LUẬN VĂN:Cát đắp bêtông nền

c./ Cát đắp bêtông nền: Cát đắp có tác dụng vật liệu đàn hồi nhằm tạo lún cho bê tông nền, với cấu tạo bên lớp bêtông dày 150mm lan truyền tải trọng phân bố xuống đệm cát, với cấu tạo lớp bêtông xem móng mền Tấm bêtông cốt thép có khả chịu uống chênh lệch độ lún điểm nhỏ => Nền không bị nứt Chuyển vị bêtông điểm nhỏ Hình 4.15 Chuển vị bêtông Kết chuyển vị: Slice Plate Plate Element 1 Node X Y Z Ux Uy [m] [m] [m] [m] [m] [m] Uz 4401 0.000 31 1.400 0.000 -0.02605 -0.00009 BTNEN 1933 0.000 31 2.000 0.000 -0.02579 0.00000 1943 0.5625 31 2.000 -0.000 -0.02568 0.00000 4411 0.5625 31 1.400 -0.000 -0.02593 -0.0000 2462 0.0000 31 1.700 0.0000 -0.02586 -0.0000 1941 0.2812 31 2.000 -0.0000 -0.02574 0.00000 2467 0.5625 31 1.700 -0.0000 -0.02575 -0.0000 4409 0.2812 31 1.400 -0.0000 -0.02599 -0.0000 4411 0.5625 31 1.400 -0.0000 -0.02593 -0.0000 BTNEN 1943 0.5625 31 2.000 -0.0000 -0.02568 0.00000 1947 1.1250 31 2.000 0.00000 -0.02555 0.00000 4415 1.1250 31 1.400 0.00000 -0.02579 -0.0000 2467 0.5625 31 1.700 -0.0000 -0.02575 1949 0.8437 31 2.000 0.00000 -0.025620.00000 2468 1.1250 31 1.700 0.00000 -0.02562-0.0000 -0.0000 4417 0.8437 31 1.400 -0.0000 -0.02586 -0.0000 4415 1.1250 31 1.400 0.00000 -0.02579 -0.0000 BTNEN 1947 1.1250 31 2.000 0.00000 -0.02555 0.00000 1937 1.6875 31 2.000 0.00000 -0.02540 0.00000 4405 1.6875 31 1.400 0.00000 -0.02564 -0.0000 2468 1.1250 31 1.7000 0.00000 -0.02562-0.0000 1946 1.4062 31 2.0000 0.00000 -0.02548 0.0000 2465 1.6875 31 1.7000 0.00000 -0.02547 -0.0000 4414 1.4062 31 1.4000 0.00000 -0.02572 -0.0000 4.3.2.2/ Phân tích toàn môhình thiết kế: Dưới tác dụng tải trọng công trình việc thiết kế công trình đất yếu đồng sông Cửu Long đối mặt với thách thức, cố thường gặp lún không nguyên nhân sau: + Do tải trọng tập trung lớn diện truyền tải nhỏ + Do diện tích sử dụng lớn dùng phương án móng cứng để xử lý lún không phù hợp với toán kinh tế + Gần việc ứng dụng lý thuyết hiệu ứng vòm đất việc xử lý chưa Với giải pháp thiết vận dụng lý thuyết hiệu ứng vòm đất giải thách thức Xuất phát từ cố việc ứng dụng phương pháp thiết kế cho công trình Metro Hưng Lợi Cần Thơ, mô hình xây dựng Hình 4.16a Mô hình 3D cho phương Hinh 4.16b Mô hình 3D cho phương án cọc án cọc BTCT đất trộn ximăng a./ Sự tấp trung ứng suất: Theo lý thuyết phân bố ứng suất, tác dụng tải trọng (bản thân tải trọng ngoài) phân bố phân bố điểm có độ sâu đất có giá trị ứng suất theo phương đứng (Y) (nếu đất xem đồng nhất, Môđun đàn hồi điểm đất nhau), Điều xẩy đất có điểm có Môđun đàn hồi lớn Môđun đàn hồi đất hàng trăm lần Kết phân tích phương pháp PTHH cho kết xuất hiện tượng ứng suất điểm lân cận có xu hướng tập trung điểm có Môđun đàn hồi lớn Và tập trung rõ nét có lớp vải địa kỹ thuật trình bày (4.3.2.1b) ' Hình 4.17 Cho thấy ứng suất  yy điểm đất (trường hợp không cọc, khoá vải hai biên) ' Hình 4.18 Cho thấy ứng suất  yy đất có xu hướng tập trung đầu cọc ' Hình 4.19 Cho thấy ứng suất  yy đất có tập trung đầu cọc ' Tuy nhiên hình 4.19 cho thấy  yy tập trung đầu cọc rõ nét hơn, điều phụ thuộc chủ yếu vào cách bố trí khoảng cách cọc Hình 4.20a khoảng cách cọc 1m