Phân tích hệ số phân bố tải trọng trong móng bè cọc trên nền có gia cố cọc xi măng đất

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN ĐỒNG KIẾM LAM PHÂN TÍCH HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG TRONG MÓNG BÈ CỌC TRÊN NỀN CÓ GIA CỐ CỌC XI MĂNG ĐẤT Chuyên 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 ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: GV TS LÊ TRỌNG NGHĨA Cán chấm nhận xét 1: GVC TS BÙI TRƯỜNG SƠN Cán chấm nhận xét 2: GV TS ĐỖ THANH HẢI Luận văn bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM, ngày tháng 01 năm 2013 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sỹ gồm: PGS TS CHÂU NGỌC ẨN TS LÊ TRỌNG NGHĨA TS BÙI TRƯỜNG SƠN TS ĐỖ THANH HẢI TS ĐINH HOÀNG NAM Xác nhận Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn Trường khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn chỉnh sửa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA 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: Trần Đồng Kiếm Lam Giới tính : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 01/3/1987 Nơi sinh : Long Hồ Cửu Long Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng MSHV: 11090994 Khoá (Năm trúng tuyển) : 2011 I- TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG TRONG MÓNG BÈ CỌC TRÊN NỀN CÓ GIA CỐ CỌC XI MĂNG ĐẤT NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Nhiệm vụ: Phân tích hệ số phân bố tải trọng móng bè cọc có gia cố cọc xi măng đất Nội dung: Mở đầu Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết phân tích móng bè cọc cọc xi măng đất Chương 3: Phân tích hệ số phân bố tải trọng đất yếu có gia cố cọc xi măng đất cơng trình thực tế Cần Thơ Kết luận kiến nghị II- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/7/2012 III- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/11/2012 IV- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS LÊ TRỌNG NGHĨA Tp HCM, ngày 30 tháng 11 năm 2012 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) TS LÊ TRỌNG NGHĨA PGS.TS VÕ PHÁN TRƯỞNG KHOA: (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy mơn Địa Cơ Nền Móng hướng dẫn em suốt khóa học Kiến thức thầy cung cấp giúp ích em việc hồn thành luận văn nói riêng trang bị kiến thức đầy đủ để em thực hành nghề sau Em chân thành cảm ơn thầy Lê Trọng Nghĩa tận hình hướng dẫn giúp đỡ em hồn thành luận văn Em chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy Trần Xuân Thọ nêu khuyết điểm Đề cương luận văn để em rút kinh nghiệm Sau 03 học kỳ học tập nghiên cứu thạc sỹ trường, em cung cấp nhiều kiến thức kinh nghiệm thực tế từ thầy cô, đặt biệt lịng nhiệt tình q thầy cô gương cho giảng viên trẻ em noi theo Em xin chân thành CẢM ƠN Tp, Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 11 năm 2012 Trần Đồng Kiếm Lam TĨM TẮT LUẬN VĂN Cơng trình Cần Thơ 17 tầng với tầng hầm đặt đất có lớp với chiều dày lớp đất yếu 30m Để chống chuyển vị thành hố đào chống đẩy trồi đáy móng q trình, lớp sàn xi măng đất (JGS) đưa vào sử dụng Phương án móng lõi thang máy móng cọc với 12 cọc có đường kính 1.2m dài 54.5m Với phương án móng trên, lớp xi măng đất khơng xét vào q trình thiết kế móng Luận văn tiến hành phần tích tốn theo quan điểm bè cọc có xét lớp xi măng đất Bài tốn phân tích phương pháp phần tử hữu hạn 3D (với trợ giúp phầm mềm Plaxis dùng mơ hình Mohr - Coulomb) Kết thu không xét lớp xi măng đất, hệ số phân bố tải trọng αpr = 97.11%, xét hệ số αpr = 71.88% Vậy xét lớp xi măng đất hệ số phân bố tải trọng giảm đáng kể Đồng thời thay đổi cường độ lớp xi măng đất, chiều dày lớp xi măng đất, chiều dày bè, chiều dài cọc, đường kính cọc, khoảng cách cọc tải trọng ta thấy hệ số phân bố thay đổi theo • Khi cường độ lớp xi măng tăng 50% (từ 400kN/m2 đến 600kN/m2) hệ số phân bố tải trọng giảm 6.8% • Khi chiều dày lớp xi măng đất tăng (từ 4m đến 5m) hệ số phân bố tải trọng giảm 