Phân tích xây dựng tương quan áp lực giới hạn pl và sức kháng ma sát thành ft phục vụ đánh giá khả năng chịu tải của cọc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN HỮU NHÂN PHÂN TÍCH XÂY DỰNG TƢƠNG QUAN ÁP LỰC GIỚI HẠN pL VÀ SỨC KHÁNG MA SÁT THÀNH fT PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC (ANALYSING AND ESTABLISHING RELATIONSHIP OF LIMIT PRESSURE pL AND FRICTION RESISTANCE fT FOR EVALUATING PILE BEARING CAPACITY) CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ NGÀNH: 60 58 02 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 12 Năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI TRƢỜNG SƠN Cán chấm nhận xét 1: GS.TS TRẦN THỊ THANH Cán chấm nhận xét 2: PGS.TS LÊ BÁ VINH Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, ngày 07 tháng 01 năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm có: Chủ tịch: PGS.TS VÕ PHÁN Thƣ ký: TS LÊ TRỌNG NGHĨA Phản biện 1: GS.TS TRẦN THỊ THANH Phản biện 2: PGS.TS LÊ BÁ VINH Ủy viên: TS NGUYỄN NGỌC PHÚC Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trƣởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS.TS VÕ PHÁN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẦN HỮU NHÂN MSHV: 1770438 Ngày, tháng, năm sinh: 15/07/1992 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60 58 02 11 I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH XÂY DỰNG TƢƠNG QUAN ÁP LỰC GIỚI HẠN pL VÀ SỨC KHÁNG MA SÁT THÀNH fT PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Phân tích đánh giá khả chịu tải cọc theo kết thí nghiệm nén ngang hố khoan (PMT) thí nghiệm xuyên tĩnh điện (CPTu) Phân tích so sánh khả chịu tải cọc theo thí nghiệm kiểm tra Xây dựng quan hệ sức kháng đất theo thí nghiệm nén ngang hố khoan xuyên tĩnh điện phục vụ đánh giá khả chịu tải cọc III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/08/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 08/12/2019 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS.TS BÙI TRƢỜNG SƠN Tp HCM, ngày 08 tháng 12 năm 2019 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS BÙI TRƢỜNG SƠN PGS.TS LÊ BÁ VINH TRƢỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS Bùi Trƣờng Sơn giúp tác giả định hƣớng xây dựng ý tƣởng đề tài Thầy tân tình hƣớng dẫn, động viên tác giả trình nghiên cứu giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Xây dựng, trƣờng Đại học Bách Khoa Tp HCM tận tình giảng dạy truyền đạt kiến thức quý giá cho tác giả suốt trình Cao học Sau tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè đồng hành giúp đỡ cho tác giả thời gian thực luận văn Dù cố gắng q trình thực nhƣng luận văn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý q thầy bạn bè để tiếp tục hoàn thiện đề tài Tp HCM, ngày 08 tháng 12 năm 2019 Trần Hữu Nhân ii TĨM TẮT LUẬN VĂN Thí nghiệm nén ngang hố khoan cho phép xác định đặc trƣng lý đất điều kiện nằm tự nhiên Đặc biệt, thí nghiệm thực để xác