Nghiên cứu ảnh hưởng của ma sát âm đối với móng cọc dưới công trình nhà 10 tầng và công trình tương tự trong điều kiện đất sét yếu ở khu vực nam sài gòn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CÔNG TRÌNH HOÀ NCTHÀ NH TẠI TRƯỜ NG ĐƯ ĐẠI C HỌ C BÁ H KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -0O0 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH NGUYỄN HỮU ĐÍNH Cán chấm nhận xét : GS.TSKH NGUYỄN VĂN THƠ ĐỀ TÀI: Cán N chấCỨ m nhậ HƯỞ : TS NG SÁ THẨTMÂM ĐỐI NGHIÊ U nẢxé NtH NDƯƠNG G CỦAHỒ MA VỚI MÓNG CỌC DƯỚI CÔNG TRÌNH NHÀ 10 TẦNG VÀ CÔNG TRÌNH TƯƠNG TỰ TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT SÉT YẾU Ở KHU VỰC NAM S GÒN Cán hướng dẫn khoa học : GS TSKH LÊ BÁ LƯƠNG : TS TÔ VĂN LẬN CHUYÊN NGÀNH MÃ SỐ NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU : 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2004 Tp Hồ Chí Minh, Tháng 09 năm 2004 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA oOo - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc oOo - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: NGUYỄN HỮU ĐÍNH PHÁI : NAM NGÀY THÁNG NĂM SINH: 10-03-1978 NƠI SINH: BÌNH PHƯỚC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU MÃ SỐ: 31.10.02 KHÓA :13 ( NĂM 2002 -2004) I/-TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MA SÁT ÂM ĐỐI VỚI MÓNG CỌC DƯỚI CÔNG TRÌNH NHÀ 10 TẦNG VÀ CÔNG TRÌNH TƯƠNG TỰ TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT SÉT YẾU Ở KHU VỰC NAM SÀI GÒN II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1.NHIỆM VỤ: Nghiên cứu đất yếu khu vực Nam Sài Gòn; Nghiên cứu điều kiện phát sinh ma sát âm; Nghiên cứu giải pháp tính toán ảnh hưởng ma sát âm; Nghiên cứu giải pháp khắc phục tượng ma sát âm 2.NỘI DUNG: PHẦN I: TỔNG QUAN Chương 1: Nghiên cứu tổng quan tượng ma sát âm làm việc cọc ma sát đất yếu có xét đến tượng ma sát âm PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU PHÁT TRIỂN Chương 2: Nghiên cứu đất yếu yếu tố hình thành ma sát âm đất yếu công trình Chương 3: Các kết nghiên cứu tính toán tượng ma sát âm nước xác lập nhiệm vụ nghiên cứu Chương 4:Nghiên cứu giải pháp cấu tạo móng công trình ảnh hưởng ma sát âm giải pháp khắc phục tượng ma sát âm Chương 5: Nghiên cứu tính toán làm việc cọc đất sét yếu có xét đến tượng ma sát âm dựa tốc độ chuyển vị cọc tốc độ chuyển vị đất Chương 6: Ứng dụng tính toán ảnh hưởng ma sát âm công trình nhà 10 tầng công trình tương tự đất yếu Chương 7: Dùng phần mềm plaxis để kiểm chứng tượng ma sát âm ảnh hưởng đến khả chịu tải cọc PHẦN III: NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương 8: Nhận xét kết luận, hướng nghiên cứu tiếp đề tài I NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 09-02-2004 II.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 20-08-2004 III.HỌ VÀ TÊN THẦY HƯỚNG DẪN : TS LÊ BÁ KHÁNH IV.THẦY HƯỚNG DẪN THẦY HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH TRƯỞNG BỘ MÔN TS LÊ BÁ KHÁNH TS MAI DI TÁM GS-TSKH LÊ BÁ LƯƠNG Nội dung đề cương Luận Văn Thạc Só thông qua Hội đồng chuyên nghành Ngày PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC ThS VÕ PHÁN tháng năm 2004 PHÓ TRƯỞNG KHOA KTXD TS CHÂU NGỌC ẨN LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi lời chân thành cảm ơn đến đấng sinh thành Người nuôi dưỡng cho lớn khôn để hôm hoàn thành luận văn thạc só Trải qua thời gian học tập nghiên cứu chương trình cao học trường đại học Bách Khoa Tp.HCM Em nhận giảng dạy tận tình thầy Lê Bá Lương, thầy Nguyễn Văn Thơ, thầy Châu Ngọc n , thầy Lê Bá Khánh …sau em hoàn thành luận án cao học chuyên nghành công trình đất yếu Em thật nắm bắt phần kiến thức khoa học chuyên môn ,đặc biệt lónh vực học đất- móng ,công trình đất yếu.