Bài viết này so sánh khả năng chịu lực của móng cọc khi bố trí theo các cách khác nhau (móng toàn cọc đứng, móng toàn cọc xiên và móng cọc xiên chéo lớn) cùng chịu tải đứng N, ngang H, Mô men. Kết quả là móng cọc xiên chéo lớn là tối ưu nhất cho đập trụ đỡ. Bài báo cũng đề xuất hệ phương trình để bố trí sơ bộ móng cọc trong trụ đỡ.
KHOA HỌC CƠNG NGHỆ TÍNH TỐN MĨNG CỌC XIÊN CHÉO LỚN CHO ĐẬP TRỤ ĐỠ Trần Văn Thái, Nguyễn Đình Trường Viện thủy cơng Tóm tắt:Cơng nghệ Đập trụ đỡ (pillardam) áp dụng để xây dựng công trình ngăn sơng lớnở Việt nam (Thảo Long 15x31.5m, gồm 15 khoang khoang 31,5m; Phú Xuân: 2x40m… Cái Lớn 6x40+2x63,5+2 âu 14m…) Đặc điểm Đập trụ đỡ ngồi chịu tải trọng đứng phải chịu tải trọng ngang, thành phần tải trọng ngang cơng trình thủy lợi thường lớn, phụ thuộc nhiều vào chênh lệch cột nước trước sau cơng trình Trong khả chịu tải trọng đứng móng cọc lớn nhiều lần so với khả chịu tải trọng ngang Bài báo so sánh khả chịu lực móng cọc bố trí theo cách khác (móng tồn cọc đứng, móng tồn cọc xiên móng cọc xiên chéo lớn) chịu tải đứng N, ngang H, Mơ men Kết móng cọc xiên chéo lớn tối ưu cho đập trụ đỡ Bài báo đề xuất hệ phương trình để bố trí sơ móng cọc trụ đỡ Bài báo tổng hợp số kết bố trí móng cọc xiên chéo lớn cho số cơng trình xây dựng Việt Nam Từ khóa: M óng cọc xiên chéo lớn, đập trụ đỡ, móng cọc Abtract:Pillar supported dams have shown both technical and economic efficiency The characteristics of the pillar dams are both vertical and horizontal force bearing; the horizontal forces acting on hydraulic structures are quite large, depending on the difference of the water head of before and after the structures Meanwhile, the vertical bearing capacity of the foundation is much greater than the horizontal bearing capacity of the structures This paper compares the bearing capacity of the foundation of different pipe arrangments (entire vertical piles, entire inclining pipes, and large two-way inclining pipes) with the same vertical load (N), horizontal load (H) The result shows the large two-way inclining piles foundation is optimal for pillar supported dams The paper also proposes a set of equations for pile arrangement in the pillar supported dam Finally, the paper synthesizes results of large two-way inclining piles foundation for some projects that have been constructed or being built in Vietnam Keyword:the large two-way inclining pile; pillar supported dam; pile foundation ĐẶT VẤN ĐỀ* Đặc điểm cơng trình thủy lợi nói chung khác với cơng trình giao thơng, xây dựng ngồi chịu tải trọng đứng phải chịu tải trọng ngang thường lớn, phụ thuộc nhiều vào cột nước