Nghiên cứu các phương pháp tính toán sức chịu tải của cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn cho khu vực tp hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ************************** TRẦN CHÍ HỒNG ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP CHẾ TẠO SẴN CHO KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH : MÃ SỐ NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU (ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG) 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh - Tháng 02/2006 ĐH Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập − Tự Do − Hạnh Phúc Tp Hồ Chí Minh, Ngày 22 tháng 02 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên Ngày, tháng, năm sinh Chuyên ngành : TRẦN CHÍ HỒNG : 20 – 02 - 1978 : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Phái : Nam Nơi sinh : Bình Thuận Mã số : 31.10 02 I- TÊN ĐỀ TÀI : “NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP CHẾ TẠO SẴN CHO KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH“ II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : 1- NHIỆM VỤ: Nghiên cứu phương pháp tính toán sức chịu tải cọc bê tông cốt thép chế tạo sẳn cho khu vực đất yếu Tp.Hồ Chí Minh; So sánh phương pháp kiến nghị phương pháp tính toán hợp lý cho khu vực đất yếu Tp.Hồ Chí Minh 2- NỘI DUNG: Chương mở đầu Chương 1: Tổng quan tình hình sử dụng móng cọc xây dựng Đặc điểm địa chất khu vực Tp Hồ Chí Minh Chướng 2: Cơ sở lý thuyết phương pháp tính sức chịu tải cọc Chương 3: Phân tích đặc điểm kết tính toán lời giải tính sức chịu tải cọc Chương 4: Tổng hợp so sánh phân tích kết tính toán với kết thử tónh cọc Chương 5: Ứng dụng kết nghiên cứu để tính toán cho công trình khu vực đất yếu Đặc biệt tính cho Khu Đô Thị Thủ Thiêm - Quận 2- Tp.HCM Kết luận kiến nghị III- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CB HƯỚNG DẪN CB HƯỚNG DẪN BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH TS CHÂU NGỌC ẨN TS VÕ PHÁN TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Sau sáu tháng làm việc tích cực hướng dẫn TS.Võ Phán TS.Châu Ngọc n, Em hoàn thành luận văn cao học “Nghiên cứu phương pháp tính toán sức chịu tải cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn cho khu vực đất yếu Tp.Hồ Chí Minh” Để hoàn thành Luận văn này, Em ghi nhớ tận tình dạy dỗ Quý Thầy giúp đỡ, đông viên Gia đình Bạn bè Từ đáy lòng Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Võ Phán, quý Thầy Trường Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, Gia đình, bạn bè giúp đở Em hoàn thành Luận Văn Tp.Hồ Chí Minh, Ngày 02 tháng năm 2006 Tác giả MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu luận văn Phương pháp nghiên cứu lựa chọn Ý nghóa khoa học giá trị thực tiễn luận văn Cấu trúc luận văn Giới hạn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÓNG CỌC TRONG XÂY DỰNG VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC TP.HỒ CHÍ MINH 1.1 Tình hình sử dụng móng cọc khu vực Tp.Hồ Chí Minh 1.2 Đặc điểm địa chất khu vực Tp.Hồ Chí Minh 1.3 Các thành công thất bại phương án móng cọc số công trình khu vực Tp.Hồ Chí Minh 1.4 Các tồn hướng giải 12 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 2.1 Phương trình tổng quát sức chịu tải dọc trục 17 2.2 Tính sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất 18 2.3 Tính sức chịu tải cọc theo tiêu lý 20 2.4 Tính sức chịu tải cọc theo tiêu đóng cọc 22 2.5 Tính sức chịu tải cọc theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT 24 2.6 Tính sức chịu tải cọc theo kết xuyên tónh CPT 27 2.7 Tính sức chịu tải cọc theo kết nén tónh cọc trường 32 2.8 Kết luận nhận xét 37 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM VÀ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỦA CÁC LỜI GIẢI TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỌC 3.1 Phân tích đặc điểm phương pháp tính toán sức chịu tải cọc 39 3.2 Chất lượng cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn 49 3.3 Kết tính toán lời giải tính sức chịu tải cọc 51 3.4 Kết luận Nhận xét CHƯƠNG TỔNG HP CÁC SO SÁNH VÀ PHÂN TÍCH CÁC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VỚI KẾT QUẢ THỬ TĨNH CỌC 4.1 So sánh kết tính toán sức chịu tải cực hạn cọc 60 4.2 Phân tích lựa chọn phương pháp tính toán hợp lý 62 CHƯƠNG ỨNG DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ TÍNH TOÁN CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM –QUẬN -TP.HỒ CHÍ MINH 5.1 Đặc điểm địa chất khu vực Đô thị Thủ Thiêm Quận 64 5.2 Ứng dụng vào tính toán sức chịu tải cọc thuộc Đô thị Thủ Thiêm – quận 66 5.3 Kết luận Nhận xét 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: “Nghiên cứu phương pháp tính toán sức chịu tải cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn cho khu vực Tp.Hồ Chí Minh” Tóm tắt: Hiện nay, công tác tính toán sức chịu tải cực hạn cọc bê tông cốt thép có nhiều phương pháp Trong chưa có kiểm chứng lại nhằm tìm phương pháp phù hợp với kết chuẩn thử nén tónh cọc trường (được xem tin cậy nay) Vì tác giả tiến hành kiểm tra tính toán lại phương pháp tính sức chịu tải cọc cho công trình cụ thể sử dụng cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn cho khu vực Đất yếu Tp.Hồ Chí Minh Trên sở tính toán cho công trình cụ thể, Luận văn đưa phương pháp tính toán sức chịu tải cọc phù hợp so với kết thử nén tónh cọc Trong việc xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo kết nén tónh cọc trường có nhiều phương pháp xác định khác Luận văn phân tích đưa phương pháp xác định sức chịu tải cực hạn cọc hợp lý theo kết thử nén tónh cọc trường Qua Tác giả đưa phương pháp xác định sức chịu tải cực hạn cọc hợp lý theo số liệu nén tónh cọc trường, đồng thời đưa phương pháp tính sức chịu tải cực hạn cọc theo số liệu thí nghiệm đất phòng trường hợp lý cho khu vực đất yếu Tp.Hồ Chí Minh SUMMARY OF THESIS Title: “Researching the calculated methods of loading capacity for precast concrete pile foundation in Ho Chi Minh City” Abstract: Nowadays, there are many methods for determining the ultimate load capacity of pile base on the mechanical properties of soil but we haven’t known which method is similar to result of static loading pile test (trusty value) For this reason, the writer has calculated and checked all the methods for determining the load capacity of pile for specific construction project on soft soil in Ho Chi Minh City The Thesis is based on the calculated result for specific construction project to explain the method for determining the load capacity of pile which corresponded to the result of static loading pile test While there are many methods