Nghiên cứu ứng dụng cọc ống thép trong xây dựng công trình dân dụng ở khu vực cần thơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN LÝ THIÊN PHONG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỌC ỐNG THÉP TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG Ở KHU VỰC CẦN THƠ CHUYÊN NGÀNH : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mà SỐ NGÀNH : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2012 Cơng trình hồn thành : Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét : GS TS TRẦN THỊ THANH Cán chấm nhận xét : TS TRẦN TUẤN ANH Luận văn thạc sĩ bảo vệ : Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh ngày 24 tháng 01 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: PGS TS CHÂU NGỌC ẨN GS TS TRẦN THỊ THANH GS TS TRẦN XUÂN THỌ TS LÊ BÁ VINH TS ĐỖ THANH HẢI Xác nhận Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS TS CHÂU NGỌC ẨN TRƯỞNG KHOA LỜI CẢM ƠN Trong thời gian khoảng hai năm vừa qua, giảng dạy, truyền đạt hướng dẫn tận tình quý thầy cô phụ trách lớp cao học chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng khóa 2011 Cần Thơ, đặc biệt quý thầy cô môn Địa Nền móng, tơi có kiến thức nguồn tài liệu để hoàn thành Luận văn thạc sĩ Để đạt điều tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô mơn Địa Nền móng, khoa Kỹ thuật xây dựng, phòng Đào tạo sau đại học phòng ban khác Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, hết lịng truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báo tạo điều kiện thuận lợi cho học tập nghiên cứu thời gian vừa qua Đặc biệt, xin chân thành cảm ơn TS Trần Xuân Thọ nhiệt tình hướng dẫn khơng ngừng động viên tơi suốt q trình thực luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn đến anh chị lớp cao học Địa kỹ thuật Xây dựng khóa 2010, khóa 2011, gia đình, người thân, đồng nghiệp bạn bè quan tâm, hỗ trợ, chia sẻ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành chương trình học tập TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2012 Nguyễn Lý Thiên Phong ABSTRACT Can Tho city is located in the center of the Mekong Delta with a low strength of subsoil It is difficult to use this orginal subsoil for the foundations construction, especially for high rise bulidings Generally, in Can Tho city, the foundations of high rise building are used by concrete piles (bored piles, pretensioned spun concrete piles or cast-in-place piles) However, steel pipe piles are commonly using for bridges, ports, buildings and others In comparison with concrete pile, steel pipe pile has many advantages such as high strength of material, high drivability and high reliability So that, it is necessary to research for application of steel pipe piles in civil constructions This thesis is investigated to apply steel pipe piles in civil constructions commonly in Can Tho city By using bored pile in typical construction, the calculations have established for steel pipe piles with eviqualent bearing capacity of examined bore pile by using the analytic formulas and the finite element method Thence, the comparition between steel pipe pile and bored pile in bearing capacity and cost is conducted The results of this research show that steel pipe piles can be applied in civil construction in Can Tho city with the cost equal 101,1% of bore pile but it has many advantages such as short construction peroid high durability, realibility foundation construction and small