Mô phỏng đánh giá ảnh hưởng của quá trình thi công ép lên khả năng chịu tải của cọc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN HỮU HỒNG VŨ MƠ PHỎNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH THI CƠNG ÉP LÊN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số ngành : 60 58 02 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng - 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS BÙI TRƯỜNG SƠN Cán chấm nhận xét 1: TS LÊ BÁ KHÁNH Cán chấm nhận xét 2: TS PHẠM TƯỜNG HỘI Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 09 tháng 01 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch hội đồng : PGS TS VÕ PHÁN Thư ký hội đồng : TS NGUYỄN NGỌC PHÚC Uỷ viên phản biện : TS LÊ BÁ KHÁNH Uỷ viên phản biện : TS PHẠM TƯỜNG HỘI Uỷ viên hội đồng : TS CAO VĂN HÓA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG PGS TS VÕ PHÁN TS LÊ ANH TUẤN i ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN HỮU HOÀNG VŨ MSHV: 1670541 Ngày, tháng, năm sinh: 02/02/1993 Nơi sinh: Ninh Thuận Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60 58 02 11 I TÊN ĐỀ TÀI: Mô đánh giá ảnh hưởng q trình thi cơng ép lên khả chịu tải cọc II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG - Phân tích, đánh giá số kết nghiên cứu ảnh hưởng trình hạ cọc lên sức chịu tải cọc - Mô phân tích ứng xử đất xung quanh mũi cọc sau hạ cọc phương pháp ép - Mô đánh giá khả chịu tải cọc sau ép - Phân tích, so sánh với kết thí nghiệm nén tĩnh cọc trường III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/08/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/12/2018 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS BÙI TRƯỜNG SƠN Tp HCM, ngày 02 tháng 12 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS TS BÙI TRƯỜNG SƠN PGS TS LÊ BÁ VINH TRƯỞNG KHOA ii LỜI CẢM ƠN Sau trình học tập, nghiên cứu thực luận văn thạc sĩ khoa Kỹ thuật Xây dựng, trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý Thầy cơ, cán phịng ban chức ln hỗ trợ, giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Những tri thức tâm huyết quý Thầy cô truyền dạy cho thực quý giá giúp tơi định hướng q trình nghiên cứu học tập phát triển nghề nghiệp sau Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS TS Bùi Trường Sơn – người tận tâm bảo, hướng dẫn qua buổi học, buổi trao đổi, thảo luận, định hướng nghiên cứu tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Một lần xin chân thành cảm ơn thầy Để đưa thơng tin đảm bảo tính giá trị tính xác luận văn mình, tơi không quên gửi lời cảm ơn đến tác giả tài liệu, sách, đề tài nghiên cứu dùng tham khảo sử dụng để hoàn thành đề tài nghiên cứu Để hoàn thành luận văn thạc sỹ thời gian quy trình, bên cạnh nỗ lực thân, hướng dẫn tận tình quý Thầy cô, xin cảm ơn người thân, gia đình bạn bè đồng nghiệp ủng hộ, động viên giúp đỡ trình học tập, nghiên cứu thực đề tài nghiên cứu luận văn thạc sỹ hoàn chỉnh Tuy thân có nhiều cố gắng nỗ lực hoàn thành đề tài nghiên cứu, song kiến thức kinh nghiệm học viên hạn chế, luận văn chắn khơng thể tránh khỏi thiếu sót Tôi mong nhận thông cảm, dẫn đóng góp ý kiến quý Thầy cô, chuyên gia người quan tâm đến đề tài để tơi bổ sung kiến thức cịn thiếu hồn thiện luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn! Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2018 Nguyễn Hữu Hồng Vũ iii TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ MƠ PHỎNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH THI CƠNG ÉP LÊN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC TĨM TẮT: Đề tài thực nhiệm vụ phân tích đánh giá ảnh hưởng q trình thi cơng ép lên khả chịu tải cọc, với liệu thực tế từ Dự án Trung tâm thương mại Khang Gia – Khang Gia Shopping Mall, Quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh Cơng trình sử dụng cọc ly tâm ứng suất trước có đường kính 600 mm, chiều dài 26,3 m Đề tài lựa chọn cọc thử TP12 gần vị trí hố khoan HK2 để phục vụ phân tích đánh giá Mơ q trình thi cơng ép nén tĩnh cọc cho thấy phạm vi ảnh hưởng đất xung quanh cọc đơn 2d, khu vực mũi cọc theo phương ngang 4d lên đến 5d từ khu vực mặt phẳng ngang mũi cọc; theo phương đứng, từ mũi cọc trở lên, phạm vi ảnh hưởng 6d 3d từ mũi cọc trở xuống Ngoài ra, phạm vi ảnh hưởng vùng xuất áp lực nước lỗ rỗng thặng dư sau hạ cọc lớp đất tốt lên đến 17d 12d lớp đất yếu Bên cạnh đó, thời gian để áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tiêu tán hồn tồn đến 600 ngày kể từ thời điểm thi công hạ cọc Việc xác định quan hệ tải trọng độ lún đầu cọc nhằm đánh giá giá trị sức chịu tải giới hạn (Qu) dựa phương pháp khác nhau, đồng thời so sánh kết Qu dự báo thí nghiệm mô Giá trị Qu kết thí nghiệm mơ theo phương pháp Offset Limit Davisson, Chin – Kondner, De Beer, De Court, tiêu chuẩn 80% Brinch Hansen, tiêu chuẩn 90% Brinch Hansen, Mazurkiewicz, Fuller & Hoy Butler & Hoy tương tự nhau, mức độ sai lệch 20% Kết dự báo Qu theo phương pháp Mazurkiewicz, Fuller & Hoy Butler & Hoy từ kết nén tĩnh cọc thực tế mô cho giá trị Qu tương ứng với ứng xử Q – S phạm vi đàn hồi ứng với độ lún xấp xỉ 10%d phù hợp để sử dụng đánh giá sức chịu tải giới hạn cọc (d đường kính cọc) iv MASTER THESIS ABSTRACT SIMULATING EVALUATING EFFECT OF PRESSING PROCESS ON BEARING CAPACITY ON PILE ABSTRACT The thesis focuses on analyzing and assessing the effect of the pressing process on bearing capacity on pile, applied with actual data from “Khang Gia Shopping Mall Project”, Thu Duc District, Ho Chi Minh City The project uses pretensioned spun concrete piles with a diameter of 600 mm and a length of 26.3 m TP12 trial piles near HK2 hole are also used for analysis and evaluation in this thesis That simulates the process of pressing and static pile compressing shows the impacted range in the soil is 2d surrounding single pile, over 4d at the horizontal pile tip and up to 5d from the horizontal plane of pile tip area; in the vertical direction, the range of influence is 6d from pile tip upwards and 3d from there downwards In addition, the area range affected by the excess pore water pressure after driving pile in hard soil layer is up to 17d and is 12d in soft soil Moreover, the time for the excess pore water pressure to be fully dissipated could be up to 600 days from driving time Determining the relation