2.3. CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TRONG MÓNG BÈ CỌC BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D
3.2.3. Ảnh hưởng của cọc
3.2.3.1. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây Ảnh hưởng của sơ đồ bố trí cọc & số lượng cọc
- Rabiei (2009) nghiên cứu ảnh hưởng của cách sắp xếp cọc dưới bè đến độ lún và sự phân phối mômen trong bè. Tác giả cho biết, khi cọc bố trí ở những vị trí ứng suất tập trung cao có tác dụng làm giảm lún lệch, ngƣợc lại ở những vị trí có ứng suất thấp làm tăng giá trị lún lệch nhiều. Điều này cho thấy ảnh hưởng của môment trong bè do việc bố trí cọc, bố trí cọc đúng vị trí cần thiết có thể phân phối đƣợc môment trong bè đồng đều.
- Oh et al. (2006) sử dụng phương pháp PTHH 3D, cho rằng độ lún tối đa của móng bè cọc phụ thuộc vào khoảng cách giữa các cọc và số lƣợng cọc. Chiều dày bè không ảnh hưởng gì đến lún tổng thể.
- Chow et al. (2001) sử dụng cách tiếp cận năng lƣợng tối thiểu để phân tích móng bè cọc. So sánh khoảng cách giữa các cọc lớn hơn và nhỏ hơn 3d, cho thấy đối với móng cọc nhỏ khi tăng khoảng cách cọc và giảm bớt số lƣợng cọc, thì lún lệch và mômen trong bè tăng lên đáng kể. Đối với móng lớn thay đổi khoảng cách giữa các cọc và số lƣợng cọc không quá nhạy cảm. Nói cách khác, khoảng cách lớn giữa các cọc có thể chấp nhận đƣợc với nhóm cọc lớn khi xét tới lún, mô men trong bè và phân phối tải trọng giữa cọc và bè.
- Tùy vào khoảng cách giữa các cọc mà cọc làm việc nhƣ một nhóm hoặc riêng rẽ như những cọc đơn: khoảng cách 3D đến 7D (ảnh hưởng nhóm), khoảng cách >
7D (ảnh hưởng riêng rẽ). Dựa trên yếu tố kinh tế cũng như thực tiễn, khoảng cách tối ưu giữa các cọc nên từ 3 đến 3,5 lần đường kính cọc.
Ảnh hưởng của đường kính cọc & chiều dài cọc
- 77 -
- Ziaie-Moayed et al. (2010) sử dụng phương pháp PTHH 3D nghiên cứu ảnh hưởng của sự thay đổi đường kính cọc đến việc giảm lún tổng thể và giảm lún lệch khi tải tác dụng không đều. Kết quả nghiên cứu cho thấy, nếu tại mũi cọc là đất cát chặt thì việc thay đổi đường kính cọc là rất hiệu quả. Nhưng dưới mũi cọc là đất yếu thì nên xét đến việc thay đổi chiều dài cọc.
- Poulos (2001) nhận thấy đối với bè dày 0,5m có 9 cọc, lún tổng thể, lún lệch, mômen trong bè đều giảm khi tăng chiều dài cọc, trong khi sự phân phối tải trọng vào cọc tăng lên. Phối hợp nghiên cứu số lƣợng cọc và chiều dài cọc, cho thấy tăng chiều dài cọc và giảm số lƣợng cọc đảm bảo sự làm việc của móng bè cọc hiệu quả hơn.
- Reul (2004) cho rằng tổng chiều dài tối thiểu của cọc dài có ảnh hưởng lún tối đa hơn là số lƣợng lớn các cọc ngắn.
- Tan et al. (1996) báo cáo về ảnh hưởng của móng bè cọc khi cọc có chiều dài khác nhau trên đất yếu. Kết quả quan trắc chỉ ra rằng để chống lún lệch, nên bố trí cọc dài tại tâm của móng và cọc ngắn hơn về phía mép móng, điều này hoàn toàn phù hợp với nghiên cứu của Reul và Randolph (2004)
- Chow và Small (2008) sử dụng kỹ thuật lớp hữu hạn để nghiên cứu móng bè cọc, khẳng định rằng việc sử dụng cọc có chiều dài và đường kính khác nhau có thể giảm lún tổng thể, lún lệch và phân bố tải dọc trục dọc thân cọc ở khu vực tâm móng.
3.2.3.2. Phân tích ảnh hưởng của bố trí cọc và số lượng cọc
Để đánh giá đƣợc việc bố trí cọc và lựa chọn số lƣợng cọc hợp lý, ta đƣa ra 5 sơ đồ bố trí cọc.
- 78 -
Sơ đồ 1 ( cọc bố trí tại tâm bè)
Sơ đồ 2 ( cọc bố trí tại chu vi bè) Sơ đồ 3 ( cọc bố trí tại tâm và chu vi bè)
- 79 -
Sơ đồ 4 ( cọc bố trí đều trên bè) Sơ đồ 5 ( cọc bố trí đều trên bè, tại tâm cọc dài hơn)
3.2.3.3. Nhận xét & kết luận
- Mô hình bố trí cọc hợp lí trong móng bè cọc là bố trí cọc dài tại tâm của móng và cọc ngắn hơn về phía mép móng, điều này hoàn toàn phù hợp với nhiều nghiên cứu trước đây.
- Sơ đồ bố trí cọc, khoảng cách giữa các cọc sẽ ảnh hưởng đến số lượng cọc. Mối liên hệ này đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất của móng bè cọc. Nó ảnh hưởng nhiều đến độ lún trung bình, độ lún lệch và sự phân chia tải trọng tác dụng lên cọc - đất nền.
- Nếu tại mũi cọc là đất cát chặt thì việc thay đổi đường kính cọc là rất hiệu quả.
Nhưng nếu dưới mũi cọc là đất yếu thì nên xét đến việc thay đổi chiều dài cọc.
- 80 -