Để có kiến thức quý bấu ,em quên công lao to lớn mà giáo sư tiến só khoa học thầy cô ban giảng huấn truyền lại cho chúng em ,đó kiến thức thiếu em để hoàn thành luận án Chúng em xin chân thành cảm ơn tất Giáo sư tiến só khoa học thầy cô dành nhiều thời gian tâm huyết truyền đạt kiến thức quý bấu ,cho chúng em qua giảng ,các giáo trình ,ngoài cho chúng em biết kiến thức qúy bấu tiếp xúc với công trình thực tế qua buổi khảo sát công trình thực tế ,tìm hiểu cố xảy cho công trình Em xin chân thành cản ơn thầy Giáo sư tiến só khoa học Lê Bá Lương,thầy tiến só Lê Bá khánh tận tình hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian em thực luận án Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy Giáo sư tiến só khoa học Nguyễn Văn Thơ ,thầy Tiến Só Châu Ngọc n thầy cô phòng quản lý khoa học sau đại học giảng dạy ,giúp đỡ tạo điều kiện cho em suốt thời gian học cao học hoàn thành luận án Học viên cao học Nguyễn Hữu Đính TÓM TẮT LUẬN ÁN Tên Đề Tài : Nghiên Cứu nh Hưởng Của Ma Sát m Đối Với Móng Cọc Dưới Công Trình Nhà 10 Tầng Và Công Trình Tương Tự Trong Điều Kiện Đất Sét Yếu Khu Vực Nam Sài Gòn’’ Tóm Tắt : nước ta ,nhiều vùng đất xây dựng đất yếu, có hệ số nén lún lớn khả chịu tải thấp.nên tiến hành xây dựng công trình có tải trọng tương đối lớn thường thiết kế móng cọc bê tông cốt thép để truyền tải trọng công trình xuống tầng đất tốt chịu lực bên cọc đóng vào tầng đất có trình cố kết chưa hoàn toàn ,nếu tốc độ chuyển vị đất công trình nhanh tốc độ chuyển vị cọc theo chiều xuống,thì chuyển vị tương đối phát sinh lực kéo xuống tầng đất cọc làm giảm khả chịu tải cọc đồng thời làm tăng tải trọng tác dụng vào cọc gọi tượng ma sát âm Việc xây dựng công trình xây chen bên cạnh công trình củ gây ảnh hưởng đến công trình lân cận lực ma sát âm làm cho công trình bên cạnh bị nghiêng ,lún vượt giới hạn cho phép san lấp mặt để xây dựng khu dân cư ,công trình nhà xưởng kho bãi xảy tượng ma sát âm gây ảnh hưởng trực tiếp đến công trình xây dựng công trình lân cận lực ma sát âm làm giảm sức chịu tải cọc làm tăng tải trọng tác dụng vào cọc Một số tác giả nghiên cứu tượng ma sát âm theo quan niệm khác ,đã rút chiều dài ảnh hưởng ma sát âm gần 0.7 chiều dài cọc đất yếu.Trong nội dung luận án tác giả nghiên cứu vùng ảnh hưởng ma sát âm dựa chuyển vị tương đối cọc lớp đất xung quanh cọc Vùng ảnh hưởng ma sát âm vị trí mà tốc độ chuyển vị đất nhỏ tốc độ chuyển vị cọc ,đồng thời độ lún lại đất nhỏ độ lún lại cọc Dựa quan điểm ,tác giả tính độ lún đất theo thời gian ,xác định phương trình cân tốc độ tốc độ chuyển vị cọc đất ,từ tìm vùng ảnh hưởng ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng lún đất Từ chiều sâu vùng ảnh hưởng ,ta tính lực ma sát âm tác dụng vào cọc thời gian cọc không bị ảnh hưởng ma sát âm ,đồng thời đưa số biện pháp làm giảm ảnh hưởng ma sát âm có số kiến nghị tíh toán móng cọc đất yếu.Ngoài ,tác giả dùng phần mềm plaxis để diễn tả tượng ma sát âm cọc bê tông cốt thép ,xác định chiều sâu ảnh hưởng ma sát âm cọc lực ma sát âm tác dụng vào cọc trường hợp chưa có tải trọng công trình tác dụng vào cọc có tải trọng công trình tác dụng vào cọc SUMMARY OF THESIS