foundation size; with the 900mm diameter pipe over and in the same bearing capacity, the length of steel pipe piles is similar; the geology of Can Tho city is suitable for close ended pipe than open ended pipe TÓM TẮT Thành phố Cần Thơ nằm trung tâm vùng đồng sông Cửu Long, địa chất nơi tương đối yếu Việc sử dụng tự nhiên để thi cơng móng cơng trình, đặc biệt cơng trình cao tầng, khó khăn Để xây dựng cơng trình cao tầng khu vực Cần Thơ, người ta thường hay sử dụng cọc bê tông cốt thép (cọc khoan nhồi, cọc ly tâm cọc đúc chỗ) Tuy nhiên, cọc ống thép áp dụng ngày phổ biến để thi cơng cho cơng trình cầu, cảng, nhà số cơng trình khác Cọc ống thép mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với cọc bê tông cường độ vật liệu cao, dễ thi công độ tin cậy cao Do đó, cần có nghiên cứu để áp dụng loại cọc thực tế cơng trình dân dụng Mục tiêu đề tài nghiên cứu tính khả thi để ứng dụng cọc ống thép cách phổ biến cho cơng trình dân dụng khu vực Cần Thơ Thông qua công trình thực tế sử dụng cọc khoan nhồi thử tĩnh, tác giả tính tốn cho cọc ống thép với sức chịu tải tương đương phương pháp giải tích phương pháp phần tử hữu hạn, từ so sánh yếu tố kỹ thuật yếu tố kinh tế cọc ống thép cọc khoan nhồi Kết nghiên cứu cho thấy cọc ống thép có tính khả thi cao để ứng dụng cho cơng trình dân dụng khu vực Cần Thơ, với giá thành tương đương 101,1% cọc khoan nhồi, có nhiều ưu điểm rút ngắn thời gian thi cơng, độ bền thi cơng cao, giảm kích thước móng móng có độ tin cậy cao Khi sử dụng cọc ống thép có đường kính từ 900mm trở lên giá trị sức chịu tải chiều dài cọc gần Điều kiện địa chất khu vực Cần Thơ thích hợp cho cọc ống thép bịt mũi so với loại không bịt mũi LỜI CAM ĐOAN Tôi tên Nguyễn Lý Thiên Phong, tác giả luận văn “Nghiên cứu ứng dụng cọc ống thép xây dựng cơng trình dân dụng khu vực Cần Thơ” Luận văn thực Trường Đại học Bách khoa – Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, năm 2012 Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực không trùng lặp với đề tài khác Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc TP Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 11 năm 2012 Nguyễn Lý Thiên Phong MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nội dung nghiên cứu 3 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học đề tài Hạn chế đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỊA CHẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ CẦN THƠ VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CỌC ỐNG THÉP HIỆN NAY 1.1 Tổng quan địa chất khu vực thành phố Cần Thơ 1.2 Tổng quan cọc ống thép 10 1.2.1 Đặc điểm cọc ống thép 11 1.2.2 Những thuận lợi ưu điểm sử dụng cọc ống thép 11 1.2.3 Một số ứng dụng cọc ống thép 12 1.2.4 Đặc tính chịu lực cọc 13 1.2.4 Một số dạng cọc ống thép thường sử dụng 15 1.3 Một số cơng trình sử dụng cọc ống thép Việt Nam 16 1.3.1 Dự án cảng quốc tế Cái Mép - Thị Vải 17 1.3.2 Dự án cảng Sơn Dương - Formosa Hà Tỉnh 17 1.3.3 Dự án cảng Container Gemalink 18 1.3.4 Dự án cầu Thanh Trì 18 1.3.5 Dự án cầu Bính 18 1.3.6 Dự án cảng Dung Quất 19 1.4 Hướng tiếp cận đề tài 19 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CỌC ỐNG THÉP 2.1 Khảo sát địa kỹ thuật xây dựng 21 2.2 Tổng quát sức chịu tải cọc ống thép 22 2.3 Sức chịu tải cọc theo vật liệu 30 2.3.1 Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu 30 2.3.2 Ứng suất đóng cọc 31 2.4 Sức chịu tải cọc theo đất 32 2.4.1 Sức chịu tải cọc ống thép