Phân tích khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi bị lệch tâm sau khi xử lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI BỊ LỆCH TÂM SAU KHI XỬ LÝ LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN Cán chấm nhận xét 1:……………………………………………… Cán chấm nhận xét 2:……………………………………………… Luận Văn Thạc Só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày…… tháng……….năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày… tháng… năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên :Nguyễn Tấn Nguyên Phái : Nam Ngày, tháng, năm sinh: 01/07/1981 Nơi sinh : Hoài Nhơn – Bình Định Chuyên ngành : Địa k ỹ thuật xây dựng MSHV : 00906213 I- TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI BỊ LỆCH TÂM SAU KHI XỬ LÝ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ : Phân tích khả chịu tải cọc khoan nhồi bị lệch tâm sau xử lý Nội dung : Mở đầu Chương 1: Khả chịu tải mức độ chuyển vị cọc tác dụng tải trọng ngang Chương : Sức chịu tải cọc, tương tác cọc đất xung quanh cọc lên khả chịu tải cọc Chương 3: Phân tích trình thi công cọc khoan nhồi công trình có tầng hầm khả bị lệch tâm biện pháp thi công Chương 4: Biện pháp xử lý cọc lệch tâm phân tích khả chịu tải cọc sau xử lý Kết luận kiến nghị III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 05-07-2007 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 16-12-2007 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS.BÙI TRƯỜNG SƠN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS.BÙI TRƯỜNG SƠN TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn Thạc Só hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày 16 tháng 12 năm 2007 TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH TRƯỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH Lời cảm ơn Luận văn Thạc Sĩ hoàn thành với nỗ lực thân tác giả hướng dẫn truyền đạt kiến thức Quý Thầy, Cô; động viên khích lệ từ gia đình, bạn bè suốt trình học tập rèn luyện Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy TS Bùi Trường Sơn tận tình hướng dẫn tác giả suốt trình học tập thực luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tồn thể Q Thầy, Cơ Bộ mơn Địa Cơ Nền Móng tham gia giảng dạy truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện tốt suốt trình học tập thực luận văn Niềm động viên tinh thần lớn tác giả Cha Mẹ, Anh, Chị, người khơng ngại khó khăn ln động viên, khích lệ lúc khó khăn nhất, sức mạnh tinh thần để vững tin thực mục tiêu Luận Văn Thạc Sĩ q cao q tơi muốn dành tặng cho gia đình Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến người bạn sẵn sàng giúp đỡ suốt trình học tập thực luận văn Với hiểu biết thân chắn khơng tránh khỏi sai sót thực luận văn, kính mong Q Thầy, Cơ, bạn bè góp ý chân thành để tơi ngày hồn thiện hiểu biết TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI: “Phân tích khả chịu tải cọc khoan nhồi bị lệch tâm sau xử lý” TÓM TẮT: Thời gian gần đây, khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh số cọc sau thi công bị lệch tâm nghiêng chuyển vị tác dụng áp lực đất p lực đất gây tải trọng ngang làm cọc bị lệch tâm việc khai đào hố móng hay chống đỡ hố đào trực tiếp vào cọc Quá trình xử lý cố phức tạp, đặc biệt gây nhiều tổn thất lớn cho nhà thầu chi phí thời gian Về mặt chất lượng, việc cọc bị lệch tâm làm giảm khả chịu tải cọc, đồng thời khó đánh giá khả chịu tải sau xử lý Trong phạm vi đề tài tác giả chọn phương pháp phần tử hữu hạn (phần mềm Plaxis 2D Version 8.0) để tính toán với nội dung