Phân tích tính toán ổn định công trình bến cầu tàu khu vực cảng giao long bến tre

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN THANH TRUNG PHÂN TÍCH TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CƠNG TRÌNH BẾN CẦU TÀU KHU VỰC CẢNG GIAO LONG - BẾN TRE Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - šµ› - Cán hướng dẫn khoa học: TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN THANH TRUNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04/03/1977 Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Khoá (Năm trúng tuyển): 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích tính tốn ổn định cơng trình Bến cầu tàu khu vực Cảng Giao Long - Bến Tre 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Mở đầu Chương 1: Tổng quan ổn định công trình bến cầu tàu đất yếu Chương 2: Các giải pháp xử lý ổn định cơng trình bến cầu tàu đất yếu Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định cơng trình bến cầu tàu đất yếu Chương 4: Phân tích tính tốn ổn định móng cơng trình bến cầu tàu thuộc cảng Giao Long - Bến Tre Kết luận- kiến nghị 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/02/2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/07/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN XUÂN THỌ Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS TRẦN XUÂN THỌ TS VÕ PHÁN LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp tổng hợp toàn kiến thức mà tác giả tiếp thu khoảng thời gian học tập chương trình Cao học Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng Trong trình thực tác giả nghiêm túc nghiên cứu tham khảo tài liệu nước, tiến hành cơng tác lấy mẫu thí nghiệm ngồi trường để phục vụ luận văn Đến hôm nay, luận văn hoàn thành, tác giả xin chân thành cảm ơn: Tác giả xin cảm ơn tất thầy cô tham gia giảng dạy chuyên ngành hết lịng truyền đạt kiến thức q báu suốt q trình đào tạo Tác giả xin gởi lịng kính trọng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến sĩ Trần Xuân Thọ, người quan tâm, hướng dẫn tận tình thời gian thực luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Bến Tre tạo điều kiện thuận lợi cơng tác để tác giả hồn thành khóa học Tác giả xin cảm ơn kỹ sư Trung Tâm Nghiên Cứu Công Nghệ Thiết Bị Công Nghiệp Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh Cơng ty cổ phần tư vấn thiết kế Cảng-Kỹ Thuật Biển nhiệt tình giúp đỡ tác giả cơng tác thí nghiệm phòng Cuối xin gởi lời cảm ơn đến gia đình bạn bè thân hữu giúp đỡ, động viên thời gian học tập hồn thành luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 06 năm 2009 Học viên thực TRẦN THANH TRUNG TÓM TẮT Nội dung luận văn thực phân tích tính tốn ổn định cơng trình bến cảng dạng cầu tàu đất yếu Trong luận văn tác giả đề xuất giải pháp gia cố đất yếu ven sông cọc đất xi măng cho loại cơng trình bến cầu tàu liền bờ, nhằm mục đích vừa gia tăng khả chống trượt mái dốc phải nạo vét sâu vừa hạn chế độ lún lệch cơng trình bến đường bên Áp dụng phân tích tính tốn cho cơng trình bến cầu tàu khu vực Cảng Giao Long-Tỉnh Bến Tre, tác giả thực tính tốn cơng trình bến cầu tàu dạng móng cọc đài cao phương án gia cố đường cọc đất xi măng theo phương pháp giải tích, kiểm chứng lại mơ hình tính tốn kết hợp đồng thời kết cấu cơng trình đất thơng qua chương trình Plaxis 8.2, Plaxis 3D Tunnel Solpe/W Những kết nghiên cứu sử dụng để tính tốn thiết kế cho cơng trình bến