trước sau cơng trình Trong đó, thơng thường kết cấu móng cọc có khả chịu tải trọng đứng lớn nhiều lần so với khả chịu tải trọng Ngày nhận bài: 26/4/2018 Ngày thông qua phản biện: 30/5/2018 Ngày duyệt đăng: 26/6/2018 ngang Ví dụ: cơng trình Thảo Long với độ sâu -4,25 m, mực nước thượng lưu 0,7 m, mực nước hạ lưu 0,0 m, diện 31,5 m, khoang phải chịu 180 T lực ngang, bố trí cọc khoan nhồi đường kính 1,2 m Nếu cơng trình với độ sâu -15 m, mực nước thương lưu +1,0 m, hạ lưu -2,0 m, khoang rộng 40 m khoang phải chịu áp lực 3240 T gấp 18 lần, khoang rộng 60 m áp lực 4860 T gấp 27 lần Do vậy, việc bố trí kết cấu, thiết kế ổn định móng cơng trình phải tính tốn theo điều kiện đặc biệt Đây thật thách thức lớn nhà thiết kế, TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ứng dụng công nghệ đập trụ đỡ Trong thiết kế xây dựng cơng trình ngăn sơng lớn, vấn đề khó nhất, ảnh hưởng lớn đến kết cấu, biện pháp thi cơng độ sâu (cột nước) khơng phải bề rộng sơng Nếu sơng rộng nơng việc thiết kế, xây dựng đơn giản nhiều so với sông hẹp sâu Bởi vậy, nói đến độ khó, độ phức tạp thiết kế, xây dựng cơng trình ngăn sơng lớn bao hàm yếu tố độ sâu dòng sơng Đối với cơng trình ngăn sơng lớn nước ta (chủ yếu nằm Đồng sông Cửu Long), thường có độ sâu lớn (8 - 20 m), địa chất lòng sơng thường bùn đất yếu, vậy, móng thiết kế theo giải pháp cọc nhồi, giá thành cơng trình cao Nếu thiết kế móng cọc xiên thơng thường, chênh lệch mực nước theo hai phương lực nén lên phần cọc chịu nén thường lớn phía ngược lại bị nhổ Để giải vấn đề TS Trần Văn Thái đề xuất áp dụng móng cọc xiên chéo lớn cho Đập trụ đỡ M óng cọc xiên chéo lớn móng cọc bố trí cọc xiên lớn (1:m lớn 1:4, tức xiên m đóng xuống m) chéo hai phương chịu lực, chiều đan chéo vào chiều tạo thành hệ móng vững có khả kháng lực ngang, đứng tốt loại móng (hình 1) a)Móng cọc thẳng đứng Hình 1: Móng cọc xiên chéo lớn SO S ÁNH NỘI LỤC CỦA MÓNG CỌC XIÊN CHÉO LỚN VỚI CÁC LOẠI MĨNG CỌC KHÁC Bài tốn 1: Tác giả xây dựng mơ hình tính tốn cho ba phương án móng cọc (hình 2) gồm 18 cọc bêtơng cốt thép có kích thước 35×35 cm dài 20 m, khoảng cách cọc lần đường kính, móng chịu tác dụng đồng thời tải trọng ngang 800 kN, lực dọc 3200 kN, mômen 1000 kN.m M óng a) tồn cọc thẳng đứng ; móng b) móng cọc xiên thường có 12 cọc xiên :5 bên phải cọc xiên :5 bên trái ; móng c) móng cọc xiên chéo lớn có 12 cọc xiên :5 bên phải cọc xiên :5 bên trái Địa chất giống b)Móng cọc xiên (1:5) Hình Sơ đồ tính tốn TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 c)Móng cọc xiên chéo lớn (1:5) KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Kết toán bao gồm giá trị chuyển