Nghiên cứu sự làm việc của cọc đơn và nhóm cọc dưới mố trụ cầu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BK TP.HCM NGUYỄN DUY CƯỜNG NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐƠN VÀ NHÓM CỌC ĐÓNG DƯỚI MỐ TRỤ CẦU CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG CẦU, HẦM LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS-TS LÊ VĂN NAM CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: TS ĐẬU VĂN NGỌ CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS LÊ BÁ KHÁNH Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 20 tháng 01 năm 2008 Luận văn thạc só ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc -TP HCM, ngày 05 tháng 11 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : NGUYỄN DUY CƯỜNG Ngày, tháng, năm sinh : 13/07/1981 Chuyên ngành : Xây dựng cầu, hầm Khóa : K2005 Giới tính: Nam Nơi sinh : TIỀN GIANG TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐƠN VÀ NHÓM CỌC ĐÓNG DƯỚI MỐ TRỤ CẦU NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Nghiên cứu, so sánh làm việc cọc đơn nhóm cọc hạ phương pháp đóng Thông qua kết nghiên cứu, kiến nghị phương pháp tính toán đề xuất giải pháp thiết kế móng cọc hợp lý Nội dung luận văn Chương mở đầu: Đặt vấn đề nghiên cứu, ý nghóa khoa học thực tiễn đề tài Chương 1: Tổng quan móng cọc hạ phương pháp đóng Chương 2: Nghiên cứu làm việc cọc đơn chịu tải trọng nén dọc trục Chương 3: Nghiên cứu làm việc nhóm cọc chịu tải trọng nén dọc trục Chương 4: Nghiên cứu làm việc cọc đơn nhóm cọc chịu tải trọng ngang Chương 5: Tính toán làm việc cọc đơn nhóm cọc đóng cho vài công trình cầu cụ thể Kết luận kiến nghị HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS-TS LÊ VĂN NAM Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH PGS-TS LÊ VĂN NAM HVTH: Nguyễn Duy Cường TS LÊ BÁ KHÁNH Luận văn thạc só LỜI CẢM ƠN Hoàn thành chương trình đào tạo cao học, nghiên cứu thực xong luận văn thạc só chuyên ngành Xây dựng dựng cầu, hầm, trước tiên xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh phụ trách giảng dạy lớp cao học K2005, người truyền đạt cho kiến thức cần thiết thời gian tham gia khóa học Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS – TS Lê Văn Nam, Phó hiệu trưởng trường Đại học Bách Khoa– Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh Mặc dù bận rộn công tác giảng dạy nghiên cứu khoa học thầy dành nhiều thời gian quý báu để hướng dẫn tận tình cụ thể, giúp hoàn thành nội dung luận văn Thạc só Tôi xin cám ơn đến Quý thầy cô Hội Đồng chấm đề cương luận văn thạc só dành nhiều thời gian để xem xét đưa nhiều nhận xét, đánh giá thật quý báu luận văn Cuối xin gửi lời cảm ơn đến gia đình chăm lo động viên tinh thần để yên tâm học tập Tôi xin cảm ơn tất anh chị, bạn đồng nghiệp công tác Xưởng thiết kế cầu, đường thuộc Trung Tâm Nghiên Cứu Công Nghệ Thiết Bị Công Nghiệp – Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh nhiều bạn bè khác ngành nhiệt tình giúp đỡ, động viên để hoàn tất chương trình học hoàn thành luận văn Thạc só Học viên cao học Nguyễn Duy Cường HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: “Nghiên cứu làm việc cọc đơn nhóm cọc đóng mố trụ cầu” Tóm tắt đề tài: Cọc đóng thành nhóm thường cho phép tính toán theo cọc đơn, nhiên hầu hết trường hợp ứng xử cọc đơn nhóm cọc hoàn toàn khác Chính điều xảy số cố công trình xây dựng có sử dụng móng cọc Trong nội dung luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu làm việc cọc đơn nhóm cọc hạ phương pháp đóng tác dụng tải trọng tónh theo phương dọc trục phương ngang cọc địa tầng khác (đất dính, đất không dính) mố trụ cầu Với mục tiêu tác giả nghiên cứu vài phương pháp tính toán tác giả trước nước, lập bảng tính dựa vào sở lý thuyết vừa trình bày cho vài công trình cầu cụ thể điều kiện Việt Nam Từ kiến nghị phương pháp tính toán hợp lý việc thiết kế móng cọc sử dụng cho công trình cầu đường, đồng thời đề xuất giải pháp móng cọc hợp lý điều kiện địa chất định Ngoài tác giả mô hình toán theo phương pháp phần tử hữu hạn cho vài công trình cầu cụ thể để kiểm chứng sở lý thuyết thêm phần chặt chẽ HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só SUMMARY OF THESIS Title: “Research on the behaviour of a single pile and pile group installed by the driven piling method under abutments and piers” Abstract: Driven piles compose a pile group in piled foundations but they may be calculated as single piles However, the behaviour of a single pile and pile group are completely different in almost all of the cases under loads Due to itself, many events have been happened in construction with driven piles In the within of this thesis, I concentrate on researching on the behaviour of a single pile and pile group installed by driving through different strata (cohesive soil, cohesionless soil) under abutments and piers, they carry axial dead load and and lateral dead loads under abutments and piers From that object, some calculation methods of the previous authors at home and abroad were researched, driven pile foundations of some specific civil projects in VietNam were computed and the results of calculation were set into the tables following those bases of theory Then, some reasonable methods of calculation were proposed for designing piled foundations used for construction of transportation and the rational solution of piled foundation was simultaneously proposed in the certain conditions of geology In addition, the method of finite element was used to model driven pile of several practical constructions for purpose of checking results following bases of theory HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU: ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1 Đặt vấn đề nghiên cứu Noäi dung nghiên cứu 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 2.2 Phạm vi nghiên cứu 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.4 Hướng giải 2.5 Dự kiến kết Ý nghóa khoa học đề tài 4 Ý nghóa thực tiễn đề taøi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC HẠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÓNG 1.1 Lịch sử phát triển móng cọc 1.2 Chức móng cọc 1.3 Các phận móng cọc 1.4 Hoạt động đất xung quanh cọc đóng 