to determine ultimate load capacity of static loading pile test So the Thesis shows the appropriate method to define ultimate load capacity (Qu) So that, writer bring out the correspond method to determine ultimate load result of static loading pile test, at the same time writer also analysis to choose a suitable method determining the ultimate load capacity of pile based on the mechanical properties of soil MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: - Trong thực tế xây dựng công trình cao tầng nay, việc chọn giải pháp móng cọc sử dụng rộng rãi Trong đó, vấn đề xác định sức chịu tải cọc đơn chưa giải quyết, trường hợp tính toán có khác lớn phương pháp, giá trị tính toán thiết kế so với kết thí nghiệm nén tónh trường - Từ kết thí nghiệm nén tónh trường (theo TCXDVN 269-2002) giai đoạn thi công, việc điều chỉnh lại thiết kế nền-móng công trình cho phù hợp xuất nhiều công trình cao tầng khu vực Tp Hồ Chí Minh - Trong thực tế việc xác định tải trọng giới hạn cọc từ kết thí nghiệm nén tónh cọc trường nhiều vấn đề tranh cãi, có nhiều phương pháp xác định khác MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN VĂN - Trong đề tài, Tác giả phân tích tính toán để chọn phương pháp tính toán phù hợp so với kết nén tónh trường (được xem tin cậy theo quy trình xây dựng Việt Nam), cho khu vực đất yếu Tp Hồ Chí Minh - Phân tích kết thử nén tónh dọc trục để chọn phương pháp xác định sức chịu tải cực hạn cọc hợp lý - Hiệu chỉnh hay đưa công thức tính toán sức chịu tải cực hạn cọc đơn bê tông cốt thép chế tạo sẵn theo kết xuyên tiêu chuẩn (SPT) cho khu vực đất yếu Tp Hồ Chí Minh PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ĐƯC LỰA CHỌN: - Nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu sở lý thuyết phương pháp tính toán sức chịu tải cực hạn cọc thông qua tiêu lý đất, kết thí nghiệm tính chất đất trường - Nghiên cứu thực nghiệm: Trên sở phân tích số liệu kết thực nghiệm có so sánh với sở lý thuyết nghiên cứu Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN: - Trong xu hướng phát triển đô thị nay, việc xây dựng công trình cao tầng phát triển tất yếu Khi giải pháp móng cọc lựa chọn trước tiên, khu vực đất yếu, đặc biệt khu vực Đô thị Thủ Thiêm Quận - Tác giả đưa phương pháp xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo kết thử tónh cọc hợp lý - Tác giả nghiên cứu so sánh sức chịu tải cực hạn cọc tính toán theo công thức với kết thí nghiệm nén tónh cọc trường, từ kiến nghị công thức xác định sức chịu tải cực hạn cọc gần với kết thử tónh cọc CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN: - Nội dung Luận văn gồm phần mở đầu, chương chính, phần kết luận kiến nghị, phần phụ lục tính toán GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: - Đề tài chủ yếu vào nghiên cứu sức chịu tải cọc đơn bê tông cốt thép chế tạo sẵn - Chỉ nghiên cứu cho đặc điểm địa chất đất yếu khu vực Tp.Hồ Chí Minh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÓNG CỌC TRONG XÂY DỰNG VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC TP.HỒ CHÍ MINH 1.1 TÌNH HÌNH SỬ DỤNG MÓNG CỌC Ở KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH 1.1.1 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG CHUNG: Trên đường công nghiệp hóa, đại hóa Đất nước nói chung khu vực Tp.Hồ Chí Minh nói