vị ngang, nội lực cọc ba phương án bảng biểu đồ hình Bảng Giá trị chuyển vị ba phương án móng cọc Móng cọc xiên Móng cọc xiên Loại móng Móng cọc thẳng (1:5) Chéo lớn (1:5) Chuyển vị móng (cm) 2,530 0,618 0,346 Tỷ lệ (so cọc thẳng) 100% 24,4% 13,7% M omen KN.m 85,34 50,19 25,18 Tỷ lệ (so cọc thẳng) 100% 58,8% 29,5% (a) (b) Hình Biểu đồ chuyển vị (a), biểu đồ mơmen (b) ba phương án móng cọc chịu đồng thời tải trọng ngang, thẳng đứng mơmen Nhận xét: Chuyển vị ngang móng cọc xiên chéo bé nhiều so với móng cọc thẳng đứng, cụ thể chuyển vị ngang móng cọc xiên chéo lớn 0,346 cm 13,7% so với chuyển vị cọc móng cọc thẳng đứng 55% so với chuyển vị cọc móng cọc xiên thường Chuyển vị móng cọc xiên thường 24,4% so với móng cọc đứng Momen móng cọc xiên chéo lớn 29,5% so với móng cọc đứng ; momen móng cọc xiên thường 58,8% so với móng cọc đứng Với phương án móng cọc thẳng đứng lực dọc trục phân bố lên cọc nhỏ chưa phát huy hết khả chịu lực cọc, bên cạnh mơmen cọc lớn nhiều lần đòi hỏi phải bố trí khối lượng thép lớn M óng cọc xiên tốt nhiều so móng cọc đứng M óng cọc xiên chéo khắc phục nhược điểm móng cọc đứng, phát huy tối đa khả chịu tải dọc trục chuyển phần sức kháng lực dọc trục (Pi.sin) để kháng lại lực ngang, mơmen cọc bé Khả phân bố nội lực lên đầu cọc móng cọc xiên chéo có xu hướng phân bố Với phương án móng cọc thơng thường điều kiện M ômen thân cọc chuyển vị đầu cọc điều kiện định để lựa chọn số lượng cọc SỐ LƯỢNG CỌC BỐ TRÍ TRONG MĨNG CỌC XIÊN CHÉO LÀ ÍT NHẤT TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Ở tồn (Hình 4) tác giả xem xét móng cọc xiên chéo có số cọc bệ cọc 12 cọc chịu lực tác dụng H=800kN; Lực dọc 3200kN, M omen 1490kN.m M ục tiêu tìm xem bố trí móng cọc xiên chéo lớn cọc có M omen chuyển vị tương đương móng cọc 18 cọc xiên Do việc điều chỉnh số lượng cọc toán khó, nên tác giả tăng thêm M omen toán để đạt chuyển vị tương đương a Sơ đồ tính tốn móng 12 cọc xiên b Sơ đồ tính tốn móng cọc xiên Hình Sơ đồ tính tốn (a) (b) Hình Biểu đồ chuyển vị (a), biểu đồ mômen (b) hai phương án móng cọc 12 Chuyển vị móng 12 cọc xiên chéo lớn 1:5 (bài toán 2) 0,58cm gần tương đương chuyển vị móng 18 cọc xiên thường 1:5 (bài toán 1) 0,618cm 23% so với móng cọc đứng 18 cọc (bài toán 2,53 cm) Khi giảm số lượng cọc lại cọc tức 50% so với tốn 1, chuyển vị móng cọc xiên chéo lớn 0,82 cm 32% so với móng 18 cọc đứng Qua ví dụ cho thấy giảm số lượng cọc đến 50% móng cọc xiên chéo lớn khả chịu lực (Chuyển vị, M ô men) tốt nhiều so với móng cọc đứng bố trí 100% số lượng cọc Nhưng bố trí số lượng cọc phụ thuộc vào lực dọc trục nữa, nên móng thiết kế chúng tơi thường bố trí móng