1.4.1 Đất sét 1.4.2 Đất cát 11 1.5 Chuyển vị đất công trình đóng cọc 11 1.6 Nghiên cứu tổng quan làm việc cọc đơn nhóm cọc 12 1.6.1 Sự làm việc cọc đơn nhóm cọc 12 HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só 1.6.2 Những nghiên cứu làm việc cọc đơn nhóm cọc số tác giả nước 13 1.7 Kết luận chương 14 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐƠN CHỊU TẢI TRỌNG NÉN DỌC TRỤC 15 2.1 Sự làm việc cọc đơn chịu tải trọng nén dọc trục 15 2.1.1 Ứùng xử cọc đơn tải trọng dọc trục 15 2.1.2 Định nghóa tải trọng phá hoại 17 2.1.3 Sức chịu tải cho phép cọc 18 2.2 Sự làm việc cọc đơn đất không dính 19 2.2.1 Sức chịu tải cọc đơn đóng đất không dính 19 2.2.2 Ảnh hưởng thời gian đến sức chịu tải cọc sau đóng đất caùt 26 2.2.3 Độ lún cọc đơn đất không dính 27 2.3 Sự làm việc cọc đơn đất dính 29 2.3.1 Sức chịu tải cọc đơn đóng đất dính 29 2.3.2 Ảnh hưởng thời gian đến sức chịu tải cọc sau đóng đất sét 34 2.3.3 Độ lún cọc đơn đất dính 34 2.4 Sự làm việc cọc đơn địa tầng nhiều lớp đất 35 2.5 Phân tích làm việc cọc đóng chịu ma sát âm 35 2.5.1 Định nghóa nguyên nhân gây tương ma sát âm 35 2.5.2 Phân bố lực cọc mặt phẳng trung hoà 36 2.5.3 Phương pháp phân tích 38 2.5.4 Ảnh hưởng ma sát âm đến làm việc cọc đơn 44 HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só 2.5.5 Các biện pháp làm giảm ma sát âm 44 2.6 Kết luận chương 46 CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA NHÓM CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NÉN DỌC TRỤC 49 3.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử nhóm cọc 49 3.1.1 Môđun đất 49 3.1.2 Cọc xiên 49 3.1.3 Liên kết cọc vào đài cọc 50 3.1.4 Độ cứng đài 50 3.1.5 Loại tải trọng 50 3.1.6 Khoảng cách cọc 50 3.2 Hoạt động nhóm cọc 51 3.3 Ảnh hưởng khoảng cách cọc đến dạng phá hoại cọc 53 3.3.1 Phá hoại cọc riêng lẻ 53 3.3.2 Phá hoại khối 53 3.4 Sự làm việc nhóm cọc đất không dính 55 3.4.1 Khả chịu tải nhóm cọc đất không dính 55 3.4.2 Lún nhóm cọc đất không dính 58 3.5 Sự làm việc nhóm cọc đất dính 59 3.5.1 Khả chịu tải nhóm cọc đất dính 59 3.5.2 Lún nhóm cọc đất dính 61 3.6 Sự làm việc nhóm cọc đất nhiều lớp 63 3.6.1 Khả chịu tải nhóm cọc đất nhiều lớp 63 3.6.2 Lún nhóm cọc đất nhiều lớp 64 3.7 Ảnh hưởng ma sát âm đến làm việc nhóm cọc 65 HVTH: Nguyễn Duy Cường Biểu đồ chuyển vị cọc theo chiều sâu Z=x/T x Ay By (m) 0,0 0,00 2,435 1,623 0,1 0,26 2,273 1,453 0,2 0,52 2,112 1,293 0,3 0,78 1,952 1,143 0,4 1,04 1,796 1,003 0,5 1,29 1,644 0,873 0,6 1,55 1,496 0,752 0,7 1,81 1,353 0,642 0,8 2,07 1,216 0,540 0,9 2,33 1,086 0,448 1,0 2,59 0,962 0,364 1,2 3,11 0,738 0,223 1,4 3,62 0,544 0,112 1,6 4,14 0,381 0,029 1,8 4,66 0,247 -0,030 2,0 5,18 0,142 -0,070 3,0 7,76 -0,075 -0,089 4,0 10,35 -0,050 -0,028 5,0 12,94 -0,009 0,000 (mm) 1,61 1,60 1,58 1,54 1,50 1,44 1,38 1,31 1,24 1,16 1,08 0,92 0,76 0,61 0,48 0,36 0,01 -0,04 -0,02 Tổ hợp tải trọng theo ngang cầu Qg Mg E I (m4) (T/m ) (T) (T) EI (Tm2) 6090 Biểu đồ Chuyển vị y (mm) -0,50 0,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2,00 4,00 6,00 Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 T (m) 2,59 