Hình 4.20b khoảng cách cọc 1.5m Hình 4.20c khoảng cách cọc 2m Hình 4.20d khoảng cách cọc 2.5m Phụ thuộc vào khoảng cách bố trí cọc mà vùng ứng suất tập trung đầu cọc phát triển lớn theo phương đứng (Y) ' Biểu đồ ứng suất điểm  yy ứng với chiều cao đất đắp Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc n = c s + Bố trí khoảng cách cọc 1m Khoảng cách cọc 0.25 0.5 0.7 1.25 1.5 1.75 2.25 2.5 2.75 3.25 3.5 3.75 H=0.083m Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc n H=0.417m H=0.783m H=0.967m 81.66 12.254 11.915 98.665 81.66 12.254 11.915 98.665 81.66 12.254 11.915 98.665 81.66 12.254 11.915 98.665 139.164 34.258 35.885 123.138 139.164 34.258 35.885 123.138 139.164 34.258 35.885 123.138 139.164 34.258 35.885 123.138 49.075 45.615 46.082 50.948 49.075 45.615 46.082 50.948 49.075 45.615 46.082 50.948 49.075 45.615 46.082 50.948 59.752 30.927 30.048 60.998 59.752 30.927 30.048 60.998 59.752 30.927 30.048 60.998 59.752 30.927 30.048 60.998 28.354 20.995 18.291 22.905 28.354 20.995 18.291 22.905 28.354 20.995 18.291 22.905 28.354 20.995 18.291 22.905 7.111 6.827 6.354 6.426 7.111 6.827 6.254 6.426 7.111 6.827 6.254 6.426 7.111 6.827 6.254 6.426 6.85 4.06 1.12 1.99 1.55 1.12 Bảng 4.1 Ứng suất điểm theo chiều cao (S=1m) Biểu đồ phân bố hệ số n theo chiều cao đắp (S=1m) + Bố trí khoảng cách cọc1.5m Khoảng cách cọc 0.25 0.5 0.7 1.25 1.5 1.75 2.25 2.5 2.75 3.25 3.5 3.75 4.25 4.5 H=0.083m H=0.167m H=0.417m H=0.783m H=0.967m 108.059 44.943 21.914 23.238 44.17 112.293 108.059 44.943 21.914 23.238 44.17 112.293 108.059 44.943 21.914 23.238 44.17 112.293 112.293 32.161 22.552 30.463 58.882 113.441 112.293 32.161 22.552 30.463 58.882 113.441 112.293 32.161 22.552 30.463 58.882 113.441 78.769 49.637 25.989 40.778 75.132 78.769 75.132 49.637 25.989 40.778 75.132 78.769 75.132 49.637 25.989 40.778 75.132 78.769 36.736 30.704 18.359 30.704 36.736 35.521 36.736 30.704 18.359 30.704 36.736 35.521 36.736 30.704 20.359 30.704 36.736 35.521 29.359 29.183 27.327 29.183 29.359 32.99 29.359 29.183 2.327 29.183 29.359 32.99 29.359 29.183 27.327 29.183 29.359 32.99 Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc n 4.93 3.72 3.03 2.00 1.21 Baûng 4.2 Ứng suất điểm theo chiều cao (S=1.5m) Biểu đồ phân bố hệ số n theo chiều cao đắp (S=1.5m) + Bố trí khoảng cách cọc 2m Khoảng cách cọc H=0.083m H=0.417m H=0.583m H=0.917m 0.25 0.5 0.7 1.25 1.5 1.75 2.25 2.5 2.75 3.25 3.5 3.75 4.25 4.5 4.75 5.25 5.5 5.75 Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc n 166.424 51.32 48.675 48.547 48.547 48.675 51.32 167.061 166.424 51.32 48.675 48.547 48.547 48.675 51.32 167.061 166.424 51.32 48.675 48.547 48.547 48.675 51.32 167.061 132.293 125.302 72.992 41.148 75.132 125.302 129.576 134.25 132.293 125.302 72.992 41.148 75.132 125.302 129.576 134.25 132.293 125.302 72.992 41.148 75.132 125.302 129.576 134.25 71.721 58.456 58.176 42.172 58.175 65.151 71.721 73.254 71.721 58.456 58.176 42.172 58.175 65.151 71.721 73.254 71.721 58.456 58.176 42.172 58.175 65.151 71.721 73.254 64.987 58.399 44.789 38.716 43.7 61.79 63.041 65.125 64.987 58.399 44.789 38.716 43.7 61.79 63.041 65.125 64.987 58.399 