cọc xiên chéo lớn 50%-60% số lượng cọc so với móng cọc đứng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN MĨNG CỌC XIÊN CHÉO LỚN Trong nghiên cứu nhóm tác giả kế thừa số kết nghiên cứu nhà khoa học giới công nhận để giải tốn kiểm chứng hiệu móng [6],[8],[9] : Phương pháp đường cọc xiên chéo cong p~y M atlock đề xuất (1970) sau phát triển, ứng dụng rộng rãi (Reese Al, 1974; Reese Welch, 1975; O'Neill,1984…); Giá trị hệ số nhóm cọc chịu tải trọng ngang lấy từ thí mơ hình nghiệm nhóm cọc đất sét (Prakash Saran); Hệ số giảm nhóm cọc hệ số phản lực (Davisson)[6] Các công thức (9); (10); (11) tài liệu [5] trình bày cơng thức tính tốn sơ số lượng móng cọc bao gồm cọc đứng cọc xiên Tuy nhiên sức chịu tải ngang bé nhiều so với sức chịu tải trọng đứng cọc nên móng cọc cần bố trí cọc theo khả chịu tải trọng ngang đảm bảo khả chịu tải trọng đứng Để xác định sơ số lượng cọc xiên chéo móng cần thiết thiết lập hệ phương trình tính tốn Các tác giả đề giả thiết để đơn giản hóa cho việc tính tốn: Giả thiết 1: Sức chịu tải dọc trục cọc xiên sức chịu tải dọc trục cọc thẳng đứng Nghĩa việc áp dụng phương pháp tính tốn sức chịu tải cọc xiên cọc thẳng đứng nghiên cứu giống M ặc dù chúng có sai khác nhỏ thành phần áp lực ngang đất gây nên lực ma sát lên xung quanh mặt bên cọc; Giả thiết 2: Toàn cọc xiên có chiều ngược lại có khả chịu tải trọng ngang khả chịu tải trọng ngang cọc thẳng đứng; Giả thiết 3: Tồn cọc bố trí bệ móng đóng xiên hồn tồn Hệ phương trình đề xuất để tính số lượng cọc chịu lự c ngang chịu lực chiều sau: n x1 nx2 K H P sin H i H ,c , j c, i i 1 j nx2 n x1 K H P sin H j H ,c, i c, j j i 1 n n x1 n x Phương trình (1), (2), (3) phương trình Trần Văn Thái N guyễn Đình Trường [1] Trên sở phương trình (1), (2), (3), xây dựng tiêu chuẩn TCVN 10400: 2015, để an toàn tác giả coi khả chịu lực ngang móng cọc xiên chịu, bỏ qua thành phần [Hc,i]; [H'c,j ]; [Hc,j ]; [H'c ,i] đưa trở công thức (10), (11) tiêu chuẩn TCVN 10400: 2015 CÔNG NGHỆ 1 2 3 N- tải trọng đứng yêu cầu; nx1- số lượng cọc chịu lực ngang xiên phía thượng lưu; nx2- số lượng cọc chịu lực ngang xiên phía hạ lưu; nđứng- số lượng cọc chịu tải trọng đứng móng; Trong đó: Pi: Lực dọc cọc xiên thứ i (xiên chống lại lực H1) H1; H2- tổng lực ngang tổ hợp ngăn mặn tổ hợp giữ ngọt; Pj: Lực dọc cọc xiên thứ j (xiên chống lại lực H2) TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Pe - sức chịu tải tính tốn cọc; [Hc,i]- sức kháng ngang cọc xiên thứ i theo hướng ngược chiều lực ngang; [H’c,j ]- sức kháng ngang cọc xiên thứ j theo hướng chiều lực ngang; α- góc xiên cọc; [K]- hệ số an tồn theo tải trọng Trình tự bước tính