between load and pile head settlement aims to evaluate the value of ultimate load capacity (Qu) based on the different methods, as well as to compare the Qu predicted results between experiment and simulation The value Qu between experiment and simulation result based on Offset Limit of Davisson, Chin – Kondner’s, De Beer’s, De Court’s, Brinch - Hansen’s 80% criterion, Brinch - Hansen’s 90% criterion, Mazurkiewicz’s, Fuller & Hoy’s and Butler & Hoy’s methods are similar, deviation level is less than 20% The predicted Qu result by the methods of Mazurkiewicz, Fuller & Hoy and Butler & Hoy from result of static pile load test and simulation shows that the value Qu corresponding to the Q - S conduct within the elastic range and corresponding to a settlement of approximately 10%d is appreciate that used for evaluating of the ultimate load capacity of the pile (d is the pile diameter) v LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng việc tơi thực hướng dẫn Thầy PGS TS Bùi Trường Sơn Các so sánh, đánh giá, kết Luận văn thật chưa công bố nghiên cứu khác Tôi xin chịu trách nhiệm cơng việc thực Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2018 Nguyễn Hữu Hoàng Vũ vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ .i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ iii MASTER THESIS ABSTRACT iv LỜI CAM ĐOAN v MỤC LỤC .vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH viii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu Tính khoa học thực tiễn đề tài TỔNG QUAN MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG QUÁ TRÌNH HẠ CỌC LÊN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC Ảnh hưởng trình hạ cọc đất sét Sự thay đổi áp lực lỗ rỗng đất xung quanh cọc 13 Cơ cấu thay đổi sức chịu tải theo thời gian 19 1.3.1 Trong đất sét 20 1.3.2 Trong đất cát 23 1.3.3 Ý nghĩa việc thay đổi sức chịu tải cọc theo thời gian 26 Nhận xét phương hướng đề tài 26 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC CĨ XÉT Q TRÌNH THI CƠNG VÀ MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM VỀ VIỆC SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 28 Trạng thái ứng suất biến dạng đất hạ cọc 28 2.1.1 Đặc điểm trạng thái ứng suất - biến dạng đất thi công cọc 28 2.1.2 Trạng thái ứng suất - biến dạng ban đầu xung quanh cọc 29 vii 2.1.3 Phương pháp tính tốn vùng nén chặt đất xung quanh cọc 36 Sự chuyển vị nén ép đất sét bão hịa nước q trình thi cơng cọc 39 Mơ hình tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn 43 Vấn đề chuyển vị cưỡng 45 Vấn đề cố kết 46 Kết luận chương 47 MƠ PHỎNG CỌC VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH THI CƠNG ÉP LÊN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC 48 Giới thiệu công trình liệu phục vụ phân tích tính tốn 48 3.1.1 Mặt bố trí cọc thử sơ đồ bố trí hố khoan 48 3.1.2 Đặc điểm cấu tạo địa chất cơng trình khu vực dự án 49 3.1.3 Các thông số đất sử dụng phân tích tốn phần mềm Plaxis 2D 55 Phân tích ứng xử mơi trường đất xung quanh sau hạ cọc 57 Mơ thí nghiệm nén tĩnh cọc phân tích đánh giá khả chịu tải 72 Phân tích sức chịu tải giới hạn cọc dựa vào quan hệ tải trọng