riêng đến năm 2020, mặt thành phố, nội ngoại thành chắn thay đổi hẳn: bất cập việc phân lô hộ lẻ hàng loạt quy hoạch trước không Việc chỉnh trang đô thị hình thành hàng loạt khu đô thị mới, quy mô khác nhau, dẫn đến nhiều chung cư cao tầng, chí cao bắt buộc phải đầu tư xây dựng Song song đó, thời gian gần đây, quyền Tp.Hồ Chí Minh nhận thấy rõ việc xây dựng toàn hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị bị chậm trễ, yếu tố vốn, mà thiếu quỹ nhà tái định cư Theo Thành phố phải xây dựng chung cư cao tầng dành cho tái định cư dự án Mặc khác, tình hình người dân thành phố chấp nhận nhà chung cư cao tầng, chí tầng cao (thoáng, yên tónh, cảnh quan đẹp) có chiều hướng thuận lợi nhiều chủ đầu tư nhận ra, tích cực hướng đến xây dựng chung cư cao tầng [5] Trên sở nhiều dự án chung cư cao tầng công trình cao tầng khác phát triển nhanh Trong giải pháp móng cọc xem xét trước tiên 10 mũi cọc nằm lớp sét cứng phía mũi có lớp sét cứng nâu đỏ dày 8.2m, rõ ràng với sức chịu tải cọc (theo kết thử nén tónh trường) cọc xuyên qua lớp sét cứng Báo cáo kết khảo sát đặc điểm địa chất công trình Như kết tính toán công trình Chung cư 18 tầng Phường – Bình Thạnh không đưa vào so sánh với kết tính toán khác Qua thấy thêm phần mức độ quan trọng công tác khảo sát địa chất công trình xây dựng Kết tính toán sức chịu tải cực hạn cọc theo phương pháp tiêu cường độ đất thường nhỏ phương pháp tính theo tiêu lý Sức chịu tải cực hạn cọc theo kết xuyên tiêu chuẩn công thức Nhật Bản thường cho kết nhỏ kết nén tónh trường Tính toán sức chịu tải cọc theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT cách tính theo Schmertmann cao so với TCXD 205-1998 57 CHƯƠNG 4: TỔNG HP CÁC SO SÁNH VÀ PHÂN TÍCH CÁC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VỚI KẾT QUẢ THỬ TĨNH CỌC 4.1 SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỰC HẠN CỦA CỌC Kết tính toán sức chịu tải cọc phương pháp có khác lớn Nếu lấy kết thí nghiệm nén tónh cọc trường kết làm chuẩn (đáng tin cậy nhất), sức chịu tải cực hạn cọc theo phương pháp khác so sánh với so sánh với sức chịu tải cực hạn nén tónh Do số liệu xuyên tónh trường (CPT) công trình cao tầng khu vực Tp.Hồ Chí Minh hạn chế nên thu thập tính toán cho 02 công trình cụ thể Các công trình cao tầng khảo sát địa chất công trình thường thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT trường chính, nên luận văn tác giả tính toán sức chịu tải cực hạn cọc theo phương pháp khác dùng kết xuyên tiêu chuẩn Để thuận lợi việc so sánh, tác giả lập bảng kết tính toán phương pháp, từ rút công thức gần hợp lý so với kết thử nén tónh cọc trường Cũng từ đánh giá mức độ sai số phương pháp với 58 BẢNG SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỰC HẠN CỦA CỌC STT Các công trình Khu Công Nghiệp Tân Tạo - Bình Tân Chung cư An Lạc Bình Chánh Chung cư Lô M1 Phường – Quận Chung cư 12 tầng Cù Lao Chà – BT R16 – Phú Mỹ Hưng Quận Biệt thự An Phú Quận Chung cư cao cấp Khu An Khánh II Nhà máy dược phẩm 2-9 Quận Theo tiêu lý đất (Phương pháp thống kê) Các Phương pháp tính toán sức chịu tải cực hạn cọc Theo Theo kết Theo kết Theo kết Theo kết tiêu cường xuyên xuyên xuyên tiêu nén độ đất tiêu chuẩn tiêu chuẩn chuẩn SPT tónh cọc (theo SPT TCXD SPT của c, ϕ) 205-98 Nhật Bản Schmertmann trường 125.6 113.0 107.1 