Nghiên cứu ảnh hưởng ma sát âm đến sức chịu tải của cọc tại công trình nhà công nghiệp cần thơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NHƯ THẢO NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TẠI CÔNG TRÌNH NHÀ CƠNG NGHIỆP – CẦN THƠ Chun ngành : Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Võ Phán (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Lê Trọng Nghĩa (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét : TS Võ Ngọc Hà (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM Ngày 09 tháng 01 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) GS.TSKH Nguyễn Văn Thơ PGS.TS Võ Phán TS Lê Bá Vinh TS Lê Trọng Nghĩa TS Võ Ngọc Hà Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG GS TSKH Nguyễn Văn Thơ CHỦ NHIỆM BỘ MÔN PGS TS Võ Phán TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 30 tháng 11 năm 2012 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN NHƯ THẢO Giới tính: Nữ Ngày, tháng, năm sinh: 01-10-1978 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành: Địa Kỹ thuật Xây dựng MSHV: 11091029 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TẠI CƠNG TRÌNH NHÀ CƠNG NGHIỆP – CẦN THƠ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 2.1 Nhiệm vụ: Nghiên cứu ảnh hưởng ma sát âm đến sức chịu tải cọc cơng trình nhà công nghiệp – Cần Thơ 2.2 Nội dung: Mở đầu Chương 1: Tổng quan tượng ma sát âm Chương 2: Cơ sở lý thuyết cách xác định sức chịu tải cọc biện pháp làm giảm ma sát âm Chương 3: Ứng dụng lý thuyết tính toán sức chịu tải cọc xét đến ma sát âm Chương 4: Tính tốn cho cơng trình thực tế Tp Cần Thơ Kết luận Kiến nghị NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : ngày 02 tháng 07 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : ngày 30 tháng 11 năm 2012 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS VÕ PHÁN năm 2012 Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng chuyên ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) PGS.TS VÕ PHÁN PGS.TS VÕ PHÁN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: I II Mục tiêu nghiên cứu: III Phương pháp nghiên cứu: IV Tính khoa học tính thực tiễn đề tài: Tính khoa học: a b Tính thực tiễn: V Giới hạn đề tài nghiên cứu: Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG MA SÁT ÂM 1.1 Định nghĩa tượng ma sát âm 1.2 Các nguyên nhân gây ma sát âm 1.2.1 Cọc đóng chưa kết thúc cố kết: 1.2.2 Khi xây dựng công trình cạnh cơng trình cũ 1.2.3 Hạ thấp mực nước ngầm: 1.2.4 Do nén chặt đất 1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tượng ma sát âm 10 1.4 Ảnh hưởng ma sát âm đến móng cơng trình 11 1.5 Các nghiên cứu ma sát âm 12 1.6 Một số cố công trình liên quan đến ma sát âm: 14 1.7 Nhận xét: 18 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CÁCH XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC VÀ BIỆN PHÁP LÀM GIẢM MA SÁT ÂM 19 2.1 Mơ hình theo Joseph E.Bowles 19 2.1.1 Đối với cọc đơn ma sát âm ước lượng sau: 19 2.1.2 Đối với nhóm cọc ma sát âm xác định 22 2.2 Mơ hình theo R Frank: 22 2.2.1 Ước lượng ma sát âm lớn nhất: 22 2.2.2 Nguyên lý tính ma sát âm cực đại: 23 2.2.3 Bề dày có vùng ma sát âm: 23 2.2.4 Giá trị Ktgφa: 24 2.2.5 Chiều dày h có ma sát âm lớn ước lượng sau: 24 2.3 Mơ hình theo Braja M.Das: 25 2.3.1 Trường hợp:Đất sét đắp đất cát: 25 2.3.2 Trường hợp: Đất cát đắp đất sét 26 2.4 Mơ hình theo M.J.Tomlinson: 26 2.5 Theo qui trình thiết kế: 29 2.5.1 Theo tiêu chuẩn Xây Dựng Việt Nam TCXD 189:1996 29 2.5.2 Theo sổ tay tính tốn thiết kế xây dựng Trung Quốc 30 2.6 Theo Briaud (1997) 30 2.7 Biện pháp làm giảm ma sát: 32 2.7.1 Biện pháp làm tăng nhanh tốc độ cố kết đất: 32 2.7.2 Biện pháp làm giảm ma sát đất cọc vùng ma sát âm: 33 2.7.3 Dùng sàn giảm tải có xử lý cọc tường cừ ngăn ma sát âm: 34 2.8 Lý thuyết cố kết thấm đất yếu: 36 2.8.1 Bài toán bản: 36 2.8.2 Bài tốn tính lún theo thời gian thời gian lún 36 2.9 Nhận xét: 38 Chương 3: ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHI XÉT ĐẾN MA SÁT ÂM 40 3.1 Xác định sức chịu tải cọc chưa xét đến ma sát âm 40 3.2 Xác định độ lún cọc đơn: 45 3.3 Xác định sức chịu tải cọc theo thời gian có xét đến ma sát âm 46 3.4 Nhận xét: 48 Chương 4: TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 49 TẠI Tp CẦN THƠ 49 4.1 Tính tốn theo nghiên cứu đề tài: 49 4.2 Mô tả cơng trình: 49 4.3 Hướng nghiên cứu cụ thể đề tài: 51 4.4 Tính tốn cụ thể: 52 4.4.1 Kết phân tích số liệu tính