tốn cho móng cọc xiên chéo lớn sau: Bước 1: Chuẩn bị thống kê tài liệu để thiết kế móng cọc (Quy mơ cơng trình, mực nước tính tốn, địa chất cơng trình…) MÓNG CỌC XIÊN CHÉO LỚN ĐÃ VÀ ĐANG ĐƯỢC ÁP DỤNG Ở VIỆT NAM Dựa phương trình (1); (2); (3) tác giả thiết kế cho cơng trình ứng dụng móng cọc xiên chéo lớn: Cống Bào Chấu – Cà M au; Cống Nhà M át – Bạc Liêu ; Cống Cái Cùng- Bạc Liêu ; Cống Cầu X e Hải Dương ; Cống Bơng Bót Trà Vinh ; Cống Cái Lớn Kiên Giang Sau móng cọc hai cống điển hình cống Bào Chấu Cống Cầu Xe 5.1 Cống Bào Chấu - Cà Mau[10] Bước 2: Tính tốn lực ngang tác dụng lên cơng trình Bước 3: Giả thiết độ xiên cọc Bước 4: Tính tốn khả chịu tải cọc (Pe) Bước 5: Tính tốn tải trọng đứng u cầu phương án độ xiên cọc sơ xác định số lượng cọc xiên đảm bảo khả kháng lại lực ngang tính tốn bước theo phương trình (1); (2) (3) Bước 6: Bố trí sơ mặt cọc xác định kích thước kết cấu phía thỏa mãn tải trọng đứng yêu cầu điều kiện bố trí thiết bị phía Bước 7: Sơ tính tốn khối lượng dựa kích thước móng kết cấu xác định Bước Bước 8: Lựa chọn độ xiên thiết kế cho cơng trình sở phần tính kinh tế kỹ thuật Bước 9: Tính tốn tải trọng tác dụng tối ưu lại số lượng cọc Bước 10: Tính tốn kiểm tra kết cấu móng cọc phần mềm hỗ trợ (có thể sử dụng phần mềm hỗ trợ tính tốn móng cọc FB-Pier; phần mềm SAP2000 phần mềm có tính tương tự ) Hình Cơng trình cống Bào Chấu - Thuộc dự án Q uản lý thủy lợi phục vụ phát triển nông thôn vùng Đồng sông Cửu Long Đ ịa điểm xây dự ng: huyện Phú Tân huyện Cái Nư ớc, tỉnh Cà M au Vị trí xây dựng: Cống Bào Chấu nằm t rên kênh Bào Chấu - Quy mô công trình - hình thức kết cấu: Cống đập trụ đỡ gồm 01 khoang thơng nước rộng 30,0 m,bệ trụ kích thước 17×7m, xử lý cọc bêtơng cốt thép 35×35×2500m đóng xiên 1:5 Cửa van phẳng, đóng mở cửa van xylanh thủy lực, vật liệu cửa van thép chậm rỉ Q345, cao trình ngưỡng cống 4.00, cao trình đỉnh trụ pin +2.50, cao trình đỉnh cửa van +2.30 Cầu giao thơng qua cơng trình: tải trọng cầu 0.65HL 93, bề rộng mặt cầu m TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng Tổ hợp lực trường hợp ngăn mặn TT Tên tải trọng N 1607,2 2230,4 2119,6 2205,1 THTC THCĐ I THCĐ II THCĐ III Hx -243,1 -234,2 -274,2 -244,4 Tổ hợp lực My -1372,7 -1244,9 -1537,5 -1410,6 Hy 117,3 117,3 163,7 174,7 Mx 347,5 347,5 452,2 283,7 Hy 117,3 117,3 163,7 174,7 Mx 492,7 492,7 347,8 516,3 Bảng Tổ hợp lực trường hợp giữ TT Tên tải trọng THTC THCĐ I THCĐ II THCĐ III N 1678,4 2301,6 2190,8 2276,3 Hx 262,1 253,2 293,2 263,4 Dựa vào tài liệu địa chất tính tốn được: Qult = 62 T; Sức chịu tải ngang cọc [H] = 2,83 T Tính tốn bố trí móng gồm 49 cọc xiên chéo; 28 cọc xiên 