 151 Việc phát triển phơng pháp thc nghiệm gần đợc mô tả Dezfulian Prager (1978) tơng quan thí nghiệm xuyên tĩnh CPT với thí nghiệm xuyên động tiêu chuẩn SPT cho phép số đo xuyên tĩnh CPT cát (đợc biểu thị điểm kháng qo) đợc dùng nh thớc đo khả hoá lỏng CPT có lợi kinh tế SPT, chúng cung cấp số lỏng liên tục độ kháng theo chiều sâu, mạch liên kết mỏng có khả hoá lỏng cát đợc xác định rõ Mặc dù thí nghiệm xuyên tĩnh có lợi rõ ràng phơng pháp đánh giá hoá lỏng khoáng sàng định hớng, nhng phải lu ý tơng quan thực nghiệm đợc thiết lập từ sở liêụ hạn chế trờng bao gồm chủ yếu trầm tích loại cát bùn hạt nhỏ Sự tơng quan bị phân tán bùn cát bùn sỏi (ở liệu blowcount khó giải thích) với cát thô, nơi mà hệ thống thoát nớc phần đạt tới áp suất ống xảy động đất Hơn thế, tình có ứng suất phụ xuất hoạt động xây dựng, cần cẩn thận giải thích tơng quan Phơng pháp phân tích - Cách tiếp cận phân tích nhằm đánh giá khả hoá lỏng phải dựa s so sánh cờng độ hoá lỏng khoáng sàng hình thành từ kiểm tra thí nghiệm theo chu kỳ mẫu không nhiễu ứng suất cắt gây động đất Trong cách tiếp cận này, phải thấy đợc phát triển đờng cong cờng độ hoá lỏng lấy từ kết chỉnh số liệu thí nghiêm phòng điểm để tính yếu tố nh mô ứng suất tuần hoàn xác, tạp âm mẫu, ảnh hởng lão hoá, trình ứng suất tuần hoàn khoáng sàng, chấn cấp ứng suất theo phơng ngang chỗ Những mô yêu cầu trình độ kỹ s phù hợp Đồng thời nhiều trơng hợp lấy đợc mẫu cát không nhiễu Độ cong cờng độ hoá lỏng đợc tạo thành nhất, phân tích ứng suất toàn phần đợc sử dụng, khả hoá lỏng đợc đánh giá từ so sánh với ứng suất cắt gây động đất theo dự tính đợc thể hình Tiêu chuẩn thiết kế cầu 152 Dạng cân chu kỳ Dự đoán miền hóa hỏng đờng cong cờng ®é rót tõ sè liƯu thÝ nghiƯm phßng Số chu kỳ gây hoá lỏng hệ sô an toàn < 1) ứng suất tuần hoàn h hỏng N chu kú (theo thÝ nghiƯm phßng Vïng hãa lánh ChiỊu dµi Tû lƯ øng st T/ o ' ứng suất cắt Chu kỳ cân ứng suất ®èi víi N chu kú ®éng ®Êt (theo ph©n tích động) Hình A10.1-3 - Nguyên tắc phơng pháp phân tích (ứng suất toàn phần) để đánh giá khả h hỏng Mức độ ứng suất cắt động đất đợc thiết lập từ phơng pháp đơn giản hoá (Seed and I driss 1971 ) từ đánh giá tỉ mỉ nhờ sử dụng chơng trình ứng xử động "tuyến tính cân bằng" đơn chiều, ví dụ nh SHAKE Mức ứng suất trung bình đợc thiết lập cách sử dụng khái niệm cân số chu kỳ (xấp xỉ 10 động đất M7 30 M8.5) Gần hơn, chơng trình phi tuyến đợc định hớng cho việc tính toán ứng xử Một biểu rõ việc phát triển hoá lỏng tăng lên không ngừng đợc nhËn biÕt b»ng c¸ch sư dơng c¸ch tiÕp cËn øng suất có hiệu điểm mà áp lực nớc lên lỗ rỗng tăng lên đồng thời với lời giải ứng xử động học phi tuyến ( Finn 1978, Martin Seed 1979) ảnh hởng khả áp lực nớc lên