bịt mũi 32 2.4.2 Sức chịu tải cọc ống thép không bịt mũi 36 2.4.3 Sức chịu tải cọc ống thép dựa sức kháng xuyên 37 2.5 Hệ số an toàn 39 2.6 Xem xét khả ăn mòn cọc 39 2.6.1 Phương pháp tăng kích thước cọc 40 2.6.2 Sử dụng thép đặc biệt 41 2.6.3 Sử dụng phương pháp chân không bảo vệ 41 2.6.4 Sử dụng lớp bảo vệ hữu vô 42 2.6.5 Sử dụng lớp bảo vệ bê tông 42 2.7 Độ lún cọc 44 2.8 Cách bố trí cọc 45 2.8.1 Khoảng cách lẫn nhóm cọc 45 2.8.2 Khoảng cách từ cấu kiện khác 46 2.8.3 Độ lệch cọc 47 2.9 Nhận xét 47 CHƯƠNG PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI CỌC ỐNG THÉP CƠNG TRÌNH PHÚ AN PLAZA, THÀNH PHỐ CẦN THƠ 3.1 Giới thiệu cơng trình 48 3.2 Đặc điểm địa chất cơng trình 50 3.3 Phương án cọc cơng trình 52 3.4 Phân tích sức chịu tải cọc ống thép phương pháp giải tích 52 3.4.1 Cọc ống thép đường kính Φ600mm 52 3.4.2 Cọc ống thép đường kính Φ700mm 57 3.4.3 Cọc ống thép đường kính Φ800mm 58 3.4.4 Cọc ống thép đường kính Φ900mm 59 3.4.5 Cọc ống thép đường kính Φ1000mm 60 3.4.6 Cọc ống thép đường kính Φ1100mm 62 3.4.7 Cọc ống thép đường kính Φ1200mm 63 3.4.8 So sánh phương án cọc ống thép 65 3.5 Phân tích sức chịu tải cọc ống thép phương pháp phần tử hữu hạn 69 3.5.1 Các thông số đầu vào 69 3.5.2 Tính tốn phân tích kết cọc ống thép Φ700mm 71 3.6 Nhận xét 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 77 Kiến nghị 77 Hướng nghiên cứu 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỌC ỐNG THÉP MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nằm bên bờ Tây Nam sông Hậu Giang, thành phố Cần Thơ thành phố trực thuộc Trung ương Việt Nam Ngay từ thời Pháp thuộc, Cần Thơ đô thị hạt nhân miền Tây Nam Bộ với tên gọi Tây Đô, tiếp tục trung tâm kinh tế, văn hóa xã hội vùng Đồng sông Cửu Long (ĐBSCL) Theo quy hoạch chung đến năm 2025 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quyết định số 207/2006/QĐ-TTg thành phố Cần Thơ trở thành trung tâm công nghiệp, thương mại - dịch vụ, giáo dục - đào tạo khoa học - công nghệ, y tế văn hố vùng ĐBSCL; thị cửa ngõ vùng hạ lưu sông Mêkông; đầu mối quan trọng giao thông vận tải nội vùng liên vận quốc tế; có vị trí chiến lược quốc phòng, an ninh Với tiềm có quan tâm nhà nước, thành phố Cần Thơ ngày hoàn thiện hệ thống sở hạ tầng để đáp ứng yêu cầu đô thị hạt nhân vùng ĐBSCL Hàng loạt dự án đầu tư xây dựng quan trọng hoàn thành đưa vào sử dụng triển khai thi công cầu Cần Thơ, sân bay Cần Thơ, cảng Cần Thơ, quốc lộ Nam Sông Hậu, quốc lộ 91B, bờ kè sông Hậu sông Cần Thơ, Bệnh viện đa khoa trung ương Cần Thơ, Bên cạnh đó, cơng trình xây dựng dân dụng nhiều tầng cao tầng triển khai thực để phục vụ cho nhu cầu kinh doanh, nơi làm việc chỗ cho cộng đồng Đối với kết cấu móng cơng trình xây dựng, cọc bê tông sử dụng rộng rãi đến Tuy nhiên, tương lai, với tốc độ phát triển nhanh chóng sở hạ tầng kết cấu cảng nước sâu, kết cấu lớn kết cấu khai thác nhanh chóng, Đặc biệt điều kiện đất yếu, nhu cầu cọc ống thép đòi hỏi ngày tăng cao với ưu điểm cường độ cao, chất lượng cao thời gian thi công nhanh Ở Việt Nam, trước năm 1975, cọc ống thép sử dụng phổ biến cơng trình cầu Sài Gòn, Rạch Chiếc, cảng Tân Cảng (TP HCM), 74 ref Bảng 3.11 Kết xác định mô đun biến dạng E oed cho lớp đất ref (kN/m2) E oed Lớp đất Lớp 1: Sét màu xám nâu trạng thái chảy 1.739 Lớp 2a: Sét vàng xám trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng 3.636 Lớp 2b: Sét pha cát vàng nâu trạng thái nửa cứng 3.716 Lớp 3: Cát hạt nhỏ màu xanh