3.83% • Khi chiều dày bè tăng hệ số phân bố tải trọng giảm, nhiên giảm có xu hướng tắt nhanh; ∆αpr1.5-2 = - 1.41%; ∆αpr2-2.5 = - 0.68%; ∆αpr3-2.5 = - 0.32% • Khi chiều dài cọc tăng, hệ số phân bố tải trọng tăng theo Khi lc = 40m, αpr=56.23%, lc = 55m, αpr = 63.83% • Khi đường kính cọc tăng, hệ số phân bố tải trọng tăng (tăng từ 37.24% đến 63.83%) • Khi khoảng cách cọc tăng, hệ số phân bố tải trọng giảm từ 61.93% dc = 3m đến 53.48% dc = 6m • Trường hợp thay đổi độ lớn tải trọng ngoài: tải trọng giảm lớn (từ 4500kN/cọc đến 1500kN/cọc hệ số phân bố tải trọng giảm ( từ 71.88% đến 69.54%.) ABSTRACT The building in Can Tho (17 stories with basements ) stands at the place where soil profile has sevent layer with the depth of the soft soil is 30m For reducing wall deflection and ground settlement and improving basal heave stability a Jet Grouting Slab (JGS) was used The foundation at the elevator was designed as the pile foundation with 12 piles with d = 1.2m and 54.5m in length The JGS wasn’t mentioned when designing the pile foundation The thesis analyses with piled raft foundation philosophy in two cases: not mentioning the JGS and mentioning the JGS The FEM 3D method with Plaxis 3D Foundation was used First case, αpr = 97.11%, and second cases, αpr = 71.88% So when mentioning the JGS, the αpr lowers nearly 30% The thesis also analyses some effects on the αpr factor It shows that the strength of JGS, the height of JGS, the height of raft, the length of pile, the diameter of pile, the length between piles and the load can make the αpr change • When the strength of JGS increases 50% (from 400kN/m2 to 600kN/m2), αpr decreases 6.8% • When the height of JGS increases from 4m to 5m, αpr decreases 3.83% • When the height of raft increases, αpr decreases • When the length of pile increases αpr also increases: lc = 40m; αpr=56.23%, lc = 55m, αpr = 63.83% • When the diameter of pile increases αpr also increases • When the length between piles increases, αpr decreases: from 61.93% (dc = 3m) to 53.48% (dc = 6m) • When the load decreases from 4500kN/pile to 1500kN/pile, αpr decreases: from 71.88% to 69.54% MỤC LỤC MỞ ĐẦU 11 1.1 Tên đề tài 11 1.2 Tính cấp thiết đề tài 11 1.3 Mục đích nghiên cứu đề tài 11 1.4 Phương pháp nghiên cứu đề tài 12 1.5 Ý nghĩa khoa học 12 1.6 Ý nghĩa thực tiễn 12 1.7 Phạm vi nghiên cứu đề tài 12 1.8 Hạn chế đề tài 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ MÓNG BÈ CỌC VÀ SÀN XI MĂNG ĐẤT 13 1.1 Quan điểm thiết kế móng bè cọc 13 1.2 Các thơng số điển hình 17 1.2.1 Hệ số phân bố tải trọng αpr 17 1.2.2 Hệ số độ lún lớn ξs 17 1.3 Một số công trình điển hình 18 1.3.1 Westend Tower, Frankfurt 18 1.3.2 Messeturm Tower, Frankfurt 22 1.3.3 Torhaus der Messe 23 1.4 Hạn chế phương án thiết kế móng bè cọc làm việc đồng thời 24 1.5 Ứng dụng cột xi măng đất hố đào sâu 25 1.5.1 Giới thiệu 25 1.5.2 Phân loại 25 1.5.2.1 Phương pháp trộn ướt 25 1.5.2.2 Phương pháp trộn khô 25 1.5.2.3 Phương pháp trộn nông 25 1.5.2.4 Phương pháp trộn mặt đất 26 1.5.2.5 Kết hợp vữa cao áp phương pháp trộn ướt 26 1.5.3 Ứng dụng cột xi măng đất 26 1.5.4 Cách thức bố trí cọc xi măng đất 28 1.5.5 Ứng dụng cột xi măng đất hố đào sâu 30 1.5.5.1 Chuyển vị tường hố đào sâu 30 1.5.5.2 Ứng dụng cột xi măng đất chống chuyển vị hố đào 30 1.6 Kết luận 35 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH MĨNG BÈ CỌC VÀ CỌC XI MĂNG ĐẤT 36 2.1 Các phương pháp phân tích ứng xử móng bè cọc 36 2.1.1 Các loại tương tác móng bè cọc 36 2.1.2 Cơ chế làm việc hệ bè cọc 36 2.1.3 Các vấn đề cần quan tâm phân tích móng bè cọc 37 2.1.4 Phân loại phương pháp phân tích 38 2.1.5 Các phương pháp tính tốn đơn giản 40 2.1.5.1 Phương pháp Poulos - Davis - Randolph (PDR) [36] 40 2.1.5.2 Phương pháp Burland [18] 44 2.1.6 Phương pháp tính gần dựa vào máy tính 45 2.1.6.1 Phương pháp dãy lò xo (GASP) 45 2.1.6.2 