cảng khu vực Đồng sông Cửu Long với điều kiện tương tự Tác giả hy vọng nội dung nghiên cứu giúp ích phần công tác tư vấn thiết kế thi công cho nhà thầu xây dựng cơng trình bến cảng, đồng thời tháo gỡ vấn đề mà lâu gây nhiều phiền toái cho kỹ sư việc xử lý móng cơng trình đất yếu ven sông ABSTRACK The thesis is focused on analysing and calculating the stability of the landing pier on the soft soils The soft soil improvement by soil-cement deep mixing is applied to landing pier in order to increase the stability of slope failure and reduce the differential settlements between the wharves and the internal road base The Giao Long port is applied to be analysed and calculated the stability and deformation of the landing pier constructions with overground pilework foundation and internal road base with the soft soil improvement by deep cement mixing columns, using the analytic and finite element method such as Plasix 8.2, Plasix 3D Tunnel and Slope/W The obtained results can be used for the design of other landing pier with the same condition in the Mekong Delta The author hopes the research will help a part of the working design consultant for contractors in the port constructions, and remove the problems that may cause troubles for engineers in the process of ground engineering on the riparian soft ground MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 Giới thiệu Mục tiêu nghiên cứu .1 Nội dung nghiên cứu .1 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học Phạm vi nghiên cứu .3 CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH CƠNG TRÌNH BẾN CẦU TÀU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Đất yếu xây dựng cơng trình bến cảng 1.2 Tổng quan địa chất ven sông khu vực Bến Tre 1.3 Tổng quan cơng trình bến cầu tàu 1.3.1 Khái niêm cơng trình bến cầu tàu .7 1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến công trình cầu tàu 1.3.3 Các dạng cơng trình bến cầu tàu .7 1.3.4 Tải trọng tác động 1.4 Một số cơng trình cầu tàu đất yếu Đồng sông Cửu Long .8 1.4.1 Cầu tàu cảng cá Tắc Cậu - Kiên Giang 1.4.2 Cầu tàu cảng cá Nhà Mát - Bạc Liêu .9 1.4.3 Cầu tàu 10000DWT cảng biển Cần Thơ 10 1.5 Nhận xét 11 CHƯƠNG : CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ ỔN ĐỊNH CƠNG TRÌNH BẾN CẦU TÀU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 12 2.1 Một số phương pháp thông dụng để cải tạo đất yếu 12 2.1.1 Cọc cát .12 2.1.2 Phương pháp gia tải trước kết hợp giếng cát 13 2.1.3 Phương pháp gia tải trước kết hợp bấc thấm 14 2.1.4 Xử lý đất yếu bơm hút chân không 15 2.1.5 Gia cường đất yếu cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ 17 2.1.6 Cọc đất trộn xi măng .18 2.2 Các giải pháp kết cấu bến dạng tường cừ đất yếu 20 2.2.1 Nguyên tắc chung giải pháp kết cấu bến nói chung tường cừ nói riêng cho đất yếu .20 2.2.2 Các loại kết cấu bến tường cừ dùng cho đất yếu 21 2.3 Các giải pháp kết cấu dạng bến cầu tàu đất yếu .24 2.3.1 Các đặc điểm bật kết cấu cầu tàu 24 2.3.2 Các loại kết cấu cầu tàu dùng cho đất yếu 25 2.4 Nhận xét 28 CHƯƠNG :CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH BẾN CẦU TÀU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU .30 3.1 Đặt vấn đề .30 3.2 Tính tốn cọc đơn 32 3.2.1 Sức chịu tải dọc trục cọc theo vật liệu làm cọc 32 3.2.2 Sức chịu tải dọc trục cọc theo điều kiện đất 32 3.2.3 Cọc chịu tải trọng ngang 33 3.3 Móng cọc đài cao 