độ lún phương pháp khác 84 3.4.1 Phân tích tích sức chịu tải cọc từ kết thí nghiệm trường 86 3.4.2 Phân tích tích sức chịu tải cọc từ kết mô 96 Kết luận chương .107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 108 Kết luận 108 Kiến nghị 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .111 viii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mơ cọc độ sâu 4m vào đất Hình 1.2 Sự thay đổi độ ẩm (Nitsund) Hình 1.3 Sự thay đổi sức chống cắt (Nitsund) 10 Hình 1.4 Các thí nghiệm nén đơn (Nitsund) 11 Hình 1.5 Các kết thí nghiệm thử tải (Nitsund) 12 Hình 1.6 Sự thay đổi áp lực lỗ rỗng, tổng ứng suất, ứng suất hữu hiệu móng gồm cọc sau sau đóng (a) nhóm cọc phạm vi cọc (b) theo thời gian 15 Hình 1.7 Sự thay đổi áp lực lỗ rỗng tâm nhóm cọc trước đóng (1), sau đóng (2) sau 60 ngày (3) 16 Hình 1.8 Sự thay đổi tổng ứng suất (1), áp lực lỗ rỗng (2) ứng suất hữu hiệu (3) biên móng từ nhóm cọc 17 Hình 1.9 Sự phân bố ứng suất dọc theo thân cọc trình hạ cọc dãy móng cọc (a) sau hạ cọc (b) (h – độ sâu hạ cọc) 17 Hình 1.10 Sự tăng khả chịu tải theo thời gian (theo Soderberg, 1962) .18 Hình 1.11 Tóm tắt số kết đo áp lực nước lỗ rỗng (Poulos Davis 1979) 19 Hình 1.12 Vùng đất bị xáo trộn vùng chuyển tiếp trình hạ cọc gây .20 Hình 1.13 Phân bố tầng đất điển hình 21 Hình 1.14 Sự gia tăng sức chịu tải cọc theo thời gian 22 Hình 1.15 Sự gia tăng thành phần ma sát hơng trung bình 22 Hình 1.16 Phân bố tầng đất điển hình 24 Hình 1.17 Sự gia tăng sức chịu tải cọc theo thời gian 24 Hình 1.18 Sự gia tăng sức chịu tải theo thời gian 26 Hình 2.1 Biểu đồ quan hệ áp lực nước lỗ rỗng xung quanh cọc đất theo thời gian sau đóng cọc 28 Hình 2.2 Sơ đồ tính tốn hình thành trạng thi ứng suất - biến dạng đất xung quanh cọc sau thi công 29 Hình 2.3 Sơ đồ tính tốn xác định trạng thái ứng suất- biến dạng đất xung quanh cọc 30 97 Kết giá trị sức chịu tải giới hạn phương pháp khác tổng hợp Bảng 3.7 cho thấy: - Các phương pháp Davisson (Hình 3.43), De Beer (Hình 3.45) tiêu chuẩn 90% Brinch Hansen (Hình 3.48) khơng cho phép xác định đắn giá trị Qu Thật vậy, giá trị Qu xác định từ phương pháp nhỏ đáng kể so với giá trị từ hồ sơ thiết kế 540 Tấn, từ 18% đến 41% phương pháp sử dụng kết thí nghiệm đạt phá hoại; - Các phương pháp Chin – Kondner (Hình 3.44) De Court (Hình 3.46) cho giá trị Qu lớn nhiều so với giá trị từ hồ sơ thiết kế 540 Tấn, từ 90% đến 165% Tiêu chuẩn 80% Brinch Hansen (Hình 3.47), giá trị Qu khơng xác định; Các phương pháp Mazurkiewicz (Hình 3.49), Fuller & Hoy (Hình 3.50) Butler & Hoy (Hình 3.51) cho giá trị Qu lớn đáng kể so với giá trị từ hồ sơ thiết kế 540 Tấn, từ 27% đến 33% Bảng 3.6 Các liệu tải trọng độ lún từ kết thí nghiệm trường CHU KÌ Chu kì CHU KÌ - %Ptk Tải trọng Qtn - T Độ lún đầu cọc S - mm 25 50 75 100 50 25 50 75 100 125 150 175 187.5 200 150 100 50 0 67.5 135 202.5 270 135 67.5 135 202.5 270 337.5 405 472.5 506.3 540 405 270 135 0 3.81 7.38 11.24 15.18 7.53 3.82 7.65 11.52 15.48 19.66 24.27 30.13 33.28 36.89 29.26 21.54 13.15 0.58 98 Phương pháp Davisson: Q[T] - 1000 900 800 700 600 Qu 500 400 300 Thí nghiệm 200 Đường đàn hồi 100 Đường Davisson 0 10 20 