Bài tiểu luận Tối ưu hóa tổng chiều dài cọc bê tông cốt thép bên dưới bệ mố hay sàn giảm tải có diện tích lớn giới thiệu đến các bạn những nội dung về phát biểu bài toán, hàm mục tiêu, điều kiện ràng buộc, định nghĩa biến thiết kế,... Mời các bạn cùng tham khảo để có thêm tài liệu phục vụ nhu cầu học tập và nghiên cứu.
BÁO CÁO MƠN HỌC: TỐI ƯU HĨA THIẾT KẾ GVHD: T.S VŨ TRƯỜNG VŨ TỐI ƯU HĨA TỔNG CHIỀU DÀI CỌC BTCT BÊN DƯỚI BỆ MỐ HAY SÀN GIẢM TẢI CĨ DIỆN TÍCH LỚN PHÁT BIỂU BÀI TỐN - Ngày nay, do tốc độ đơ thị hóa được đẩy mạnh nên nhu cầu xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng ngày càng nhiều, nhiều cơng trình lớn đã và đang được xây dựng ở khu vực Nam Bộ nói chung buộc phải xây dựng trên các khu vực đất yếu. Chính vì vậy, việc sử dụng SGT bên trên hệ cọc BTCT là điều cần thiết để các cơng trình đường đi qua qua khu vực đất yếu có thể giải quyết vấn đề xử lý đất yếu 1 cách nhanh chóng vì khơng cần có thời gian gia tải như các phương pháp xử lý đất yếu khác. Ngồi ra, việc sử dụng cọc BTCT trong các cơng trình cầu nhỏ mà khơng đòi hỏi tải trọng lớn cũng là điều cần thiết khi chi phí cho cọc BTCT thấp hơn các phương án cọc khác. Các dự án sử dụng cọc đóng BTCT với số lượng lớn như Dự án án kè ven sơng thuộc Dự án Nâng cấp đơ thị vùng đồng bằng sơng Cửu Long – Tiểu dự án thành phố Cà Mau, Dự án đường ĐT852B đoạn từ đường tỉnh 849 đường huyện 64, huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp - Lấy cụ thể cho dự án đường ĐT852B đoạn từ đường tỉnh 849 – đường huyện 64, huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp. Dự án này là tuyến đường mới hồn tồn, trong đó có 3 cây cầu Bội Sỏi, cầu 9B, cầu Vĩnh Thuận được xây dựng mới nằm trên vùng đất yếu. Với u cầu đẩy nhanh tiến độ thi cơng nên đã sử dụng SGT cho khu vực đường đầu cầu trước và sau mỗi cầu từ 40m đến 60m để xử lý đất yếu - Với tổng diện tích mặt SGT rất lớn (50m x 16m x 6) dẫn đến khối lượng cho cọc đóng BTCT sẽ rất lớn. Chính vì vậy việc tiết kiệm vật liệu thơng qua sơ đồ bố trí cọc hợp lí sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao mà vẫn đáp ứng được u cầu kĩ thuật Trong bài tập cá nhân này sẽ trình bày cách thiết lập một bài tốn tối ưu với tổng chiều dài cọc đóng BTCT là nhỏ nhất trên cơ sở bố trí hợp lí chiều dài và khoảng cách và khoảng cách giữa các cọc mà vẫn đảm bảo được các u cầu kĩ thuật về độ lún và sức chịu tải của đất nền HVTH: TRANG: BÁO CÁO MƠN HỌC: TỐI ƯU HĨA THIẾT KẾ GVHD: T.S VŨ TRƯỜNG VŨ THU THẬP THƠNG TIN VÀ DỮ LIỆU - Số liệu địa chất: Thu thập số liệu địa chất của dự án đường ĐT852B đoạn từ đường tỉnh 849 – đường huyện 64, huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp: tại mỗi phía đầu cầu chọn 1 lỗ khoan. Ví dụ đia chất tính cho SGT cầu Vĩnh Thuận phía mố A1 sử dụng địa chất khoan tại mố A1 của cầu Vĩnh Thuận có số liệu địa chất như sau: Lỗ khoan địa tầng 60m, bao gồm 4 lớp đất :cát san lấp dày 0.77m, SPT 0~2; Sét