Nghiên cứu ảnh hưởng việc thay đổi kích thước tiết diện ngang của cọc đến sức chịu tải của cọc (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI --- NGUYỄN VĂN THÀNH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VIỆC THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG CỦA CỌC ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI -

NGUYỄN VĂN THÀNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VIỆC THAY ĐỔI

KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG CỦA CỌC

ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Hà Nội - 2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI -

NGUYỄN VĂN THÀNH

KHÓA 2021 – 2023

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG VIỆC THAY ĐỔI

KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG CỦA CỌC

ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng

Mã ngành: 8.58.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

Hà Nội - 2023

LỜI CẢM ƠN

Để có thể hoàn thành đề tài nghiên cứu luận văn Thạc Sỹ một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự cố gắng, nỗ lực còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy

cô giáo trong khoa “Sau Đại Học”, cũng như sự ủng hộ từ gia đình, bạn bè

trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy giáo TS Phạm Đức Cường

đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành bài nghiên cứu này Xin bày tỏ lòng biết ơn đến quý thầy cô trong khoa Sau Đại Học trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội đã tận tình truyền đạt kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài nghiên cứu

Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn đến gia đình, các anh chị, bạn bè đồng nghiệp đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện

đề tài nghiên một cách hoàn chỉnh

Hà Nội, Ngày tháng năm 2023

Học viên

Nguyễn Văn Thành

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ảnh hưởng việc thay đổi kích thước tiết diện ngang của cọc đến sức chịu tải của cọc” là kết quả của quá trình nghiên cứu của tôi, dưới sự hướng dẫn của thầy TS Phạm Đức Cường, không sao chép kết quả của bất kì đề tài nghiên cứu nào trước đó Bài nghiên cứu có tham khảo các tài liệu, thông tin theo danh mục tài liệu tham khảo

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Văn Thành

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục, bảng biểu

Danh mục hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU 1

Lý do chọn đề tài 1

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2

Phương pháp nghiên cứu đề tài 2

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2

Cấu trúc luận văn 2

NỘI DUNG 4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG CỦA CỌC 4

1.1 Các hình dạng của cọc bê tông cốt thép 4

1.2 Khả năng chịu lực của cọc có các hình dạng khác nhau 8

1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến sức chịu tải 19

1.5 Ảnh hưởng của thời gian 19

1.6 Ảnh hưởng của tiết diện cọc thay đổi theo chiều dài cọc 22

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN NGANG 25

2.1 Các phương pháp xác định sức chịu tải 25

2.1.1 Xác định sức chịu tải của cọc TCVN 10304 25

2.1.2 Tính toán cọc chịu tác dụng đồng thời lực thẳng đứng, lực ngang và momen TCVN 10304 29

2.2 Xác định sức chịu tải của cọc , phân tích các phương pháp theo Nordlund và Tomlinson [8] 32

2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của đường kính cọc đến sự thay đổi hệ số phản lực nền trong tính toán [11] 49

CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH HIỆU QUẢ VIỆC THAY ĐỔI KÍCH THƯỚC TIẾT DIỆN CỦA CỌC ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 58

3.1 Xác định sức chịu tải tính toán trên phần mềm Geo 5 58

3.1.1 Giới thiệu phần mềm Geo 5 58

3.1.2 Phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng trong phần mềm 59

3.1.3 Mô hình đất nền trong phần mềm Geo 5 60

3.2 So sánh kết quả phân tích sức chịu tải của cọc thay đổi kích thước tiết diện với tiết diện không thay đổi kích thước trên phần mềm Geo 5 61

3.2.1 Tính toán cọc không thay đổi tiết diện 63

3.2.2 Tính toán cọc thay đổi tiết diện 67

3.3 Tổng hợp kết quả tính toán từ phần mềm Geo 5 71

3.4 Các phương án khảo sát tăng tỷ lệ về chiều dài và đường kính đạt hiệu quả cao nhất 74

3.5 Áp dụng công trình thực tế 80

3.5.1 Giới thiệu công trình 80

3.5.2 Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn 81

3.5.3 Giải pháp mặt bằng móng 86

3.5.4 Chọn vật liệu làm cọc, tiết diện cọc, chiều dài cọc 87

3.6 Tính toán lựa chọn cọc và so sánh phương án cọc thay đổi tiết diện không thay đổi tiết diện áp dụng cho công trình thực tế 87