TITLE: “Research The Influence Of Negative Skin Friction On Concrete Pile Foundation For Construction 10 Floors And The Same Constrution Project In Condition Soft Clay Located on Sai Gon South” ABSTRACT: In my country, the most soil is soft soil, has factor settlement hight and bearing capacity low When construction was built with hight loading, it often is designed pile foundation for transferred loading of construction to soil stratum rigid When pile passing through soil layer hasn’t perfect process consolidation, if the soil settles speed more than the pile in consolidating ground In this situation, the interface shear stress developed along the pile-soil interface acts downwards force that reduces capacity bearing of pile and increases loading on shaft pile, and is referred to as phenomenon negative skin friction (NSF) The new construction is built adjacent old construction In this situation, influence negative skin friction to cause old construction sloping , excess settlement allow The filling level ground for poputation area, factory, has been happen negative skin friction influence direct to construction and surrounding construction that reduces capacity bearing of pile and increases loading on piles Some results of affected zone of negative skin friction by over-sea researchers are determinated based on different conception, conclude of affected zone of negative skin friction approximate to 0.7L (L: the length of pile in soft soil) In this thesis, The authority had studied define affected zone of negative skin friction based on conception relative deformation pile and soil surrounding: affected zone of Negative skin friction locate where has the adjacent soil settles speed less than the pile Base on conception relative deformation, The authority had calculated the settlement of soil and foundation pile by the time, established balances equation settlement-speed of pile and adjacent soid From its, the affected zone of negative skin friction is defined the affected zone of negative skin friction is affected zone settles of soil Calculated negative skin friction force, the time effect NFS The solutions have been suggested to prevent the negative skin friction on pile as well as the method for concrete design effected negative skin friction Program Plaxis is used reproduce phenomenon NSF, the length effect NSF and force NSF is defined in case: with load and without load of construction action on pile MỤC LỤC TÓM TẮT LUẬN AÙN CHƯƠNG MỞ ĐẦU -1 TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MA SÁT ÂM ĐỐI VỚI MÓNG CỌC DƯỚI CÔNG TRÌNH TRONG ĐIỀU KIỆN SÉT ĐẤT YẾU” I ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU -1 II.TÍNH KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI III.TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN -2 CHƯƠNG I NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯNG MA SÁT ÂM I NGHIÊN CỨU BẢN CHẤT CỦA CÁC HIỆN TƯNG MA SÁT ÂM -5 I.1Định nghóa tượng ma sát âm I.2 Nguyên nhân gây lực ma sát âm I.3 Các yếu tố ảnh hưởng trị số lực ma sát âm I.4 Anh hưởng tượng ma sát âm CHƯƠNGII NGHIÊN CỨU ĐẤT SÉT YẾU Ở KHU VỰC NAM SÀI GÒN VÀ CÁC YẾU TỐ TẠO THÀNH MA SÁT ÂM Ở NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI CÔNG TRÌNH I.TỔNG QUAN VỀ ĐẤT SÉT YẾU Ở KHU VỰC NAM SÀI GÒN. I.1 Định nghóa đất yếu I.2 Phân loại đất yếu -10 I.3 Nghieân cứu đặc trưng lý địa chất nam sài gòn 13 I.4 Thống kê địa chất điển hình cho cầu An Nghóa 17 I.5 Một số mặt cắt địa chất điển hình khu vực Nam Sài Gòn -21 I.6 Kết luận đặc điểm địa chất khu vực Nam Sài Gòn -24 II CAÙC YẾU TỐ HÌNH THÀNH TẠO RA MA SÁT ÂM Ở NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI CÔNG TRÌNH. 