x (m) Z=x/T Ay By λ 2,435 1,623 y (mm) 3,37 yx (mm) 3,37 3,36 3,31 3,24 3,14 3,03 2,90 2,75 2,60 2,44 2,27 1,93 1,60 1,29 1,00 0,75 0,03 -0,09 -0,03 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO Biểu đồ Chuyển vị y (mm) -1,00 0,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) 1,28 11,83 2900000 0,0021 Biểu đồ chuyển vị cọc theo chiều sâu Ay By Z=x/T x (m) 0,0 0,00 2,435 1,623 0,1 0,26 2,273 1,453 0,2 0,52 2,112 1,293 0,3 0,78 1,952 1,143 0,4 1,04 1,796 1,003 0,5 1,29 1,644 0,873 0,6 1,55 1,496 0,752 0,7 1,81 1,353 0,642 0,8 2,07 1,216 0,540 0,9 2,33 1,086 0,448 1,0 2,59 0,962 0,364 1,2 3,11 0,738 0,223 1,4 3,62 0,544 0,112 1,6 4,14 0,381 0,029 1,8 4,66 0,247 -0,030 2,0 5,18 0,142 -0,070 3,0 7,76 -0,075 -0,089 4,0 10,35 -0,050 -0,028 5,0 12,94 -0,009 0,000 yx 4,00 6,00 Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 TRU P6 2.1.2 Phaân bố mômen Công thức 4.38: Tổ hợp tải trọng theo Z=x/T x (m) 0,0 0,00 0,1 0,26 0,2 0,52 0,3 0,78 0,4 1,04 0,5 1,29 0,6 1,55 0,7 1,81 0,8 2,07 0,9 2,33 1,0 2,59 1,2 3,11 1,4 3,62 1,6 4,14 1,8 4,66 2,0 5,18 3,0 7,76 4,0 10,35 5,0 12,94 phương ngang cầu Am Bm 0,000 0,100 0,198 0,291 0,379 0,459 0,532 0,595 0,649 0,693 0,727 0,767 0,772 0,746 0,696 0,628 0,225 0,000 -0,033 0,000 0,100 0,198 0,291 0,379 0,459 0,532 0,595 0,649 0,693 0,727 0,767 0,772 0,746 0,696 0,628 0,225 0,000 -0,033 1,000 1,000 0,999 0,994 0,987 0,976 0,960 0,939 0,914 0,885 0,852 0,775 0,688 0,594 0,498 0,404 0,059 -0,042 -0,026 1,000 1,000 0,999 0,994 0,987 0,976 0,960 0,939 0,914 0,885 0,852 0,775 0,688 0,594 0,498 0,404 0,059 -0,042 -0,026 Mx (Tm) -1,47 -1,31 -1,15 -1,00 -0,85 -0,71 -0,57 -0,44 -0,32 -0,21 -0,10 0,07 0,21 0,31 0,37 0,40 0,27 0,06 -0,01 Biểu đồ Mơmen (Tm) -2,00 -1,50 -1,00 -0,50 0,00 0,00 0,50 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) phương dọc cầu Am Bm 4,00 6,00 Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 Mx (Tm) -3,08 -2,75 -2,42 -2,10 -1,78 -1,49 -1,20 -0,92 -0,67 -0,43 -0,22 0,15 0,44 0,64 0,77 0,84 0,56 0,13 -0,03 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO Biểu đồ Mơmen (Tm) -4,00 -2,00 0,00 0,00 2,00 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) Tổ hợp tải trọng theo Z=x/T x (m) 0,0 0,00 0,1 0,26 0,2 0,52 0,3 0,78 0,4 1,04 0,5 1,29 0,6 1,55 0,7 1,81 0,8 2,07 0,9 2,33 1,0 2,59 1,2 3,11 1,4 3,62 1,6 4,14 1,8 4,66 2,0 5,18 3,0 7,76 4,0 10,35 5,0 12,94 M x = ( Am − 0, 93 Bm )Q g T 4,00 6,00 Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 TRU P6 2.1.3 Phân bố lực cắt Công thức 4.29: Tổ hợp tải troïng theo Z=x/T x (m) 0,0 0,00 0,1 0,26 0,2 0,52 0,3 0,78 0,4 1,04 0,5 1,29 0,6 1,55 0,7 1,81 0,8 2,07 0,9 2,33 1,0 2,59 1,2 3,11 1,4 3,62 1,6 4,14 1,8 4,66 2,0 5,18 3,0 7,76 4,0 10,35 5,0 12,94 phương ngang cầu Bv Av 1,000 0,989 0,956 0,906 0,840 0,764 0,677 0,585 0,489 0,392 0,295 0,109 -0,056 -0,193 -0,298 -0,371 -0,349 -0,106 0,013 1,000 0,989 0,956 0,906 0,840 0,764 0,677 0,585 0,489 0,392 0,295 0,109 -0,056 -0,193 -0,298 -0,371 -0,349 -0,106 0,013 0,000 -0,007 -0,028 -0,058 -0,095 -0,137 -0,181 -0,226 -0,270 -0,312 -0,350 -0,414 -0,456 -0,477 -0,476 -0,456 -0,213 0,017 0,029 0,000 -0,007 -0,028 -0,058 -0,095 -0,137 -0,181 -0,226 -0,270 -0,312 -0,350 -0,414 -0,456 -0,477 -0,476 -0,456 -0,213 0,017 0,029 Qx (T) 0,61 0,61 0,60 0,59 0,57 0,54 0,52 0,49 0,45 0,42 0,38 0,30 0,22 0,15 0,09 0,03 -0,09 -0,07 -0,01 Biểu đồ Lực cắt (T) -0,50 0,00 0,00 0,50 1,00 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) phương dọc cầu Av Bv 4,00 6,00 Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 Qx (T) 1,28 1,27 1,26 1,23 1,19 1,14 1,08 1,02 0,95 0,87 0,79 0,63 0,47 0,32 0,19 0,07 -0,19 -0,16 -0,02 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO Biểu đồ Lực cắt (T) -0,50 0,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) Tổ hợp tải trọng theo Z=x/T x (m) 0,0 0,00 0,1 0,26 0,2 0,52 0,3 0,78 0,4 1,04 0,5 1,29 0,6 1,55 0,7 1,81 0,8 2,07 0,9 2,33 1,0 2,59 1,2 3,11 1,4 3,62 1,6 4,14 1,8 4,66 2,0 5,18 3,0 7,76 4,0 10,35 5,0 12,94 Qx = ( Av − 0,93Bv )Qg 4,00 6,00 Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 TRU P6 2.2 TÍNH TOÁN CHUYỂN VỊ NGANG CỦA CỌC KHI LÀM VIỆC TRONG NHÓM CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 2.2.1 Chuyển vị ngang cọc làm việc theo nhóm cọc nh E I B S S/B Hệ số T L L/T giảm nh (T/m3) (m) (m) (T/m2) (m4) (m) (m) 2900000 0,0021 0,40 1,2 0,25 13,125 3,41 31,00 9,08 EI (Tm2) 0,61 7,45 2900000 0,0021 Biểu đồ chuyển vị cọc theo chiều sâu Z=x/T x Ay By (m) 0,0 0,00 2,435 1,623 0,1 0,34 2,273 1,453 0,2 0,68 2,112 1,293 0,3 1,02 1,952 1,143 0,4 1,37 1,796 1,003 0,5 1,71 1,644 0,873 0,6 2,05 1,496 0,752 0,7 2,39 1,353 0,642 0,8 2,73 1,216 0,540 0,9 3,07 1,086 0,448 1,0 3,41 0,962 0,364 1,2 4,10 0,738 0,223 1,4 4,78 0,544 0,112 1,6 5,46 0,381 0,029 1,8 6,15 0,247 -0,030 2,0 6,83 0,142 -0,070 3,0 10,24 -0,075 -0,089 4,0 13,66 -0,050 -0,028 5,0 17,07 -0,009 0,000 (mm) 3,69 3,67 3,63 3,54 3,44 3,32 3,18 3,01 2,85 2,67 2,49 2,12 1,75 1,41 1,10 0,83 0,03 -0,10 -0,04 Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu Qg Mg E I (m4) (T/m2) (T) (T) EI (Tm2) 1,28 11,83 2900000 0,0021 6090 T (m) 3,41 x (m) Z=x/T Ay By λ 2,435 1,623 y (mm) 3,69 yx 6090 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO Biểu đồ Chuyển vị y (mm) -2,00 0,00 0,00 2,00 4,00 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu Qg Mg E I ) (m ) (T/m (T) (T) Nhận xét Cọc dài mềm 4,00 6,00 8,00 Cọc làm việc nhóm 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 T (m) 3,41 TRU P6 x (m) Z=x/T Ay By λ 2,435 1,623 y (mm) 7,74 10 yx (mm) 7,74 7,71 7,61 7,44 7,22 6,96 6,66 6,32 5,97 5,60 5,22 4,44 3,68 2,96 2,30 1,73 0,07 -0,20 -0,08 Biểu đồ Chuyển vị y (mm) -5,00 5,00 10,00 4,00 6,00 8,00 Cọc làm việc nhóm 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2.2.2 Phân bố mômen cọc làm việc theo nhóm cọc Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu Bm Mx Am Z=x/T x (m) (Tm) 0,0 0,00 0,000 1,000 -1,94 0,1 0,34 0,100 1,000 -1,73 0,2 0,68 0,198 0,999 -1,52 -3,00 0,3 1,02 0,291 0,994 -1,32 0,4 1,37 0,379 0,987 -1,12 0,5 1,71 0,459 0,976 -0,93 0,6 2,05 0,532 0,960 -0,75 0,7 2,39 0,595 0,939 -0,58 0,8 2,73 0,649 0,914 -0,42 0,9 3,07 0,693 0,885 -0,27 1,0 3,41 0,727 0,852 -0,14 1,2 4,10 0,767 0,775 0,10 1,4 4,78 0,772 0,688 0,28 1,6 5,46 0,746 0,594 0,40 1,8 6,15 0,696 0,498 0,48 2,0 6,83 0,628 0,404 0,53 3,0 10,24 0,225 0,059 0,35 4,0 13,66 0,000 -0,042 0,08 5,0 17,07 -0,033 -0,026 -0,02 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO 0,00 0,00 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) Biểu đồ chuyển vị cọc theo chiều sâu Z=x/T x Ay By (m) 0,0 0,00 2,435 1,623 0,1 0,34 2,273 1,453 0,2 0,68 2,112 1,293 0,3 1,02 1,952 1,143 0,4 1,37 1,796 1,003 0,5 1,71 1,644 0,873 0,6 2,05 1,496 0,752 0,7 2,39 1,353 0,642 0,8 2,73 1,216 0,540 0,9 3,07 1,086 0,448 1,0 3,41 0,962 0,364 1,2 4,10 0,738 0,223 1,4 4,78 0,544 0,112 1,6 5,46 0,381 0,029 1,8 6,15 0,247 -0,030 2,0 6,83 0,142 -0,070 3,0 10,24 -0,075 -0,089 4,0 13,66 -0,050 -0,028 5,0 17,07 -0,009 0,000 TRU P6 Biểu đồ Mơmen (Tm) -2,00 -1,00 0,00 0,00 1,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 Cọc làm việc nhóm 12,00 14,00 16,00 18,00 12 phương ngang cầu Am Bm 0,000 0,100 0,198 0,291 0,379 0,459 0,532 0,595 0,649 0,693 0,727 0,767 0,772 0,746 0,696 0,628 0,225 0,000 -0,033 1,000 1,000 0,999 0,994 0,987 0,976 0,960 0,939 0,914 0,885 0,852 0,775 0,688 0,594 0,498 0,404 0,059 -0,042 -0,026 Mx (Tm) -4,06 -3,63 -3,20 -2,77 -2,36 -1,96 -1,58 -1,22 -0,88 -0,57 -0,29 0,20 0,58 0,85 1,02 1,10 0,74 0,17 -0,04 Biểu đồ Mơmen (Tm) -6,00 -2,00 0,00 0,00 2,00 2,00 4,00 6,00 8,00 Cọc làm việc nhóm 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2.2.3 Phân bố lực cắt cọc làm việc theo nhóm cọc Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu Bv Qx Av Z=x/T x (m) (T) 0,0 0,00 1,000 0,000 0,61 0,1 0,34 0,989 -0,007 0,61 0,2 0,68 0,956 -0,028 0,60 -1,00 0,3 1,02 0,906 -0,058 0,59 0,4 1,37 0,840 -0,095 0,57 0,5 1,71 0,764 -0,137 0,54 0,6 2,05 0,677 -0,181 0,52 0,7 2,39 0,585 -0,226 0,49 0,8 2,73 0,489 -0,270 0,45 0,9 3,07 0,392 -0,312 0,42 1,0 3,41 0,295 -0,350 0,38 1,2 4,10 0,109 -0,414 0,30 1,4 4,78 -0,056 -0,456 0,22 1,6 5,46 -0,193 -0,477 0,15 1,8 6,15 -0,298 -0,476 0,09 2,0 6,83 -0,371 -0,456 0,03 3,0 10,24 -0,349 -0,213 -0,09 4,0 13,66 -0,106 0,017 -0,07 5,0 17,07 0,013 0,029 -0,01 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO -4,00 Chiều sâu cọc đất (m) Tổ hợp tải trọng theo Z=x/T x (m) 0,0 0,00 0,1 0,34 0,2 0,68 0,3 1,02 0,4 1,37 0,5 1,71 0,6 2,05 0,7 2,39 0,8 2,73 0,9 3,07 1,0 3,41 1,2 4,10 1,4 4,78 1,6 5,46 1,8 6,15 2,0 6,83 3,0 10,24 4,0 13,66 5,0 17,07 TRU P6 Biểu đồ Lực cắt (T) 0,00 0,00 1,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 Cọc làm việc nhóm 12,00 14,00 16,00 18,00 14 phương ngang cầu Bv Av 1,000 0,989 0,956 0,906 0,840 0,764 0,677 0,585 0,489 0,392 0,295 0,109 -0,056 -0,193 -0,298 -0,371 -0,349 -0,106 0,013 0,000 -0,007 -0,028 -0,058 -0,095 -0,137 -0,181 -0,226 -0,270 -0,312 -0,350 -0,414 -0,456 -0,477 -0,476 -0,456 -0,213 0,017 0,029 Qx (T) 1,28 1,27 1,26 1,23 1,19 1,14 1,08 1,02 0,95 0,87 0,79 0,63 0,47 0,32 0,19 0,07 -0,19 -0,16 -0,02 Biểu đồ Lực cắt (T) -0,50 0,00 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) Tổ hợp tải trọng theo Z=x/T x (m) 0,0 0,00 0,1 0,34 0,2 0,68 0,3 1,02 0,4 1,37 0,5 1,71 0,6 2,05 0,7 2,39 0,8 2,73 0,9 3,07 1,0 3,41 1,2 4,10 1,4 4,78 1,6 5,46 1,8 6,15 2,0 6,83 3,0 10,24 4,0 13,66 5,0 17,07 4,00 6,00 8,00 Cọc làm việc nhóm 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 2.2.4 Biểu đồ chuyển vị ngang, mômen uốn lực cắt cọc đơn cọc làm việc theo nhóm cọc Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu Chuyển vị y (mm) -2,00 0,00 0,00 2,00 4,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2,00 4,00 6,00 Cọc làm việc nhóm Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO TRU P6 16 Mômen (Tm) -3,00 -2,00 -1,00 0,00 0,00 1,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2,00 4,00 6,00 Cọc làm việc nhóm Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 Lực cắt (T) -0,50 0,00 0,00 0,50 1,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2,00 4,00 6,00 Cọc làm việc nhóm Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO TRU P6 18 Tổ hợp tải trọng theo phương ngang cầu Chuyển vị y (mm) -5,00 0,00 0,00 5,00 10,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2,00 4,00 6,00 Cọc làm việc nhóm Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 Mômen (Tm) -6,00 -4,00 -2,00 0,00 0,00 2,00 Chiều sâu cọc đất (m) 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 Cọc làm việc nhóm Cọc đơn 12,00 14,00 16,00 18,00 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO TRU P6 20 Lực cắt (T) -0,50 0,00 0,00 0,50 1,00 1,50 Chiều sâu cọc đất (m) 2,00 4,00 6,00 Cọc làm việc nhóm Cọc đơn 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SONG CAI NHO TRU P6 22 THEO TCXD 205:1998 Coâng trình: Hạng mục: CẦU SÔNG CÁI NHỎ - TỈNH ĐỒNG THÁP TRỤ P6 I TÍNH TOÁN SỨC KHÁNG TẢI TRỌNG BÊN CỦA CỌC ĐƠN VÀ NHÓM CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 1.1 THÔNG SỐ TÍNH TOÁN - Tiết diện cọc □ - Cao độ mặt đất tự nhiên - Kích thước cọc 0,40 m - Cao độ đáy đài cọc - Diện tích cọc 0,160 m - Cao độ mực nước ngầm - Chu vi cọc 1,600 m - Chiều dài cọc thiết kế - Moment quán tính thân cọc 0,0021 m - Chiều dài cọc tính toán - Mác bê tông cọc 300 - Chiều dài tự cọc tự - Mũi cọc tựa lên đất cứng đá v=0,7 - Cao độ mũi cọc -0,91 -0,91 2,60 32,00 31,00 0,00 -31,91 m m m m m m m 1.2 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT STT lớp Tên lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Loại đất Sét Cát Sét Cát Sét Trạng thái Dẻo chảy Chặt vừa Dẻo chảy Chặt vừa Dẻo mềm Bề dày lớp (m) Trạng thái Dẻo chảy Chặt vừa Dẻo chảy Chặt vừa Cao độ đáy 13,00 2,00 11,00 15,50 11,00 Cao độ mặt -0,91 -13,91 -15,91 -26,91 -42,41 Cao độ đáy Độ sệt IL (B) 1,07 1,11 -13,91 -15,91 -26,91 -42,41 -53,41 Beà dày tính (m) 13,00 2,00 11,00 5,00 - (T/m ) 0,75 0,86 0,74 0,96 0,83 (T/m ) 1,75 1,86 1,74 1,96 1,83 () 2,58 27,12 3,08 30,63 8,53 e K Bề dài Kthân Kmũi 13,00 2,00 11,00 5,00 184,19 730,00 γ' γw φ C o (T/m2) 0,36 0,21 0,41 0,18 1,21 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT (tt) STT lớp Bề dày (m) Lớp Lớp Lớp Lớp Loại đất Sét Cát Sét Caùt -13,91 -15,91 -26,91 -31,91 0,99 0,81 