toán sức chịu tải cọc chưa xét đến ảnh hưởng ma sát âm: 52 4.4.2 Kết phân tích số liệu tính tốn sức chịu tải cọc xét đến ảnh hưởng ma sát âm: 52 4.5 Sử dụng phần mềm Plaxis mô toán: 66 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 I Kết luận: 78 II Kiến nghị: 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình học tập nghiên cứu với chương trình đào tạo cao học, giảng dạy tận tình thầy mơn, sau tác giả hoàn thành luận văn cao học chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng Kết cố gắng, nổ lực thân mà cịn có động viên khuyến khích mặt tinh thần gia đình Xin chân thành cảm ơn ba, mẹ tất thành viên gia đình thơng cảm, ủng hộ tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Thầy Cơ mơn địa Nền - Móng truyền đạt cho tác giả kiến thức quý báu suốt học kỳ qua Xin chân thành cám ơn PGS.TS Võ Phán, người thầy tận tình hướng dẫn tạo thuận lợi cho tác giả suốt trình nghiên cứu thực luận văn Xin chân thành cám ơn Ban Giám Đốc cơng ty Cổ phần Tư Vấn Cấp Thốt Nước Môi Trường (Wase) tạo điều kiện thời gian cho tác giả q trình học hồn thành luận văn Xin chân thành cám ơn Khoa quản lý chuyên ngành, Phòng Đào tạo Sau Đại học tạo điều kiện thuận lợi suốt trình học tập TP Hồ Chí Minh, 30 tháng 11 năm 2012 Học viên Nguyễn Như Thảo TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng ma sát âm đến sức chịu tải cọc cơng trình nhà cơng nghiệp – Cần Thơ Tóm tắt: Tuy việc sử dụng móng cọc bê tơng cốt thép cơng trình xây dựng đất yếu phổ biến, tính tốn sức chịu tải cọc người thiết kế thường xét đến sức kháng mũi cọc ma sát tác dụng lên phần thân nằm lớp đất tựa cọc, ma sát bên lớp đất yếu thường bỏ qua Tuy nhiên cơng trình xây dựng đất san lấp khu vực chịu ảnh hưởng tượng hạ mực nước ngầm, việc bỏ qua ảnh hưởng ma sát bên lớp đất yếu làm việc cọc dẫn đến số cố công trình xây dựng móng cọc Theo số liệu báo cáo nước cho thấy ma sát âm nguyên nhân hàng đầu gây hư hỏng móng sâu (móng cọc) Trong luận văn tác giả nghiên cứu vùng ảnh hưởng ma sát âm dựa chuyển vị tương đối cọc đất xung quanh cọc Dựa quan điểm lý thuyết vùng ảnh hưởng ma sát âm tác giả trước, tác giả nghiên cứu xây dựng phương pháp xác định sức chịu tải cọc theo thời gian chịu ảnh hưởng ma sát âm, phương pháp dựa độ lún cố kết đất tác dụng tải trọng thân lớp đất san lấp Đồng thời so sánh sức chịu tải cọc phương pháp với sức chịu tải cọc tính tốn trường hợp đất đạt độ cố kết “Ut = 100%” ứng dụng tính tốn cho cơng trình cụ thể khu công nghiệp Hưng Phú – thành phố Cần Thơ Ngồi tác giả cịn dùng chương trình Plaxis để mơ lấy số liệu tính tốn lực ma sát âm “Qnf” SUMMARY OF THESIS Title: Study on the pile capacity under the influence of negative friction of the project: Industrial Factory - Can Tho Abstract: The use of reinforced concrete piles in the construction on soft soil is now very popular However, when calculating the pile bearing capacity, the designer often considers only end-pile resistance and friction acting on pile shaft in the soil, but ignores the friction within soft soils For the works to be built on a new levelled ground or an area which is affected by the lowering of underground water, ignoring the effect of shaft friction of weak soil layerson the pile can lead to a breakdown of the construction work sitting on the pile foundation According to the reported data from foreign countries, negative friction was proved to be the top reason that causes damaging deep foundations (pile foundation) In this thesis, the author has studied the effective zone of negative friction based on the relative displacement between the pile and the soil surrounding Based on the theoretical point of effective zone of negative friction of previous authors, the author has studied to conduct a method for determining pile capacity with negative friction effect; this method is based on the consolidated settlement of soil under self-weight loading of leveling soil Besides, the author has also compared the pile bearing capacity of this method with the capacity of a case which the base gains consolidation “Ut = 100%”, and applied into a specific project in Hung Phu Industrial Park - Can Tho city The author also used the PLAXIS program to simulate and gather data to calculate the negative friction “Qnf” MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài: Theo số liệu báo cáo nước cho thấy ma sát âm nguyên nhân hàng đầu gây hư