Công trình được nghiên cứu là trường THPT Thạnh Hoá TT. Thạnh Hoá, Thạnh Hóa, Long An Được xây dựng lại năm 2018 với đặc điểm như sau :
Hình 4.2 : Trường THPT Thạnh Hoá, Huyện Thạnh Hoá, Long An
Nhà lớp học được xây dựng 3 tầng 14 phòng học, được xây dựng trong khuôn viên khu đất nhà trường đang quản lý và sử dụng, đã có quy hoạch định hướng lâu dài. Có đường giao thông liên huyện chạy qua thuận tiện cho việc chở vật liệu.
Quy mô xây dựng công trình:
Hình 4.3 : Quá trình triển khai thi công
Công trình được xây dựng 3 tầng, chiều cao tầng 3,6m; có tổng diện tích sàn là 1650m2. Kết cấu khung bê tông cốt thép, sàn đổ bê tông tại chỗ. Mái lợp ngói đỏ. Hệ
thống cửa dùng gỗ dẻ. Nền lát gạch ceramic hoa 400×400. Theo số liệu địa chất thì công trình sử dụng móng cọc ly tâm dựứng lực với chiều sâu cọc là -30m.
Ta áp dụng tính toán với cùng số liệu địa chất với hai phương án cọc BTCT thường và cọc ly tâm DU71L như sau :
4.4.2 Số liệu địa chất.
Tính toán sức chịu tải của các loai cọc với cùng một địa chất và cùng độ sâu mũi cọc. Với cọc bê tông cốt thép thường và cọc bê tông ly tâm ứng lực trước thi:
Chọn chiều sâu mũi cọc 30m.
4.4.3 Phương án cọc bê tông cốt thép thường.
Chọn cọc 400x400 cốt thép trong cọc là 422φ mác bê tông 300. Chiều dài mỗi cọc là 10m. Chiều sâu mũi cọc là 30m.
a Sức chịu tải của cọc đơn.
Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc.
DAB = DO + f + δ = DO +C
Với FSs là hệ số an toàn cho thành phần ma sát FSs = 2. FSp là hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc FSp = 3.
a. Thành phần ma sát xung quanh cọc Qs
Trong đó: mD – sai sốđo khoảng cách. mv – sai sốđo góc nghiêng
Kết quả tính toán được lập thành bảng
b Sức chịu tải của mũi cọc (qp)
a. Theo phương pháp Terzaghi.
qp =1,3*C*Nc + 'vσ *Nq + 0,4* γ *d* Nγ
Nc , Nq , Nγ . Tra bảng 3.5 trang 174 sách Nền Móng của TS. Châu Ngọc
Ẩn Với =300 Ta có: Nc = 37,162 , Nq = 22,456 , Nγ = 19,7 'vσ =16,4*1+ 6,4*0,7 + 4,68*(20,6 - 1,7)+9,11*(22,6 - 20,6)+8,72*(26,4 - 22,6) +8,9*(31,3 - 26,4) = 204,3 (kN/m2) qp = 1,3*6,85*37,162 + 204,3*22,456 + 0,4*8,9*0,4*19,7 qp = 4946,74 (kN/m2)
b. Theo phương pháp Meyerhof. qp = C*Nc + q*Nq
Tra biểu đồ 3.28 trang 178 sách Nền Móng của TS. Châu Ngọc Ẩn. Với Lb/b = 9,4/0,4 = 23,5 Ta có. = 300 ֜ Nq = 16 , Nc = 70 qp = 6,85*70+ 204,3*16 = 3748,3 (kN/m2). c. Theo TCVN 205-1998. Qp = C*Nc + 'vσ *Nq + γ *b* Nγ = 6,85*37,162 + 204,3*22,456+8,9*0,4*19,7 qp = 4912,45 (kN/m2). Vậy sức chịu mũi cực hạn của cọc là. Qpmin = 3748,3*0,16 = 599,728 (kN). Sức chịu tải của cọc theo đất nền là.
4.4.4 Phương án cọc bê tông ly tâm ứng suất trước
Đường kính ngoài D = 500 (mm), chiều dày thành cọc d = 90 (mm) cường độ
thiết kế bR = 600 (kG/cm2), chiều dài cọc L = 15 (m), ứng suất kéo của bê tông tuf = 75 (kG/cm2 ). Thép ứng lực trước N = 14φ7.1, cường độ thép puf = 14500 (kG/cm2 )
Ta có:
q = 2,5*Ac =2,5*0,1159 = 0,29 (T/m). Sơđồ cẩu lắp 2 móc cẩu
Mmax = 0,0214*q*L2 = 0,0214*0,29* 215 =1,4 (T.m). Sơđồ cẩu lắp 1 móc cẩu Mmax = 0,043*q*L2 = 0,043*0,29*152 =2,806 (T.m). a Sức chịu tải của cọc đơn. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc. Ta có:
Ứng suất nén cho phép của bê tông.
bpσ = 0,4 x bR = 0,4 x 600 = 240 (daN/cm2). Tổng diện tích thép ứng lực.