24 - -26 II.1 Các yếu tố hình thành tạo ma sát âm đất yếu công trình.II.2 Lý thuyết cố kết thấm đất yếu -29 II.3 Tính toán độ lún đất theo thời gian 32 II.4 Tính lún móng cọc theo thời gian -35 CHƯƠNGIII -37 CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VỀ HIỆN TƯNG MA SÁT ÂM TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC XÁC LẬP NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU I CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VỀ HIỆN TƯNG MA SÁT ÂM TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC -37 I.1 Theo Joseph E.Boeles -37 I.2 Theo R.Frank( Foundation Et Ouvrages En Terre) -41 I.3 Theo phương pháp Zeevaert,Beer,Wallays 49 I.4 Theo Braja M Das (Principiles of Foundation Engineering) 52 I.5 Theo quy phạm Việt Nam 57 II NHẬN XÉT VÀ XÁC LẬP NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU. 58 CHƯƠNG IV -61 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH ĐỂ PHÒNG TRỪ MA SÁT ÂM VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC HIỆN TƯNG MA SÁT ÂM Ở CỌC BTCT I.NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO DO HIỆN TƯNG MA SÁT ÂM -61 II.NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC HIỆN TƯNG MA SÁT Â -67 II.1 Gia tải trước 68 II.2 Duøng lớp phủ mặt quanh cọc -70 II.3 Dùng sàn bê tông có xử lý cọc 73 II.4 Dùng cọc ép mêga 73 CHƯƠNGV 74 NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC TRONG ĐẤT YẾU CÓ XÉT ĐẾN HIỆN TƯNG MA SÁT ÂM I TỔNG QUAN VỀ SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC CÓ XÉT ĐẾN MA SÁT ÂM -74 II NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM, THỜI GIAN KHÔNG CÒN ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM , LỰC MA SÁT ÂM LỚN NHẤT. -74 II.1 Chieàu sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm theo thời gian 76 II.2 Nghiên cứu thời gian không ảnh hưởng lực ma sát âm. -81 II.3 Tính giá trị lực ma sát âm lớn nhất. 82 III NGHIEÂN CỨU SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MA SÁT ÂM THEO THỜI GIAN 87 IV PHAÂN TÍCH CHUYỂN VỊ CỦA HẠT ĐẤT XUNG QUANH CỌC 87 IV.1 Phân tích phân bố lực ma sát âm đất 87 IV.2 Chuyeån vị hạt đất xung quanh cọc có xét ma sát âm -91 CHƯƠNGVI -92 ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN ĐẤT YẾU I.TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH CỤ THỂ THEO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU -92 I.1 Công trình chung cư Miếu Nổi Quận Bình Thạnh TPHCM. -92 Kết luận: Sức chịu tải cọc không xét ma sát âm lớn, có kể đến ảnh hưởng ma sát âm sức chịu tải cọc nhỏ lại thành phần ma sát hông giảm, đồng thời cọc phải chịu lực ma sát âm (xem tỉnh tải) tác dụng kéo cọc xuống -109 I.2 Công trình cầu An Nghóa-huyện Cần Giơ chuẩn bị thi công mớiø ( Cầu củ bị cố mố cầu) 110 Kết luận: Sức chịu tải cọc không xét ma sát âm lớn, có kể đến ảnh hưởng ma sát âm sức chịu tải cọc nhỏ lại thành phần -141- Biểu đồ ứng suất cắt (Shear Stresses) dọc theo chiều sâu cọc phần tử tiếp xúc cọc đất xung quanh cọc -142- Bước 2: Tính tải san lấp 39.6KN/m² & tải công trình tác dụng vào cọc 3216.4 KN/m² *chia phần tử -143- Kết tính toán: Biểu đồ chuyển vị đất cọc tải trọng -144- Biểu đồ ứng suất cắt (Shear