116.4 110.6 109.7 129.0 120.6 124.1 Theo kết xuyên tónh CPT TCXD 205-1998 102.3 104.6 151.1 113.9 111.1 119.0 158.6 111.9 116.5 134.7 137.7 117.3 116.7 114.4 104.0 112.5 226.2 167.3 141.9 138.1 183.8 182.5 143.8 103.2 95.4 96.7 126.9 122.0 182.7 201.3 162.6 137.9 176.6 175.0 145.1 134.7 106.0 108.8 117.1 130.0 59 4.2 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN HP LÝ Công thức tính toán sức chịu tải cực hạn cọc theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT Nhật Bản, thiên tính toán thành phần ma sát xung quanh cọc Khi đất cọc lớp đất dính cho kết cao Công thức tính toán sức chịu tải cực hạn cọc tiêu lý thường cao sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất Lấy sức chịu tải cực hạn cọc kết thử nén tónh cọc làm chuẩn để đánh giá sai số sức chịu tải cực hạn cọc so với phương pháp khác cho kết sau: - Sức chịu tải cực hạn cọc tính theo tiêu lý đất có sai số khoảng 3÷23% - Sức chịu tải cực hạn cọc tính theo tiêu cường độ đất có sai số khoảng 4÷15% - Sức chịu tải cực hạn cọc tính theo kết xuyên tiêu chuẩn Nhật Bản có sai số khoảng 3÷24% - Sức chịu tải cực hạn cọc tính theo kết xuyên tiêu chuẩn TCXD 205-1998 có sai số khoảng 3÷22% - Sức chịu tải cực hạn cọc tính theo kết xuyên tiêu chuẩn Schmertmann có sai số khoảng 3÷10% - Sức chịu tải cực hạn cọc tính theo kết xuyên tónh TCXD 205-1998 cho kết lớn khoảng 1.5 lần kết thử tónh (do điều kiện thực tế có số liệu thí nghiệm xuyên tónh trường) nên phần tác giả không đến đánh giá sai số Như tính toán sức chịu tải cực hạn cọc theo tiêu cường độ đất nền, theo xuyên tiêu chuẩn SPT Schmertmann nhỏ 15% Trong điều kiện thực tế xây dựng nay, để tính toán sức chịu tải cực hạn cọc Tác giả kiến nghị nên sử dụng công thức tính theo xuyên tiêu chuẩn SPT Schmertmann Công thức tính toán sức chịu tải cực hạn cọc theo cường độ nên dùng số liệu khảo sát địa chất đơn vị có uy tín thực 60 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ TÍNH TOÁN CHO KHU ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM – QUẬN - TP.HỒ CHÍ MINH 5.1 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM QUẬN2 Khu Đô Thị Thủ Thiêm nằm khu vực đất yếu với địa chất phức tạp, với lớp sét, cát xen kẹp có thấu kính cát cấu trúc địa chất khu vực Đây Khu Đô thị mới, việc xây dựng nhà cao tầng phát triển mạnh, cộng với điều kiện địa chất khu vực đất yếu phức tạp, nên giải pháp móng cọc chắn sử dụng cho khu vực Để thuận lợi công tác thiết kế móng cọc sau khu vực, đồng thời nhằm tránh lãng phí nên việc ước tính sức chịu tải cực hạn cọc bê tông cốt thép đúc sẳn cho khu vực điều tất yếu Để kiểm chứng lại kết phân tích trên, Tác giả áp dụng vào tính toán cho công trình cụ thể chung cư 16 tầng thuộc lô B27, với đặc điểm địa chất công trình sau: - Mực nước ngầm xuất khu vực vào thời điểm khảo sát khoảng từ 0.5m dến 1.0m - Theo kết khảo sát địa chất công trình Lô B27 Công ty Tư vấn Xây dựng Tổng hợp (NAGECCO) lập vào tháng năm 2003, dạng mặt cắt địa chất chia làm lớp (các thấu kính cát nhỏ không kể đến), phía mặt lớp cát san lấp dày khoảng 2.5m mũi cọc lớp cát mịn, kết khoan khảo sát thí nghiệm trường thể theo bảng đây: 61 MẶT CẮT ĐỊA CHẤT : Chiều sâu (m) Lớp đất Từ 0.0 Bề dày (m) Tên đất Dung trọng (γw) Lực dính (C) Góc ma sát (ϕ) g/cm3 KG/cm2 Độ - 1.887 0.017 21 1.6 1.478 0.093 