Kết quả sức chịu tải của cọc theo phương pháp PDA được xác định sau khi phù hợp tín hiệu sóng thông qua hiệu chỉnh và phân bố lại sức kháng thành phần gồm sức kháng mũi của cọc và sức kháng bên. Trong đó, sức kháng thành phần theo PDA gồm sức kháng động và sức kháng tĩnh đã xác định theo thực tế từ dữ liệu đo sóng ứng suất. Vì vậy, sự sai khác giữa giá trị sức chịu tải của phương pháp PDA so với phương pháp nén tĩnh là do nguyên nhân này, sức chịu tải theo nén tĩnh chỉ có một thành phần sức kháng tĩnh.
Trong các trường hợp cọc nghiên cứu, kết quả các giá trị sức kháng thành bên nhận được từ dữ liệu đo sóng ứng suất chưa hợp lý với điều kiện địa tầng xây
dựng công trình tương ứng, đặc biệt là sức kháng bên của cọc, cần thiết phải xem xét sự khác biệt này. Chúng tôi tiến hành phân tích kết quả phân bố sức kháng bên của cọc theo phương pháp PDA nhận được sau khi phù hợp tín hiệu sóng ứng suất thể hiện qua giá trị Match Quality như sau:
- Thiết lập các biểu đồ thể hiện sức kháng bên của cọc tích lũy theo chiều sâu địa tầng.
- Thiết lập các biểu đồ sức kháng bên đơn vị của đất nền ứng với từng phần tử cọc theo độ sâu.
- Tương quan hình dạng các biểu đồ sức kháng và thuộc tính của các lớp địa tầng để đánh giá sự hợp lý của sự phân bố sức kháng của cọc theo phương pháp PDA.
Hình 3.62 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc G055
Hình 3.63 Phân bố ma sát đất nền của cọc G055
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Hình 3.64 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc G158
Hình 3.65 Phân bố ma sát đất nền của cọc G158
Hình 3.66 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc G282
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Hình 3.67 Phân bố ma sát đất nền của cọc G282
Hình 3.68 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc G455
Hình 3.69 Phân bố ma sát đất nền của cọc G455
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Hình 3.70 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc G561
Hình 3.71 Phân bố ma sát đất nền của cọc G561
Hình 3.72 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc P908
Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 11,6m Lớp 3: sét, nửa cứng, dày 11,5m Lớp 4: sét pha, nửa cứng, dày 2,5m Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Địa tầng:
Lớp 1: sét pha, cứng, dày 1m Lớp 2: cát pha, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 3: cát nhỏ, chặt vừa, dày 8,1m Lớp 4: sét, cứng, dày 7m
Hình 3.73 Phân bố ma sát đất nền của cọc P908
Hình 3.74 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc P925
Hình 3.75 Phân bố ma sát đất nền của cọc P925
Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 11,6m Lớp 3: sét, nửa cứng, dày 11,5m Lớp 4: sét pha, nửa cứng, dày 2,5m Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 11,6m Lớp 3: sét, nửa cứng, dày 11,5m Lớp 4: sét pha, nửa cứng, dày 2,5m
Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 11,6m Lớp 3: sét, nửa cứng, dày 11,5m Lớp 4: sét pha, nửa cứng, dày 2,5m
Hình 3.76 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc P952
Hình 3.77 Phân bố ma sát đất nền của cọc P952
Hình 3.78 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc P25
Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 17,9m Lớp 3: cát nhỏ, rời, dày 5,8m Lớp 4: sét pha cát, dẻo, dày 6,6m Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 11,6m Lớp 3: sét, nửa cứng, dày 11,5m Lớp 4: sét pha, nửa cứng, dày 2,5m
Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 11,6m Lớp 3: sét, nửa cứng, dày 11,5m Lớp 4: sét pha, nửa cứng, dày 2,5m
Hình 3.79 Phân bố ma sát đất nền của cọc P25
Hình 3.80 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc TP02
Hình 3.81 Phân bố ma sát đất nền của cọc TP02
Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13,2m Lớp 3: cát sét,chặt vừa, dày 7,6m Lớp 4: sét pha, dẻo cứng, dày 2m Lớp 5: cát pha, chặt vừa, dày 26,6m Lớp 6: cát nhỏ, chặt vừa, dày >10m
Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1,2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13,2m Lớp 3: cát sét,chặt vừa, dày 7,6m Lớp 4: sét pha, dẻo cứng, dày 2m Lớp 5: cát pha, chặt vừa, dày 26,6m Lớp 6: cát nhỏ, chặt vừa, dày >10m
Địa tầng:
Lớp 1: cát pha, chặt, dày 2m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 17,9m Lớp 3: cát nhỏ, rời, dày 5,8m Lớp 4: sét pha cát, dẻo, dày 6,6m
Hình 3.82 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc TN01
Hình 3.83 Phân bố ma sát đất nền của cọc TN01
Hình 3.84 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc TN02
Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m
Hình 3.85 Phân bố ma sát đất nền của cọc TN02
Hình 3.86 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc P3
Hình 3.87 Phân bố ma sát đất nền của cọc P3
Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m
Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m
Hình 3.88 Phân bố sức kháng bên tích lũy của cọc 04
Hình 3.89 Phân bố ma sát đất nền của cọc 04
Từ các biểu đồ biểu diễn sức kháng bên của cọc cũng như sức kháng đơn vị của đất nền ứng với từng phần tử cọc trong mô hình CAPWAP có thể xem xét sức kháng bên của cọc theo hai nhóm khác nhau gồm cọc bêtông cốt thép đúc sẵn và cọc khoan nhồi. Ở nhóm cọc bêtông cốt thép đúc sẵn, xem xét các nhóm cọc có cùng địa tầng, nhóm G055, G158, G282, G455, G561 và nhóm P908, P925, P952 có thể thấy rằng sự phân bố ma sát đơn vị của đất nền đối với các cọc cùng nhóm cho kết quả tương đồng nhưng giá trị sức kháng bên thì có sự khác biệt đáng kể. Sự khác biệt này thể hiện giá trị sức kháng động của đất, sức kháng động phụ thuộc vào thời gian, giá trị tải trọng động tác dụng lên cọc và quyết định vận tốc truyền sóng ứng suất trong thân cọc trong điều kiện cọc có cùng tiết diện, chiều dài và địa tầng.