lỗ rỗng biến động đất đợc tính đến Cách tiếp cận cho số liệu thời điểm tăng áp lực nớc lên lỗ rỗng trình động đất nh hình Tiêu chuẩn thiết kế cầu 153 Hiệu ứng ban đầu ứng suất pháp Thời gian = giây áp lực lỗ rõng (MPa) Chiều sâu (mét) Hiệu ứng ban đầu ứng suất pháp Thời gian = giây Chiều sâu (mét) áp lực lỗ rõng (MPa) Hình A10.1-4 - Phơng pháp ứng suất có hiệu để nhận biết hoá nhờ hiệu ứng thấm (theo Finn 1977) Tiêu chuẩn thiết kế cầu 154 Chấn cấp động đất, m Cần ý biểu xấu khả hoá lỏng thấy đợc cách sử dụng mối tơng quan thực nghiệm hình thành chấn cấp động đất khoảng cách từ chấn tâm tới vùng hoá lỏng xa Một mối quan hệ nh đợc Youd Perkins miêu tả đợc sử dụng nh sở cho việc chuẩn bị đồ cảm nhận rạn nứt mặt đất gây hoá lỏng Đờng biên đợc tác giả Youd dùng, 1978 Đờng biểu thị khoảng cách chấm tâm kuribayshi tatsuoka, 1975 Khoảng cách từ nguồn đến vùng có hiệu ứng hoá lỏng nhận biết trớc, r, tính kilomét Hình 10.1-5- Khoảng cách cực đại đến vùng h hỏng đợc nhận biết nh hàm số chấm cấp động đất Tiêu chuẩn thiết kế cầu 155 A10.2 ThiÕt kÕ mãng Th«ng thêng thùc tÕ ngêi ta chÊp nhËn viƯc thiÕt kÕ mãng chèng ®éng đất việc phải sử dụng cách tiếp cận tĩnh học hình thức, tải trọng động đất tác động lên móng đợc xác định từ phản lực momen cần thiết cho cân kết cấu Mặc dù cách tiếp cận thiết kế sức chịu tải theo kiểu truyền thống đợc áp dụng với yếu tố giảm sức chịu tải tơng thích nh muốn có giới hạn an toàn chống h hỏng, phải lu ý số yếu tố liên quan ®Õn tÝnh ®éng häc cđa t¶i träng ®éng ®Êt Díi tải trọng chu kỳ tần số động đất, độ bền sinh nhiều lớp đất lớn độ bền tĩnh học Đối với đất không dính không bão hoà, tăng lên khoảng 10%, đất dính tăng lên 50% Tuy nhiên lớp đất sét bão hoà yếu cát bão hoà, phải phát khả thoái hóa độ bền độ cứng dới tải trọng lặp theo chu kỳ Đối với cầu đợc phân loại Khu vực 2, việc sử dụng sức bền tĩnh học đất để đánh giá móng đủ tin cậy an toàn hầu hết trờng hợp, độ bền độ cứng dới tác dụng tải trọng lặp vấn đề độ động đất nhỏ Tuy nhiên, cầu Khu vực 3, cần phải quan tâm đến khả độ cứng, độ bền đất trờng đánh giá khả giới hạn móng cho thiết kế động đất Vì tải trọng động đất xảy ngắn thiên nhiên, khả chịu lực đất thời gian ngắn chu kỳ tải trọng không đáng kể Có thể cần phải quan tâm đến độ chuyển vị độ quay móng theo chu kỳ kết hợp với biến dạng đất, có ảnh hởng đáng kể đến chuyển vị kết cấu phân bố momen uốn lực cắt trụ (cột) kết cấu khác Do phù hợp móng làm ảnh hởng tới phân bố lực mô men kết cấu tác động đến dự báo chu kỳ thiên nhiên nên cần có hệ số độ cứng tơng đơng cho hệ số móng Trong nhiều trờng hợp, việc sử dụng giải pháp phân tích khác đợc dùng cho chân bệ cọc, giả thiết đất môi trờng đàn hồi Trong sử dụng công