Phương pháp lò xo (GARP) 46 2.1.6.3 Phương pháp Randolph (1983) [21] 47 2.1.6.4 Phương pháp Clancy & Randolph (1993) [22] 47 2.1.7 Các phương pháp tính tốn xác 47 2.1.7.1 Phương pháp phần tử biên (BEM) [41] 47 2.1.7.2 Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 48 2.1.7.3 Phương pháp kết hợp phần tử hữu hạn phần tử biên 50 2.1.7.4 Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với phần tử lớp 50 2.1.8 Ứng dụng Plaxis 3D phân tích tốn kinh điển 50 2.1.8.1 Đặt vấn đề 50 2.1.8.2 Thông số đầu vào 51 2.1.8.3 Kết tính tốn 52 2.2 So sánh ứng xử móng bè cọc phương pháp chịu tải trọng thiết kế 53 2.3 Phương pháp thiết kế cọc xi măng đất 54 2.3.1 Phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn gia cố cột xi măng đất Việt Nam [50] 54 2.3.1.1 Cường độ kháng cắt gia cố 54 2.3.1.2 Độ lún 55 2.3.2 Phương pháp tính tốn theo quan điểm tương đương 55 2.3.3 Phương pháp tính tốn theo quan điểm cột xi măng đất làm việc giống cọc 56 2.3.3.1 Sức chịu tải cột xi măng đất theo vật liệu làm cọc 56 2.3.3.2 Sức chịu tải cột xi măng đất theo đất 56 2.3.4 Các thông số cột xi măng đất 56 2.3.4.1 Cường độ nén đơn qu 56 2.3.4.2 Module đàn hồi Eu 57 2.4 Thông số đầu vào phần mềm Plaxis 2.4.1 Loại vật liệu 2.4.1.1 Định nghĩa 59 59 59 2.4.1.2 Phân tích ứng suất có hiệu loại vật liệu undrained với thơng số có hiệu 60 2.4.1.3 Phân tích ứng suất có hiệu loại vật liệu undrained với thơng số khơng nước 61 2.4.1.4 Phân tích ứng suất tổng loại vật liệu undrained với thông số khơng nước 2.4.2 Mơ hình Morh – Coulomb 61 62 2.4.2.1 Thông số độ cứng nền: E, ν 62 2.4.2.2 Thông số sức kháng cắt đất: c, ϕ, ψ 68 2.4.2.3 Hệ số thấm 69 2.5 Kết luận 71 CHƯƠNG PHÂN TÍCH HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CÓ GIA CỐ CỌC XI MĂNG ĐẤT ĐỐI VỚI CƠNG TRÌNH THỰC TẾ TẠI CẦN THƠ 72 3.1 Giới thiệu cơng trình 72 3.2 Trình tự thi cơng mơ tả tốn 76 3.2.1 Trình tự thi cơng: 76 3.2.2 Thơng số đầu vào 77 3.2.2.1 Thông số địa chất 77 3.2.2.2 Thông số sàn xi măng đất 78 3.2.2.3 Thông số cọc BTCT 78 3.2.2.4 Thông số sàn 78 3.2.3 Mô toán Plaxis 3D 79 3.2.4 Các trường hợp tốn 79 3.2.5 Kết phân tích tốn 80 3.2.5.1 Trường hợp 80 3.2.5.2 Trường hợp 82 97 3.2.5.8 Trường hợp Phân tích tốn móng bè cọc với thay đổi độ lớn tải Bảng 3-6: Bảng giá trị diễn tả phụ thuộc hệ số α vào tải trọng qu = 600kN/m2 qu = 800kN/m2 qu = 1000kN/m2 qu = 1200kN/m2 qu = 1400kN/m2 qu = 1600kN/m2 qu = 1800kN/m2 qu = 2000kN/m2 P= 4500 P= 4000 P= 3500 P= 3000 P= 2500 P= 2000 P= 1500 71.88 71.72 71.5 71.21 70.82 70.29 69.54 67.57 67.39 67.12 66.76 66.33 65.73 64.88 63.83 63.62 63.34 62.95 62.45 61.79 60.87 60.55 60.28 59.94 59.55 59.03 58.33 57.31 57.48 57.25 56.89 56.5 55.91 55.2 54.17 54.82 54.53 54.17 53.71 53.14 52.07 51.31 52.34 52.06 51.65 51.22 50.61 49.81 48.69 50.12 49.82 49.42 48.95 48.28 47.48 46.32 Hệ số phân bố tải trọng phụ thuộc vào tải trọng 100 90 80 qu = 600kN/m2 70 qu = 800kN/m2 qu = 1000kN/m2 % 60 qu = 1200kN/m2 50 qu = 1400kN/m2 40 qu = 1600kN/m2 30 qu = 1800kN/m2 20 qu = 2000kN/m2 10 P= 4500 P= 4000 P= 3500 P= 3000 P= 2500 P= 2000 P= 1500 Các trường hợp phân tích Hình 3-32: Sự phụ thuộc hệ số α vào tải trọng 98 Bảng 3-7: Bảng giá trị diễn tả phụ thuộc S vào tải trọng qu = 600kN/m2 qu = 800kN/m2 qu = 1000kN/m2 qu = 1200kN/m2 qu = 1400kN/m2 qu = 1600kN/m2 qu = 1800kN/m2 qu = 2000kN/m2 P= 4500 P= 4000 P= 3500 P= 3000 P= 2500 P= 2000 P= 1500 63.51 57.04 50.72 44.5 38.45 32.48 26.63 60.42 54.31 48.32 42.44 36.67 31 25.41 57.78 51.98 46.28 40.67 35.16 29.71 24.37 55.49 49.94 44.47 39.1 33.81 28.59 23.44 53.48 47.18 42.91 37.71 32.63 27.58 22.61 51.65 46.52 41.46 36.48 31.55 26.68 21.87 49.97 45.03 40.14 35.32 30.57 25.84 21.18 48.45 43.67 38.94 34.27 29.64 25.07 20.55 Độ lún phụ thuộc vào tải trọng 80 70 mm qu = 600kN/m2 60 qu = 800kN/m2 50 qu = 1000kN/m2 qu = 1200kN/m2 40 qu = 1400kN/m2 30 qu = 1600kN/m2 20 