0.36 1.944 0.268 15 12 - 1.879 0.016 19 18 0.65 1.826 0.147 0.3 1.961 0.289 15 13 - 1.953 0.026 28 18 Chỉ số sệt (IL) Đến 2.5 2.5 Cát lẫn bùn sét, rời Bùn sét 2.5 18.9 16.4 hữu cơ, nhão Á sét đốm vàng, 18.9 22.5 3.6 dẻo cứng Cát lẫn bột 22.5 26.2 3.7 sỏi, rời Sét lẫn bột, 26.2 29.3 3.1 dẻo mềm Sét lẫn bột, 29.3 32.4 3.1 dẻo cứng Cát hạt mịn, 32.4 40.0 7.6 chặt vừa Chỉ số SPT (N) Số liệu địa chất dùng để tính toán cho công trình khu vực Đô Thị Mới Thủ Thiêm 5.2 ỨNG DỤNG VÀO TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC THUỘC ĐÔ THỊ MỚI THỦ THIÊM – QUẬN Chọn công trình tiêu biểu khu vực chuẩn bị xây dựng để đưa vào tính toán: 62 Chung cư 16 tầng Lô A –B thuộc công trình xây dựng khu nhà Lô B27– Quận 2, Công trình đưa vào sử dụng loại cọc vuông 300x300mm, chiều dài cọc 37.5m Khu chung cư An Phú dọc Liên Tỉnh Lộ 25B – Quận 2, Công trình đưa vào sử dụng loại cọc vuông 300x300mm, chiều dài cọc 30.0m 5.2.1 TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỌC THEO KẾT QUẢ XUYÊN TIÊU CHUẨN SPT CỦA SCHMERTMANN: Chung cư 16 tầng Lô A –B thuộc công trình xây dựng khu nhà Lô B27 – Quận - Sức chịu tải cực hạn cọc: Qu = qp Ap + fs As - Thành phần chịu mũi cọc: Nếu ta gọi đất mũi cọc điểm A sức kháng mũi tính trung bình sau: qp= Trung bình qpi 8b A+ Trung bình qpi 3.5b A Chọn giá trị trung bình: qp= 153x17 + 153x19 = 2754kPa = 275.4T/m2 Thành phần ma sát thành lớp caùt: fS1= 38x2.5 + 69.2x3.7 + 69.2x5.1 = 704kPa = 70.4T/m2 Thành phần ma sát thành lớp sét: fS2=0x16.4+56.2x3.6+25.1x3.1+60.3x3.1=467kPa=46.7T/m2 Sức chịu tải cực hạn cọc: Qu= 275.4x0.09 + 1.2x(70.4+46.7) = 165.3T Khu chung cư An Phú dọc Liên Tỉnh Lộ 25B – Quận Tương tự tính sức chịu tải cực hạn cọc là: Qu= 198.9x0.09 + 1.2x(32.2+35.1) = 98.7T 5.2.2 TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỌC THEO CHỈ TIÊU CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NỀN: 63 Chung cư 16 tầng Lô A –B thuộc công trình xây dựng khu nhà Lô B27 – Quận Sức chịu tải cực hạn cọc: u= 1.2 m Q u = Qs + Q p = A s f s + A p q p Ap = 0.09 Lực chịu muõi: qp = cNc + σ’vp Nq + γdpNγ 28 Nc = 31.5 c(T/m2) 0.26 ϕ = Nq = 17.8 Nγ = 9.7 qP(T/m2)= 492.5 fsi= (1- sinϕi)σ’v tgϕi + ci γ' σv'(T/m2) Lớp Độ sâu i li 1.3 2.5 0.89 1.109 10.7 16.4 0.48 6.137 20.7 3.6 0.94 11.756 24.4 3.7 0.88 15.081 27.8 3.1 0.83 17.988 30.9 3.1 0.96 20.758 35.0 5.1 0.95 24.677 fs(T/m2)= 126.6 Sức chịu tải cực hạn: 196.2T σv'(T/m2): 27.11 γ'(T/m3): 0.96 dp (m): 0.3 Lực ma saùt: ci(T/m2) 0.17 0.93 2.68 0.16 1.47 2.89 0.26 ϕi 21 15 19 15 28 fsi(T/m2) 0.443 1.420 5.015 3.662 3.873 7.012 7.221 Khu chung cư An Phú dọc Liên Tỉnh Lộ 25B – Quận Tương tự tính sức chịu tải cực hạn cọc là: Qu= 128.4x0.09 + 1.2x72.76 = 98.9T 5.2.3 TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỌC THEO KẾT QUẢ NÉN TĨNH CỌC: Chung cư 16 tầng Lô A –B thuộc công trình xây dựng khu nhà Lô B27 – Quận Công tác thử tónh thực Công ty Liên doanh Xây dựng VIC – Chi nhánh Tp.Hồ Chí Minh thực vào tháng 12 năm 2003, số lượng cọc thực 06 cọc 64 Số liệu thử tónh lấy theo báo cáo kết Công ty Liên doanh Xây dựng VIC, kết tính toán sức chịu tải cực hạn cọc xác định theo phương pháp Davisson Từ kết thí nghiệm ta vẽ 02 đồ thị quan hệ tải trọng (T) tổng biến dạng đầu cọc (mm), vẽ thêm đường đàn hồi đường Davisson để xác định sức