hỏng cho cơng trình sử dụng móng sâu (móng cọc) Những cố móng ma sát âm cọc ghi nhận nhiều nước Mỹ (Moore 1947; Garlander 1974), Pháp (Florentin & L’Heriteau 1948), Canada (Stermac 1968), v.v Các cố thường gặp số cọc nhóm cọc bị kéo rời khỏi móng nghiêm trọng tồn cơng trình xây dựng móng cọc bị lún, vượt mức độ cho phép Ở Việt Nam, tượng ma sát âm xảy cọc ngun nhân dẫn đến cố móng số cơng trình Vì thiết kế móng cọc khu vực đất bị lún tải trọng bề mặt (san lấp) hạ mực nước ngầm, v.v , cần phải xét đến ảnh hưởng ma sát âm đưa biện pháp làm giảm bớt hay triệt tiêu Nhiều nghiên cứu tác giả tượng ma sát âm có chung quan điểm là: “Vùng ảnh hưởng ma sát âm xác định dựa lý luận cân tải trọng lực tác dụng, sức kháng bên sức kháng mũi cọc” Từ xác định vùng ảnh hưởng, chiều dài đoạn cọc bị ảnh hưởng ma sát âm Đối với khu vực có điều kiện địa chất gồm lớp đất yếu nằm nông bên so với mặt đất tự nhiên như: Quận 7, Nhà Bè, khu vực Đồng sông Cửu Long, v.v , khu vực trước vùng trũng (ao - hồ, ruộng, v.v ), xây dựng cơng trình có san để đạt đến cao độ quy hoạch chung, tôn vượt lũ với chiều dày lớp đất san  1m bị nghiêng, nứt, v.v cố kết lớp đất yếu bên đắp gây lực ma sát âm tác dụng lên cọc, làm tăng tải trọng tác dụng lên cọc Những cố làm ảnh hưởng đến cơng sử dụng sức chịu tải nền-móng cơng trình II Mục tiêu nghiên cứu: - Sự phân bố lực ma sát âm cọc bê tông cốt thép đất - Phân tích yếu tố độ cứng chiều dài cọc bê tông cốt thép chịu ảnh hưởng ma sát âm 46 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 158.58 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 12.745 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 0.74 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.37 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 87.16 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.370 8.71 128.47 11.06 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 148.24 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 10 năm, Znf = 11.761 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.26 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.63 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 53.91 0.799 0.937 14.516 10.156 8.71 125.05 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 133.76 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 20 năm, Znf = 8.805 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 7.31 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 5.15 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 46.16 0.799 0.937 14.516 9.659 8.71 84.67 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 93.38 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 28.82 năm, Znf = 4.267 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 2.77 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 11.58 3.60 1.25 2.88 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 34.26 0.799 0.937 14.516 8.896 8.71 29.54 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 38.25 KN 47 Nhận xét: Khi đạt độ cố kết U = 85%, xem cố kết lún lực ma sát âm Qnf = 38.25 (KN) Tuy nhiên tác giả tiếp tục tính lực ma sát âm lớn  St = S 90% Sv đó: Sđ = 0.0344 < St = 0.0316  khơng tính ma sát âm Bảng III.5.1: Bảng tổng hợp lực ma sát âm theo thời gian (Hđ = 1.5m) Thời gian t U% St (m) Znf (m) Qnf (KN) Qu_nf (KN) Lnf (m) b 06 tháng 12.29 0.2779 13.580 160.26 1186.62 12.580 năm 17.38 0.2618 13.462 158.58 1188.3 12.462 năm 10 năm 38.87 54.97 0.1937 0.1427 12.745 11.761 148.24 133.76 1198.64 1213.12 11.745 10.761 20 năm 74.86 0.0797 8.805 93.38 1253.5 7.805 35.8 năm 100 0.3169 8.546 -1346.88 28.82 năm 85 0.0475 4.267 38.25 1308.63 3.267 Trường hợp chiều cao đắp Hđ = 2.5m Thời gian t Tv U% Sv (m) St = S - Sv (m) Znf (m) Lnf = Znf – Zđầu cọc 06 tháng 0.0068 9.32 0.0452 0.4393 14.285 13.285 năm 0.0136 13.18 0.0639 0.4206 14.231 13.231 năm 0.0682 29.48 0.1428 0.3417 13.938 12.938 10 năm 0.1364 41.69 0.2020 0.2825 13.611 12.611 25 năm 0.3411 65.06 0.3152 0.1693 12.348 11.348 50 năm 0.6821 84.94 0.4115 0.073 8.191 7.191 50.15 năm 0.6842 85.02 0.4119 0.0726 8.150 7.150 Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = tháng, Znf = 14.285 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.29 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 13.14 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 82.58 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.005 8.71 