1:5 phía sơng 21 cọc xiên 1:5 phía đồng Tổ hợp lực My 817,8 698,9 1555,5 859,9 khoảng 270 m Vị trí xây dựng: huyện Tứ Kỳ, tỉnh Hải Dương Quy mơ cơng trình - hình thức kết cấu: Cơng nghệ đập trụ đỡ gồm khoang điều tiết, khoang cống rộng 25 m, ngưỡng cống đặt cao trình -4,00 m; âu thuyền có bề rộng B = 10,0 m Dầm đỡ van bêtông cốt thép cao 1,20 m, rộng 6,00 m, hai đầu gác bệ trụ Hình Bố trí móng cọc cống Bào Chấu 5.2 Cống Cầu Xe [11] - Địa điểm xây dựng: Dự án nâng cấp “Cống Cầu Xe” nằm sông Cầu Xe, nhánh đổ sông Thái Bình Vị trí xây dựng cơng trình cách cống Cầu Xe cũ phía hạ lưu Hình Phối cảnh cơng trình cống Cầu Xe Bảng Tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy móng - ngăn triều Tổ hợp tính tốn Tiêu chuẩn Tính tốn Đặc biệt N (T) 1836,06 1980,18 1973,79 Qx (T) 9,61 12,49 55,57 Qy (T) -403,94 -455,82 -581,35 Mx (Tm) 3511,48 3592,16 4352,62 My (Tm) 144,85 188,30 473,92 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng Tổ hợp tải trọng mặt cắt đáy móng - giữ nước N (T) 1800,16 1944,68 1938,31 Tổ hợp tính tốn Tiêu chuẩn Tính tốn Đặc biệt Qx (T) 9,61 12,49 55,73 Qy (T) 354,69 407,52 489,68 Mx (Tm) -1102,69 -1177,11 -1641,28 5.3 Cống Bông Bót My (Tm) 139,34 181,14 467,62 [12] - Cống Bơng Bót nằm tiểu dự án Nam M ăng Thít bao gồm huyện Vũng Liêm, Trà Ôn tỉnh Vĩnh Long tồn tỉnh Trà Vinh Cơng trình thuộc huyện Cầu Kè – tỉnh Trà Vinh Cống gồm khoang khoang 20m, ngưỡng cống -5,0m Hình Mặt bố trí cọc trụ cống Cầu Xe Bảng Tổ hợp tải trọng ngăn mặn cắt đáy khoang cống Tổ hợp Tiêu chuẩn Sử dụng Đặc biệt TT (T) QxTT (T) 4827,70 5404,33 4721,19 235,15 326,87 431,58 Tải trọng QyTT (Tm) MxTT (Tm) -784,95 -790,61 -803,80 MyTT (Tm) -5728,11 -5668,45 -9326,23 241,46 1239,98 2027,64 Bảng Tổ hợp tải trọng giữ mặt cắt đáy khoang cống Tổ hợp Tiêu chuẩn Sử dụng Đặc biệt TT (T) 4811,35 5334,69 4685,67 QxTT (T) 248,03 342,33 447,04 Tải trọng QyTT (Tm) 943,52 949,73 807,10 MxTT (Tm) 2462,49 2491,07 3925,12 MyTT (Tm) 1300,82 2315,33 2123,58 5.3.1 Phương án bố trí móng cọc xiên chéo lớn Bảng Bảng kết tính tốn số lượng cọc chịu tải trọng ngang Tổ hợp tải trọng Tiêu chuẩn Sử dụng Đặc biệt Q yHL (T) 784,95 790,61 803,80 Q yTL (T) 943,52 1043,47 807,10 [K] 1,3 1,3 1,3 nx1 cọc 75 75 84 nx2 cọc 107 108 85 nx 196,0 197,0 182,0 Bảng Bảng tính tốn kiểm tra số lượng cọc chịu tải trọng đứng Tổ hợp tải trọng Tiêu chuẩn Sử dụng Đặc biệt NGiữ 4811,35 5334,69 4685,67 NNgăn mặn 4827,70 5404,33 4721,19 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 Pđứng 64,0 64,0 64,0 1 1,3 1,3 1,3 Nđứng 113 127 111 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Kết luận: Bố trí móng cọc xiên