Stresses) dọc theo chiều sâu cọc phần tử tiếp xúc cọc đất xung quanh cọc (Mũi cọc độ sâu 0.0m: cọc dài 40m, chôn sâu 5m từ mặt đất tự nhiên) Dựa vào biểu ứng suất cắt dọc theo chiều sâu cọc phần tử tiếp xúc cọc đất xung quanh cọc, ta xác định chiều sâu vùng ảnh hưởng MSA cọc độ sâu mà có ứng suất cắt - Chiều sâu vùng ảnh hưởng MSA cọc là: 45m–18.5m = 26.5m (so với mặt đất tự nhiên) - Vậy độ sâu 26.5m (so với mặt đất tự nhiên) ma sát cọc chuyển sang ma sát dương -145II NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN * Kết ảnh hưởng ma sát âm cọc từ mô Plaxis: cho cọc khoan nhồi đường kính D = 1m, cọc dài 40m chôn sâu 5m so với mặt đất tự nhiên Dựa vào biều đồ ứng suất cắt dọc theo thân cọc có tải trọng công trình tác dụng vào đầu cọc hay biểu đồ ảnh hưởng ma sát âm theo chiều sâu ứng với trường hợp có tải công trình Ta thấy: giá trị lực ma sát âm tăng dần theo chiều sâu điểm trung hòa (tại ứng suất cắt dọc theo thân cọc 0) sau chuyển sang lực ma sát dương Chiều sâu ảnh hưởng ma sát âm cọc là: LNF = 45-18.5 = 26.5m; lực ma sát âm tác dụng vào cọc: QNF = 319.99 KN = 32 T Biểu đồ ứng suất cắt (Shear Stresses) dọc theo chiều sâu cọc phần tử tiếp xúc cọc đất xung quanh cọc chưa có tải trọng tác dụng + Lực MSA tác dụng vào cọc chưa có tải trọng công trình Q NF = u × ∑ σ S × Li = π × × 343.51 = 1079.2 KN + Chiều sâu ảnh hưởng MSA tải công trình L NF = 45 − 15 = 30m -146- Biểu đồ ứng suất cắt (Shear Stresses) dọc theo chiều sâu cọc phần tử tiếp xúc cọc đất xung quanh cọc có tải trọng công trình tác dụng vào cọc + Lực MSA tác dụng vào cọc có tải trọng công trình tác dụng vào cọc Q NF = u × ∑ σ S × Li = π × × 101.86 = 319.99 KN + Chiều sâu ảnh hưởng ma sát âm có tải công trình tác dụng vào cọc L NF = 45 − 18.5 = 26.5m Dựa vào kết qua haiû biểu đồ ảnh hưởng ma sát âm ta thấy: chưa có tải trọng công trình tác dụng vào cọc cọc bị đất xung quanh kéo xuống với lực lớn chiều sâu ảnh hưởng sâu so với trường hợp có tải trọng công trình tác dụng vào cọc Do có tải trọng công trình tác dụng vào cọc bị lún xuống tải tải công trình nên phần độ lún của đất xung quanh bị khử bớt (ma sát âm phát sinh độ lún tốc độ lún tương đối cọc đất xung quanh) Nhưng độ lún cọc nhỏ độ lún đất nên cọc bị ảnh hưởng ma sát âm; (1): chưa có tải; (2): có tải san lấp chiều sâu ảnh hưởng MSA lớn; (3): có tải san lấp tải công trình chiều sâu ảnh hưởng MSA nhỏ -147- f+ f+ f+ f+ f+ f+ f+ + + f f R f- f- f- f- f- f+ f+ f+ f+ R f- f- f- f- f+ f+ f+ f+ f+ f+ Chiề u sâu ảnh hưở ng MSA f+ f- Chiề u dà i cọ c có MSD f+ (3) qsan lấp Chiề u sâ u ả nh hưởng MSA f+ (2) Chiề u dà i cọ c có MSD qsan lấp (1) R Hình cho thấy có tải trọng tác dụng chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm giảm so với lúc chưa có tải trọng tác dụng -148- PHẦN III CÁC NHẬN XÉT KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ -149- CHƯƠNG VIII NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN Các kết nghiên cứu tượng ma sát âm trình bày chương từ chương I đến chương VII Ta rút số kết luận sau: Cần phải nắm rỏ tượng ma sát âm đồng thời biết yếu tố ảnh hưởng đến ma sát âm Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm, thời gian ảnh hưởng ma sát âm cọc độ lớn lực ma sát âm tác dụng vào cọc phụ thuộc vào yếu tố sau: + Phụ tải tác dụng: phụ tải yếu tố định đến độ lún tốc độ lún đất xây dựng công trình Do phụ tải tác dụng lên lớn phạm vi ảnh hưởng thời gian ảnh hưởng ma sát âm lâu đồng thời