128.47 32.92 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 170.09 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 14.231 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.23 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 13.12 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 82.74 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.017 8.71 128.47 32.17 48 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 169.35 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 13.938 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.94 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.97 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 83.61 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.087 8.71 128.47 28.11 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 165.29 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 510 năm, Znf = 13.611 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.61 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 12.81 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 84.59 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.165 8.71 128.47 23.52 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 160.69 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 25 năm, Znf = 12.348 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 0.35 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 12.17 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 88.34 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.465 8.71 128.47 5.21 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 142.38 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 50 năm, Znf = 8.191 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 6.69 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 11.58 3.60 1.25 4.85 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 44.55 0.799 0.937 14.516 9.555 8.71 76.72 49 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 85.43 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 50.15 năm, Znf = 8.15 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 6.65 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 11.58 3.60 1.25 4.83 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 44.44 0.799 0.937 14.516 9.549 8.71 76.20 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 84.91 KN Nhận xét: Khi đạt độ cố kết U = 85%, xem cố kết lún lực ma sát âm Qnf = 84.91 (KN) Tuy nhiên tác giả tiếp tục tính lực ma sát âm lớn  St = S 90% Sv đó: Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm Z nf = 4.475 (m) Thành phần ma sát bên (dương âm) cọc: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 2.98 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 2.99 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 34.80 0.799 0.937 14.516 8.931 8.71 31.88 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 40.59 KN Bảng III.5.4: Bảng tổng hợp lực ma sát âm theo thời gian (Hđ = 2.5m) Thời gian t U% St (m) Znf (m) Qnf (KN) Qu_nf (KN) Lnf (m) c 06 tháng năm năm 10 năm 25 năm 9.32 13.18 29.48 41.69 65.06 0.4393 0.4206 0.3417 0.2825 0.1693 14.285 14.231 13.938 13.611 12.348 170.09 169.35 165.29 160.69 142.38 1176.79 1177.53 1181.59 1186.19 1204.5 13.285 13.231 12.938 12.611 11.348 50 năm 84.94 0.073 8.191 85.43 1261.45 7.191 50.15 năm 85.02 0.0726 8.150 84.91 1261.97 7.150 62.2 năm 90 0.0484 4.475 40.59 1306.29 3.475 Trường hợp chiều cao đắp Hđ = 3.5m Thời gian t Tv U% Sv (m) St = S - Sv (m) Znf (m) Lnf = Znf – Zđầu cọc 06 tháng 0.0054 8.32 0.0546 0.6019 14.613 13.613 năm 0.0109 11.76 0.0772 0.5793 14.579 13.579 năm 0.0543 26.30 0.1727 0.4838 14.397 13.397 10 năm 0.1086 37.20 0.2442 0.4123 14.206 13.206 25 năm 0.2716 58.53 0.3842 0.2723 13.540 12.540 50 năm 0.5432 78.78 0.5172 0.1393 11.669 10.669 63 năm 0.6844 85.02 0.5582 0.0983 10.072 9.072 50 Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = tháng, Znf = 14.613 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.61 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 13.31 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 81.61 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 11.927 8.71 128.47 37.40 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 174.57 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 14.579 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.58 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 