30 40 S [mm] Hình 3.43 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo phương pháp Davisson Dựa vào đồ thị Hình 3.39, sức chịu tải giới hạn cọc: Qu = 441 Tấn Phương pháp Chin - Kondner: S /Q[mm/T] - 0.07 y = 0.0007x + 0.0438 0.06 0.05 10 20 30 40 S [mm] Hình 3.44 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo phương pháp Chin Kondner 99 Dựa vào đồ thị Hình 3.40, xác định được: Qu = 1/C1 =1/0,0007= 1429 Tấn Phương pháp De Beer: Q [T] - 1000 Qu y = 49.973x0.6597 y = 19.496x0.9554 100 10 100 S [mm] Hình 3.45 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo phương pháp De Beer Dựa vào đồ thị Hình 3.41, nhận thấy hai đường thẳng có phương trình y = 19,496x0,9554 y = 49,973x0,6597 Giải phương trình: 19, 496 x 0,9554 = 49,973x 0,6597  ⇒ ln ( 49,973/19,496 )  x = e 0,9554−0,6597  Vậy sức chịu tải giới hạn cọc Qu = y = 19,496x0,9554 = 408 Tấn 100 Q/S [T/mm] - Phương pháp Decourt: 20 y = -0.0283x + 29.052 10 Qu 0 200 400 600 800 1000 1200 Q [T] Hình 3.46 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo phương pháp Decourt Dựa vào đồ thị Hình 3.42, nhận thấy đường tiếp tuyến với đồ thị có phương trình y = -0,0283x + 29,052 Sức chịu tải giới hạn: Qu = x = 29,052/0,0283 = 1027 Tấn Tiêu chuẩn 80% Brinch Hansen: Sqrt(S)/Q - 0.030 0.025 0.020 0.015 y = -0.00007x + 0.0139 0.010 10 20 30 40 S [mm] Hình 3.47 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo tiêu chuẩn 80% Brinch Hansen 101 Dựa vào đồ thị Hình 3.43, ta có giá trị sau: C1 = −0,00007 → Qu = Không xác định C2 = 0,0139 Tiêu chuẩn 90% Brinch Hansen: Q [T] - 800 700 600 500 Qu 400 300 200 100 0 10 20 30 40 S [mm] Hình 3.48 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo tiêu chuẩn 90% Brinch Hansen Dựa vào đồ thị Hình 3.44, sức chịu tải giới hạn cọc Qu = 320 Tấn 102 - Phương pháp Mazurkiewicz: Q [T] 1000 900 800 Qu 700 600 500 400 300 200 100 0 10 20 30 40 S [mm] Hình 3.49 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo phương pháp Mazurkiewicz Dựa vào đồ thị Hình 3.45, xác định sức chịu tải giới hạn cọc Qu = 720 Tấn - Phương pháp Fuller Hoy: Q [T] 1000 900 Qu 800 y = 0.7874x + 654.25 700 600 500 400 300 200 y = -0.141x2 + 20.078x - 5.5532 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 S [mm] Hình 3.50 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo phương pháp Fuller Hoy 103 Dựa vào đồ thị Hình 3.46, sức chịu tải giới hạn cọc Qu = 708 Tấn - Phương pháp Butler Hoy: Q [T] 1000 900 y = 17.459x + 0.6706 Qu 800 y = 0.7874x + 654.25 700 600 500 400 300 200 y = -0.141x2 + 20.078x - 5.5532 100 0 10 20 30 40 50 60 70 80 S [mm] Hình 3.51 Đồ thị xác định sức chịu tải giới hạn cọc theo phương pháp Butler Hoy Dựa vào đồ thị Hình 3.47, nhận thấy: + Đường tiếp tuyến độ dốc 1,27 mm/ có phương trình là: y = 0,7874x + 654,25; + Phần đường thẳng ban đầu đường cong có phương trình là: y = 17,459x + 0,6706; Giao điểm hai đường thẳng sức chịu tải giới hạn Qu = 685 Tấn 104 Tổng hợp đánh giá giá trị sức chịu tải giới hạn phân tích từ phương - pháp khác nhau: Bảng 3.7 Tổng hợp giá trị sức chịu tải giới hạn phân tích từ phương pháp khác theo mô STT 10 11 Tổng hợp Thí nghiệm Phương