định tính biến dạng độ bền loại đất khác độ sâu lớn nơi có lớp đất tốt thí thí nghiệm trƣờng khác khơng sử dụng đƣợc Do đó, kết thí nghiệm nén ngang hố khoan thuận tiện sử dụng để đánh giá khả chịu tải cọc Việc áp dụng tính tốn xây dựng quan hệ tải trọng giới hạn sức kháng ma sát nhằm đánh giá khả ứng dụng mức độ tin cậy đánh giá khả chịu tải cọc sử dụng kết thí nghiệm nén ngang hố khoan Kết tính tốn phân tích phù hợp với thí nghiệm kiểm tra thể triển vọng phƣơng pháp tính tốn iii ABSTRACT Pressuremeter test allows determining physical mechanical characteristics of soil in natural condition Especially, this test can be carried out to evaluate deformation and strength properties of different types of soils in great depth which consists of hard layers and other in-situ tests can not be use So, PMT test result is suistable to calculate pile bearing capacity Calculation application and establishing relationship of limit pressure pL and friction resistance fT to evaluate the application ability and reliable degree for calculation of pile bearing capacity using PMT result Calculation and analysing result is suitable to the testing result and shows the prospect of design method iv LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn đƣợc hoàn thành dƣới hƣớng dẫn phê duyệt PGS.TS Bùi Trƣờng Sơn Các kết luận văn thật chƣa đƣợc cơng bố nghiên cứu khác Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm đề tài thực Tp HCM, ngày 08 tháng 12 năm 2019 Tác giả luận văn Trần Hữu Nhân v MỤC LỤC CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC 1.1 CÔNG THỨC CHUNG XÁC ĐỊNH CHỊU TẢI CỦA CỌC 1.2 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM ĐẤT TRONG PHỊNG 1.2.1 Sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất 1.2.1.1 Sức chịu tải cọc chống 1.2.1.2 Sức chịu tải c cọc treo loại, hạ phƣơng pháp đóng ép 1.2.1.3 Sức chịu tải cọc treo khoan nhồi 10 1.2.2 Sức chịu tải cọc theo tiêu cƣờng độ đất 14 1.2.3 Sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm trƣờng 16 1.2.3.1 Sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 16 1.2.3.2 Sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm xuyên tĩnh CPT 19 1.2.3.3 Sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm thử động 25 1.2.3.4 Sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm cắt cánh VST 28 1.2.3.5 Sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm nén ngang hố khoan 29 1.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 30 CHƢƠNG CƠ SỞ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC TỪ THÍ NGHIỆM NÉN NGANG TRONG HỐ KHOAN 32 2.1 (PMT) TỔNG QUAN THÍ NGHIỆM NÉN NGANG TRONG HỐ KHOAN 32 2.1.1 Nguyên lý thí nghiệm nén ngang hố khoan 32 2.1.2 Thiết bị thí nghiệm nén ngang hố khoan (PMT) 33 2.1.2.1 Hộp điều khiển 34 2.1.2.2 Đầu dò (buồng nén) 35 2.1.2.3 Ống nối 36 2.1.3 Trình tự thí nghiệm nén ngang hố khoan 36 vi 2.2 TÍNH