nhạt trạng thái chặt vừa 6.111 ™ Khai báo thông số đầu vào cho mơ hình Bảng 3.12 Bảng khai báo thơng số đầu vào cho mơ hình Thơng số Mơ hình Lớp Lớp 2a Lớp 2b Lớp Mohr -Coulomb Mohr -Coulomb Mohr -Coulomb Mohr -Coulomb Loại vật liệu Undrained Undrained Undrained Undrained γunsat [kN/m3] 15,2 19 19,1 18,1 γsat [kN/m3] 15,2 19 19,1 18,1 - - - - 1739 3636 3716 6111 cref [kN/m2] 6,7 56,8 35,8 6,2 φ [ 0] 3,77 18,02 22,22 33,68 Ψ [ 0] 0 3,68 kx, ky [m/ngày] ref [kN/m2] E oed 3.5.2 Tính tốn phân tích kết cọc ống thép đường kính 700mm - Mơ sơ đồ tính tốn: Hình 3.14 Sơ đồ mơ phần mềm Plaxis 3D Foundation 75 - Tiến hành chia lưới phần tử 2D Mesh 3D Mesh Hình 3.15 Chia lưới phần tử 2D Mesh 3D Mesh - Tạo phase tính tốn plaxis Hình 3.16 Các phase tính toán sức chịu tải cọc - Tiến hành chạy chương trình chức để phân tích chuyển vị đầu cọc - Chuyển vị ứng với tải trọng tác dụng vào đầu cọc P = 12.000 kN (tương đương sức chịu tải cực hạn cọc ống thép bịt mũi Φ700mm – L = 43m) 63,8mm, 9,11% lần đường kính cọc - Tương tự, q trình mơ tính tốn cho cọc ống thép thực cho phase khác có tải trọng P tác dụng lên đầu cọc từ 1.500 kN đến 15.000 kN, cấp tải trọng chênh lệch 1.500 kN Kết chuyển vị đầu cọc qua phase thể sau: 76 P = 1.500 kN P = 3.000 kN P = 4.500 kN P = 6.000 kN P = 7.500 kN P = 9.000 kN P = 10.500 kN P = 12.000 kN P = 13.500 kN P = 15.000 kN Hình 3.17 Kết chuyển vị cọc theo cấp tải trọng 77 Kết chuyển vị đầu cọc theo cấp tải trọng thể bảng 3.13 Bảng 3.13 Chuyển vị đầu cọc theo cấp tải trọng P (kN) 1.500 3.000 4.500 6.000 7.500 9.000 10.500 12.000 13.500 15.000 Uy (mm) 2,34 3,19 5,46 8,04 10,68 14,91 22,91 63,80 92,91 164,11 P = 12.050 kN Hình 3.18 Xác định sức chịu tải cọc phương pháp đồ thị 78 Từ biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị thể hình 3.18, phương pháp đồ thị ta xác định sức chịu tải cực hạn cọc P = 12.050 kN P = 12.320 kN Hình 3.19 Xác định sức chịu tải cọc phương pháp chuyển vị giới hạn quy ước 79 Từ biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị hình 3.19, sức chịu tải cực hạn cọc phương pháp chuyển vị giới hạn quy ước, ta xác định sức chịu tải cực hạn cọc P = 12.320 kN 3.6 Nhận xét - Q trình mơ tính tốn sức chịu tải cọc ống thép phần mềm Plaxis 3D Foundation Version 1.6 chưa thể đưa phân tích cụ thể sức kháng mũi cọc sức kháng bên thân cọc Từ kết phân tích sức chịu tải cực hạn cọc phương pháp phần tử hữu hạn, lần cho thấy cọc ống thép có khả đạt đến sức chịu tải cực hạn tương ứng mức cao cọc khoan nhồi đảm bảo giá thành xây dựng tương đương với cọc khoan nhồi - Việc xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo chuyển vị giới hạn quy ước (tiêu chuẩn Pháp DTU 13-2, tiêu chuẩn Anh BS 8004:1986, tiêu chuẩn Nhật JSF 1811-1993, TCXDVN 269:2002) với giá trị chuyển vị giới hạn 10% đường kính cọc sức chịu tải cọc ống thép 12.320 kN; xác định sức chịu tải cọc theo phương pháp đồ thị giá trị tìm 12.050 kN Hai giá trị tương đương với sức chịu tải cọc xác định so với phương pháp giải tích (có giá trị 11.774 kN) Như vậy, phương pháp đồ thị chênh lệch so với phương pháp giải tích 2,3%, cịn so với phương pháp giá trị chuyển vị giới hạn quy ước 4,6% 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu sức chịu tải cọc ống thép khả ứng dụng cơng trình dân dụng khu vực Cần Thơ, tác giả đưa số nhận xét sau: - Việc sử dụng cọc ống thép cho cơng trình dân dụng khả thi Vì hiệu kinh tế 101,1% so với cọc khoan nhồi giá trị sức chịu