pháp (T) 540 540 441 1429 408 1027 KXĐ 320 720 708 685 Theo thiết kế Từ thí nghiệm Davisson Chin-Kondner De Beer De Court 80% Brinch Hansen 90% Brinch Hansen Mazurkiewicz Fuller & Hoy Butler & Hoy 1600 Sai số so với kết thí nghiệm (%) 0.0 0.0 -18,3 164,6 -24,4 90,1 -40,7 33,3 31,1 26,9 1429 1400 1200 1027 1000 720 800 600 400 Qu [T] 200 540 > 540 441 408 Khơng xác định 708 685 320 Hình 3.52 Biểu đồ so sánh giá trị sức chịu tải phân tích từ phương pháp khác theo mơ 105 Dựa vào giá trị sức chịu tải giới hạn xác định theo phương pháp khác từ kết thí nghiệm (Bảng 3.5) mơ (Bảng 3.7), tiến hành so sánh mức độ sai lệch giá trị Qu kết thí nghiệm mơ được, tổng hợp Bảng 3.8 Hình 3.53, biểu đồ dạng cột thể so sánh giá trị sức chịu tải giới hạn theo phương pháp kết thí nghiệm mơ phỏng, nhận thấy: - Không thể so sánh giá trị Qu kết mơ thí nghiệm theo hai phương pháp Davisson tiêu chuẩn 80% Brinch Hansen, giá trị Qu hai phương pháp từ thí nghiệm lẫn mơ khơng xác định được; - Giá trị Qu theo phương pháp Chin – Kondner, De Beer, De Court tiêu chuẩn 90% Brinch Hansen từ kết thí nghiệm lớn đáng kể so với kết mô phỏng, từ 6% đến 11%; - Giá trị Qu theo phương pháp Mazurkiewicz, Fuller & Hoy Butler & Hoy từ kết thí nghiệm có xu hướng nhỏ đáng kể so với kết mô phỏng, từ 9% đến 19%; Bảng 3.8 Tổng hợp giá trị sức chịu tải giới hạn phân tích từ phương pháp khác theo mô STT 10 11 Tổng hợp Phương pháp Theo thiết kế Từ thí nghiệm Davisson Chin-Kondner De Beer De Court 80% Brinch Hansen 90% Brinch Hansen Mazurkiewicz Fuller & Hoy Butler & Hoy Thí nghiệm Mơ (T) 540 540 KXĐ 1515 458 1125 1198 351 660 594 584 (T) 540 540 441 1429 408 1027 KXĐ 320 720 708 685 Sai số thí nghiệm mơ (%) 0 -5,7 -10,9 -8,7 -8,8 9,1 19,2 17,3 106 1515 1600 1429 Từ thí nghiệm 1400 1198 1125 1027 1200 Từ mô 1000 720 800 600 660 540 > 540 441 400 Qu [T] 200 KXĐ 458 408 708 685 594 584 351 320 KXĐ Hình 3.53 Biểu đồ so sánh giá trị sức chịu tải phân tích từ kết thí nghiệm mô phương pháp khác Kết tổng hợp Hình 3.53 cho thấy giá trị Qu dự tính theo kết nén tĩnh thực tế theo mô phù hợp Điều ghi nhận bổ sung kết xác định Qu theo ba phương pháp Mazurkiewicz, Fuller & Hoy Butler & Hoy có giá trị lớn so với kết theo thí nghiệm nén tĩnh thực tế Phân tích ngược theo quan hệ tải trọng – độ lún đầu cọc từ kết mơ (Hình 3.31), thấy cấp tải 743 Tấn, độ lún đầu cọc 61,4 mm (xấp xỉ 10%d), quan hệ Q – S mang đặc điểm phi tuyến Như vậy, quy định tải trọng giới hạn Qu ứng với độ lún 10%d hợp lý trạng thái ứng xử đất Ngoài ra, giá trị Qu theo phương pháp Mazurkiewicz, Fuller & Hoy Butler & Hoy từ kết mô nén tĩnh xấp xỉ giá trị 700 Tấn ứng với độ lún 10%d cho thấy phương pháp phù hợp để sử dụng dự báo đánh giá Qu Trong trường hợp này, giá trị Qu ứng với độ lún đầu cọc chưa đạt đến giá trị 10%d 107 Kết luận chương - Việc mơ cho phép phân tích quan hệ tải trọng – độ lún đầu cọc tương tư thí nghiệm nén tĩnh thực tế Ở đây, việc mô cho phép đánh giá, ước lượng giá trị Qu S lớn mà thí nghiệm nén tĩnh thực tế số trường hợp không thực được; - Kết mô cho phép đánh giá phạm vi vùng ảnh hưởng trình thi công hạ cọc nén tĩnh giúp hỗ trợ phân