giá trị lực ma sát âm tác dụng vào cọc lớn + Thời gian thi công công trình ảnh hưởng đến ma sát âm cọc: thời gian thi công san lấp mặt dài đất yếu đạt độ cố kết cao, tức đất lún trước, sau xây dựng công trình lên cọc bị ảnh hưởng ma sát âm Thời điểm bắt đầu xây dựng công trình xa với thời gian thi công san lấp đất cố kết trước công trình móng cọc bị ảnh hưởng ma sát âm Do lập dự án xây dựng công trình cần ý đến thời gian thi công san lấp mặt thời gian thi công cọc Sau thi công mặt cần đất cố kết thời gian sau tiến hành thi công xây dựng công trình + Tải trọng công trình thiết kế (công trình móng cọc): tải trọng công trình lớn làm cho độ lún công trình lớn, khử bớt lực ma sát âm tác dụng vào cọc, lực ma sát âm phát sinh tốc độ lún đất xung quanh cọc lớn tốc độ lún cọc + Chiều sâu ảnh hưởng ma sát âm phụ thuộc vào loại cọc cọc treo hay cọc chống lên tầng đất cứng: cọc chống lên tầng đất cứng công trình móng cọc không bị lún, độ lún đất xung quanh kéo cọc xuống gần toàn chiều sâu mà đất không lún Vì cọc chống lên tầng đất cứng chiều sâu ảnh hưởng ma sát âm cọc lớn -1503 Đặc điểm đặc trưng đất thuộc khu vực Nam Sài Gòn ( quận TP.HCM) vùng đất yếu tuỳ nơi mà đất yếu có chiều dày khác trước xây dựng cần tìm phương pháp xữ lý cho thích hợp Cần đặt giả thuyết hình ảnh cấu tạo cụ thể cố công trình ảnh hưởng ma sát âm gây từ dùng phương án hợp lý để giải nhằn tránh hậu đáng tiếc Xác định chiều sâu ảnh hưởng ma sát âm cọc Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm chiều sâu mà mặt phẳng độ sâu ta có tốc độ lún đất xung quanh cọc tốc độ lún cọc Từ đó, ta thiết lập phương trình giải tìm chiều sâu vùng ảnh hưởng MSA Theo kết nghiên cứu kết tính toán hai công trình thực tế (công trình cầu An Nghóa-đường Rừng Sác-huyện Cần Giờ công trình chung cư Miếu Nổiquận Bình Thạnh) cho ta thấy: - Chiều sâu ảnh hưởng ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng lún đất ứng với tải trọng san lấp (độ sâu mà ta có ứng suất thân lớn hay 10 lần ứng suất gây lún) toàn chiều dài lớp đất yếu + Cầu An Nghóa: Lnf = 27m lớp đất yếu dày 27.7m + Chung cư Miếu Nổi : Lnf = 24m lớp đất yếu dày 26.5m Thời gian không ảnh hưởng ma sát âm cọc Thời gian không ảnh hưởng ma sát âm cọc thời gian mà ta có tốc độ lún móng cọc đất xung quanh cọc mặt đất Thời gian không ảnh hưởng ma sát âm cọc lâu kéo dài hàng chục năm, thời gian lún đất thường lâu để tắt lún độ lún móng cọc thường nhỏ vài cm Để giảm thời gian ảnh hưởng ma sát âm, ta dùng số biện pháp gia tải trước kết hợp giếng cát, bấc thấm, … để rút ngắn thời gian cố kết đất sau tiến hành thi công móng cọc giảm ảnh hưởng ma sát âm Khi đất cố kết tự nhiên thời gian ảnh hưởng ma sát âm là: + Cầu An Nghóa: tnf = 55.4 năm + Chung cư Miếu Nổi : tnf = 11.3 năm -151Khi dùng giếng cát để tăng độ cố kết cho đất sau thời gian tháng đất gần cố kết hoàn toàn nên xây dựng công trình không bị ảnh hưởng ma sát âm tác dụng vào cọc Xác định sức chịu tải cọc có xét đến tượng ma sát âm Sức chịu tải cọc trường hợp có ảnh hưởng ma sát âm giảm thành phần ma sát hông Qs bị giảm, chiều dài cọc chịu ma sát dương ngắn lại, phần cọc bị ảnh hưởng ma sát âm Giá trị Qs nhỏ trường hợp cọc không bị ảnh hưởng ma sát âm Vì tính toán móng cọc ta cần xem xét cụ thể xem cọc có bị ảnh hưởng ma sát âm hay không để từ tính sức chịu tải cọc cho xác BẢNG KẾT QUẢ SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC Sức chịu tải cọc Sức chịu tải cọc có không