Diện tích mặt cắt ngang cọc.
Với
b Sức chịu tải của mũi cọc (qp) a. Theo phương pháp Terzaghi
qp =1,3*C*Nc + 'vσ *Nq + 0,6* γ *R* Nγ
Ta có. Nc = 37,162 , Nq = 22,456 , Nγ = 19,7. 'vσ =16,4*1+ 6,4*0,7 + 4,68*(20,6 - 1,7)+9,11*(22,6 - 20,6)+8,72*(26,4 - 22,6) +8,9*(31,3 - 26,4) = 204,3 (kN/m2). qp = 1,3*6,85*37,162 + 204,3*22,456 + 0,6*8,9*0,25*19,7 qp = 4614,1 (kN/m2).
b. Theo phương pháp Meyerhof. qp = C*Nc + q*Nq ta có Lb/d = 9,4/0,5 = 18,8. Ta có. = 300 ֜ Nq = 16 , Nc = 70. qp = 6,85*70+ 204,3*16 = 3748,3 (kN/m2). c. Theo TCVN 205-1998. Qp = C*Nc + 'vσ *Nq + γ *R* Nγ = 6,85*37,162 + 204,3*22,465+ 8,9*0,25*19,7 qp = 4929,98 (kN/m2). Vậy sức chịu mũi cực hạn của cọc là. Qpmin = 3748,3*0,19635 = 735,98 (kN ). Sức chịu tải của cọc theo đất nền là 4.5. Kết luận đánh giá hiệu quả kinh tế giữa các biện pháp chọn cọc
Qua các ví dụ tính toán trên ta nhận thấy:
- Diện tích mặt cắt ngang của cọc bê tông ly tâm ứng lực trước là nhỏ nhất dẫn đến trọng lượng bản thân nhỏ nhất vì thế tiết kiệm được khối lượng bê tông dùng cho cọc. Nhưng khả năng chịu tải theo vật liệu của cọc bê tông ly tâm ULT vẫn lớn hơn cọc bê tông cốt thép thường.
- Diện tích cốt thép dùng cho một cọc ít hơn nhiều so với cọc bê tông cốt thép thường, có lợi về kinh tế.
Theo công thức của Terzaghi tính toán sức chịu mũi của cọc: qp = 1,3.c.Nc + γ .Df.Nq + 0,6. γ .d. Nγ (đối với cọc tròn)
qp = 1,3.c.Nc + γ .Df.Nq + 0,4. γ .b. Nγ (đối với cọc vuông).
Vì vậy cọc đóng vào cùng địa chất với cùng một độ sâu thì khả năng chịu tải của cọc bê tông ly tâm ULT cao hơn cọc bê tông cốt thép thường do tăng sức chịu mũi của cọc.
- Khả năng chịu kéo của bê tông trong cọc bê tông ly tâm ULT cao hơn nhiều so với bê tông trong cọc BTCT thường. Nên khả năng chống thấm chống ăn mòn của cọc bê tông ly tâm ULT tốt hơn.
- Chi phí cho 1m cọc bê tông cốt thép thường cao hơn 1m cọc bê tông ly tâm ULT mà nhà máy đưa ra. Vì vậy sử dụng cọc bê tông ly tâm ULT có sức chịu tải cao, tăng tuổi thọ công trình và mang lại hiệu quả kinh tê cao.
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 1. KẾT LUẬN Xử lý nền đất yếu bằng cọc BTCT nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số modun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất...Đối với công trình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thấm của
đất, đảm bảo ổn định cho khối đất đắp. Đặt biệt là khu vực huyện Thạnh Hoá là vùng
đất yếu.
Cọc đóng vào cùng địa chất với cùng một độ sâu thì khả năng chịu tải của cọc bê tông ly tâm ULT cao hơn cọc bê tông cốt thép thường do tăng sức chịu mũi của cọc.
Khả năng chịu kéo của bê tông trong cọc bê tông ly tâm ULT cao hơn nhiều so với bê tông trong cọc BTCT thường. Nên khả năng chống thấm chống ăn mòn của cọc bê tông ly tâm ULT tốt hơn. Chi phí cho 1m cọc bê tông cốt thép thường cao hơn 1m cọc bê tông ly tâm ULT mà nhà máy đưa ra. Vì vậy sử dụng cọc bê tông ly tâm ULT có sức chịu tải cao, tăng tuổi thọ công trình và mang lại hiệu quả kinh tê cao.