chịu tải cực hạn cọc, sau: TN CỌC SỐ 20 40 60 80 100 120 140 160 180 0 5 10 10 Độ lún (mm) Độ lún (mm) TN CỌC SỐ Tải trọng (T) 15 20 40 60 80 100 Tải trọng (T) 120 140 160 180 15 20 20 25 25 30 30 Hình 5.1: Biểu đồ nén tónh cọc công trình chung cư lô B27 -Quận Căn vào đồ thị, cọc chưa bị phá hoại theo phương pháp Davisson, dự đoán sức chịu tải cực hạn cọc dao động từ 160T đến 170T Khu chung cư An Phú dọc Liên Tỉnh Lộ 25B – Quận Công tác thử tónh thực Phân viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Miền Nam vào tháng 01 năm 2006, số lượng cọc thực 02 cọc loại dài 30m Số liệu thử tónh lấy theo báo cáo kết Phân viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Miền Nam, kết tính toán sức chịu tải cực hạn cọc xác định theo phương pháp Davisson Số liệu kết thí nghiệm cho phần phụ lục đính kèm Từ kết thí nghiệm ta vẽ 02 đồ thị quan hệ tải trọng (T) tổng biến dạng đầu cọc (mm), vẽ thêm đường đàn hồi đường Davisson để xác định sức chịu tải cực hạn cọc, sau: 65 TN CỌC SỐ TN CỌC SỐ Tải trọng (T) Tải troïng (T) 20 40 60 80 100 120 140 40 60 80 100 120 140 0 5 10 10 Độ lún (mm) Độ lún (mm) 20 15 15 20 20 25 25 30 30 Hình 5.2: Biểu đồ nén tónh cọc công trình chung cư An Phú -Quận Căn vào đồ thị, Xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo phương pháp Davisson 112.5T (được lấy từ trung bình cộng kết thử tónh cọc) 5.3 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN: Kết tổng kết sức chịu tải cực hạn cọc theo phương pháp: Công Trình Chỉ tiêu Xuyên Tiêu Thử nén tónh Cường độ chuẩn SPT trường Schmertmann Chung cư Lô B27 – Quaän 196.2T 165.3T 160-170T 98.9T 98.7T 112.5T Khu chung cư An Phú–Tỉnh lộ 25B – Quận Sức chịu tải cực hạn cọc xác định theo tiêu cường độ đất cho kết cao kết thử nén tónh cọc chiều dài cọc 35.5m trường hợp chiều dài cọc 30.0m kết tính toán lại nhỏ Sức chịu tải cực hạn cọc xác định theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT phương pháp Schmertmann gần với kết thí nghiệm nén tónh cọc 66 Như tính toán sức chịu tải cực hạn cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn cho khu Đô thị Thủ Thiêm nên dùng công thức tính toán sức chịu tải theo kết xuyên tiêu chuẩn Schmertmann hợp lý 67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo kết nén tónh trường phương pháp Davisson hợp lý so với phương pháp khác Khi xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo phương pháp Davisson cho sức chịu tải cực hạn tương ứng với độ tổng biến dạng (độ lún) cọc dao động khoảng 16÷20mm (đối với cọc vuông kích thước từ 250x250mm đến 350x350mm) Tính sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất số liệu xuyên tiêu chuẩn SPT trường cho kết phù hợp ổn định Đối với khu vực Đô thị Thủ Thiêm nên chọn phương pháp tính toán sức chịu tải cực hạn cọc theo kết xuyên tiêu chuẩn SPT Schmertmann hợp lý KIẾN NGHỊ Trong trình thử tải tónh cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn (loại cọc 250x250 đến 400x400) dừng độ tổng biến dạng (độ lún) cọc lớn 20mm Trong trường hợp biểu đồ thử tónh điểm gãy nên áp dụng tính sức chịu tải cực hạn cọc thông qua phương pháp đồ thị Davisson Trong công tác tính toán nên lưu ý kết khoan khảo sát địa chất, tính toán sức chịu tải cực hạn theo tất phương pháp Khi quay lại xem xét mức độ tin cậy hồ sơ khảo sát địa chất