chéo lớn theo hình 10 với số lượng cọc 203 cọc 5.3.2 Phương án bố trí móng cọc thẳng Bảng 10 Bảng tính tốn kiểm tra số lượng cọc chịu tải trọng đứng Tổ hợp tải trọng THTC THCB THĐB – Va tau N Giữ 4811,35 5334,69 4685,67 N Ngăn mặn 4827,70 5404,33 4721,19 1 1,3 1,3 1,3 Pđứng 64,00 64,00 64,00 nđứng 113 127 111 Bảng 11 Bảng kết tính tốn với móng cọc tồn cọc đứng chịu tải ngang Tổ hợp tải trọng THTC THCB THĐB – Va tau Q yTL (T) -940,71 -947,55 -825,94 Q yHL (T) 952,08 1026,97 832,42 1,3 1,3 1,3 [H] (T) 3,0 3,0 3,0 a Mơ hình tính tốn nx bố trí 409 412 348 [8], [9] M óng cọc mơ hình chương trình máy tính FB-Pier Các cọc mơ hình phần tử dầm, liên kết với đài cọc phần tử Hình 10 Sơ đồ bố trí cọc xiên chéo Sự làm việc đồng thời hệ kết cấu - mô tả thông qua đường cong biến dạng tải trọng (đường cong p~y) Đường cong p~y lớp đất xây dựng từ đặc trưng lý lớp (sức kháng cắt không nước, hệ số nền, góc ma sát trong…) 5.3.3 Kiểm tốn ổn định móng cọc xiên chéo lớn móng tồn cọc thẳng Giả thiết tính tốn: Coi bệ cọc bệ cứng liên kết đầu cọc - bệ liên kết ngàm Hình 12 Mơ hình tính tốn PA cọc xiên chéo Hình 13 Mơ hình tính tốn PA cọc thẳng đứng b.Tổng hợp kết tính tốn phương án móng cọc TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ Bảng 12 Bảng kết tính toán chuyển vị cọc Phương Chuyển vị S ố lượng cọc TỔ HỢP THNM X Y X Y THGN Chuyển vị max M óng cọc xiên chéo lớn M óng cọc thẳng 203 cọc 412 cọc S dụng 0,71 2,17 0,68 2,21 2,21 S dụng 0,372 0,528 0,521 0,757 0,757 Đặc biệt 1,13 1,04 1,29 1,25 1,29 Bảng 13 Tổng hợp kết tính tốn nội lực cọc Tổ hợp Phương S ố lượng cọc THNM THGN Nội lực Max SCT tính tốn 3 M óng cọc xiên chéo lớn Lực dọc M oment Tm T 203 cọc 5,16 53,2 7,86 5,62 51,8 7,8 7,86 53,2 64 Căn vào kết tính tốn bảng 12 nhận thấy chuyển vị ngang cọc lớn móng cọc thẳng đứng (ngang = 2,21cm) gấp 3,5 lần chuyển vị ngang móng cọc xiên (ngang = 0,757cm) moment móng cọc xiên chéo lớn 61.5% mơmen móng cọc thẳng đứng, M ặc dù số lượng cọc móng cọc xiên lớn khoảng 50% số lượng cọc móng cọc thẳng Như móng cọc đóng xiên chéo lớn ưu điểm phát huy khả chịu lực cọc làm tăng khả kháng ngang cọc nhờ chuyển phần sức kháng dọc trục để chịu lực ngang Với cống Bơng Bót tỷ lệ (lực đứng /lực ngang ) lớn nên sử dụng cọc xiên phát huy tốt hiệu quả, tránh lãng phí dư thừa cọc chịu tải trọng đứng KẾT LUẬN Trong báo nhóm tác giả trình bày 10 M óng cọc thẳng M oment T.m Lực dọc T 412 cọc 5,69 13,0 6,2 13,2 13,2 36,6 33,7 36,6 64 hệ phương trình (1), (2) (3) để lựa chọn bố trí móng cọc xiên chéo lớn đập trụ đỡ Bài báo trình bày bước để giải tốn móng cọc xiên chéo lớn đập trụ đỡ Kết so sánh số móng cọc thấy