kể ảnh hưởng kể đến ảnh hưởng lực lực ma sát âm ma sát âm Chênh lệch SCT cọc xét không xét ảnh hưởng lực ma sát âm Cọc đóng 40x40cm công trình cầu An Nghóa-huyện Cần Giờ Qa = 124.19 Tấn Qa = 99.39 Tấn QCL = 24.8 Tấn Cọc nhồi 1.0m công trình chung cư Miếu Nổi-quận Bình Thạnh Qa = 337.94 Taán Qa = 298.12 Taán QCL = 39.82 Tấn Xác định lực ma sát âm tác dụng vào cọc Khi cọc bị ảnh hưởng ma sát âm sức chịu tải cọc bị giảm mà cọc lực ma sát âm kéo xuống, ta xem lực kéo xuống tónh tải dọc trục tác dụng vào cọc Vì vậy, ta cần xác định khả chịu tải cọc cọc bị ảnh hưởng ma sát âm đồng thời xác định tải trọng tác dụng vào cọc để từ thiết kế móng công trình cho thích hợp + Lực ma sát âm tác dụng cọc mố cầu An Nghóa: QMSA = 51.10 Tấn + Lực ma sát âm tác dụng cọc chung cư Miếu Nổi: QMSA = 81.14 Tấn Kiểm chứng ảnh hưởng ma sát âm cọc phần mềm Plaxis + Chiều sâu ảnh hưởng msa cọc chung cư Miếu Nổi : Lnf = 26.5m + Lực ma sát âm tác dụng cọc chung cư Miếu Nổi: QMSA = 32Tấn -152Theo kết diễn tả tượng ma sát âm cọc phần mềm Plaxis chương VI: Khi tải trọng công trình tác dụng vào cọc cọc bị đất xung quanh kéo xuống với lực lớn chiều sâu ảnh hưởng sâu so với trường hợp có tải trọng công trình tác dụng vào cọc II KIẾN NGHỊ - Khi tính toán thiết kế móng cọc đất yếu, đồng thời có tôn trước xây dựng công trình cần phải xem xét ảnh hưởng ma sát âm cọc để tính toán khả chịu tải cọc thời đoạn khác để thiết kế công trình cho thích hợp - Khi xây dựng công trình cần ý thời gian thi công san lấp thời gian bắt đầu thi công móng cọc để xác định độ lún theo thời gian đất để xác định thời đoạn ảnh hưởng ma sát âm cọc xem xét cọc có bị ảnh hưởng ma sát âm hay không - Lực ma sát âm tác dụng vào cọc tương đối lớn nên cần có biện pháp làm giảm ma sát âm: + Tiến hành gia tải trước có kết hợp biện pháp thoát nước (giếng cát, bấc thấm, …) nhằm tăng độ cố kết đất làm cho đất lún trước phần hay hoàn toàn trước khi xây dựng công trình để làm giảm lực kéo xuống đất xung quanh tương quan độ lún cọc đất xung quanh + Biện pháp giảm ma sát âm cách làm giảm độ ma sát đất cọc cách làm cho nhẵn bề mặt cọc, dùng lớp phủ mặt quanh cọc để ngăn ngừa tiếp xúc đất cọc làm giảm ma sát thành bên cọc đất xung quanh III.HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP CỦA ĐỀ TÀI Xét ảnh hưởng hệ số thấm đất đến giá trị lực ma sát âm So sánh giá trị thực tế với thực nghiệm xác định xem có nên đưa ma sát âm vào tải trọng công trình hay trừ vào sức chịu tải cọc -153- TÀI LIỆU THAM KHẢO Cơ Học Đất – Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quỳ, Nhà Xuất Bản Giáo Dục 1995 Cơ Học Đất – Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Dũng, Nhà Xuất Bản Khoa Học Kỹ Thuật 2000 Cơ Học Đất Tập 1&2 – R Whitlow, Nhà Xuất Bản Giáo Dục 1995 Cơ Học Đất Cho Đất Không Bão Hòa Tập – D G Fredlund, H Rahardjo, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Uyên Dịch, Nhà Xuất Bản Giáo Dục 1998 Thổ Chất Và Địa Chất Công Trình, Bài giảng, GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ Xây Dựng Đê Đập, Đắp Nền Tuyến Dân Cư Trên Đất Yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long-GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ, TS Trần Thị Thanh-Nhà Xuất Bản Công Nghiệp Tính Toán Nền Móng Theo Trạng Thái Giới Hạn – Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Hoàng Văn Tân, Tủ Sách Đại Học Kiến Trúc 1993 Những Phương Pháp Xây Dựng Công Trình Trên Nền Đất Yếu – Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngô, Phan Xuân Trường, Phạm Xuân, Nguyễn Hải, Nhà Xuất Bản Khoa Học & Kỹ Thuật 1973 Công Trình Trên Đất Yếu Trong Điều Kiện Việt Nam – Pierre Laréral, Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục 1989 10 Tính Toán Nền Móng Công Trình Theo Thời Gian – Lê Bá Lương, Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM 1981 11 Nền & Móng – Lê Đức Thắng, Bùi Anh Định, Phan Tường Phiệt, Nhà Xuất Bản Đại Học Và Trung Học Chuyên Nghiệp 12 Tính Toán Móng Cọc – Lê Đức Thắng, Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải 1998 13 Kỹ Thuật Nền Móng – Ralph B Peck, Walter E Hanson, Trịnh Văn Cương, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Uyên Dịch, Nhà Xuất Bản Giáo Dục 1999 14 Nền Và Móng Các Công Trìng Dân Dụng Và Công Nghiệp – Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, Uông Đình Chất, Nhà Xuất Bản Xây Dựng 15 Móng Cọc Trong Thực Tế Xây Dựng – Shamsher Prakash, Hari D Sharma, Nhà Xuất Bản Xây Dựng 16 Nền móng – Châu Ngọc Ẩn – Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Tp.HCM -15417 Quy Phạm Thiết Kế Xây Dựng Việt Nam 1998 18 Hướng Dẫn Thiết Kế Móng Cọc-Nguyễn Bá Kế-Nhà Xuất Bản Xây Dựng Hà Nội 1993 19 Soil Mechanics in Engineering Practice – Tezaghi, K and peck, R Bitumen (1967), John Wiley & sons Inc., New York, N.Y 20 An Introduction to The Mechanics of Soil and foundations – John Atkinson, Mcgraw – Hill Book Company 21 Principles of Geotechnical Engineering – Braja M Das 22 Principles of Foundation Engineering – Braja M Das 23 Foundation Analysis and Design – Joseph E Bowles, P E., S.E 24 Pile Foundation Analysis and Design – H G Poulos, E H Davis, The University of Sydney 25 Soil and foundation, Chengliu-Jackb Evett, Pretice Hall Career & Technology 26 Luận án tiến só: The Influence Of Negative Skin Friction On Piles And In Pile Groups-Cheol Ju Lee-Cambridge University 27 Luận văn thạc só tác giả Trần Xuân Thọ Năm 2000 Bộ môn Địa móng Trương Đại Học Báck Khoa TP.HCM -155- TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên Sinh ngày Nơi sinh Địa liên lạc Điện thoại liên lạc : NGUYỄN HỮU ĐÍNH : 10-03-1978 : Bình Phước : 183/21C6 TRẦN TRUNG LẬP F2,Q6 TP.HCM : 9603859 (Nhà riêng) QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1996-2000 2002-2004 : Sinh Viên Trường Đại Học Bách Khoa-Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng : Học Viên Cao Học Trường Đại Học Bách Khoa-Ngành Công Trình Trên Đất Yếu QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 2001 - 2002 : Công Tác Tại Công Ty Tư Vấn Tân CC 536/15 Nguyễn Tri Phương Quận 10 TP.HCM 2003 – đến : Học Viên Cao Học Tại Trường Bách Khoa Tp.HCM ... TRÊN ĐẤT YẾU MÃ SỐ: 31 .10. 02 KHÓA :13 ( NĂM 2002 -2004) I/-TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MA SÁT ÂM ĐỐI VỚI MÓNG CỌC DƯỚI CÔNG TRÌNH NHÀ 10 TẦNG VÀ CÔNG TRÌNH TƯƠNG TỰ TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT SÉT... SÉT YẾU Ở KHU VỰC NAM SÀI GÒN II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1.NHIỆM VỤ: Nghiên cứu đất yếu khu vực Nam Sài Gòn; Nghiên cứu điều kiện phát sinh ma sát âm; Nghiên cứu giải pháp tính toán ảnh hưởng ma sát. .. II NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN -10- CHƯƠNG II NGHIÊN CỨU ĐẤT SÉT YẾU Ở KHU VỰC NAM SÀI GÒN VÀØ CÁC YẾU TỐ HÌNH THÀNH TẠO RA MA SÁT ÂM Ở NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI CÔNG TRÌNH I TỔNG QUAN VỀ ĐẤT SÉT YẾU