qu = 1800kN/m2 qu = 2000kN/m2 10 P= 4500 P= 4000 P= 3500 P= 3000 P= 2500 P= 2000 P= 1500 Các trường hợp phân tích Hình 3-33: Sự phụ thuộc độ lún vào tải trọng 99 Tổng hợp trường hợp phân tích Hệ số phân bố tải trọng 0.2 0.4 0.6 0.8 Hệ số độ lún lớn 0.5 Móng bè Móng cọc Hình 3-34: Biểu đồ tổng hợp trường hợp phân tích 3.3 Nhận xét Từ trường hợp phân tích ta có nhận xét sau: Trong tốn móng bè cọc khơng xét đến tồn lớp xi măng đất, tải trọng gánh đỡ hệ cọc với hệ số phân bố tải trọng αpr = 97.11% độ lún lớn 83mm Còn xét đến lớp sàn xi măng đất (JGS), hệ số phân bố giảm xuống 71.88% độ lún giảm xuống cịn 63.51mm Điều có nghĩa bè gánh đỡ gần 30% tải trọng tác dụng công trình (100% - 71.88% = 29.12%) Đồng thời lớp sàn JGS cịn đóng vai trị giảm lún cho kết cấu; từ 83mm giảm 63.51mm (giảm 23.5%) Vậy, việc xét đến lớp JGS phân tích móng cọc thật cần thiết, lớp làm tăng cường độ đất khu vực tiếp xúc với bè, gánh đỡ phần tải trọng cơng trình Hình 3.9 điễn tả phụ thuộc hệ số phân bố tải trọng αpr vào cường độ lớp sàn JGS Với chiều dày sàn không đổi 6m, cường độ qu sàn tăng hệ số phân bố tải trọng αpr giảm Cụ thể; qu = 400kN/m2 αpr = 77.11%, qu = 600 kN/m2 αpr = 71.88%, qu = 800 kN/m2 αpr = 67.57% … đến qumax = 100 2000kN/m2 αpr = 50.12% Độ dốc đồ thị giảm dần từ 0.026 xuống 0.022 cuối giảm 0.0111 Từ nhận xét ta thấy hệ số phân bố tải trọng phụ thuộc nhiều vào cường độ lớp sàn xi măng đất Điều lý giải sau: cường độ qu tăng, cu tăng theo, cu ≈ qu / 2, sức chịu tải đất tăng theo nên phần tải trọng truyền xuống đất (cụ thể sàn JGS) thông qua bè Tuy nhiên, cường độ nén đơn có xu hướng tăng nhanh cịn αpr có xu hướng giảm chậm Từ qu = 400 kN/m2 đến qu = 600 kN/m2, cường độ nén đơn tăng 50% hệ số phân bố tải trọng giảm 6.8% ( (77.11 – 71.88)/77.11 = 6.8%) Và độ giảm hệ số phấn bố tải trọng lại giảm mạnh qu đạt đến qumax ( 4.2% = (52.34 - 50.12)/52.34) Hình 3.10 3.11 diễn tả thay đổi độ lún móng tải trọng lớn tác dụng lên cọc theo cường độ qu sàn JGS Khi cường độ qu tăng độ lún hệ giảm ( từ 67.32 mm ứng với qu = 400 kN/m2 đến 48.45 mm ứng với qu = 2000 kN/m2 ) Độ tăng qu 400% độ giảm độ lún 28% Còn phần tải trọng tác dụng vào cọc giảm tương đối mạnh, từ 5106 kN ứng với qu = 400 kN/m2 giảm 3288 kN ứng với qu = 2000 kN/m2, 35.6% Phân tích trường hợp 3: trường hợp phân tích tốn bè cọc cơng trình với thay đổi chiều dày lớp xi măng đất Hình 3.14 mơ tả phụ thuộc hệ số phân bố tải trọng αpr vào chiều dày lớp JGS với qu = 600 kN/m2; hình 3.12 mơ tả phụ thuộc hệ số phân bố tải trọng αpr vào chiều dày lớp JGS với qu = 800 kN/m2; hình 3.13 mơ tả phụ thuộc hệ số phân bố tải trọng αpr vào chiều dày lớp JGS với qu = 1000 kN/m2 Cả ba biểu đồ rằng, chiều dày lớp JGS dày hệ số phân bố tải trọng giảm Từ 78.91% h = 4m đến 75.08% (5m) xuống 65.49% (10m) qu = 600 kN/m2 Độ dốc đường cong thoải dần; ∆αpr4-5= -3.83%; ∆αpr5-6= 3.2%; ∆αpr6-7= 2.73%; ∆αpr7-8= 1.92%; ∆αpr8-9= 1.2%; ∆αpr9-10= 0.54% Từ hình 3.18, đến hình 3.19 hình 3.20 điễn tả phụ thuộc độ lún S vào chiều dày sàn JGS Ta nhận thấy giá trị độ lún giảm liên tục chiều dày tăng với độ dốc lớn ( từ 4m – 5m, độ giảm 3.91mm; từ 9m – 10m, độ giảm 101 3.47mm Tại giá trị h = 10m độ giảm độ lún hệ móng tiếp tục chưa có xu hướng dừng giảm Phân tích trường hợp 4: trường hợp phân tích tốn bè cọc cơng trình với thay đổi chiều dày bè Bài toán phân tích với qu = 1000kN/m2 Hình 3.22 mơ tả phụ thuộc hệ số phân bố tải trọng vào chiều dày bè Khi chiều dày bè nhỏ (bé 3m) chiều dày bè tăng hệ số phân bố tải trọng giảm ( từ 65.92% đến 63.51%) Tuy nhiên thay đổi nhỏ, với độ lệch cấp là: ∆αpr1.5-2 = - 1.41%; ∆αpr2-2.5 = - 0.68%; ∆αpr3-2.5 = - 0.32% Độ lệch giảm dần theo chiều dày bè Khi bè lớn 3m, bè tăng hệ số phân bố tải trọng tăng ∆αpr3.5-3 = 6.03% Phân tích trường hợp 5: trường hợp phân tích tốn bè cọc cơng trình với thay đổi chiều dài cọc BTCT Ta thấy hệ số phân