tải Tuy nhiên, sử dụng cọc ống thép khai thác tối đa ưu điểm so với cọc khoan nhồi tiến độ thi công, cường độ vật liệu cao, khối lượng vận chuyển nhẹ nhàng, ảnh hưởng đến mơi trường khơng khoan đào vào lịng đất, giảm tiết diện cọc khối lượng bê tơng móng, - Ở hai trường hợp cọc bịt mũi không bịt mũi, để huy động sức chịu tải cố định cọc ống thép có đường kính từ Φ900mm trở lên có chiều dài cọc gần Chỉ có loại cọc với đường kính từ Φ600mm đến Φ800mm có khả xét đến chiều dài cọc cho đảm bảo hiệu mặt kinh tế để áp dụng cho cơng trình thực tế - Ở giá trị tham chiếu sức chịu tải cọc, hai trường hợp cọc bịt mũi cọc không bịt mũi sử dụng điều kiện địa chất khu vực Cần Thơ, cọc ống thép bịt mũi khuyến cáo để lựa chọn áp dụng cho cơng trình để đảm bảo u cầu giá thành biện pháp thi công phù hợp Kiến nghị - Để thực đảm bảo tối đa tính khả thi áp dụng cọc ống thép điều kiện địa chất khu vực Cần Thơ, cần tiến hành thử tải loại cọc bê tông sử dụng phổ biến cọc ống thép loại đường kính cọc chiều sâu cọc, từ so sánh sức chịu tải chúng với 81 - Kết nghiên cứu thực cơng trình cụ thể Phú An plaza thuộc địa bàn quận Cái Răng Do đó, cần có thêm nghiên cứu ứng dụng nằm rãi quận huyện khác thành phố Cần Thơ số địa phương lân cận - Do việc nghiên cứu ứng dụng cọc ống thép thực đề tài sử dụng số liệu địa chất từ thí nghiệm phịng Vì vậy, cần có thêm nghiên cứu tính tốn sức chịu tải cụ thể dựa vào thí nghiệm trường - Cần có quy định cụ thể tiêu chuẩn Việt Nam để tính tốn sức chịu tải cho dạng cọc ống thép Hướng nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng cọc ống thép loại cơng trình khác có tải trọng động cầu, cảng, sân bay, - Nghiên cứu sức chịu tải cọc ống thép tiết diện nhỏ có đường kính từ Φ600mm trở xuống điều kiện địa chất khu vực Cần Thơ - Phân tích so sánh tương quan sức chịu tải cọc ống thép bịt mũi với cọc ống thép không bịt mũi tương quan loại cọc ống thép với loại cọc bê tông ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN LÝ THIÊN PHONG Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 11 / 04 /1980 Nơi sinh: Cần Thơ Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MSHV: 11864439 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỌC ỐNG THÉP TRONG XÂY DỰNG CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG Ở KHU VỰC CẦN THƠ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Nghiên cứu ứng dụng cọc ống thép xây dựng cơng trình dân dụng khu vực Cần Thơ Nội dung: Mở đầu Chương Tổng quan địa chất khu vực thành phố Cần Thơ số ứng dụng cọc ống thép Chương Cơ sở lý thuyết tính tốn cọc ống thép Chương Phân tích sức chịu tải cọc ống thép cơng trình cao ốc Phú An Plaza, thành phố Cần Thơ Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 02 / 07 / 2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 / 11 / 2012 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN XUÂN THỌ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2012 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TS TRẦN XUÂN THỌ PGS TS VÕ PHÁN TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình trụ hố khoan địa chất điển hình khu vực Cần Thơ Hình 1.2 Một số hình ảnh cọc ống thép thiết bị thi công cọc 10 Hình 1.3 Một số hình ảnh sử dụng cọc ống thép 12 Hình 1.4 Cọc chịu mũi 13 Hình 1.5 Cọc ma sát .14 Hình 1.6 Cọc liên kết dính .15 Hình 1.7 Một số dạng cọc ống thép .15 Hình 2.1 Sức chịu tải cọc ống thép bịt mũi .23 Hình 2.2 Sự hình thành cột đất chèn q trình