Nên áp dụng số liệu thí nghiệm trường vào công tác tính toán sức chịu tải cực hạn cọc Đối với khu vực Đô thị Thủ Thiêm, đặc biệt Phường An phú Quận 2, chọn phương án móng cọc nên chọn chiều dài cọc lớn hay 22m 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Châu Ngọc n (2002), Nền Móng, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Đực (1998), Mấy quan điểm móng, Nhà xuất Khoa học Kỹ Thuật Bộ Xây dựng (1997), Tuyển tập Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam, Nhà xuất Xây dựng Hội khoa học Kỹ thuật xây dựng Tp.HCM (1997), Tài liệu Hội thảo thiết kế xây dựng nhà cao tầng Tp.Hồ Chí Minh Hội khoa học Kỹ thuật xây dựng Tp.HCM (2004), Tài liệu Hội thảo Móng cọc cao ốc chung cư nhiều tầng Lê Bá Lương số tác giả (2001), Công trình đất yếu điều kiện Việt Nam, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh Võ Phán, Xây dựng liên hệ tương quan tiêu vật lý học dựa theo kết thí nghiệm phòng kết thí nghiệm trường đất khu vực Tp.Hồ Chí Minh, khu vực lân cận số Tỉnh ĐBSCL, Luận án Tiến só Kỹ thuật, Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam Vũ Công Ngữ – Nguyễn Thái (2003), Thí nghiệm đất trường ứng dụng phân tích móng, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật Vũ Công Ngữ – Nguyễn Thái (2004), Móng cọc Phân tích thiết kế, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật 10 Tổng Hội Địa chất (1999), Tài liệu báo cáo Hội nghị khoa học Địa chất công trình môi trường Việt Nam 11 Các hồ sơ khảo sát địa chất công trình khu vực Tp.Hồ Chí Minh 12 Các Kết thử tónh cọc bê tông cốt thép công trình Tp.Hồ Chí Minh 69 13 American Society for Testing and Material (1994), D1143-94, Standard test method for Piles under Static axial compressive load 14 Braja M Das (1990), Principples of Foudation Engineering, PWS-KENT Publishing company 15 J E Bowles (1988), Foundation Analysis and Design, The McGraw-Hill Companies, Inc 16 Shamsher Prakash-Hari D.Sharma (1999), Moùng cọc thực tế xây dựng (bản dịch), Nhà xuất Xây dựng 70 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC ` LÝ LỊCH BẢN THÂN Họ Tên : Năm sinh : Quê quán : QUÁ TRÌNH HỌC TẬP 1996 – 2001: 2003 – 2006: TRẦN CHÍ HỒNG 1978 Bình Thuận Bộ môn Địa Kỹ thuật - Khoa Địa chất Dầu khí – Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh Công trình Đất yếu – Khoa Kỹ thuật Xây dựng – Đại học Bách khoa Tp.Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 2001 – nay: Phòng Thí nghiệm Xây dựng - Công ty Kiểm định Xây dựng Saigon ĐỊA CHỈ LIÊN HỆ 27Bis Kỳ Đồng – Quận – Tp.Hồ Chí Minh Điện thoại: 098.9052896 71 ... tài: ? ?Nghiên cứu phương pháp tính toán sức chịu tải cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn cho khu vực Tp. Hồ Chí Minh? ?? Tóm tắt: Hiện nay, công tác tính toán sức chịu tải cực hạn cọc bê tông cốt thép. .. THÉP CHẾ TẠO SẴN CHO KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH? ?? II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : 1- NHIỆM VỤ: Nghiên cứu phương pháp tính toán sức chịu tải cọc bê tông cốt thép chế tạo sẳn cho khu vực đất yếu Tp. Hồ Chí Minh; ... QUẢ TÍNH TOÁN CỦA CÁC LỜI GIẢI TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỌC 3.1 Phân tích đặc điểm phương pháp tính toán sức chịu tải cọc 39 3.2 Chất lượng cọc bê tông cốt thép chế tạo sẵn 49 3.3 Kết tính toán