13.29 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 81.71 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 11.935 8.71 128.47 36.94 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 174.11 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 14.397 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.40 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 13.20 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 82.25 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 11.978 8.71 128.47 34.45 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 174.11 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 10 năm, Znf = 14.206 (m) Thành phần ma sát bên (dương âm) cọc: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.21 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 13.10 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 82.82 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.023 8.71 128.47 31.83 51 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 169.01 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 25 năm, Znf = 13.540 (m) Thành phần ma sát bên (dương âm) cọc: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.54 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.77 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 84.80 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.182 8.71 128.47 22.51 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 159.69 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 50 năm, Znf = 11.669 (m) Thành phần ma sát bên (dương âm) cọc: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.17 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.58 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 53.67 0.799 0.937 14.516 10.140 8.71 123.74 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 132.45 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 63 năm, Znf = 10.072 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 8.57 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 5.79 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 49.48 0.799 0.937 14.516 9.872 8.71 101.54 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 110.25 KN Nhận xét: Khi đạt độ cố kết U = 85%, xem cố kết lún lực ma sát âm Qnf = 110.25 (KN) Tuy nhiên tác giả tiếp tục tính lực ma sát âm lớn  St = S 90% Sv đó: Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm Z nf = 8.295 (m) Thành phần ma sát bên (dương âm) cọc: Lớp đất (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 Ca (KN/ m2) a(độ) Z (m) γw(K N/m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 11.58 1.25 18.00 8.15 22.50 0.799 14.516 8.71 52 (MSA) 6.80 6.70 3.60 4.90 15.10 5.25 44.82 0.937 9.573 78.06 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 86.77 KN Bảng III.4.5: Bảng tổng hợp lực ma sát âm theo thời gian (Hđ = 3.5m) 06 tháng năm năm 10 năm 25 năm 50 năm 8.32 11.76 26.30 37.20 58.53 78.78 0.6019 0.5793 0.4838 0.4123 0.2723 0.1393 14.613 14.579 14.397 14.206 13.540 11.669 174.57 174.11 171.63 169.01 159.69 132.45 1172.31 1172.77 1175.25 1177.87 1187.19 1214.43 13.613 13.579 13.397 13.206 12.540 10.669 Thời gian t U% St (m) Znf (m) Qnf (KN) Qu_nf (KN) Lnf (m) 63 năm 85.02 0.0983 10.072 110.25 1236.63 9.072 78.1 năm 90 0.656 8.295 86.77 1260.11 7.295 III.6: Cọc tiết diện (30x30) cm2 có L = 29m XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC (30x30)cm2 có L = 29m I Loại cọc Chiều dài cọc L (m) Cạnh cọc b (m) BTCT 29 0.3 Tiết Chu vi diện A u (m) (m2) 0.09 1.2 Trọng lượng cọc (KN) Độ sâu đầu cọc (m) Độ sâu mũi cọc (m) 65.25 30 Chiều dài đoạn cọc đất yếu Ly 15.5 Áp lực TLBT'v đầu cọc 18 XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHI CHƯA XÉT ĐẾN MA SÁT ÂM Ma sát bên cọc Qs Lớp bề dày Cu φu z ' đất lớp đất 1.50 10.5 11.58 1.25 8.15 10.50 6.7 3.60 6.75 5.25 3.50 5.4 4.57 13.75 5.94 6.00 21.9 17.47 18.5 8.90 8.50 35.2 16.35 25.75 9.56 Áp lực TLBT độ sâu z: ’ v = ’h Với fs = ks *’v *tgφa+ca Qs = fs *As = fs *u*L Sức chịu tải mũi cọc Q p Độ Lớp sâu c φu đất mũi cọc 35.20 16.35 30 ' 9.56 'v 'v 22.5 54.5415 92.4815 129.568 196.869 Nq Ks=(1sinφ) 0.799 0.937 0.920 0.700 0.719 Nc fs L Qs 14.516 10.196 12.791 53.092 80.530 cộng 0.5 10.5 3.5 6.0 8.5 29 8.71 128.47 53.72 382.26 821.40 1394.56 N qp Qp 237.48 4.4905 11.8785 3.2245 2569.17 231.23 53 Sức chịu tải cực hạn cọc Qu : Qu = Qs + Qp -w = 1560.54 (KN) Sức chịu tải cho phép cọc Qa : Qa = Qs/FSs + Qp /FSp =774.36 (KN) Với FSs = ; FSp = Độ lún cọc đơn: Ký hiệu Ec Các đại lượng/ Thông số Module đàn hồi cọc Đơn vị Diễn giải/Cơng thức tính Giá trị KN/m2 mác bê tông cọc (B22.5) 2.90E+07 Hệ số phụ thuộc hình dạng phân bố lực ma sát ξ lấy theo phân bố tuyến tính 0.67 Hệ số phụ thuộc hình dáng cọc Hệ số poisson đất mũi cọc Module biến dạng đất mũicọc Hệ số ảnh hưởng (phụ thuộc vào độ mảnh cọc) Độ lún biến dạng co đàn hồi cọc Độ lún nén đất mũi cọc Độ lún ma sát đất mặt bên cọc Độ lún cọc đơn  cọc vng a=0.88 ; cọc trịn a=0.79 0.88 μo lớp 5: đất sét lẫn cát 0.30 lớp 5: đất sét lẫn cát 14,477 theo Vesic Is=2+0.35*sqrt(L/B) 5.441 s1=(Qap+ξQas)L/(Ac*Ec) 0.0118 KN/m2 Eo Is S1(l) m S2(Sm) m S3 (Sb) m Sđ m S2=(Qap/Ap)*(B/Eo)* (1-μo2)* S3=(Qas/uL)*(b/Eo)* (1- μo2)*Is Sđ=S1+S2+S3 0.0228 0.0041 0.0386 II XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHI XÉT ĐẾN MA SÁT ÂM BẢNG TỔNG HỢP CÁC SỐ LIỆU TÍNH TỐN: Bảng III.6.1: Bảng tổng hợp hệ số cố kết trung bình Cva Cọc BTCT (30x30) L = 29m Hđ = 1.5m 5.70E-04 Hđ = 2.5m 5.31E-04 Hđ = 3.5m 5.18E-04 Bảng III.6.2: Bảng tổng hợp độ lún đất (S) Độ lún S (m) Hđ = 1.5m 0.3169 Hđ = 2.5m 0.4845 TRƯỜNG HỢP THAY ĐỔI CHIỀU CAO NỀN ĐẮP a Trường hợp chiều cao đắp Hđ = 1.5m Thời gian t Tv U% 06 tháng 0.0144 13.56 năm 0.0289 19.18 năm 0.1444 42.89 10 năm 0.2888 60.25 Hđ = 3.5m 0.6565 20 năm 0.5776 80.51 23.7 năm 0.6845 85.03 54 Sv (m) St = S - Sv (m) Znf (m) Lnf = Znf – Zđầu cọc 0.0430 0.2739 13.313 12.313 0.0608 0.2561 13.161 12.161 0.1359 0.1810 12.191 11.191 0.1909 0.1260 10.746 9.746 0.2551 0.0618 5.808 4.808 0.2694 0.0475 2.890 1.890 Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = tháng, Znf = 13.313 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.31 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.66 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 85.47 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.236 8.71 128.47 19.28 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 156.46 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 13.161 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.16 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 12.58 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 85.92 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.272 8.71 128.47 17.10 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 154.27 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 12.191 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 0.19 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.10 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 88.80 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.502 8.71 128.47 2.87 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 140.04 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 10 năm, Znf = 10.746 (m) 55 Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 9.25 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.12 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 51.25 0.799 0.937 14.516 9.985 8.71 110.79 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 119.50 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 20 năm, Znf = 5.808 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 4.31 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 3.65 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 38.30 0.799 0.937 14.516 9.155 8.71 47.33 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 56.04 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 23.7 năm, Znf = 6.486 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 1.39 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 11.58 3.60 1.25 2.20 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 30.65 0.799 0.937 14.516 8.664 8.71 14.45 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 23.16 KN Nhận xét: Khi đạt độ cố kết U = 85%, xem cố kết lún lực ma sát âm Qnf = 23.16 (KN) Tuy nhiên tác giả tiếp tục tính lực ma sát âm lớn  St = S 90% Sv đó: Sđ = 0.0386 < St = 0.0316  khơng tính ma sát âm Bảng III.6.3: Bảng tổng hợp lực ma sát âm theo thời gian (Hđ = 1.5m) Thời gian t U% St (m) Znf (m) Qnf (KN) Qu_nf (KN) Lnf (m) 06 năm tháng 13.56 19.18 0.2739 0.2561 13.313 13.161 156.46 154.27 1404.08 1406.27 12.313 12.161 năm 10 năm 20 năm 23.7 năm 29.4 năm 42.89 0.1810 12.191 140.04 1420.5 11.191 60.25 