L. ọc khous bịt tum Qsi * Coc khoua lụt I»f t ọ»
5. Phân tích sứcchịu tải cọc ống thép bằng phương pháp phần tử hữu hạn
bằng phương pháp phần tử hữu hạn
Để đối chiếu lại sức chịu tải của cọc ống thép đã được tính toán bằng các phương pháp giải tích, sử dụng phẩn mềm Plaxis 3D Foundation để thực hiện mô phỏng tính toán sức chịu tải cọc ống thép cho công trình Phú An plaza VỚI cọc ống thép b ịt mũi <D700mm và L = 43m.
5.1. Thông số đẩu vào
- Lớp 1: Mô hình Mohr-Coulomb, dung trọng bảo hòa Y t = 15,2 (kN/m3), mô đun biến dạng Eoed= 1.739 (kN/m2), lực dính c f =6,7 (kN/ m2), góc ma sát <p=3,77°.
- Lớp 2a: Mô hình Mohr-Coulomb, Y = 1 9 (kN/m3), Eoed = 3.636 (kN/m2), cref =56,8 (kN/m 2), q>= 18,02°. - Lớp 2b: Mô hình Mohr-Coulomb, Y = 19,1 (kN/m3), Er0ed = 3.716 (kN/m2), cref =35,8 (kN/m 2), cp=22,22°. - Lớp 3: Mô hình Mohr-Coulomb, Y =18,1 (kN/m3),Eoéd = 6.111 (kN/m2), cref =6,2 (kN/m 2), (p=33,68°; góc giản nở Y=3,68. 5.2. Mô hình tính toán
Mô phỏng mô hình tính toán sức chịu tải cọc như Hình 3 với cọc ống thép bịt mũi <D700mm và L = 43m cắm sâu vào lớp đất thứ 3.
Quá trình mô phỏng được thực hiện lần lượt bằng nhiều bước với tải trọng tác dụng lên đãu cọc có giá trị từ 1.500 (kN) đến 15.000 (kN), mỗi cấp tải trọng chênh lệch 1.500 (kN).
Hình 3. Mô phỏng tính toán bằng Plaxis 3D Foundation
5.3. Kết quả tính toán
Kết quả phân tích chuyển vị cọc theo các cấp tải trọng được thể hiện trong Hình 4. Kết quả chuyển vị đẩu cọc theo các cấp tải trọng được thể tổng hợp trong Bảng 9.
Dựa vào biểu đổ quan hệ tải trọng - chuyển vị theo Hình 5, sử dụng phương pháp đổ th ị xác định được sức chịu tải cực hạn của cọc ống thép
Bảng 9. Chuyển vị đầu cọc theo các cấp tải trọng
P(kN) 1 . 5 0 0 3 . 0 0 0 4 . 5 0 0 6 . 0 0 0 7 . 5 0 0 9 . 0 0 0 1 0 . 5 0 0 1 2 . 0 0 0 1 3 . 5 0 0 1 5 . 0 0 0
U y (mm) 2 , 3 4 3 , 1 9 5 , 4 6 8 , 0 4 1 0 , 6 8 1 4 , 9 1 2 2 , 9 1 6 3 , 8 0 9 2 , 9 1 1 6 4 , 1 1
thị vị giới hạn quy ước
là 12.050 (kN). Từ Hình 6, sử dụng phương pháp chuyển vị giới hạn quy ước xác định được sức chịu tải cực hạn của cọc ống thép là 12.320 (kN).
5. Kết luạn
Việc sử dụng cọc ống th é p cho công trình dân dụng là khả thi. Vì hiệu quả kinh tế bằng 101,1 % so với cọc khoan nhói ở cùng m ột giá trị sức chịu tải, tu y nhiên khi sử dụng cọc ống thép thì có thể khai thác tối đa những ưu điểm của nó so với cọc khoan nhói như tiến độ th i công, cường độ vật liệu cao, khối lượng vận chuyển nhẹ nhàng, ít ảnh hưởng đến m ôi trường do không khoan đào vào lòng đất, giảm được tiế t diện cọc và khối lượng bê tô n g móng.
ở cả hai trường hợp cọc b ịt m ũi và không b ịt mũi, để huy động được m ột sức chịu tải cố định th ì các cọc ống thé p có đường kính từ 0 9 0 0 mm trở lên sẽ có chiều dài cọc gán như nhau. Chỉ có các loại cọc với đường kính từ 0600m m đến 0800m m mới có khả năng được xét đến chiều dài cọc sao cho đảm bảo được hiệu quả về mặt kinh tế để áp dụng cho công trình thực tế.
ở cùng m ột giá trị tham chiếu về sức chịu tải cọc, đối với hai trường hợp cọc b ịt mũi và cọc không b ịt mũi khi được sử dụng trong điểu kiện địa chất khu vực cấn Thơ, thì cọc ống thép b ịt mũi luôn được để nghị để lựa chọn áp dụng cho công trình để đảm bảo được yêu cầu vể giá thành và biện pháp th i công phù hợp nhất. * 1
TÀ I LIỆU T H A M KHÁO
1. TCXDVN 269 : 2002, Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục, 2002;
2. Finnish National Road Administration - Finland, Steel pipe piles, 2000;
3. Michael Tomlinson & John Woodward (2008), Pile design and construction practice.
4. Tran Xuan Tho & Do Thanh Hai (2012), JPE project proposal - Study on bearing capacity of steel pipe piles in Viet Nam.