màu nâu xám, xám xanh, dày 8.4m, SPT 8~10; Sét pha màu xám xanh dày 37.6m, SPT 10~12; Sét pha màu xám trắng dày >13.2m, SPT 42~60… Ngồi ra còn có các chỉ tiêu cơ lí khác cụ thể cho từng lớp đất để phục vụ cho u cầu bài tốn - Tải trọng tác dụng: Tải trọng tác dụng lên đỉnh cọc bao gồm: o Tải trọng bản thân của cọc o Tải trọng bản thân của SGT o Tải trọng phần đất đắp bên trên SGT o Tải trọng xe trên đường Phạm vi tải trọng tính tốn trên 1 modul SGT dài 10~15m, rộng 16m - Vật liệu thiết kế (sử dụng): Sử dụng cọc BTCT chế tạo sẵn, cọc có thể mua trong nhà máy hoặc đúc trực tiếp tại cơng trường ĐỊNH NGHĨA BIẾN THIẾT KẾ - Quy trình tính tốn: Quy trình tính tốn theo 22 TCN27205 - Trình tự tính tốn: o Sức kháng thân cọc (ma sát thân cọc): Cơng thức: Qsr = fqs.Qs = fqs.qs.As Trong đó: fqs là hệ số sức kháng thân cọc qs là sức kháng thân cọc đơn vị, được tính như sau: Đối với đất rời: qs = 0.0019*Ntb (CT: 10.7.3.4.2b1) Đối với đất dính lấy theo phương pháp α: qs = α*Su (CT: 10.7.3.3.2a1) Với : Ntb : trị số SPT của lớp đất xun qua HVTH: TRANG: BÁO CÁO MƠN HỌC: TỐI ƯU HĨA THIẾT KẾ GVHD: T.S VŨ TRƯỜNG VŨ S’v : Ứng suất có hiệu thẳng đứng trong đất α : Hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào giá trị Su. (Tra hình H10.7.3.3.2a1) Su : Cường độ kháng cắt khơng thốt nước o Sức kháng mũi cọc: Cơng thức: Qpr = φqp.Qp = φqp.qp.Ap Trong đó: φqp là hệ số sức kháng mũi cọc qp là sức kháng mũi cọc đơn vị, được tính như sau: Đối với đất rời: qp = (0.038*Ncorr*Db)/D QR) - Kiểm tra tính ổn định của nền dưới đáy móng quy ước: (TCVN 2051998): Điều kiện kiểm tra ổn định của nền như sau: ptbtc ≤ Rtc HVTH: pmaxtc ≤ 1,2*Rtc TRANG: BÁO CÁO MƠN HỌC: TỐI ƯU HĨA THIẾT KẾ GVHD: T.S VŨ TRƯỜNG VŨ - pmintc ≥ 0 Kiểm tra độ lún của SGT và hệ cọc đóng BTCT: Điều kiệm kiểm tra: S ≤ Sgh ΔS ≤ ΔSgh i ≤ igh Trong đó: S và Sgh là độ lún và độ lún giới hạn ΔS và ΔSgh là độ lún lệch và độ lún lệch giới hạn i và igh là góc xoay và góc xoay giới hạn Như vậy, để giải quyết bài tốn trên có thể dung thuật tốn tối ưu PSO để tìm giá trị cực tiểu của tổng chiều dài cọc đóng BTCT cho bài tốn HVTH: TRANG: ... Từ đó góp phần tiết kiệm chi phí cơng trình. Như vậy, biến thiết kế ở đây là chiều dài cọc bố trí (L) và khoảng cách giữa các cọc (B) HÀM MỤC TIÊU - Vì tổng chiều dài cọc BTCT ngắn nhất sẽ tỉ lệ thuận với chiều dài của cọc và tỉ lệ nghịch với khoảng cách cọc nên hàm mục tiêu có dạng như sau: fL = L/B2... i và igh là góc xoay và góc xoay giới hạn Như vậy, để giải quyết bài tốn trên có thể dung thuật tốn tối ưu PSO để tìm giá trị cực tiểu của tổng chiều dài cọc đóng BTCT cho bài tốn HVTH: TRANG: ... Vấn đề được đặt ra ở đây là khi xét cùng một điều kiện địa chất, cùng kích thước cọc cho trước (ví dụ 30cm x 30cm), cần phải bố trí hợp lí nhất giữa chiều dài cọc (L) và khoảng cách giữa các cọc (B) để tổng chiều dài cọc BTCT là nhỏ nhất mà vẫn đảm bảo u cầu chịu lực và đảm bảo độ lún.