thức cần phải nhận biết hệ số đàn hồi t- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 156 ơng đơng đất hàm số biên độ ứng suất, giá trị mô đun tải trọng động đất cao không đáng kể so với đánh giá mô đun tải trọng động đất thấp Sự tơng quan mô đun chống cắt biên độ ứng suất cắt trờng hợp cát đợc thể hình hệ số mô đun chống cắt G/g max Miền tiêu biểu liệu ứng suất cắt Hình A10.2-1 - Biến đổi mô đun chống cắt với ứng suất cắt cát Dựa sở quan sát thực nghiệm quan sát hiên trờng, ngời ta ngày nhận thấy dạng móng (uplift) lắc l (rocking) tức thời chậm tải động đất làm cho móng tách vỡ khỏi đất, chấp nhận để thiết kế xác biện pháp ngăn ngừa (Taylor Williams 1979) Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy biến dạng quay bên dới móng lắc l tạo hiệu cho tiêu hao lợng Tuy nhiên, cần phải cẩn thận để tránh việc gây biến dạng dọc đáng kể với chảy dẻo đất trình lắc l động đất nh di chuyển giới hạn trụ Những điều dẫn đến khó khăn thiết kế với thay tơng đối nhiều Tải trọng ngang cọc - Phần lớn giải pháp phổ biến ®Ĩ íc tÝnh ®é cøng ngang cđa cäc th¼ng ®øng dựa giả thiết làm việc đàn hồi áp dụng khái niệm dầm tơng Tiêu chuẩn thiết kế cầu 157 đơng (Davisson Gill 1960), dầm đàn hồi Winkler (Matlock Reese 1960), giải pháp chuỗi liên tục đàn hồi (Poulos 1971) Tuy nhiên, việc sử dụng phơng pháp có xét đến phản lực thứ yếu phi tuyến dẫn đến cho phép phá huỷ đất quan trọng tải trọng ngang mức cao cọc nằm đất sét mềm cát Cách làm nh đợc đề cập lời đề nghị Viện dầu khí Mỹ để thiết kế dàn khoan khơi Phơng pháp áp dụng phản lực thứ yếu phi tuyến đờng cong P-Y cát đất sét đợc phát triển cách thực nghiệm từ thí nghiệm chất tải trờng Các yếu tố chung phân tích API trờng hợp cát đợc minh họa Hình Dới tải trọng lớn, vùng phá huỷ bị động phát triển gần đầu cọc Các liệu thí nghiệm giới hạn bền,pu, tải trọng ngang tơng ứng với độ võng đầu cọc, yu, khoảng 3d/80, d đờng kính cọc Lu ý phần lớn sức kháng theo phơng ngang tập trung bên với độ sâu khoảng 5d Phơng pháp API cho thấy thoái hóa độ bền chống lực ngang với trọng tải tuần hoàn, trờng hợp cát bão hoà, thoái hóa nêu không phản ánh gia tăng áp suất nớc lên lỗ rỗng Sự giảm độ bền chống lực ngang động đất gây ra, gia tăng áp lực nớc hổng trờng tự cát bão hoà đợc miêu tả Finn Martin (1979) Một phơng pháp sè cho phÐp sư dơng ®êng cong P.Y ARL ®Ĩ tính đặc trng độ cứng cọc hình thành bớc cho chơng trình máy tính BMCOL76 đợc mô tả Bogard Matlock (1977) Tiêu chuẩn thiết kế cầu 158 Tải tọng ngang Biến dạng Mô men uốn Vùng bị động environment P Động Tải trọng tĩnh Pu TÜnh Chu kú u cđa t¶i TÜnh lùc Chu kú yếu - chiều sâu 20m Sự thoái hóa phù hợp kết cấu sau xem xét lại vùng bị động sau vài chu kỳ hàm số độ sâu