0.1260 10.746 119.50 1441.04 9.746 80.51 0.0618 5.808 56.04 1504.5 4.808 85.03 0.0475 2.890 23.16 1537.38 1.890 90 0.0316 1560.54 56 b Trường hợp chiều cao đắp Hđ = 2.5m Thời gian t Tv U% Sv (m) St = S - Sv (m) Znf (m) Lnf = Znf – Zđầu cọc 06 tháng 0.0075 9.78 0.0474 0.4371 14.130 13.130 năm 0.0150 13.83 0.0670 0.4175 14.065 13.065 năm 0.0751 30.93 0.1499 0.3346 13.710 12.710 10 năm 0.1502 43.74 0.2119 0.2726 13.303 12.303 25 năm 0.3755 67.91 0.3290 0.1555 11.648 10.648 45.55 năm 0.6842 85.02 0.4119 0.0726 7.25 6.25 Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = tháng, Znf = 14.130 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.13 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 13.07 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 83.04 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.041 8.71 128.47 30.78 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 167.96 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 14.065 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.07 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 13.03 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 83.24 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.057 8.71 128.47 29.88 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 167.05 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 13.710 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.71 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.86 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 84.29 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.141 8.71 128.47 24.91 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 162.09 KN 57 Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 10 năm, Znf = 13.303 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.30 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.65 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 85.50 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.238 8.71 128.47 19.14 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 156.31 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 25 năm, Znf = 11.648 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.15 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.57 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 53.62 0.799 0.937 14.516 10.137 8.71 123.44 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 132.15 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 45.55 năm, Znf = 7.25 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 5.75 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 11.58 3.60 1.25 4.38 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 42.08 0.799 0.937 14.516 9.397 8.71 64.84 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 73.55 KN Nhận xét: Khi đạt độ cố kết U = 85%, xem cố kết lún lực ma sát âm Qnf = 73.55 (KN) Tuy nhiên tác giả tiếp tục tính lực ma sát âm lớn  St = S 90% Sv đó: Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm Z nf = 25.675 (m) Thành phần ma sát bên (dương âm) cọc: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 1.62 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 2.31 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 31.26 0.799 0.937 14.516 8.704 8.71 16.96 58 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 25.67 KN Bảng III.6.4: Bảng tổng hợp lực ma sát âm theo thời gian (Hđ = 2.5m) t (tháng) U% St (m) Znf (m) Qnf (KN) Qu_nf (KN) Lnf (m) c 06 tháng 9.78 0.4371 14.130 167.96 1392.58 13.130 năm năm 10 năm 25 năm 45.55 năm 56.5 năm 13.83 0.4175 14.065 167.05 1393.49 13.065 30.93 0.3346 13.710 162.09 1398.45 12.710 43.74 0.2726 13.303 156.31 1404.23 12.303 67.91 0.1555 11.648 132.15 1428.39 10.648 85.02 0.0726 7.25 73.55 1486.99 6.25 90 0.0484 3.124 25.67 1534.87 2.124 Trường hợp chiều cao đắp Hđ = 3.5m Thời gian t Tv U% Sv (m) St = S - Sv (m) Znf (m) Lnf = Znf – Zđầu cọc 06 tháng 0.0058 8.59 0.0564 0.6001 14.502 13.502 năm 0.0116 12.14 0.0797 0.5768 14.462 13.462 năm 0.0579 27.15 0.1782 0.4783 14.248 13.248 10 năm 0.1157 38.39 0.2521 0.4044 14.019 13.019 25 năm 0.2893 60.30 0.3959 0.2606 13.202 12.202 50 năm 0.5786 80.55 0.5288 0.1277 10.810 9.810 59.1 năm 0.6839 85 0.5581 0.0984 9.413 8.413 Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = tháng, Znf = 14.502 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.50 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 