sau: - Tính toán, hiệu chỉnh thông số đầu vào mô hình Plaxis từ hồ sơ khảo sát địa chất - Mô tượng lệch tâm cọc khoan nhồi từ công trình thực tế - Đề xuất phương án xử lý cọc bị lệch tâm - So sánh khả chịu tải cọc khoan nhồi lệch tâm sau xử lý cọc khoan nhồi không bị lệch tâm Từ kết rút kết luận nguyên nhân xảy cố, đề xuất phương án xử lý, kiến nghị kết luận với kết phân tích SUMMARY OF THESIS NAME OF THESIS: “Analysis bearing capacity of bored pile is offsetted after had processed” ABSTRACT: In recent times, some bored piles in HO CHI MINH City were offsetted because of tilt or displacement under effect of soil pressure Soil pressure cause horizontal loading capacity which mades bored pile offsetted because excavated deep foundation or supported direct bored pile This problem is very complicated to process It cause loss about time and cost for contractor About quality, it reduces bearing capacity of bored pile and it is very hard to evaluate bearing capacity of bored pile after these process Programme based on Finite Element Method (Plaxis 2D Version 8.0) has been used to analyse this problem with the main contents: - Calculating the input parameter data from the soil investigation document - Defining horizontal displacement of bored pile from Plaxis model of real project - Proposing solution for overcoming of this problem - Comparing bearing capacity of bored pile were offseted and original bored From the analysis, the author hopes to bring forward some conclusions, petition about reasons of this problem and proposing solution for this problem MỤC LỤC MỞ ĐẦU…… … ……………………… ………………………………….… ………………………………………………………….1 CHƯƠNG 1: KHẢ NĂNG CHỊU TẢI VÀ MỨC ĐỘ CHUYỂN VỊ CỦA CỌC DƯỚI TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG NGANG 1.1 Các phương pháp tính toán cọc chịu tải trọng ngang ….…………………………….… …….4 1.2 Nội dung cần tính toán cọc chịu tác dụng tải trọng ngang ……….… …… 26 1.2.1 Sơ đồ tính toán cọc chịu tải trọng ngang……………………………………………… 28 1.2.2 Kiểm tra ổn định quanh cọc……………………………………………… 31 1.3 Xác định moment lực cắt cọc…………… …………………………………………… ………33 1.3.1 Lời giải bản…………… …………………………………………… ……… …………………………33 1.3.2 Giá trị moment lực cắt dầm ……………………………………………………… 33 1.4 Tính moment ngàm tính toán……………………….…………………………………………………………… 36 1.5 Nhận xét nhiệm vụ luận văn ……………….…………………………………………………………… 36 CHƯƠNG 2: SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC, TƯƠNG TÁC CỦA CỌC VÀ ĐẤT NỀN XUNG QUANH CỌC LÊN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC 2.1 Tổng quan sức chịu tải dọc trục cọc ……………………………….…………………… 38 2.2 Phân tích sức chịu tải dọc trục cọc theo đất ……………………………… 39 2.2.1 Phân tích sức kháng bên cọc …………… ….………………………………… 41 2.2.1.1 Sức kháng bên thoát nước…………………………………………………………………42 2.2.1.2 Sức kháng bên không thoát nước……………………………………………………42 2.2.2.1 Phân tích sức kháng mũi cọc …………… ….………………………………… 43 2.3 2.2.2.1 Sức kháng mũi thoát nước…………………………………………………………………43 2.2.2.2 Sức kháng mũi không thoát nước……………………………………………………47 Các phương pháp kiểm tra sức chịu tải cọc khoan nhồi ………… ………… 47 2.3.1 Phương pháp thí nghiệm động biến dạng lớn PDA ……………………….… 48 2.3.2 Phần mềm …………………………………………………………………… …………………………… 49 2.3.3 Thiết bị … …………………………………………………………………………………………………………50 2.3.4 Các kết đo …………………………………………………………….……………………… 50 2.3.5 Phạm vi áp dụng 2.3.6 Nhận xé t…………………………………………………….………………………………………………….… 51 2.3.7 Phương pháp thử tónh động ………………………………… …………………………………… 52 2.3.8 Phương pháp thử tải trọng tónh truyền thống ……………………….