tích, đánh giá khả chịu tải cọc; - Việc cho cọc cố kết khoảng thời gian trước thực nén tĩnh làm cho áp lực nước lỗ rỗng thặng dư bị tiêu tán theo thời gian nhằm gia tăng sức chịu tải cho cọc Sự gia tăng sức chịu tải cọc sau cố kết giúp xác định khoảng thời gian cho cọc nghỉ cách hợp lý trước tiến hành thực thí nghiệm sau 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết có mơ q trình thi cơng ép cọc, nén tĩnh cọc phân tích so sánh với kết nén tĩnh cọc thực tế, luận văn đưa kết luận sau: Phạm vi ảnh hưởng đất xung quanh cọc đơn q trình thi cơng cọc chịu nén nghiên cứu đề tài 2d (d – đường kính cọc) Phạm vi ảnh hưởng khu vực mũi cọc theo phương ngang 4d lên đến 5d từ khu vực mặt phẳng ngang mũi cọc; theo phương đứng, từ mũi cọc trở lên, phạm vi ảnh hưởng 6d 3d từ mũi cọc trở xuống (d – đường kính cọc) Phạm vi ảnh hưởng vùng xuất áp lực nước lỗ rỗng thặng dư sau hạ cọc lớp đất tốt lên đến 17d 12d lớp đất yếu (d – đường kính cọc) Bên cạnh đó, thời gian lý tưởng để áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tiêu tán hoàn toàn 600 ngày kể từ thời điểm thi công hạ cọc Giá trị sức chịu tải giới hạn kết mơ thí nghiệm theo phương pháp Offset Limit Davisson, Chin – Kondner, De Beer, De Court, 80% Brinch Hansen, 90% Brinch Hansen, Mazurkiewicz, Fuller & Hoy Butler & Hoy tương tự nhau, mức độ sai lệch 20% Kết dự báo Qu theo phương pháp Mazurkiewicz, Fuller & Hoy Butler & Hoy cho giá trị Qu tương ứng với ứng xử Q – S phạm vi đàn hồi ứng với độ lún xấp xỉ 10%d phù hợp để sử dụng đánh giá sức chịu tải giới hạn cọc Kiến nghị Chọn lựa khu vực cắm mũi đặc trưng lý để đánh giá sức kháng mũi cọc Khoảng cách cọc an toàn từ 4d trở lên để đảm bảo huy động ma sát thành cọc Việc thực thí nghiệm nén tĩnh cọc nên mở rộng đến cọc đạt độ lún đầu cọc giới hạn (10%d) để dễ dàng đánh giá sức chịu tải giới hạn cọc Đề tài cần mở rộng thực mô phần mềm Plaxis 3D với nhóm cọc định để đánh giá cụ thể vùng ảnh hưởng đất xung quanh cọc tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng theo thời gian sau ép cọc 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] C.S Chen, S S Liew & Y C Tan “Time effects on the Bearing Capacity of Driven Piles,” SSP Geotechnics Sdn, Malaysia 1999 [2] Mark R Svinkin “Mitigation of Soil Movements from Pile Driving,” Practice Periodical On Structural Design And Construction, pp 80-85, 2006 [3] Kaare Plaate “Effects of Pile Driving in Clays,” Canadian Geotechnical Journal, Vol 9, pp 81-88, 1972 [4] H G Poulos, E H Davis Pile Foundation analysis and design John Wiley & Sons, 1980, pp 6-17 [5] Shamsher Prakash, Hari D Sharma Pile Foundations in engineering practice John Wiley & Sons, 1990, pp 634-655 [6] Samson and Authier “Change in pile capacity with time: case histories,” Can Geotech J Vol 23, pp 174-180, 1986 [7] Đặng Lê Cường “Phân tích ứng xử đất q trình thi cơng đóng cọc,” Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, Việt Nam, 2012 [8] Đinh Văn Thức “Phân tích khả chịu tải cọc có xét đến phản lực đất nền,” Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM, Việt Nam, 2013 [9] Võ Phán, Hoàng Thế Thao Phân tích tính tốn móng