TỐN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN NGANG TRONG HỐ KHOAN 37 2.2.1 Vẽ biểu đồ 37 2.2.2 Tính tốn đặc trƣng lý 37 2.2.3 Xác định áp lực giới hạn thí nghiệm 38 2.3 TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN NGANG TRONG HỐ KHOAN (PMT) 40 2.3.1 Phƣơng pháp đánh giá sức kháng mũi qL 41 2.3.1.1 Phƣơng pháp Menard (1963) 43 2.3.1.2 Phƣơng pháp Baguelin 1978 44 2.3.1.3 Phƣơng pháp Bustamante Gianeselli 1981 44 2.3.1.4 Phƣơng pháp Bustamante Gianeselli 1982 44 2.3.1.5 Phƣơng pháp LCPC - SETRA 1985 45 2.3.2 Phƣơng pháp đánh giá sức kháng hông fL 45 2.3.2.1 Phƣơng pháp Menard 1963 45 2.3.2.2 Phƣơng pháp Beguelin 1978 46 2.3.2.3 Phƣơng pháp Bustamante Gianeselli 1981 46 2.3.2.4 Phƣơng pháp Bustamante Gianeselli 1982 46 2.3.2.5 Phƣơng pháp LCPC - SETRA 1985 47 2.3.3 Tính tốn khả chịu tải cọc từ kết thí nghiệm nén ngang hố khoan theo phƣơng pháp LCPC - SETRA (1985) 47 2.3.3.1 Cơng thức tính áp lực giới hạn mũi cọc 47 2.3.3.2 Tính tốn áp lực giới hạn tƣơng đƣơng pLe 48 2.3.3.3 Xác định hệ số k thí nghiệm nén ngang hố khoan 50 2.3.3.4 Tính tốn sức kháng mũi cọc 51 2.3.3.5 Xác định sức kháng hông đơn vị fL 51 2.3.3.6 Xác định sức chịu tải cực hạn 53 2.3.3.7 Xác định tải an toàn tải lâu dài 54 2.3.4 Tính tốn khả chịu tải cọc từ kết thí nghiệm nén ngang hố khoan theo phƣơng pháp Bustamante Gianeselli (2006) 55 vii 2.4 KẾT LUẬN CHƢƠNG 59 CHƢƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN NGANG TRONG HỐ KHOAN VÀ TƢƠNG QUAN ÁP LỰC GIỚI HẠN PL VÀ SỨC KHÁNG MA SÁT THÀNH FT60 3.1 TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN CÀ MAU 60 3.1.1 Tổng quan cơng trình 60 3.1.2 Tính tốn sức chịu tải cọc từ thí nghiệm nén ngang hố khoan 64 3.1.2.1 Các bƣớc tính tốn sức chịu tải cọc đơn từ thí nghiệm PMT 64 3.1.2.2 Thơng số tính tốn cọc 65 3.1.2.3 Số liệu tính tốn thí nghiệm nén ngang hố khoan 66 3.1.2.4 Tính tốn sức chịu tải cọc A3P2 67 3.1.3 Tính tốn sức chịu tải cực hạn cọc từ thí nghiệm CPTu 69 3.1.3.1 Số liệu thí nghiệm CPTu khu vực cọc thi cơng 69 3.1.3.2 Sức kháng bên 70 3.1.3.3 Sức kháng mũi 70 3.1.3.4 Sức chịu tải cực hạn 71 3.1.4 So sánh kết tính tốn khả chịu tải cọc theo thí nghiệm PDA 71 3.2 TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC CƠNG TRÌNH CẦU CÁ TRÊ LỚN 73 3.2.1 Tổng quan cơng trình 73 3.2.2 Tính tốn khả chịu tải cọc theo thí nghiệm PMT 77 3.2.2.1 Số liệu tính tốn thí nghiệm PMT 77 3.2.2.2 Thông số tính tốn cọc 82 3.2.2.3 Tính tốn sức chịu tải cọc A1E 83 3.2.3 Tính tốn sức chịu tải cực hạn cọc theo thí nghiệm CPTu 85 3.2.3.1 Số liệu thí nghiệm CPTu khu vực cọc thi cơng 85 3.2.3.2 Sức kháng bên 86 PHỤ LỤC B – TỜ 13 Sét pha cát (CL) (3) mũi cọc 15,80 16,00 16,20 16,40 16,60 16,80 17,00 17,20 17,40 17,60 17,80 18,00 18,20 18,40 18,60 18,80 19,00 19,20 19,40 19,60 0,475 0,494 0,475 0,513 0,475 1,291 1,987 2,345 3,856 2,200 2,863 2,337 2,220 3,272 3,174 2,668 2,804 2,337 1,792 2,084 0,016 0,014 0,014 0,015 0,015 