…………… 53 2.3.9 Phương pháp thử tải tónh hộp tải trọng Osterberg …………………….54 …………………………………………………………………….……………… 51 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH QUÁ TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI TRONG CÔNG TRÌNH CÓ TẦNG HẦM VÀ KHẢ NĂNG BỊ LỆCH TÂM DO BIỆN PHÁP THI CÔNG 3.1 Điều kiện địa chất công trình ……………………………………………………………………….…………60 3.2 Sơ đồ toán …………………………….…………………………………………………………………………………65 3.3 Giải toán ………………… …………………………………………………………………………………68 3.4 Nhận xét kết luận chương.………………………………… ………………………………………………74 CHƯƠNG 4: BIỆN PHÁP XỬ LÝ CỌC LỆCH TÂM VÀ PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC SAU KHI XỬ LÝ 4.1 Phân tích khả xử lý cọc khoan nhồi lệch tâm ……………………….……………….76 4.2 Kiểm tra khả chịu tải cọc sau xử lý cọc không bị lệch tâm ……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………… 79 So sánh khả chịu tải cọc không lệch tâm cọc bị lệch tâm sau xử lý 4.3 So sánh khả chịu tải cọc không bị lệch tâm cọc bị lệch tâm sau xử lý ………………………………………………………………………………………………………………………… …………….83 4.4 Kết luận chương ……………………………………………………………………………….………………………… 87 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……………………………………………………………………………………………….88 Tài liệu tham khảo ………………………………………………………………………………………….……………………….92 Lí lịch trích ngang -1- MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Cùng với phát triển kinh tế quốc dân, ngành xây dựng phát triển với tốc độ lớn, công trình lớn xuất ngày nhiều như: nhà cao tầng, cầu cống, sân bay, bến cảng Do đặc điểm địa chất khu vực Thành phố Hồ Chí Minh vùng lân cận bao phủ lớp trầm tích trẻ, khả chịu tải thấp nên hầu hết công trình sử dụng biện pháp móng cọc Móng cọc thuộc loại móng sâu, có chi phí lớn, có chiếm đến 1/4 – 1/3 giá thành công trình Những sai sót hư hỏng móng cọc gây ảnh hưởng tiến độ thi công, giá thành công trình số trường hợp làm thay đổi toàn thiết kế Do vấn đề an toàn móng cọc vấn đề quan tâm nhà thiết kế, thi công mà điều quan tâm đặc biệt quan quản lí Thời gian gần đây, khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh số cọc sau thi công bị lệch tâm nghiêng chuyển vị tác dụng áp lực đất p lực đất gây tải trọng ngang làm cọc bị lệch tâm việc khai đào hố móng hay chống đỡ hố đào trực tiếp vào cọc Công trình: Sài Gòn Pearl trình thi công chống đỡ hố đào trực tiếp vào cọc khoan nhồi làm cọc bị nghiêng phải xử lý tốn nhiều thời gian thiệt hại đáng kể tài công trình cụm chung cư Phú My,õ Quận 7, trình thi công đào đất thi công tầng hầm làm nghiêng cọc ly tâm dự ứng lực, làm nhiều thời gian tiền để xử lý Quá trình xử lý cố phức tạp, đặc biệt gây nhiều tổn thất lớn cho nhà thầu chi phí thời gian Về mặt chất lượng, việc cọc bị lệch tâm làm giảm khả chịu tải cọc, đồng thời khó đánh giá khả chịu tải sau xử lý ... XỬ LÝ CỌC LỆCH TÂM VÀ PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC SAU KHI XỬ LÝ 4.1 Phân tích khả xử lý cọc khoan nhồi lệch tâm ……………………….……………….76 4.2 Kiểm tra khả chịu tải cọc sau xử lý cọc không bị. .. TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI BỊ LỆCH TÂM SAU KHI XỬ LÝ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ : Phân tích khả chịu tải cọc khoan nhồi bị lệch tâm sau xử lý Nội dung...6- CHƯƠNG BIỆN PHÁP XỬ LÝ CỌC LỆCH TÂM VÀ PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC SAU KHI XỬ LÝ 4.1 Phân tích khả xử lý cọc khoan nhồi lệch tâm Nhằm đảm bảo làm việc cọc khoan nhồi tác dụng tải trọng cô