đến 40m Hình A10.2-2 - Tải trọng ngang cọc cát - sử dụng tiêu chuẩn API Sự ảnh hởng hoạt động nhóm lên độ cứng cọc chủ đề gây tranh cãi Các giải pháp dựa lý thuyết đàn hồi gây hiểu nhầm độ cong xuất gần đầu cọc DÉn chøng thùc nghiƯm cho thÊy r»ng t¸c dơng cđa nhóm không đáng kể cọc có khoảng cách trống lớn 4d tới 6d Đối với hệ thống cọc xiên, tính toán độ cứng cọc theo phơng ngang đợc tổ hợp độ cứng cọc chịu nén chịu kéo dọc trục Việc thừa nhận biến dạng uốn nhóm cọc xiên tạo thành phản lực cao đầu cọc vấn đề quan trọng Nên nhớ cho dù cọc xiên có kinh tế chịu tải trọng ngang, nhng góc nghiêng theo phơng ngang nhọn gây lực dọc trục Do đó, thay đổi ngang tơng đối rộng vùng bùn bao quanh dẻo xuất đáp ứng động đất kiểu trờng tự trờng ( đặc biệt thay đổi lớn độ cứng đất xuất suốt độ dài cọc), thay đổi tơng đối gây momen uốn cọc cao Vì lý này, hệ thống cọc đứng dẻo đợc kiến nghị chỗ mà tải trọng ngang gây Tiêu chuẩn thiết kế cầu 159 uốn gần đầu cọc Tuy nhiên, hệ thống cọc nh phải đợc thiết kế cọc mềm chuyển vị ngang lớn cần thiết để chống lại tải trọng ngang Một thiết kế có tính đến sử dụng cọc xiên đặt khoảng cách định mang lại hệ thống có lợi độ thích ứng giới hạn tính kinh tế để chịu lực dọc trục lực ngang gây Sự tơng tác cọc đất - Việc sử dụng đặc điểm độ cứng cọc để xác định momen uốn cọc nơi có động đất dựa phơng pháp tiếp cận tĩnh học hình thức cho thấy momen sinh tải trọng ngang từ tác dụng quán tính kết cấu cầu Tuy nhiên phải nhớ tải trọng quán tính đợc sinh từ tơng tác di chuyển đất, động đất trờng tự với cọc tự dịch chuyển trờng tự ảnh hởng đến momen uốn Điều đợc minh hoạ chi tiết Hình Lịch sử thời gian dịch chuyển động đất trờng tự cung cấp liệu cho số liệu đầu vào độ bền chống lực ngang phân tử mặt phân cách truyền xuống cọc Gần đầu cọc momen uốn bị ảnh hởng tải trọng tơng tác ngang sinh tác dụng quán tính lên kết cấu cầu Tại độ sâu lớn (ví dụ sâu 10d), độ cứng đất tăng dần lên với độ cứng cọc, cọc liên kết để biến dạng giống nh trờng tù do, vµ momen n cđa cäc trë thµnh mét hàm số độ cong dịch chuyển trờng tự Tiêu chuẩn thiết kế cầu 160 Hình A10.2-3- Cơ chế tơng tác cọc đất có tải trọng động đất Hình minh hoạ đặc tính dịch chuyển trờng tự do, hình miêu tả mặt cắt đất không dính sâu 61m trận động đất El Centro Đáp ứng trờng tự đợc xác định cách sử dụng phân tích đáp ứng đơn chiều phi tuyến Từ mặt cắt dịch chuyển thời gian đặc biệt, ớc tính đợc độ cong momen uốn cọc giả sử cọc bị liên kết để dịch chuyển với đáp ứng trờng tự Độ sâu Dịch chuyển Hình A10.2-4- Mặt cắt tiêu biểu dịch chuyển động đất Độ cong lớn tăng lên mặt phân cách lớp đất yếu đất cứng Trong trờng hợp nh vậy, cần phải dùng cọc dẻo dễ uốn Margason (1979) cho động đất