đóng cọc .24 Hình 2.3 Sức kháng đóng cọc loại cọc ống thép thí nghiệm 25 Hình 2.4 Sức kháng xuyên đất cột đất chèn 26 Hình 2.5 So sánh tải trọng cực hạn cọc ống thép dài 21m hai trạng thái bịt mũi không bịt mũi 27 Hình 2.6 So sánh tải trọng cực hạn cọc ống thép dài 32m hai trạng thái bịt mũi không bịt mũi 27 Hình 2.7 Sức chịu tải cọc ống thép khơng bịt mũi 29 Hình 2.8 Bảng tra hệ số sức chịu tải Nq theo góc ma sát đất φ 33 Hình 2.9 Bảng tra hệ số áp lực đất Ks theo góc ma sát đất φ 35 Hình 2.10 Bảng tra hệ số lực dính α cọc đất dính 36 Hình 2.11 Sức kháng bên đơn vị fs sức kháng mũi đơn vị qp cọc ống thép từ giá trị trung bình sức kháng xun thí nghiệm thăm dị 38 Hình 2.12 Bảo vệ cọc khỏi ăn mịn lớp vỏ bê tơng 43 Hình 2.13 Bảo vệ ăn mịn phần cọc cọc bê tơng có lớp vỏ thép .43 Hình 2.14 Sơ đồ tính tốn độ lún nhóm cọc ma sát 45 Hình 3.1 Phối cảnh cơng trình Phú An plaza .48 Hình 3.2 Mặt bố trí cọc khoan nhồi cho cơng trình 49 Hình 3.3 Hình trụ hố khoan 1, hố khoan mặt cắt móng cơng trình .51 Hình 3.4 Quan hệ sức chịu tải cọc đường kính 600mm chiều dài cọc .53 Hình 3.5 Quan hệ sức chịu tải cọc đường kính 700mm chiều dài cọc .58 Hình 3.6 Quan hệ sức chịu tải cọc đường kính 800mm chiều dài cọc .59 Hình 3.7 Quan hệ sức chịu tải cọc đường kính 900mm chiều dài cọc .60 Hình 3.8 Quan hệ sức chịu tải cọc đường kính 1000mm chiều dài cọc 61 Hình 3.9 Quan hệ sức chịu tải cọc đường kính 1100mm chiều dài cọc 63 Hình 3.10 Quan hệ sức chịu tải cọc đường kính 1200mm chiều dài cọc 64 Hình 3.11 Sức chịu tải độ sâu loại cọc ống thép 66 Hình 3.12 Mặt cắt hố khoan địa chất cơng trình .69 ref Hình 3.13 Xác định mô đun biến dạng E oed theo kết thí nghiệm nén cố kết 70 Hình 3.14 Sơ đồ mô phần mềm Plaxis 3D Foundation 71 Hình 3.15 Chia lưới phần tử 2D Mesh 3D Mesh 72 Hình 3.16 Các phase tính tốn sức chịu tải cọc .72 Hình 3.17 Kết chuyển vị cọc theo cấp tải trọng .73 Hình 3.18 Xác định sức chịu tải cọc phương pháp đồ thị 74 Hình 3.19 Xác định sức chịu tải cọc phương pháp chuyển vị giới hạn quy ước 75 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 So sánh cọc ống thép, cọc khoan nhồi cọc bê tông cốt thép 20 Bảng 2.1 Sức chịu tải cực hạn cọc ống thép theo số cơng thức tính tốn 28 Bảng 2.2 Cường độ chịu nén vật liệu cấu tạo cọc ống thép 30 Bảng 2.3 Hệ số an toàn dùng cho tính tốn sức chịu tải cọc theo đất 39 Bảng 2.4 Độ ăn mòn cho phép điều kiện bình thường [mm] bề mặt cọc bị ăn mòn thời gian 100 năm làm việc cọc 41 Bảng 2.5 Mô đun đàn hồi Es đất mũi cọc ống thép bịt mũi sau đóng 44 Bảng 2.6 Độ lệch cho phép định vị, định hướng độ nghiêng cọc 47 Bảng 3.1 Sức chịu tải cọc đường kính 600mm 52 Bảng 3.2 Sức chịu tải cọc đường kính 700mm 57 Bảng 3.3 Sức chịu tải cọc đường kính 800mm 58 Bảng 3.4 Sức chịu tải cọc đường kính 900mm 59 Bảng 3.5 Sức chịu tải cọc đường kính 1000mm 61 Bảng 3.6 Sức chịu tải cọc đường kính 1100mm 62 Bảng 3.7 Sức chịu tải cọc đường kính 1200mm 63 Bảng 3.8 Sức chịu tải độ sâu loại cọc ống thép 65 Bảng 3.9 Tính tốn giá thành xây dựng cọc ống thép 67 Bảng 3.10 So sánh giá thành xây dựng cọc khoan nhồi cọc ống thép 68 ref cho lớp đất 71 Bảng 3.11 Kết xác định mô đun biến dạng E oed Bảng 3.12 Bảng khai báo thơng số đầu vào cho mơ hình .71 Bảng 3.13 Chuyển vị đầu cọc theo cấp tải trọng 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo tiếng Việt: [1] Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2010; [2] Châu Ngọc Ẩn, Nền