36 3.3.1 Phương pháp tính toán cọc tương đương trường hợp cọc chịu lực dọc trục .37 3.3.2 Phương pháp tính toán cọc tương đương trường hợp cọc chịu lực ngang 38 3.3.3 Xác định chiều dài cọc tương đương móng cọc bệ cao cứng 41 3.3.4 Ổn định đất mũi cọc 43 3.4 Phương pháp gia cố xử lý đất yếu cọc đất trộn xi măng .43 3.4.1 Giải pháp gia cố cọc đất xi măng cho cơng trình bến cầu tàu .44 3.4.2 Phương pháp thi công cọc đất xi măng 46 3.4.3 Phương pháp tính tốn cọc đất xi măng .46 3.5 Tính tốn độ lún lệch đường với cơng trình cầu tàu 53 3.6 Tính tốn ổn định tổng thể cơng trình 56 3.6.1 Phương pháp tính tốn theo lý thuyết cân giới hạn 58 3.6.2 Phương pháp tính toán theo mặt trượt giả định 59 3.7 Vai trò cọc ổn định tổng thể cơng trình thơng qua lực kháng trượt .61 3.7.1 Tính tốn lực kháng trượt theo phương pháp giải tích 62 3.7.2 Tính tốn lực kháng trượt theo phương pháp đồ giải 63 3.7.3 Tính tốn lực kháng trượt theo phương pháp tương tác ma sát 66 3.8 Phân tích tính tốn ổn định cơng trình phương pháp Phần tử hữu hạn67 3.9 Nhận xét 70 CHƯƠNG : PHÂN TÍCH TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH BẾN CẦU TÀU THUỘC CẢNG GIAO LONG - BẾN TRE 72 4.1 Giới thiệu cơng trình Cảng Giao Long-Bến Tre 72 4.2 Đặc điểm địa hình-địa chất cơng trình 74 4.2.1 Đặc điểm địa hình 74 4.2.2 Đặc điểm địa chất 74 4.3 Tính tốn cơng trình bến cầu tàu 2000DWT theo phương pháp cọc tương đương .76 4.3.1 Tải trọng tác động lên cầu tàu 80 4.3.2 Chiều dài chịu nén, chịu uốn cọc .80 4.3.3 Phân phối lực ngang .81 4.3.4 Sơ đồ tải trọng 83 4.3.5 Kết tính toán chuyển vị nội lực cọc 84 4.4 Tính tốn cọc đất xi măng độ lún khối gia cố 88 4.4.1 Các thông số cọc đất xi măng theo thí nghiệm nén nở hơng 88 4.4.2 Khả chịu tải cọc đất xi măng theo điều kiện đất .90 4.4.3 Tính tốn ứng suất thẳng đứng phân bố lên cọc đất xi măng tác dụng tải trọng .91 4.4.4 Tính toán độ lún khối gia cố đất xi măng tác dụng tải trọng 94 4.5 Tính tốn ổn định tổng thể cơng trình 95 4.5.1 Tính tốn ổn định tổng thể cơng trình theo lý thuyết mặt trượt cung tròn K.Terzaghi 95 4.5.2 Tính tốn ổn định tổng thể cơng trình chương trình SLOPE/W 99 4.6 Mơ hình tính tốn ổn định móng cơng trình bến cầu tàu phương pháp Phần tử hữu hạn thông qua phần mềm Plaxis .102 4.6.1 Các thông số đất mơ theo mơ hình Hardening Soil 102 4.6.2 Mơ hình tính tốn phần mềm Plaxis 8.2 Plaxis 3D Tunnel .105 4.7 Kết tính tốn ổn định móng cơng trình phương pháp Phần tử hữu hạn 107 4.7.1 Chuyển vị đất 107 4.7.2 Độ lún lệch cầu tàu đường 109 4.7.3 Phân bố ứng suất đất .111 4.7.4 Hệ số ổn định q trình thi cơng sử dụng .116 4.7.5 Chuyển vị ngang cọc bê tông cốt thép 116 4.7.6 Mômen uốn cọc bê tông cốt thép .119 4.8 Nhận xét 120 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 121 KẾT LUẬN .121 KIẾN NGHỊ 122 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .123 TÀI LIỆU THAM KHẢO .124 -111- Cầu tàu Nền đường Hình 4.39: Tương quan độ lún cầu tàu đường theo thời gian giải pháp gia cố đệm cát, ∆Umax=60cm 4.7.3 Phân bố ứng suất đất Hình 4.40: Ứng suất đất với giải pháp gia cố cọc đất xi măng theo 2D Hình 4.41: Ứng suất đất với giải pháp gia cố cọc đất xi măng theo 3D -112- a Phân bố ứng suất đất mũi cọc: Hình 4.42: Ứng suất đất mũi cọc Ứng suất lớn tác dụng lên đất mũi cọc: 1234kN/m2 Ứng suất nhỏ tác dụng lên đất mũi cọc: 420kN/m2 -113350 300 q (kN/m ) 250 200 Lộ trình ƯS Đường CSL 150 100 50 0 50 100 150 200 250 p' (kN/m ) Hình 4.43: Lộ trình ứng suất đất mũi cọc 300 200 q (kN/m ) 250 Lộ trình ƯS 150 Đường CSL 100 50 0 50 100 150 200 250 p' (kN/m ) Hình 4.44: Lộ trình ứng suất đất vị trí nằm hai cọc b Phân bố ứng suất khối gia cố đất xi măng đường: Hình 4.45: Ứng suất phân bố khối gia cố cọc đất xi măng Ứng suất trung bình tác dụng lên cọc đất xi măng: 164kN/m2 Ứng suất trung bình tác dụng lên đất nền: 64kN/m2 Hệ số tập trung ứng suất n=2.56 -114- 45 40 30 q (kN/m ) 35 25 Lộ trình ƯS 20 Đường CSL 15 10 0 10 12 142 16 18 20 22 24 p' (kN/m ) Hình 4.46: Lộ trình ứng suất đất nằm hai cọc khối gia cố -11540 35 q (kN/m ) 30 25 Lộ trình ƯS Đường CSL 20 15 10 0 10 12 14 16 18 20 p' (kN/m ) Hình 4.47: Lộ trình ứng suất đất phía trước tường chắn đất xi măng 200 175 q (kN/m ) 150 125 Lộ trình ƯS Đường CSL 100 75 50 25 0 25 50 75 100 2125 150 175 200 p' (kN/m ) Hình 4.48: Lộ trình ứng suất đất mũi cọc đất xi măng 150 100 q (kN/m ) 125 Lộ trình ƯS Đường CSL 75 50 25 0 25 50 75 100 p' (kN/m ) Hình 4.49: Lộ trình ứng suất đất nằm hai mũi cọc đất xi măng(cách 1.5m) -11660 40 q (kN/m ) 50 Lộ trình ƯS Đường CSL 30 20 10 0 10 20 30 40 50 p' (kN/m ) Hình 4.50: Lộ trình ứng suất đất bên đệm cát Nhận xét: Theo biểu đồ phân bố ứng suất lộ trình ứng suất đất bên mũi cọc bê tông cốt thép cọc đất xi măng, ứng suất gia tăng cục mũi cọc, giá trị lớn gấp hai lần vị trí lân cận Ứng suất đất mũi cọc có gia tăng không đáng kể Mặt khác với giải pháp gia cố đệm cát lộ trình ứng suất vượt qua đường CSL, điều chứng tỏ đất bị phá hoại 4.7.4 Hệ số ổn định q trình thi cơng sử dụng Kết tính toán sau (ứng với giải pháp gia cố cọc đất xi măng): Bước tính tốn Hệ số ổn định FS Nội dung Phase Thi công cọc đất xi măng 13.128 Phase Nạo vét lịng sơng 6.738 Phase Thi công bến cầu tàu 5.849 Phase Thi công đường 4.750 Phase Khai thác sử dụng 3.446 Phase Cố kết lâu dài 4.016 4.7.5 Chuyển vị ngang cọc bê tông cốt thép (mm) Với hai giải pháp gia cố cọc đất xi măng đệm cát, kết tính tốn sau: STT Giải pháp gia cố Cọc D Cọc D' Cọc C Cọc B Cọc A' Cọc A Cọc đất xi măng 46 46 45 46 50 53 Đệm cát 91 91 88 93 103 114 -117- Cọc D Cọc D' Cọc C Cọc B Cọc A' Cọc A Umax =46 Umax =46 Umax =45 Umax =46 Umax=50 Umax =53 Hình 4.51: Chuyển vị ngang cọc BTCT gia cố cọc đất xi măng Cọc D Cọc D' Cọc C Cọc B Cọc A' Umax =91 Umax =91 Umax =88 Umax =93 Umax=103 Cọc A Umax =114 Hình 4.52: Chuyển vị ngang cọc BTCT gia cố đệm cát Gia cố cọc đất xi măng Gia cố đệm cát Hình 4.53: Chuyển vị ngang đầu cọc A theo thời gian gia cố đệm cát cọc đất xi măng -118- Gia cố cọc đất xi măng Gia cố đệm cát Hình 4.54: Chuyển vị ngang đầu cọc B theo thời gian gia cố đệm cát cọc đất xi măng Gia cố cọc đất xi măng Gia cố đệm cát Hình 4.55: Chuyển vị ngang đầu cọc C theo thời gian gia cố đệm cát cọc đất xi măng Gia cố cọc đất xi măng Gia cố đệm cát Hình 4.56: Chuyển vị ngang đầu cọc D theo thời gian gia cố đệm cát cọc đất xi măng -119- 4.7.6 Momen uốn cọc bê tông cốt thép (kNm/m) STT Giải pháp gia cố Cọc D Cọc D' Cọc C Cọc B Cọc A' Cọc A Cọc đất xi măng 295 206 104 34 54 94 Đệm cát 502 374 164 122 213 377 Momen uốn cọc gia cố cọc đất xi măng (kNm/m) Cọc D Cọc D' Cọc C M=295 M=206 M=104 Cọc B Cọc A' Cọc A M=34 M=54 M=94 Momen uốn cọc gia cố đệm cát (kNm/m) Cọc D M=502 Cọc D' M=374 Cọc C M=164 Cọc B M=122 Cọc A' M=213 Cọc A M=377 Nhận xét: Khi tính tốn phương pháp giải