44.789 38.716 43.7 61.79 63.041 65.125 3.44 3.22 1.74 1.68 Baûng 4.3 Ứng suất điểm theo chiều cao (S=2m) Biểu đồ phân bố hệ số n theo chiều cao đắp (S=2m) + Bố trí khoảng cách cọc 2.5m Khoảng cách cọc H=0.083m H=0.417m H=0.967 0.25 0.5 0.7 1.25 1.5 1.75 2.25 2.5 2.75 3.25 3.5 3.75 4.25 4.5 4.75 5.25 5.5 5.75 6.25 6.5 6.75 7.25 7.5 Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc n 171.416 112.179 55.842 55.733 55.438 55.701 55.733 55.842 112.179 169.827 171.416 112.179 55.842 55.733 55.438 55.701 55.733 55.842 112.179 169.827 171.416 112.179 55.842 55.733 55.438 55.701 55.733 55.842 112.179 169.827 140.13 111.595 78.666 68.415 56.654 48.576 55.436 71.144 76.006 128.542 140.13 111.595 78.666 68.415 56.654 48.576 55.436 71.144 76.006 128.542 140.13 111.595 78.666 68.415 56.654 48.576 55.436 71.144 76.006 128.542 81.561 62.533 52.924 44.302 43.441 44.99 51.733 59.9 68.254 78.647 81.561 62.533 52.924 44.302 43.441 44.99 51.733 59.9 68.254 78.647 81.561 62.533 52.924 44.302 43.441 44.99 51.733 59.9 68.254 78.647 3.09 2.88 1.88 Bảng 4.4 Ứng suất điểm theo chiều cao (S=2.5m) Biểu đồ phân bố hệ số n theo chiều cao đắp (S=2.5m) b./ Phân tích ảnh hưởng đất đắp với chiều cao cung vòm: Cung vòm xuất rõ hệ số tập trung ứng suất (n) cao trường hợp khoảng cách S = 1m thể qua biểu đồ phân bố ứng suất plane cọc Hình 4.21a Khoảng cách cọc 1m chiều cao đất đắp 0.5m Hình 4.21b Khoảng cách cọc 1m chiều cao đất đắp 1m Hình 4.21c Khoảng cách cọc 1m chiều cao đất đắp 1.5m Hình 4.21d Khoảng cách cọc 1m chiều cao đất đắp 2m c./ Phân tích ảnh hưởng chiều cao đắp đến chuyển vị lún Với khoảng cách cọc không đổi (S = 1m), tác dụng tải vùng tập trung ứng suất đầu cọc thay đổi theo chiều cao đất đắp: + Khi hđắp= 0.5m h  yy > hđắp Trong h  yy : Chiều cao vùng ảnh hưởng tập trung ứng suất đầu cọc hđắp: Chiều cao đất đắp Do chiều cao vùng ảnh hưởng ứng suất lớn nên phát triển đến BTCT, có nghóa ứng suất điểm đầu cọc có ứng suất lớn nhiều so với điểm hai cọc, làm cho chuyển vị lúc chuyển vị lớp đất yếu bên dưới, chưa sử dụng hiệu ứng vòm để làm lún + Khi hđắp= 1m h  yy � hđắp Chiều cao vùng ảnh hưởng ứng suất tập trung đầu cọc nhỏ chiều cao đất đắp, nên bên lớp cát có chiều dày từ (0.1÷0.2m) làm lớp đệm đàn hồi có ứng suất phân bố không tượng tập trung ứng suất chiều cao => Lúc phát huy tác dụng cung vòm đất, lúc tương đối biến dạng + Khi hđắp= 1.5m h  yy � hđắp Chiều cao vùng ảnh hưởng ứng suất tập trung đầu cọc nhỏ chiều cao đất đắp, nên bên lớp cát có chiều dày từ (0.5÷0.6m) làm lớp đệm đàn hồi có ứng suất phân bố không tượng tập trung ứng suất => Lúc phát huy tác dụng cung vòm đất, biến dạng + Khi hđắp= 2m h  yy � hđắp Chiều cao vùng ảnh hưởng ứng suất tập trung đầu cọc nhỏ chiều cao đất đắp, nên bên lớp cát có chiều dày từ (1÷1.1m) làm lớp đệm đàn hồi có ứng suất phân bố không tượng tập trung ứng suất => Lúc phát huy tác dụng cung vòm đất, biến dạng Tuy nhiên tính hiệu kinh tế thấp, tác nhân tăng tải trọng đắp lên => Không có lợi khả chịu lực đất yếu bên d./ Phân tích ảnh hưởng việc thay đổi khoảng cách cọc chiều cao đắp đến vùng tập trung ứng suất đầu cọc: - Với khoảng cách cọc không