bố tải trọng phụ thuộc nhiều vào chiều dài cọc Khi chiều dài cọc ngắn hệ số phân bố tải trọng nhỏ lc = 40m, αpr = 56.23%, chiều dài cọc tăng hệ số phân bố tải trọng tăng theo như: αpr45 = 59.83%, αpr50 = 61.97%, αpr55 = 63.83%, αpr60 = 66.94%, αpr65 = 70.04%; theo tăng hệ số phân bố tải trọng, độ lún hệ móng giảm theo chiều dài cọc BTCT, giảm từ 71.45mm (lc = 40m) đến 46.36mm (lc = 65m) Phân tích trường hợp 6: trường hợp phân tích tốn bè cọc cơng trình với thay đổi đường kính cọc BTCT Từ hình 3.28 ta thấy hệ số phân bố tải trọng phụ thuộc vào đường kính cọc Khi đường kính cọc tăng hệ số phân bố tải trọng tăng (tăng từ 37.24% đến 63.83%), đồng thời độ lún hệ móng giảm dần (hình 3.29), (giảm từ 81.08 mm đến 57 mm.) Phân tích trường hợp 7: trường hợp phân tích tốn bè cọc cơng trình với thay đổi khoảng cách cọc Khi khoảng cách cọc tăng, hệ số phân bố tải trọng giảm; từ 61.93% dc = 3m đến 53.48% dc = 6m Đồng thời độ lún móng giảm theo từ 61.81mm dc = 3m đến 44.89% dc = 6m Phân tích trường hợp 8: trường hợp phân tích tốn bè cọc cơng trình với thay đổi độ lớn tải trọng ngồi Khi tải trọng ngồi giảm (hình 3.32) hệ số phân bố tải trọng thay đổi ít, theo xu hướng giảm Từ Pi = 4500 kN đến Pi = 102 1500 kN αpr giảm từ 71.88% đến 69.54% Trong đó, độ lún hệ móng giảm mạnh dốc độ dốc biểu đồ αpr ( từ Pi = 4500 kN đến Pi = 1500 kN độ lún giảm từ 63.51 mm đến 26.63mm) Hình 3.34 tập hợp tất tốn phân tích luận văn Từ biểu đồ ta nhận thấy, trường hợp không xét lớp xi măng đất trường hợp khác nằm phạm vi phân tích theo quan điểm móng bè cọc (phù hợp với hình 2.2) 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Việc phân tích móng bè cọc có xét đến làm việc sàn JGS giúp ta tính tốn hiệu khơng xét lớp Trong trường hợp cơng trình tải Cần Thơ, việc xét lớp JGS giúp ta tiết kiệm chi phí có gần 30% tải trọng bè gánh đỡ mà trước ta bỏ qua Đồng thời ta nhận thấy hệ số phân bố tải trọng phụ thuộc vào nhiều yếu tố cường độ lớp xi măng đất, chiều dày lớp xi măng đất, chiều dày bè, chiều dài cọc, đường kính cọc, khoảng cách cọc tải trọng ngồi • Khi cường độ lớp xi măng tăng 50% ( từ 400kN/m2 đến 600kN/m2) hệ số phân bố tải trọng giảm 6.8% • Khi chiều dày lớp xi măng đất tăng ( từ 4m đến 5m) hệ số phân bố tải trọng giảm 3.83% • Khi chiều dày bè tăng hệ số phân bố tải trọng giảm, nhiên giảm có xu hướng tắt nhanh; ∆αpr1.5-2 = - 1.41%; ∆αpr2-2.5 = - 0.68%; ∆αpr3-2.5 = - 0.32% • Khi chiều dài cọc tăng, hệ số phân bố tải trọng tăng theo Khi lc = 40m, αpr=56.23%, lc = 55m, αpr = 63.83% • Khi đường kính cọc tăng, hệ số phân bố tải trọng tăng (tăng từ 37.24% đến 63.83%) • Khi khoảng cách cọc tăng, hệ số phân bố tải trọng giảm từ 61.93% dc = 3m đến 53.48% dc = 6m • Trường hợp thay đổi độ lớn tải trọng ngoài: tải trọng giảm lớn ( từ 4500kN/cọc đến 1500kN/cọc hệ số phân bố tải trọng giảm ( từ 71.88% đến 69.54%.) Trong yếu tố ảnh hưởng đến thay đổi hệ số phân bố tải trọng, cường độ lớp xi măng đất, chiều dài cọc, đường kính cọc khoảng cách cọc ảnh hưởng rõ rệt nhất; chiều dày bè thay đổi tải trọng ngồi ảnh hưởng so với yếu tố khác 104 Trong yếu tố ảnh hưởng, hệ số phân bố tải trọng tỉ lệ nghịch với cường độ lớp JGS, chiều dày lớp JGS, khoảng cách cọc, tỉ lệ thuận với chiều dài cọc, đường kính cọc Do tỉ lệ phụ thuộc vào yếu tố khác hệ số phân bố tải trọng khác nên muốn thay đổi hệ số phân tố tải trọng, ta thay đổi cường độ lớp xi măng đất, chiều dài cọc, đường kính cọc khoảng cách cọc đạt hiệu kinh tế yếu tố khác Kiến nghị Việc gia cường lớp xi măng đất có ảnh hưởng đến chuyển vị tường Khi cường độ lớp xi măng đất tăng, chiều dày lớp xi măng đất tăng chuyển vị tường giảm đồng thời cường độ đất tăng lên hệ số phân bố tải trọng bè - cọc giảm theo Điều giúp ta xác định chiều dày kinh tế cường độ kinh tế lớp xi măng đất để chuyển vị tường hệ số phân bố tải trọng đạt kết tốt Việc xét lớp JGS cho ta hiệu