tích theo mơ hình đàn hồi Winkler, ta qui đổi đất thành lớp đồng có hệ số tương đương Kết tính tốn cho thấy momen uốn cọc có giá trị cực đại độ sâu khoảng (3÷6)d so với mặt đất tự nhiên xem tắt dần từ độ sâu 6m trở xuống Tuy nhiên tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn ta thấy giá trị momen cực đại đạt -120- từ đến 15m (tùy theo bề dày lớp đất yếu mà cọc xuyên qua) tắt dần vị trí mũi cọc Điều cho thấy hạn chế phương pháp tính tốn giải tích 4.8 Nhận xét Cơng tác nạo vét lịng sơng với chiều dày lớn làm cho đất cơng trình (cụ thể cọc) chuyển vị ngang lớn Khi sử dụng giải pháp khối đất gia cố xi măng làm tường chắn chuyển vị ngang momen uốn cọc giảm đáng kể (theo kết tính tốn cụ thể trình bày chuyển vị ngang giảm đến 50% so với giải pháp đệm cát) Nền đất bên bãi hàng gia cố cọc đất xi măng có tác dụng hạn chế độ lún lệch đường cầu tàu lớn Sau thời gian cố kết lâu dài, giải pháp gia cố đệm cát giá trị độ lún lệch 60cm, với giải pháp gia cố sâu cọc đất xi măng độ lún lệch có giá trị 16cm (ít lần) Khi sử dụng giải pháp cọc đất xi măng để cải tạo đất yếu với vải địa kỹ thuật phủ bên đầu cọc, ứng suất tải trọng bên phần lớn truyền cho cọc đất xi măng thơng qua hiệu ứng vịm, cịn ứng suất đất tự nhiên có gia tăng khơng đáng kể Cả hai phương pháp tính tốn giải tích phần tử hữu hạn cho kết tương tự Trong tính tốn ổn định tổng thể cơng trình có cọc ven sơng, vai trò cọc làm tăng hệ số ổn định cho cơng trình thơng qua lực kháng trượt Đặc biệt cơng trình xây dựng đất yếu khơng có giải pháp gia cố nền, lực kháng trượt cọc chiếm phần đáng kể làm tăng hệ số ổn định cho cơng trình, hệ số Fs tăng gấp hai lần có kể đến ảnh hưởng cọc Ứng suất tính tốn theo phương pháp phần tử hữu hạn kết cho thấy ứng suất gia tăng cục mũi cọc, vị trí lân cận có gia tăng khơng đáng kể , ứng suất lớn mũi cọc có giá trị 1234kN/m2, ứng suất vị trí lân cận nhỏ 420kN/m2, giá trị chênh lệch lên đến lần) Điều phù hợp với thực tế so với phương pháp khối móng qui ước Nội lực cọc phân bố không theo qui luật định Tuy nhiên điều cần tiếp tục nghiên cứu để có đánh giá xác -121- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN − Khi xây dựng cơng trình bến cầu tàu với tải trọng lớn khu vực Đồng sông Cửu Long cần phải nạo vét sâu Cơng tác nạo vét lịng sơng với chiều dày lớn làm cho đất cơng trình (cụ thể cọc) chuyển vị ngang lớn Quá trình chuyển vị kéo dài q trình thi cơng khai thác sử dụng Vì xây dựng phải dự đốn có giải pháp xử lý phù hợp để hạn chế mức độ lún, trượt gây hư hỏng cơng trình − Khi sử dụng giải pháp khối đất gia cố xi măng làm tường chắn chuyển vị ngang đất nói chung hệ cọc bê tơng cốt thép nói riêng giảm lớn Theo kết nghiên cứu tính tốn cho cơng trình cầu tàu khu vực Cảng Giao Long-Bến Tre chuyển vị ngang giảm 50% Khối gia cố đất xi măng dạng tường chắn có hàm lượng 200kg/m3 đạt cường độ qu=709kN/m2 phù hợp cho loại đất bùn sét trạng thái chảy − Nền đất bên đường bãi hàng gia cố cọc đất xi măng có tác dụng hạn chế độ lún lệch đường cầu tàu hiệu Sau thời gian cố kết lâu dài, giải pháp gia cố đệm cát giá trị độ lún lệch 60cm, với giải pháp gia cố sâu cọc đất xi măng độ lún lệch có giá trị 16cm (ít lần) − Khi sử dụng giải pháp cọc đất xi măng để cải tạo đất yếu với vải địa kỹ thuật phủ bên đầu cọc, ứng suất tải trọng bên phần lớn truyền cho cọc đất xi măng thơng qua hiệu ứng vịm Sự phân bố ứng suất phụ thuộc