mạnh sinh ®é cong lín ®Õn 2,36 x 10-5 mm, nhng vấn đề cọc thép thiết kế tốt hay cọc bê tông dự ứng lực Những vấn đề nghiên cứu kết hợp với hệ thống tơng tác kết cấu cọc đất thoàn thiện, nh giới thiệu Hình 3, đợc Penzien trình bày cho hệ thống cọc cầu tầng đất sâu (1970) Matlock (1978) trình bày nghiên cứu tơng tự nh nh- Tiêu chuẩn thiết kế cầu 161 ng với hệ thống kết cấu cọc đơn giản (SPASM) so với nghiên cứu Penzien Nh mẫu đợc sử dụng phiên động chơng trình BMCOL đề cập Tiêu chuẩn thiết kế cầu 162 A.10.3 Những yêu cầu đặc biệt cọc Những điều dự báo đợc tính chất đáp ứng đất cầu đòi hỏi sử dụng hệ thống móng có dung sai Dới độ cong lực cắt sinh cần phải có độ dài, cọc nh cọc thép mặt cắt H cọc bê tông bọc vỏ thép thích hợp khu vực có khả xảy địa chấn cao Những cọc bê tông không cốt thép thờng bị gãy giòn tự nhiên, cần xác định rõ gia cố theo chiều dài qui ớc để giảm mức độ/ khả rủi ro Cốt thép chịu lực nên đợc kéo dài vào tận móng để kết hợp với cốt đai để giúp cho việc chuyển t¶i tõ cäc sang mòi cäc Kinh nghiƯm cho thÊy cọc bê tông cốt thép thờng có xu híng bÞ n cong hay mòi cäc bÞ vơn Do vậy, ta nên giảm khoảng cách cốt đãi khu vực để bê tông đợc chịu lực tốt Cọc bê tông đúc ly tâm cần đợc chế tạo với số lợng cốt đai xoắn ốc đáng kể để đảm bảo tốt sức bền mặt cắt khả chịu đựng độ cong bị oằn xuống dới tác động đất đáp ứng kết cấu Hiển nhiên, điều nhằm đảm bảo cọc không đổ dới cốt uốn cong mềm dẻo cột bắt buộc xảy phần cốt Những yêu cầu thêm thiết kế cọc tập trung vào cọc dành cho cầu đợc phân loại Khu vực 3, nơi mà tải trọng động đất thờng xảy ra, phản ánh triết lý thiết kế nhằm mục đích giảm thiểu thiệt hại dới lòng đất mà không dễ dàng phát đợc trận động đất lớn Các tài liệu tham khảo Viện dầu mỏ Mü Giíi thiƯu øng dơng vỊ viƯc lËp kÕ ho¹ch, thiết kế, xây dựng dàn khoan cố định khơi RP2A.1979 Bogard, D., H Matlock Chơng trình máy tính dùng cho việc phân tích cột dầm dới tải trọng ngang tải trọng trục Trong hội thảo kỹ thuật khơi 1977 Castro, G Sự hoá lỏng tính lu động tuần hoàn cát bão hoà Tập san Phòng kỹ thuật địa chất ASCE, Tập/ qun 101, Sè GT6, 1975 Tiªu chn thiÕt kÕ cầu 163 Davission, M.T H.L.Gill Các cọc chịu tải ngang hệ thống đất phân tầng. Tạp chí Phòng học đất móng ASCE, Tập/ 89, sè SM5, 1960 Dezfulian, H., vµ S.R Prager “ Việc sử dụng số liên xuyên tĩnh để thẩm định / đánh giá khả hoá lỏng Trong hội nghị lần thứ hai vi mô hoá 1978 Ferritto, J.M., J.B Forest Xác định khả hoá lỏng đất động đất công trờng cầu Văn phòng nghiên cứu phát triển, FHWA, Cục giao thông Mỹ, Washington, 1977 Finn, W.D.L., K.W Lee, G R Martin Mẫu ứng suất tác động đến hoá lỏng Tạp chí Phòng kỹ thuật địa chất ASCE, TËp 102, Sè GT6, 1977 Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cầu 164 Finn, W D L., G R Martin Thiết kế động đất Cọc dàn khoan cát, Bài phát biểu cho hội nghị chuyên đề Động lực học đất môi trờng biển, Hội nghị mùa xuân ASCE, Boston, 1979 Finn, W D L., G R Martin, M K W Lê So sánh phân tích động lực học cát bão hoà Trong hội nghị ®éng ®Êt vµ ®éng lùc häc ®Êt 1978 Margoson, E ảnh hởng động đất móng cọc đóng Hội thảo Kỹ thuật hành thiết kế đóng cọc, Tổng công ty đóng cọc, San Francisco, 1977 Martin, Geoffrey R Nghiên cứu thiết kế địa chấn cho móng cầu khả hoá lỏng đất công trờng Hội thảo vấn đề địa chấn liên quan đến cầu Hội đồng công nghệ ứng dụng Berkeley, 1979 Martin, P.P., H B Seed Qui trình đơn giản hoá phân tích ứng suất tác động lên đáp ứng đất. Tạp chí Phòng kỹ thuật địa chất ASCE, Tập 105, Số GT6, 1979, pp 739958 Matlock, H., L C Reese Giải pháp chung cho cọc chịu tải trọng ngang Tạp chí Phòng thi công móng học đất ASCE, TËp 89, Sè SM5, 1960 Matlock, Hudson, Stephen H C Fook, Lino Cheang Mô làm việc cọc ngang dới tải trọng động đất Hội nghị ®éng ®Êt ASCE vµ ®éng lùc häc ®Êt 1978 Penzien, J Sự tơng tác móng cọc đất Trong Kỹ thuật thi công động đất R L Wiegel, ed Prentice Hall, Inc., 1970 Poulos, H G “Sù lµm viƯc cđa cọc tải trọng ngang I - Cọc đơn Tạp chí học đất móng ASCE, Tập 97, Số SM5, 1971 Seed, H B Sự hoá lỏng đất đánh giá chuyển động tuần hoàn vùng mặt đất trình động đất, Tạp chí Phòng kỹ thuật địa chất ASCE, Tập 105, No GT2, 1979 Seed, H, B I M Idriss Quy trình đơn giản hoá cách đánh giá khả hoá lỏng đất Tạp chí Phòng học đất móng ASCE, TËp 97, Sè SM9, 1971 Tiªu chuÈn thiÕt kế cầu 165 Seed, H B., I Arango, C K Chan Đánh giá khả hoá lỏng đất trình động đất Báo cáo số EERC 75-28 Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật thi công chống động ®Êt Trêng ®¹i häc California, Berkeley, 1975 Taylor, P W., R L Williams Nền móng cho kết cấu thiÕt kÕ.” T¹p san cđa Tỉ chøc x· héi qc gia New Zealand kỹ thuật thi công chống động ®Êt TËp 12, Sè 2, 1979 Youd, T.L., vµ D M Perkins Khả h hỏng đất hoá lỏng Tạp chí Phòng kỹ thuật địa chất ASCE, TËp 102, Sè GT6, 1977 ... nghiệm bao gồm: 10. 4.2.2 Các thí nghiệm đất Hàm lợng nớc- ASTM D4643 Trọng lợng riêng, -AASHTO T100(ASTM D422) Phân bố thành phần hạt - AASHTO T88 (ASTM D4318) Giới hạn dẻo chảy - AASHTO T90 (ASTM... Hình 10. 6.3.1.3d-1 (DIM) (10. 6.3.1.3d ) L = chiỊu dµi mãng (mm) (10. 6.3.1.5 ) L = chiều dài đế móng hữu hiệu (mm) (10. 6.3.1.5) Lf = chiều sâu đến điểm đo ma sát thành ống lót (mm) (10. 7.3.4.3c)... đất điểm dớimặt đất 8D (10. 6.2.2.3b-1) (10. 7.3.4.3c) N2 = số khoảng chia điểm dớimặt đất 8D mũi cọc (10. 7.3.4.3c) nh = tốc độ tăng mô đun đất theo độ sâu ( MPa/ mm) (10. 7.4.2 ) = áp lực giới