Ở nhóm cọc khoan nhồi xem xét các cọc TN01, TN02, P3 là những cọc có cùng tiết diện, chiều dài lẫn địa tầng xây dựng. Có thể thấy rằng sự phân bố sức kháng bên
Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m Địa tầng:
Lớp 1: sét, dẻo mềm, dày 1m Lớp 2: bùn sét, chảy, dày 13m Lớp 3: cát sét, nửa cứng, dày 3,3m Lớp 4: sét, dẻo cứng, dày 7,7m Lớp 5: cát nhỏ, chặt vừa, dày 7,4m Lớp 6: sét pha, dẻo cứng, dày 1,5m Lớp 7: cát trung, chặt, dày >20m
của cọc có kết quả tương đồng nhưng sự phân bố sức kháng bên đơn vị của đất nền theo từng phần tử cọc rất phức tạp và không tuân theo qui luật do sự sai khác nhau về tiết diện cọc trong quá trình thi công cọc gây nên.
Từ đây có thể nhận thấy phương hướng nâng cao sự phù hợp tín hiệu sóng nhằm xác định chính xác sức chịu tải của cọc theo mô hình CAPWAP: cần thiết tối ưu hóa độ chính xác việc thu nhận sóng ứng suất tại hiện trường; trong quá trình phù hợp tín hiệu sóng việc phân bố lại sức kháng thành phần của cọc phải được căn cứ trên sự hợp lý với thuộc tính các lớp địa tầng mà cọc đi qua.
Để đánh giá sự phân bố các thành phần sức kháng của cọc theo phương pháp PDA cần thiết tổng hợp kết quả, lập bảng thể hiện giá trị sức kháng tổng của cọc cũng như sức kháng thành phần và đánh giá tỷ lệ sức kháng thành phần của cọc như bảng 3.10 và 3.11. Trong các trường hợp, sức chịu tải của cọc theo ma sát chiếm tỷ lệ đáng kể trong tổng sức chịu tải của cọc dao động trong phạm vi từ 50 – 82% đối với cọc đúc sẵn hạ cọc bằng phương pháp đóng hay ép, chiếm 75 – 85% trong cọc bêtông đổ tại chỗ thi công cọc bằng phương pháp khoan nhồi.
Bảng 3.10 Sức kháng thành phần của cọc theo phương pháp PDA Loại
cọc
Tên cọc
Sức kháng tổng Ru
(Tấn)
Sức kháng bên Rs
(Tấn)
Sức kháng mũi Rb
(Tấn)
Cọc BTCT
đúc sẵn
G055 173,20 101,99 71,20
G158 227,82 112,84 114,98
G282 251,87 171,04 80,93
G455 206,15 146,73 59,42
G561 228,88 171,18 57,70
P908 157,99 130,47 27,52
P925 146,47 88,02 58,46
P952 128,72 101,05 27,67
P25 240,24 172,11 68,13
Cọc khoan
nhồi
TP02 1653,84 1254,22 399,62
TN01 1099,28 940,91 158,37
TN02 961,42 788,90 172,53
P3 1014,59 810,43 204,16
04 1141,4 911,21 230,19
Bảng 3.11 Tỷ lệ phần trăm sức kháng thành phần của cọc theo PDA
Loại cọc
Tên cọc
Ru (Tấn)
Rs (Tấn)
Tỷ lệ % sức kháng bên
(%)
Rb (Tấn)
Tỷ lệ % sức kháng mũi
(%)
Cọc BTCT
đúc sẵn
G055 173,20 101,99 58,89 71,20 41,11
G158 227,82 112,84 49,53 114,98 50,47
G282 251,87 171,04 67,91 80,93 32,09
G455 206,15 146,73 71,18 59,42 28,82
G561 228,88 171,18 74,79 57,70 25,21
P908 157,99 130,47 82,58 27,52 17,42
P925 146,47 88,02 60,09 58,46 39,91
P952 128,72 101,05 78,05 27,67 21,95
P25 240,24 172,11 71,64 68,13 28,36
Cọc khoan
nhồi
TP02 1653,84 1254,22 75,84 399,62 24,16 TN01 1099,28 940,91 85,59 158,37 14,41 TN02 961,42 788,90 82,06 172,53 17,94 P3 1014,59 810,43 79,88 204,16 20,12
04 1141,4 911,21 79,83 230,19 20,17