cọc Nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp.HCM, 2010 [10] TCVN 9394:2012 “Đóng ép cọc – Thi công nghiệm thu” [11] TCVN 9393:2012 “Phương pháp thử nghiệm trường tải trọng tĩnh ép dọc trục” [12] L Bjerrum and J I Johannessen “Pore pressures resulting from driving piles in clay,” Conference on Pore Pressure and Suction in Soils, pp 14-17, 1960 [13] Xuepeng Li et al “Undrained Shear Strength and Pore Pressure Changes Due to Prestress Concrete Pile Installation in Soft Clay.” Internet: https://www.researchgate.net/publication/315934052_Undrained_Shear_Strength_and _Pore_Pressure_Changes_Due_to_Prestress_Concrete_Pile_Installation_in_Soft_Clay , 03 April, 2017 110 [14] M J Preim, R March, Hussein “Bearing capacity of piles in soils with time dependent characteristic,” Proceedings of the International Conference on Piling and Deep Foundation, London, pp 363-370,1989 [15] Broere, W & Van Tol, A F “Modelling the bearing capacity of displacement pile in sand,” Proceeding of the Institution of Civil Engineer, Geotechnical Engineering 159(3), pp 195-206, 2006 [16] H D Pham & H K Engin, R B J Brinkgreve, A F van Tol “Modelling of installation effects of driven piles using hypoplasticity,” Numberial Methods in Geotechnical Engineering – Benz & Nordal (eds), pp 261-266, 2010 [17] K P Giannopoulos, L Zdravkovic & D M Potts “A numberial study on the effects of time on the axial load capacity of piles in soft clays,” Numberial Methods in Geotechnical Engineering – Benz & Nordal (eds), pp 595-600, 2010 [18] S Henke & J Grabe “Numberial modelling of pile installation,” Proceedings of the 17th International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, pp 1321-1324, 2009 [19] Pham Huy Dung “Modelling of Installation Effect of Driven Piles by Hypoplasticity,” Master of science thesis, Delft University of Technology, Netherlands, 2009 [20] Manual Plaxis 2D 2017, “Tutorial, Reference and Material Models Manual” 111 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG • Họ tên: Nguyễn Hữu Hồng Vũ • Ngày sinh: 02/02/1993 • Quê quán: Ninh Thuận • Điện thoại: 0388.387.329 • Email: hoangvubachkhoa.@gmail.com Q TRÌNH ĐÀO TẠO • 2011 – 2016: Sinh viên ngành Xây dựng dân dụng công nghiệp – Trường Đại Bách khoa Tp HCM • 2017 – 2019: Học viên cao học ngành Địa kỹ thuật – Khoa kỹ thuật xây dựng – Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM ... THẠC SĨ MÔ PHỎNG ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH THI CƠNG ÉP LÊN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC TÓM TẮT: Đề tài thực nhiệm vụ phân tích đánh giá ảnh hưởng q trình thi công ép lên khả chịu tải cọc, với... TÊN ĐỀ TÀI: Mô đánh giá ảnh hưởng q trình thi cơng ép lên khả chịu tải cọc II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG - Phân tích, đánh giá số kết nghiên cứu ảnh hưởng trình hạ cọc lên sức chịu tải cọc - Mơ phân... 47 MÔ PHỎNG CỌC VÀ PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA Q TRÌNH THI CÔNG ÉP LÊN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC 48 Giới thi? ??u cơng trình liệu phục vụ phân tích tính tốn 48 3.1.1 Mặt bố trí cọc thử