1,05 0,64 (T/m ) 65,00 250,00 65,00 730,00 1.3 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN LIÊN KẾT ĐẦU CỌC VÀO ĐÀI Độ ngàm cọc vào đài Hai lần đường kính hay cạnh cọc Nhận xét Lng 1,00 m 2B 0,8 m Đầu cọc ngàm vào đài 1.4 CHUYỂN VỊ NGANG CỦA CỌC Ở MỨC ĐÁY ĐÀI Công thức: Trong : Δ n = y + ψ l0 + Hl0 Ml0 + Eb I Eb I H - Giá trị tính toán lực cắt đầu cọc M - Giá trị tính toán mônen đầu cọc l0 - chiều dài tự cọc y0, ψ0 - chuyển vị ngang góc xoay tiết diện ngang cọc mặt đất với cọc đài cao, mức đáy đài với cọc đài thấp Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SCN (TCXD205-98) TRU P6 l0 Mac BT Cạnh cọc cọc d (m) 300 0,40 B0 C0 1,621 1,751 (m) 0,00 K (T/m4) Eb (T/m2) I (m4) EbI (Tm2) 184,19 2900000 0,0021 6090 δHH δMH=δHM δMM H (T) 0,61 M (Tm) 7,45 Eb (T/m2) I (m4) EbI (Tm2) 2900000 0,0021 6090 δMM H (T) 1,28 M (Tm) 11,83 (m/T) (1/T) (1/Tm) 0,00309 0,0010384 0,00057 Tổ hợp tải trọng theo ngang dọc cầu l0 Mac BT Cạnh cọc K (T/m4) coïc d (m) (m) 300 0,40 0,00 184,19 B0 C0 1,621 1,751 δHH δMH=δHM (m/T) (1/T) (1/Tm) 0,00309 0,0010384 0,00057 bc α bd (m) 1,1 (1/m) 0,5063 H0 M0 (T) 0,61 (Tm) 7,45 bc α bd (m) 1,1 (1/m) 0,5063 H0 M0 (T) 1,28 (Tm) 11,83 y0 (mm) 16,24 Eb (T/m2) I (m4) EbI (Tm2) 2900000 0,0021 6090 Eb (T/m2) I (m4) EbI (Tm2) 2900000 0,0021 6090 L (m) 31,00 y0 (mm) 9,62 L (m) 31,00 Le 15,695 A0 2,441 ψ0 Δn (Radians) (mm) 9,62 Le A0 15,695 2,441 ψ0 Δn (Radians) (mm) 16,24 H (T) 0,61 Mng (T) -1,11536 H (T) 1,28 Mng (T) -2,34044 1.5 MÔMEN ĐẦU CỌC δ MH + l0δ MM + Công thức: Tổ hợp tải trọng theo phương dọc cầu Le A0 B0 C0 15,695 2,441 1,621 1,751 Tổ hợp tải trọng theo ngang dọc cầu Le A0 B0 C0 15,695 2,441 1,621 1,751 M ng = − δ MM l + Eb I δMH=δHM δMM l0 (1/T) 0,00104 (1/Tm) 0,00057 (m) 0,00 δMH=δHM δMM l0 (1/T) 0,00104 (1/Tm) 0,00057 (m) 0,00 COC CHIU TAI TRONG NGANG CAU SCN (TCXD205-98) TRU P6 l0 2 Eb I H Luận văn thạc só 5.7 TÍNH TOÁN NHÓM CỌC TRỤ P6 - CẦU SÔNG CÁI NHỎ CHỊU TẢI TRỌNG NGANG THEO MÔ HÌNH SAP 2000 Chuyển vị theo phương dọc cầu, ymax = 2,49 mm Biểu đồ mômen thân cọc theo phương dọc cầu, Mmax = -1,003 Tm HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só Biểu đồ lực cắt thân cọc theo phương dọc cầu, Qmax = 0,61T Chuyển vị theo phương ngang cầu, ymax = 3,70 mm HVTH: Nguyễn Duy Cường Luận văn thạc só Biểu đồ mômen thân cọc theo phương ngang cầu, Mmax = -3,001 Tm Biểu đồ lực cắt thân cọc theo phương ngang cầu, Qmax = 1,28 T HVTH: Nguyễn Duy Cường ... dựng cầu, hầm Khóa : K2005 Giới tính: Nam Nơi sinh : TIỀN GIANG TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐƠN VÀ NHÓM CỌC ĐÓNG DƯỚI MỐ TRỤ CẦU NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Nghiên cứu, so sánh làm việc cọc đơn. .. đóng cọc 11 1.6 Nghiên cứu tổng quan làm việc cọc đơn nhóm cọc 12 1.6.1 Sự làm việc cọc đơn nhóm cọc 12 HVTH: Nguyeãn Duy Cường Luận văn thạc só 1.6.2 Những nghiên cứu làm việc cọc đơn. .. móng cọc hạ phương pháp đóng Chương 2: Nghiên cứu làm việc cọc đơn chịu tải trọng nén dọc trục Chương 3: Nghiên cứu làm việc nhóm cọc chịu tải trọng nén dọc trục Chương 4: Nghiên cứu làm việc cọc