móng cọc xiên chéo lớn cần bố trí khoảng 50% số lượng so với móng tồn cọc đứng, chuyển vị momen lại nhỏ nhiều, chuyển vị khoảng 23% - 34,25%, momen 29,5-59,5% M óng cọc xiên chéo lớn vừa chịu tải đứng, an tồn chịu tải ngang mơ men Đặc biệt lún hệ cọc giảm nhiều khối móng quy ước mở rộng theo độ xiên cọc Trong trường hợp cho phép dùng móng cọc đóng để thiết kế đập trụ đỡ sơ đồ móng cọc xiên chéo lớn sơ đồ chịu lực tối ưu Độ xiên cọc xiên chéo lớn chọn 1:5 cho cọc bê tơng Đối với cọc thép đóng xiên nên hiêu cao TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 CHUYỂN GIAO CÔNG NGHỆ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Thái, N guyễn Đình Trường, Tính tốn móng cọc xiên chéo lớn đập trụ đỡ, 2017, NXB KHKT, Hà Nội [2] GS TS Trương Đình Dụ (cb), Đập trụ đỡ, Năm 2014, NXB Nông nghiệp, Hà Nội [3] Vũ Cơng Ngữ, Nguyễn Thái, Móng cọc - phân tích thiết kế, 2006, NXB KHKT, Hà Nội [4] Bộ KHCN, TCVN 10304-2014 -Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế”, 2014, Hà Nội [5] Bộ KHCN,TCVN 10400: 2015 - Cơng trình thủy lợi - Đập trụ đỡ - u cầu thiết kế, 2015, Hà Nội [6] Shamsher Prakash - Hari D.Sharma, Móng cọc thực tế xây dựng, 1999,NXB Xây dựng, Hà Nội [7] Joseph E Bowles, Foundation analysis and desing, International edition, 1997 [8] USA, AASHTO LRFD Bridge Design Specification, 2012 [9] Com624P - Laterally loaded pile analysis program for microcomputer Version [10] Viện Thủy Công, Hồ sơ thiết kế vẽ thi cơng cơng trình cống Bào Chấu - Cà Mau, thuộc dự án Quản lý thủy lợi phục vụ phát triển nông thôn vùng Đồng sông Cửu Long, 2013, Hà Nội [11] Viện Thủy Công, Hồ sơ thiết kế vẽ thi công cơng trình cống Cầu Xe - Hải Dương, thuộc dự án nâng cấp cống Cầu Xe thuộc hệ thống thủy lợi Bắc Hưng Hải, Hà Nội [12] Viện Thủy Công, Hồ sơ thiết kế vẽ thi cơng cơng trình cống Bơng Bót - Trà Vinh, thuộc dự án kiểm sốt nguồn nước thích ứng với biến đổi khí hậu cho vùng Nam Măng Thít tỉnh Vĩnh Long Trà Vinh, 2017, Hà Nội TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 45 - 2018 11 ... (3) để lựa chọn bố trí móng cọc xiên chéo lớn đập trụ đỡ Bài báo trình bày bước để giải tốn móng cọc xiên chéo lớn đập trụ đỡ Kết so sánh số móng cọc thấy móng cọc xiên chéo lớn cần bố trí khoảng... xuất áp dụng móng cọc xiên chéo lớn cho Đập trụ đỡ M óng cọc xiên chéo lớn móng cọc bố trí cọc xiên lớn (1:m lớn 1:4, tức xiên m đóng xuống m) chéo hai phương chịu lực, chiều đan chéo vào chiều... kN.m M óng a) tồn cọc thẳng đứng ; móng b) móng cọc xiên thường có 12 cọc xiên :5 bên phải cọc xiên :5 bên trái ; móng c) móng cọc xiên chéo lớn có 12 cọc xiên :5 bên phải cọc xiên :5 bên trái