13.25 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 81.94 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 11.953 8.71 128.47 35.89 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 173.07 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 14.462 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.46 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 13.23 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 82.06 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 11.963 8.71 128.47 35.34 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 172.52 KN 59 Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = năm, Znf = 14.248 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.25 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 13.12 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 82.69 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.013 8.71 128.47 32.41 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 169.58 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 10 năm, Znf = 14.019 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 2.02 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 6.75 13.01 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 83.37 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.068 8.71 128.47 29.24 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 166.42 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 25 năm, Znf = 13.202 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 10.50 1.20 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 5.40 11.58 3.60 4.57 1.25 6.75 12.60 18.00 15.10 15.90 8.15 5.25 5.94 22.50 54.54 85.80 0.799 0.937 0.920 14.516 10.196 12.262 8.71 128.47 17.69 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 154.86 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 50 năm, Znf = 10.810 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 9.31 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 11.58 3.60 1.25 6.16 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 51.42 0.799 0.937 14.516 9.996 8.71 111.67 60 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 120.38 KN Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm sau thời gian t = 59.1 năm, Znf = 9.413 (m) Thành phần ma sát âm cọc chiều sâu vùng ảnh hưởng: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 7.91 Ca (KN/ m2) a (độ) Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 10.50 6.70 11.58 3.60 1.25 5.46 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 47.76 0.799 0.937 14.516 9.761 8.71 92.69 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 101.40 KN Nhận xét: Khi đạt độ cố kết U = 85%, xem cố kết lún lực ma sát âm Qnf = 101.40 (KN) Tuy nhiên tác giả tiếp tục tính lực ma sát âm lớn  St = S 90% Sv đó: Chiều sâu vùng ảnh hưởng ma sát âm Z nf = 6.369 (m) Thành phần ma sát bên (dương âm) cọc: Lớp đất (MSA) (MSA) Chiều dày lớp đất 1.50 4.87 Ca (KN/ m2) a (độ) 10.50 6.70 11.58 3.60 Z (m) γw (KN/ m3) γ' (KN /m3) σ'v(KN/ m2) Ks fs Qs 1.25 3.93 18.00 15.10 8.15 5.25 22.50 39.77 0.799 0.937 14.516 9.249 8.71 54.04 Lực ma sát âm: Q nf = abs(Qs) = 62.75 KN Bảng III.6.5: Bảng tổng hợp lực ma sát âm theo thời gian (Hđ = 3.5m) Thời gian t U% St (m) Znf (m) Qnf (KN) Qu_nf (KN) Lnf (m) 06 tháng năm năm 10 năm 25 năm 50 năm 8.59 12.14 27.15 38.39 60.30 80.55 0.6001 0.5768 0.4783 0.4044 0.2606 0.1277 14.502 14.462 14.248 14.019 13.202 10.810 173.07 172.52 169.58 166.42 154.86 120.38 1387.47 1388.02 1390.96 1394.12 1405.68 1440.16 14.402 13.462 13.248 13.019 12.202 9.810 59.1 năm 85 0.0984 9.413 101.40 1459.14 8.413 73.3 năm 90 0.656 6.369 62.75 1497.79 5.369 ... NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG MA SÁT ÂM ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TẠI CƠNG TRÌNH NHÀ CƠNG NGHIỆP – CẦN THƠ NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 2.1 Nhiệm vụ: Nghiên cứu ảnh hưởng ma sát âm đến sức chịu tải cọc cơng trình. .. lún cọc, từ xác định vùng ảnh hưởng ma sát âm, lực ma sát âm theo thời gian 3.1 Xác định sức chịu tải cọc chưa xét đến ma sát âm Sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất nền:[2][15][18]  Sức chịu. .. TỐN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHI XÉT ĐẾN MA SÁT ÂM 40 3.1 Xác định sức chịu tải cọc chưa xét đến ma sát âm 40 3.2 Xác định độ lún cọc đơn: 45 3.3 Xác định sức chịu tải cọc