tích cực làm tiết kiệm chi phí xây dựng Ta cần xem xét toán với nhiều trường hợp khác để rút quy luật chung cho cơng trình góp phần xây dựng lý thuyết phát triển tốn móng bè cọc gia cố Hạn chế toán xét với địa chất khu vực Cần Thơ, đồng thời tải trọng tác dụng tập trung chưa xét đến khu vực địa chất khác dạng tải trọng khác phân bố đều, tải trọng theo phương ngang… 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] H G Poulos, "Methods Of Analysis Of Piled Raft Foundations," A Report Prepared on Behalf of Technical Committee TC18 on Piled Foundations, 2001 [2] M F Randolph, "Design Methods for Pile Groups and Piled Rafts," XIII ICSMFE, pp 61-82, 1994 [3] S Hansbo, "Interaction problems related to the installation of pile groups," in Proc of 2nd Int Geot Sem on Deep Foundations on Bored and Auger Piles, Ghent, 1993, pp 59-66 [4] H G Poulos, "Piled raft foundations : design and applications," Géotechnique, vol 51, no 2, pp 95-113, 2001 [5] Y C Tan and C M Chow, "Design of Piled Raft Foundation on Soft Ground," University of Malaysia, 2004 [6] H G Poulos, J C Small, L D Ta, J Sinha, and L Chen, "Comparison of some methods for analysis od piled rafts," in Proc of 14th Int Conf Soil Mech Found Engng, Hamburg, 1997, pp 1119-1124 [7] O Reul and M F Randolph, "Piled rafts in overconsolidated clay : comparison of in situ measurements and numerical analyses," Géotechnique, vol 53, no 3, pp 301-315, 2003 [8] P D Long, "Piled Raft – A Cost - Effective Foundation Method for HighRises," Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA, vol 41, no 3, pp 1-12, Dec 2010 [9] TCVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố đất yếu trụ đất xi măng " [10] M Terashi and I Juran, Ground Improvement – State Of The Art 1997 [11] Chang - Yu Ou, Deep Excavation, Theory and Practice Taipei, Taiwan: Taylor & Francis Group, 2006 [12] A R Gaba, "Jet grout at Newton Station, Singapore," in 10th Southeast Asian Geotechnical Conference, Taipei, 1990 106 [13] K S Wong, A T C Goh, S Jaritngam, and L J D Chang, "Optimisation of jet grout configurati on for braced excavation in soft clay," in Proc 2nd Int Conf on Ground Improvement Techniques, Singapore, 1998 [14] K S Wong, "Reducng wall deflection," 2009 [15] K S Wong, "Modelling JGP Slab in Deep Excavation Analysis," 2009 [16] R Katzenbach, U Arslan, C Moormann, and O Reul, "Piled Raft Foundation - Interaction between Piles and Raft," Darmstadt Geotechnics, no 4, pp 281296, 1998 [17] H G Poulos and E H David, Pile Foundation Analysis and Design, T W Lambe and R V Whitman, Eds New York: Wiley, 1980 [18] J B Burland, "Piles as Settlement Reducers," in 18th Italian Congress on Soil Mechanics, Pavia, Italy, 1995 [19] H G Poulos, "Analysis of Piled Strip Foundations," in Computer methods and advances in geomechanics, G Beer, J R Booker, and J P Carter, Eds Rotterdam: A A Balkema Publishers, 1991, pp 183-191 [20] H G Poulos, "An approximate numerical analysis of pile-raft interaction," International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol 18, no 2, pp 73-92, 1994 [21] M F Randolph, "Design of Piled raft Foundations," in Proceeding of the international symposium on recent developments in laboratory and field tests and analysis of geotechnical problems, Bangkok, 1983, pp 525-537 [22] P Clancy and M F Randolph, "An approximate analysis procedure for piled raft foundations," International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol 17, no 12, pp 849-869, Dec 1993 [23] R Butterfield and P K Banerjee, "The Problem of Pile Group - Pile Cap Interaction," Géotechnique, vol 21, no 1, pp 43-60, 1971 [24] P T Brown and T J Wiesner, "The behaviour of uniformly loaded piled strip footing," Soils and Foundations, vol 15, no 4, pp 13-21, Dec 1975 107 [25] F Kuwabara, "An elastic analysis for piled raft foundations in