0,031 0,039 0,040 0,051 0,044 0,041 0,052 0,037 0,051 0,041 0,053 0,047 0,061 0,062 0,048 0,402 0,424 0,443 0,436 0,475 0,569 0,664 0,467 0,232 0,283 0,469 0,154 0,219 0,228 0,309 0,378 0,444 0,423 0,306 0,493 0,5554 0,5788 0,5636 0,6002 0,5700 1,4048 2,1198 2,4384 3,9024 2,2566 2,9568 2,3678 2,2638 3,3176 3,2358 2,7436 2,8928 2,4216 1,8532 2,1826 Sức kháng bên lớp 1: Sức kháng bên lớp 2: Sức kháng bên lớp 3: Tổng sức kháng bên Qs 3- Sức kháng mũi Qp: 0.0123 0.0124 0.0096 0.0131 0.0076 0.0669 0.1165 0.0493 0.0918 0.0493 0.0622 0.0553 0.0511 0.0772 0.0732 0.0591 0.0612 0.0500 0.0387 0.0422 0.1534 0.1548 0.1206 0.1642 0.0950 0.8358 1.4558 1.9714 3.6704 1.9736 2.4878 2.2138 2.0448 3.0896 2.9268 2.3656 2.4488 1.9986 1.5472 1.6896 0.61 0.62 0.48 0.66 0.38 3.34 5.82 2.46 4.59 2.47 3.11 2.77 2.56 3.86 Qso1 = Qso2 = Qso3 = ΣQso = 2,27 206,01 77,63 285,91 Ct = 1,11 0.74 0.74 0.58 0.79 0.46 4.01 6.99 2.96 5.51 2.96 3.73 3.32 3.07 4.63 (KN) (KN) (KN) (KN) qE2 = 1494.42 (KN/m2) 2139.43 (KN/m2) Sức kháng mũi Qp Ap = Qpo = 0.09 181,69 (m2) (KN) Khả chịu tải cọc: Quo = 467,60 (KN) qE1 = PHỤ LỤC C KẾT QUẢ THỬ TẢI PDA PHỤ LỤC C – TỜ KẾT QUẢ PDA CỌC A1P3 Biểu đồ sóng vân tốc kết thử PDA cọc A1P3 PHỤ LỤC C – TỜ Kết PDA chi tiết cọc A1P3 PHỤ LỤC C – TỜ PHỤ LỤC C – TỜ PHỤ LỤC C – TỜ KẾT QUẢ PDA CỌC A3P2 Biểu đồ sóng vân tốc kết thử PDA cọc A1P3 PHỤ LỤC C – TỜ Kết PDA chi tiết cọc A3P2 PHỤ LỤC C – TỜ PHỤ LỤC C – TỜ PHỤ LỤC C – TỜ KẾT QUẢ PDA CỌC A1E Biểu đồ sóng vân tốc kết thử PDA cọc A1E PHỤ LỤC C – TỜ 10 Kết PDA chi tiết cọc A1E PHỤ LỤC C – TỜ 11 PHỤ LỤC C – TỜ 12 -100- LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: TRẦN HỮU NHÂN Ngày, tháng, năm sinh: 15/07/1992 Nơi sinh: Long An Địa liên lạc: Ấp 3, Nhị Thành, Thủ Thừa, Long An Số ĐT: 0977 178 448 Email: nhan.idicolinco@gmail.com QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Từ năm 2010 - 2015: Học đại học ngành Xây dựng Dân dụng Công nghiệp Đại học Bách Khoa Tp.HCM Từ năm 2017 - nay: Học cao học ngành Địa kỹ thuật xây dựng Đại học Bách Khoa Tp.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC: Từ năm 2015 - 2017: Công tác Tổng Công Ty Xây Dựng Số – CTCP (CC1JSC) Từ năm 2017 - 2018: Công tác Công Ty TNHH Xây Dựng Phúc Khang Từ năm 2018 - nay: Công tác Công Ty Cổ Phần Đầu Tƣ Xây Dựng Long An IDICO (IDICO-LINCO) ... TÀI: PHÂN TÍCH XÂY DỰNG TƢƠNG QUAN ÁP LỰC GIỚI HẠN pL VÀ SỨC KHÁNG MA SÁT THÀNH fT PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Phân tích đánh giá khả chịu tải cọc theo... tiện sử dụng để đánh giá khả chịu tải cọc Việc áp dụng tính tốn xây dựng quan hệ tải trọng giới hạn sức kháng ma sát nhằm đánh giá khả ứng dụng mức độ tin cậy đánh giá khả chịu tải cọc sử dụng kết... PMT việc xác định sức chịu tải cọc chƣa đƣợc nghiên cứu nhiều, việc xây dựng tƣơng quan hệ áp lực giới hạn pL sức kháng ma sát fT để phục vụ cho việc dự tính sức kháng ma sát cọc vấn đề cần thiết,