vào khoảng cách cọc, chiều cao đắp tính chất vật liệu đắp, mối quan hệ độ cứng cọc đất nền.Với chiều cao đắp khơng lớn phương pháp Terzaghi cho kết phù hợp với phương pháp phần tử hữu hạn, hệ số tập trung ứng suất n có giá trị từ 2÷3 − Các phương pháp tính tốn móng cọc đài cao thực cách thay hệ cọc– đất hệ liên kết có tham số hình học–cơ học tương đương có nhiều hạn chế so với điều kiện làm việc thực tế Khi giả định vị trí dọc theo thân cọc liên kết ngàm khớp khống chế chuyển -122- vị vị trí cọc, thực tế tác dụng tải trọng cơng trình tồn vị trí dọc theo thân cọc có chuyển vị Điều dẫn đến giả thiết ban đầu phương pháp tính khơng xác, kết tính tốn phương pháp giải tích có độ tin cậy khơng cao − Khi tính tốn cọc chịu tải trọng ngang phương pháp giải tích theo mơ hình đàn hồi Winkler, ta qui đổi đất thành lớp đồng có hệ số tương đương Kết tính tốn cho thấy momen uốn cọc có giá trị cực đại độ sâu từ (3÷6)d so với mặt đất tự nhiên xem tắt dần từ độ sâu 6m trở xuống Tuy nhiên tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn ta thấy giá trị momen cực đại đạt từ đến 15m (tùy theo bề dày lớp đất yếu mà cọc xuyên qua) tắt dần vị trí mũi cọc Điều cho thấy hạn chế phương pháp tính tốn giải tích − Ứng suất đất vị trí mũi cọc thường tính tốn theo khối móng qui ước, tác dụng tải trọng thẳng đứng cơng trình, ứng suất xem phân bố toàn diện tích khối móng qui ước Tuy nhiên với cơng trình bến cảng cọc bố trí với khoảng cách lớn, nên tính tốn theo phương pháp phần tử hữu hạn kết cho thấy ứng suất gia tăng cục mũi cọc, lớn gấp hai lần vị trí lân cận Vì phân tích ổn định cơng trình cần xét đến vị trí mà ứng suất dự đốn gia tăng cục − Trong tính tốn ổn định tổng thể cơng trình có cọc ven sơng, vai trị cọc làm tăng hệ số ổn định cho cơng trình thơng qua lực kháng trượt Đặc biệt cơng trình xây dựng đất yếu, lực kháng trượt cọc chiếm phần đáng kể làm tăng hệ số ổn định cho cơng trình yếu tố định cho việc lựa chọn phương án thiết kế KIẾN NGHỊ − Khi tính tốn móng cọc đài cao cho cơng trình bến cầu tàu đất yếu cần phải phân tích với nhiều phương pháp tính tốn khác nhau, từ xác định trường hợp bất lợi Ổn định cơng trình cần phải tính tốn cho hai trường hợp tức thời lâu dài Nên áp dụng mơ hình tính tốn móng cọc đài cao làm -123- việc đồng thời với đất theo phương pháp phần tử hữu hạn thiết kế cho cơng trình thực tế − Giải pháp gia cố đất xi măng đảm bảo khả ổn định cho cơng trình, dễ thi cơng Vật liệu thi công xi măng trộn với đất trường nên không gây nên chất thải thích hợp với khu vực Đồng sơng Cửu Long khan vật liệu gia cố đất yếu Vì cần khuyến khích sử dụng điều kiện thích hợp − Để hiểu rõ chế làm việc phá hoại cọc đất xi măng, cần phải phải nghiên cứu khảo sát thí nghiệm buồng ly tâm − Khối gia cố đất xi măng dạng tường chắn tác dụng chống trượt hạn chế lún lệch phần cứng phần mềm cơng trình cách hiệu quả, gia cố dọc theo bờ sông với chiều dài lớn (dọc theo bến cầu tàu) cịn có tác dụng ngăn xâm thực nước sông vào công trình xử lý thi cơng bên Tuy nhiên hiệu tác dụng cần phải xem xét thêm qua toán thấm qua đất gia cố xi măng HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO − Nghiên cứu thông số sức chống cắt cọc đất trộn xi măng theo trường hợp tức thời lâu dài − Nghiên cứu ảnh hưởng đến phân bố ứng suất giải pháp gia cố cọc đất xi măng chiều cao đắp, khoảng cách cọc đất xi măng, tính chất vật liệu