móng, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2010; [3] Võ Phán Hồng Thế Thao, Phân tích tính tốn móng cọc, NXB Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh, 2010; [4] TCXD 205 : 1998, Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế, 1998; [5] TCXDVN 269 : 2002, Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục, 2002; [6] Tiêu chuẩn JIS A 5525 : 2009, Cọc ống thép, 2009 [7] Nippon steel corporation, Các công nghệ ứng dụng cọc ống thép, 2010; [8] Nguyễn Bảo Duy, Nghiên cứu sức chịu tải cọc ống thép, 2010; [9] Phạm Anh Du, Phân tích sức chịu tải cọc bê tông cốt thép đất yếu khu vực thành phố Cần Thơ, 2011; Tài liệu tham khảo tiếng Anh: [10] Finnish National Road Administration - Finland, Steel pipe pile, 2000; [11] Tran Xuan Tho & Do Thanh Hai, JPE project proposal - Study on bearing capacity of steel pipe piles in Viet Nam, 2012; [12] Ruwan Rajapakse, CCM, CCE, PE, Pile design for structural and geotechnical engineers, 2008; [13] Nippon Steel, On the leading edge, 2010; [14] Suriyah Thongmunee, Mechanism of soil plugging within an open-ended steel pipe pile, 2012; [15] Michael Tomlinson & John Woodward, Pile design and construction practice, 2008; [16] Kenneth Gavin, David Gallagher, Paul Doherty & Bryan McCabe, Field investigation of the effect of installation method on the shaft resistance of piles in clay, 2010; [17] Hisatoshi Shimaoka, Kazumi Sawamura & Takashi Okamoto, New construction materials for social infrastructure, 2003; [18] Kyuho Paik & Rodrigo Salgado, Determination of bearing capacity of open ended piles in sand, 2003; [19] C F Soo, C C Lin, R F Wang, C D Ou & Z C Moh, Plugging of open end steel pipe piles, 1980; [20] Kyuho Paik, Rodrigo Salgado, Junhwan Lee & Bumjoo Kim, Behavior of open and closed ended piles driven into sand, 2003; [21] Jelke Dijkstra & Wout Broere, Experimental investigation into plugging of open ended piles, 2009; [22] M F Randolph, E C Leong & G T Houlsby, One dimensional analysis of soil plugs in pipe piles, 1992; PHỤ LỤC TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI CỌC ỐNG THÉP TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên học viên: NGUYỄN LÝ THIÊN PHONG Ngày, tháng, năm sinh: 11 / 04 / 1980 Nơi sinh: Cần Thơ Địa liên lạc: Số 244A, khu vực 2, phường Ba Láng, quận Cái Răng, thành phố Cần Thơ Điện thoại: 0918 338676 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO ƒ Từ năm 1998 - 2003: Sinh viên chuyên ngành Công trình nơng thơn, Trường đại học Cần Thơ ƒ Từ năm 2008 - 2011: Sinh viên chuyên ngành Luật thương mại, Trường đại học Cần Thơ ƒ Từ năm 2011 - 2012: Học viên Cao học ngành Địa kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC ƒ Từ tháng năm 2003 đến tháng năm 2011: Công tác Công ty Cổ phần Tư vấn xây dựng ACI ƒ Từ tháng 12 năm 2011 đến nay: Công tác Công ty TNHH Tư vấn Thiết kế Xây dựng Vĩnh Thanh ... cơng trình dân dụng 3 Nội dung nghiên cứu Nội dung nghiên cứu luận văn nghiên cứu ứng dụng cọc ống thép phục vụ cho công tác thi công xây dựng cơng trình dân dụng khu vực thành phố Cần Thơ, ... ống thép áp dụng để phục vụ cho cơng trình dân dụng khu vực thành phố Cần Thơ; - Nghiên cứu sở lý thuyết tính tốn cọc ống thép ứng dụng sở lý thuyết để tính tốn cho cơng trình dân dụng khu vực. .. cơng trình dân dụng Mục tiêu đề tài nghiên cứu tính khả thi để ứng dụng cọc ống thép cách phổ biến cho cơng trình dân dụng khu vực Cần Thơ Thơng qua cơng trình thực tế sử dụng cọc khoan nhồi