đổi (1m), chiều cao đất đắp thay đổi => vùng tập trung ứng suất đầu cọc thay đổi sau: + Khi hđắp= 0.5m => h + Khi hđắp = 1m => h  yy  yy = hđắp = 0.5hđắp - Với khoảng cách cọc thay đổi, chiều cao đắp không đổi (1m) + Khi S = 1m => h  yy = 0.5hđắp; hình dạng phát triển theo hình lục giác ñeàu + Khi S = 1.5m => h  yy = 0.5hđắp; hình dạng phát triển theo cung tròn + Khi S ≥ 2m => h  yy = 0.5hđắp; hình dạng phát triển theo phương tăng khoảng cách cọc e./ Phương án sử dụng cọc đất trộn ximăng: Cọc đất trộn ximăng có S = 1.5m; chiều cao đắp h đắp = 1m; tiết diện cọc d = 0.5m Hình 4.22 Vùng tập trung ứng suất đầu cọc Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc n =  12272 150.876   3.062  12271 49.276 nh hưởng chiều cao đắp đến vùng tâp trung ứng suất chiều cao cung vòm Hình 4.22a Phân bố ứng suất chiều cao đắp 0.5m Hình 4.22b Phân bố ứng suất chiều cao đắp 1m Hình 4.22c Phân bố ứng suất chiều cao đắp 1.5m Hình 4.22d Phân bố ứng suất chiều cao đắp 2m Hình 4.23a Hình thành cung vòm h=0.5m thành cung vòm h=1m Hình 4.23b Hình Hình 4.23c Hình thành cung vòm h=1.5m Hình 4.23d Hình thành cung vòm h=2m KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: + Ứng suất tập trung đất đáng kể đất có vật liệu khác có môdun đàn hồi �100 lần môđun đàn hồi đất + Hệ số tập trung ứng suất n = suất n = c hay hệ số giảm ứng s s thay đổi theo khoảng cách cọc, khoàng cách cọc c xa hệ sốn giảm, hệ số giảm ứng suất tăng + Chiều cao hđắp �Khoảng cách cọc S + nh hưởng cung vòm phụ thuộc vào hệ số tập trung ứng suất đầu cọc s s + Khi chiều cao hđắp � chiều cao cung vòm hg= + Khi chiều cao hđắp< s chiều cao cung vòm hg= hđắp + Khi chiều cao hđắp< suất đầu cọc h  yy > hđắp + Khi chiều cao hđắp � suất đầu cọc h  yy s chiều cao vùng tập trung ứng s chiều cao vùng tập trung ứng =0.5hđắp + Với chiều cao hđắp< s biến dạng không s + Với chiều cao hđắp � biến dạng + Góc hình thành cung vòm xuất phát từ mép cọc góc 450 Kiến nghị: + Theo hồ sơ thiết kế công trình Mêtrô Hưng Lợi Cần Thơ khoảng cách cọc chiều cao đắp không hợp lý + Kết cấu áo đường công trình không hợp lý, bêtông nhựa khả chịu kéo + Khi vận dụng mô hình thiết kế (GPE) cần lưu ý khoảng cách cọc chiều cao đắp thật hợp lý để phát huy hết hiệu cung vòm đất để tạo ứng suất nhỏ =>tạo biến dạng nhỏ cho + Tuỳ theo loại đất yếu, hiệu kinh tế yêu cầu biến dạng nền, thiết kế có giải pháp (GPE) cho cọc BTCT cọc đất trôn ximăng công trình cảng Thị Vải thi coâng  ... 62.533 52.9 24 44. 302 43 .44 1 44 .99 51.733 59.9 68.2 54 78. 647 81.561 62.533 52.9 24 44. 302 43 .44 1 44 .99 51.733 59.9 68.2 54 78. 647 81.561 62.533 52.9 24 44. 302 43 .44 1 44 .99 51.733 59.9 68.2 54 78. 647 3.09... 68 .41 5 56.6 54 48.576 55 .43 6 71. 144 76.006 128. 542 140 .13 111.595 78.666 68 .41 5 56.6 54 48.576 55 .43 6 71. 144 76.006 128. 542 140 .13 111.595 78.666 68 .41 5 56.6 54 48.576 55 .43 6 71. 144 76.006 128. 542 ... 3.75 4. 25 4. 5 4. 75 5.25 5.5 5.75 Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc n 166 .42 4 51.32 48 .675 48 . 547 48 . 547 48 .675 51.32 167.061 166 .42 4 51.32 48 .675 48 . 547 48 . 547 48 .675 51.32 167.061 166 .42 4 51.32 48 .675