đắp, mối quan hệ độ cứng cọc đất đối loại đất yếu khác Đồng sông Cửu Long − Nghiên cứu so sánh phương pháp tính tốn móng cọc đài cao theo phương pháp đàn dẻo (sơ đồ cọc nối với đất nhiều liên kết khớp hai đầu) với phương pháp phần tử hữu hạn − Nghiên cứu phân tích ổn định mái dốc làm việc đồng thời với cơng trình theo lý thuyết đàn hồi dẻo -124- TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà xuất Đại học quốc gia TPHCM, 2004 [2] Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng, Nhà xuất Đại học quốc gia TPHCM, 2005 [3] Báo cáo khảo sát địa kỹ thuật cơng trình Cảng sơng Giao Long Trung tâm nghiên cứu công nghệ thiết bị công nghiệp Trường Đại học Bách Khoa TP.HCM lập năm 2009 [4] Bùi Văn Chúng, Cơng trình bến cảng, Nhà xuất Đại học quốc gia TPHCM, 2003 [5] D.T.Bergado, L.R.Anderson, N.Miura, A.S.Balasubramaniam, Soft Ground Improvement, Manufactured in the United States of America [6] Joseph E.Bowles, Foundation Analysis And Design, The McGraw-Hill Companies, 1997 [7] M.J.Tolinson, Pile Design And Construction Practice, E&FN Spon An Imprint of Chapman and Hall, 1997 [8] Nguyễn Minh Tâm, The behavior of DCM columns under highway embankments by finite element, Thesis for the Degree of Doctor of Philosophy, 2006 [9] Nguyễn Trường Tiến, Bài giảng Xử lý đất yếu kỹ thuật móng cơng trình, 2007 [10] Pierre Laréal, Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục, Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam, Chương trình hợp tác Việt-Pháp FSP No 4282901, VF.DP.4 1986-1989 [11] Phạm Văn Giáp, Bùi Việt Đông, Bến cảng đất yếu, Nhà xuất xây dựng, 2006 [12] Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 207-92, Cơng trình bến cảng biển, Tiêu chuẩn thiết kế, Bộ giao thông vận tải, 1992 [13] Trần Xuân Thọ, Bài giảng mơn học Nền Móng, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, 2007 [14] Tuyển tập Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, Bộ xây dựng, Nhà xuất xây dựng, 1997 [15] Võ Phán, Bài giảng mơn học Móng Cọc, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, 2005 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CÁ NHÂN Họ tên: TRẦN THANH TRUNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 04/03/1977 Nơi sinh: Tp Hồ Chí Minh Địa liên lạc: 23D Đồn Hoàng Minh, phường 6, thị xã Bến Tre, tỉnh Bến Tre Điện thoại: 075 3822777 - 0913 133 849 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: − Từ năm 1994 – 1999: Sinh viên Ngành XD CN&DD, Khoa Kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh Từ năm 2007 – 2009: Học viên Ngành Địa kỹ thuật Xây dựng, Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa Tp Hồ Chí Minh − Q TRÌNH CƠNG TÁC: − Từ năm 1999 – 2009: Công tác Công ty cổ phần tư vấn xây dựng Bến Tre tỉnh Bến Tre ... cầu tàu khu vực Cảng Giao Long - Bến Tre 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Mở đầu Chương 1: Tổng quan ổn định cơng trình bến cầu tàu đất yếu Chương 2: Các giải pháp xử lý ổn định công trình bến cầu tàu đất... lý thuyết tính tốn ổn định cơng trình bến cầu tàu đất yếu Chương 4: Phân tích tính tốn ổn định móng cơng trình bến cầu tàu thuộc cảng Giao Long - Bến Tre Kết luận- kiến nghị 3- NGÀY GIAO NHIỆM... chế độ lún lệch cơng trình bến đường bên Áp dụng phân tích tính tốn cho cơng trình bến cầu tàu khu vực Cảng Giao Long- Tỉnh Bến Tre, tác giả thực tính tốn cơng trình bến cầu tàu dạng móng cọc đài