a homogeneous soil," Soils and foundations , vol 29, no 1, pp 82-92, 1989 [26] A V Mendonỗa and J B de Paiva, "A boundary element method for the static analysis of raft foundations on piles," Engineering Analysis with Boundary Elements, vol 24, no 3, pp 237-247, Mar 2000 [27] J A Hooper, "Observations on the behaviour of a piled-raft foundation on London Clay," Proceedings of the Institution of Civil Engineers, vol 55, no 2, pp 855-877, 1973 [28] Y K Chow and C I Teh, "Pile-Cap-Pile-Group Interaction in Nonhomogeneous Soil," Journal of Geotechnical Engineering, vol 117, no 11, pp 1655-1668, Nov 1991 [29] R Katzenbach and O Reul, "Design and Performance of Piled Rafts," in XIVth International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, volume 4, Hamburg, 1997, pp 2253-2256 [30] W Prakoso and F Kulhawy, "Contribution to Piled Raft Foundation Design," Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, vol 127, no 1, pp 17-24, 2001 [31] O Reul and M F Randolph, "Piled Rafts in Overconsolidated Clay: Comparison of In situ Measurements and Numerical Analyses," Géotechnique, vol 53, no 3, pp 301-315, 2003 [32] S J Hain and I K Lee, "The Analysis of Flexible Raft-Pile Systems," Géotechnique, vol 28, no 1, pp 65-83, 1978 [33] L D Ta and J C Small, "Analysis of Piled Raft Systems in Layered Soils," International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol 20, pp 57-72, 1996 [34] J C Small and J R Booker, "Finite Layer Analysis of Layered Elastic Materials Using Flexibility Approach Part I – Strip Loadings," Int Jl for Numerical Methods in Engineering, vol 20, pp 1025-1037, 1984 108 [35] J C Small and J R Booker, "Finite Layer Analysis of Layered Elastic Materials Using Flexibility Approach Part II – Circular and Rectangular Loadings," Int Jl for Numerical Methods in Engineering, vol 23, pp 959-978, 1986 [36] H G Poulos, "Pile-raft interaction – alternative methods of analysis," pp 1-19 [37] P W Mayne and H G Poulos, "Approximate Displacement Influence Factors For Elastic Shallow Foundations," Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, vol 125, no 6, pp 453-460, Jul 1999 [38] K Fleming, A Weltman, M Randolph, and K Elson, Piling Engineering New York, USA: Taylor & Francis, 2009 [39] H G Poulos, "Pile behaviour-theory and application," Géotechnique, vol 39, no 3, pp 365-415, 1989 [40] T Hongladaromp, N J Chen, and S L Lee, "Load Distributions in Rectangular Footings on Piles," Geotechnical Engineering, vol 4, no 2, pp 77-90, Dec 1973 [41] V S Almeida and J B Paiva, "An Alternative BEM Formulation for Pile/Layered Soil Interaction," in Proceedings of The Fourth International Conference On Engineering Computational Technology, B H V Topping and C A Mota Soares, Eds Stirlingshire, UK: Civil-Comp Press, 2004 [42] W T Ang, A Beginner's Course in Boundary Element Methods Universal Publishers, 2007 [43] M Ottaviani, "Three-dimensional finite element analysis of vertically loaded pile groups," Géotechnique, vol 25, no 2, p 159–174, Jul 1975 [44] Y K Chow, "Axial and lateral response of pile groups embedded in nonhomogeneous soils," International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol 11, no 6, pp 621-638, Dec 1987a [45] Y K Chow, "Vertical deformation of rigid foundations of arbitrary shape on layered soil media," International Journal for Numerical and Analytical 109 Methods in Geomechanics, vol 11, no 1, pp 1-15, Feb 1987b [46] R Katzenbach, U Arslan, and C Moormann, "Piled raft foundation projects in Germany," in Design Applications of Raft Foundations, J A Hemsley, Ed London: Thomas Telford Ltd, 2000, ch 13, pp 323-391 [47] O Reul, "Soil-structure-interaction of a piled raft foundation of a 121 m high office building in Berlin," in 12th European Young Geotechnical Engineers Conference, Tallin, Estonia, 1998, pp 1-12 [48] Plaxis' Manuals - Material Models Manual V8.4 2006 [49] H G Poulos, "Practical design procedures for piled raft foundations," in Design Applications of Raft Foundations, J A Hemsley, Ed London: Thomas Telford Ltd, 2000, ch 16, pp 425-468 [50] N V Trung and V M Tuấn, Cọc Đất Xi Măng - Phương Pháp Gia Cố Nền Đất Yếu Nhà xuất xây dựng, 4/2011 [51] T Kawasaki, S Saitoh, Y Suzuki, and R Babasaki, "Deep Mixing Method using cement slurry as hardening agent," Seminar on soil improvement and construction techniques in soft ground, 1984 [52] T Kawasaki, A Niina, S Saitoh, Y Su zuki, and Y Honjyo, "Deep Mixing Method using cement hardening agent," in Proc 10th ICSMFE, Stockholm, 1981, pp 721-724 [53] J Asano, K Ban, K Azuma, and K Takaha shi, "Deep Mixing Method of soil stabilization using coal ash," in Proc of IS-Tokyo ’96 / 2nd Int Conf on Ground Improvement Geosystems, Tokyo, 1996, pp 393-398 [54] J E Bowles, Foundation Analysis and Design Singapore: McGraw-Hill, 1997 [55] J Mitchell and W Gardner, "In Situ Measurement of Volume Change Characteristics,," in Proceedings, In Situ Measurement of Soil Properties, Raleigh, 1975, pp 279-345 [56] J Schmertmann, "Static Cone to Compute Settlement Over Sand," Journal of 110 Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, vol 96, no SM3, pp 10111043, May 1970 [57] C N Ẩn and L V Pha, "Tính tốn hệ kết cấu bảo vệ hố móng sâu phương pháp xét làm việc đồng thời đất kết cấu," Science & Technology Development, vol 10, no 10, 2007 [58] P Mayne, "Law Engineering Testing Co Report for Moduli for Settlement Calculations,Dynamic Compaction Program, Haii Al Bathna and Haii Al Oyoun, Yanbu, Saudi Arabia." [59] G Sanglerat, The penetrometer and soil exploration Amsterdam: Elsevier, 1972 [60] N V Hải and L T Nghĩa, "Ứng xử tường chắn cọc xi măng đất cho hố đào sâu đất yếu khu vực quận Tp HCM," 2007 [61] M A Stroud and F G Butler, "The standard Penetration test and the engineering properties of glacial materials," in Proc Symp On Engineering Properties of glacial materials, Birmingham, 1975, pp 117-128 [62] W Teparaksa, N Thasananipan, and P Tanseng, "Analysis of Lateral Wall Movement for Deep Braced Excavation of Bangkok Subsoils," in Civil and Environmental Engineering Conference, Bangkok, Thailand, 1999, pp 67-76 [63] B M Das, Principles of Geotechnical Engineering, 7th Edition USA: Cengage Learning, 2010 [64] B M Das, Advanced Soil Mechanics Third edition New York, USA: Taylor & Francis, 2008 [65] M Budhu, Soil mechanics and Foundation, Third edition USA: Hamilton Printing Company, 2011 [66] El - Mossallamy, "Modelling the behaviour of piled raft applying Plaxis 3D Foundation Version 2" PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ Tên: Trần Đồng Kiếm Lam Ngày tháng năm sinh: 01/3/1987 Nơi sinh: Long Hồ, Cửu Long Địa liên lạc: 46/34, Lê Thái Tổ, Phường 2, TP Vĩnh Long, Vĩnh Long Quá trình đào tạo: 2005 – 2010: Học kỹ sư ngành XDDD CN trường ĐH Kiến Trúc Tp HCM 2011 – nay: Học thạc sỹ chuyên ngành Địa Kỹ thuật Xây dựng ĐH Bách Khoa Tp HCM Q trình cơng tác: 2010 – 2011: Công tác công ty Danieli - Việt Nam – cán lỹ thuật 2011 – nay: Công tác trường ĐH Kiến Trúc Tp HCM – giảng viên ... TÀI: PHÂN TÍCH HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG TRONG MÓNG BÈ CỌC TRÊN NỀN CÓ GIA CỐ CỌC XI MĂNG ĐẤT NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Nhiệm vụ: Phân tích hệ số phân bố tải trọng móng bè cọc có gia cố cọc xi măng đất. .. hệ số phân bố tải trọng vào cường độ cột xi măng đất Phân tích phụ thuộc hệ số phân bố tải trọng vào chiều dày lớp cột xi măng đất Phân tích phụ thuộc hệ số phân bố tải trọng vào đường kính cọc. .. lý thuyết phân tích móng bè cọc cọc xi măng đất Chương 3: Phân tích hệ số phân bố tải trọng đất yếu có gia cố cọc xi măng đất cơng trình thực tế Cần Thơ Kết luận kiến nghị II- NGÀY GIAO NHIỆM