2. KIẾN NGHỊ
Để thực hiện tốt và có hiệu quả các giải pháp đề xuất, tác giả Luận văn có một số kiến nghị sau đối với các công trình cầu đường liên huyện trong khu vực Thạnh Hoá:
Cọc ống ly tâm ứng lực trước có thể cắm sâu hơn nhiều so với cọc bê tông cốt thép thường nên tận dụng được khả năng chịu tải của đất nền do đó số lượng cọc trong một đài ít việc bố trí và thi công cũng dễ dàng, tiết kiệm chi phí xây dựng đài móng. Do sử dụng bê tông và thép cường độ cao nên giảm tiết diện cốt thép dẫn đến giảm trọng lượng thuận tiện cho việc vận chuyển, thi công → Kinh tế hơn.
Một ưu điểm khác của cọc bê tông ly tâm ứng lực trước là sức chịu tải ngang lớn do bê tông trong cọc được ứng lực trước nên tăng khả năng chịu kéo của bê tông vì thế tăng khả năng chống thấm, chống ăn mòn.
Một khi công nghệ này trở nên phổ biến thì giá thành xây lắp sẽ giảm và ưu
điểm của phương pháp xử lý bằng cọc ly tâm Dựứng lực càng được nâng cao.
Vì những lí do nêu trên, học viên nhận thấy lựa chọn phương án cọc ly tâm DU71L là tiết kiệm, thuận lợi và hợp lý trên địa bàn huyện Thạnh Hoá, tỉnh Long An.
Những Hạn Chế Của Luận Văn Và Kiến Nghị Nghiên Cứu Tiếp Theo A Những hạn chế của luận văn:
Do thời gian có hạn, nên những nghiên cứu trên chỉ xoay quanh vấn đề giải pháp lựa chọn so sánh 2 phương án cọc tại huyện Thạnh Hoá. Chưa nghiên cứu trên phương diện rộng trên một số công trình dân dụng khác trong tỉnh Long An và các đại phương khác với kết cấu địa chất phức tạp hơn.
B Kiến nghị nghiên cứu tiếp theo:
Trong hướng nghiên cứu tiếp theo, tác giả muốn nghiên cứu biện pháp áp dụng thi công cọc ly tâm trên công trình dân dụng trên diện rộng. Từ đó sẽđưa ra đánh giá khả quan và khoa học hơn.
Từđó sẽđưa ra được cách nhìn tổng thể hơn về giải pháp thi công công trình xây dựng ở khu vực địa bàn huyện Thạnh Hoá nói riêng và địa bàn tỉnh Long An nói chung.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Châu Ngọc Ẩn, 2004, Cơ học đất, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. [2] Đậu Văn Ngọ, 2008, Giải pháp xử lý đất yếu, Tạp chí phát triển KH & CN số
11 – 2008.
[3] Lê Huy Bá, 2009, Tài nguyên đất Việt Nam, NXB Giáo dục Việt Nam.
[4] Nhóm chuyên môn CHĐ – Nền móng, 2006, Bài giảng Nền và Móng, ĐH Bách khoa Đà Nẵng.
[5] Nguyễn Uyên, 2004, Cơ sở địa chất, cơ học đất và nền móng công trình, NXB Xây dựng Hà Nội.
[6] Nguyễn Uyên, 2005, Xử lý nền đất yếu trong xây dựng, NXB Xây dựng. [7] Phạm Xuân, 1973, Những phương pháp xây dựng trên nền đất yếu, NXB Khoa học – Kĩ thuật.
[8] TCVN 9403:2012 (2012). Gia cố nền đất yếu- Phương pháp cọc, Bộ Xây Dựng.
[9] Tiêu chuẩn thiết kế công trình dân dụng (2005). Tiêu chuẩn ngành: 22TCN 272-2005,
[10] Nguyễn Viết Trung, Công nghệ mới xử lý nền đất yếu, NXB GTVT Hà nội - 1998.
[11] www.Tencate.com.
[12] TCVN 9403:2012 (2012). Gia cố nền đất yếu- Phương pháp trụ đất xi măng, Bộ Xây Dựng.
[13] Thiết kế và tính toán móng nông, Vũ Công Ngữ, Trường Đại Học Xây Dựng, 1998,
[14] TCXDVN 385 : 2006, Vụ Khoa học và Công nghệ Xây, Ban hành ngày 27/12/2006.
[15] Foundation Analysis and Design , Fifth Edition, Joseph E. Bowles, P.E , S.E .
[16] Krytian W.pilarczyk – Geosynthetics and Geosystems in Hydraulic and Coastal
Engineering.- A.A.BANKEMA/ROTTERDAM/BROOKFIELD/2000.
[17] LEE W.ABRAMSON, THOMAS. S. LEE, SUNIL SHARMA, GLENN M.BOY – Slope Stability and Stabilization Methods- John