3.6.1 Mô hình tính toán 87

3.6.2 Kết quả từ mô hình 88

3.7 Đánh giá phân tích hiệu quả sử dụng cọc thay đổi kích thước tiết diện 92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93

Kết Luận ……… 93

Kiến nghị 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT Ký hiệu,

viết tắt Tên đầy đủ

Chương I

15 u Chu vi tiết diện cọc

thời gian gấp mười lần

32 𝑅𝑠𝑐 Cường độ tính toán về nén cốt thép

“i” trên thân cọc

82 E ref Mô đun đàn hồi của vật liệu trong thí nghiệm nén

99 WL Giới hạn chảy của đất dính

diện

tiết diện

diện

Bảng 3.11 Kết quả tỷ lệ chuyển vị trong nhóm khảo sát

Khazin, A.S Golovachev và A A Orel [9]

ngang [9]

Terzaghi [9]

Hình 1.14 Các hình dạng khác nhau [10]

Hình 2.1 Biểu đồ xác định hệ số 𝛼𝑝và fL [3]

[8]

đất [8]

kiện tải trong [8]

Hình 2.10 Sơ đồ tính giá trị fi cho đất bụi và đất bùn [8]

Hình 2.14 Lực ngang QZ và momen uốn Mz trong một mặt cặt tùy ý

của cọc ở độ sâu z dưới tác động của ngoại lực [11]

sát

Hình 3.16 Mô hình cọc D600

và chu vi

Như vậy, nếu xem xét đầy đủ các đặc trưng của hình dạng tiết diện cọc trong việc xác định giải pháp móng cọc thì có thể có giải pháp móng hợp lý hơn với khối lượng cọc ít hơn với độ ổn định cao hơn, sẽ giảm chi phí xây dựng cho công trình, tiết kiệm cho xã hội một nguồn lực lớn Đặc biệt trong tương lai, quy mô tính chất tải trọng công trình ngày càng phức tạp đa dạng, yêu cầu bảo vệ môi trường ngày càng cao, quỹ đất xây dựng công trình ngày càng hạn chế, khi đó, thay đổi cọc tiết diện tròn và vuông bằng tiết diện khác là cách đơn giản nhất để đáp ứng các yêu cầu đặt ra trong tương lai Tuy nhiên, trong các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành về móng cọc, việc xem xét yếu tố đặc trưng của hình dạng vẫn còn rất hạn chế Do đó, nghiên cứu ảnh hưởng việc thay đổi kích thước tiết diện ngang của cọc đến sức chịu tải của làm cơ sở cho tính toán lựa

2

chọn cọc để nâng cao hiệu quả áp dụng móng cọc trong xây dựng công trình là rất thiết thực cho hiện tại và tương lai

 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

- Làm sáng tỏ yếu tố đặc trưng cho việc thay đổi kích thước tiết diện ngang của cọc đến sức chịu tải của cọc

 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu sự thay đổi kích thước tiết diện ngang

của cọc ảnh hưởng đến sức chịu tải của cọc

- Phạm vi nghiên cứu: Cọc BTCT tiết diện tròn thay đổi kích thức ngang

 Phương pháp nghiên cứu đề tài

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Thu thập, nghiên cứu, vận dụng tài liệu, kinh nghiệm trong và ngoài nước

- Phương pháp so sánh và phân tích các kết quả tính toán

- Phương pháp chuyên gia

- Phương pháp mô hình hóa với việc sử dụng phần mềm chuyên ngành Địa kỹ thuật

 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: Góp phần sáng tỏ bản chất sự hình thành sức chịu tải

của cọc thay đổi kích thước tiết diện ngang

- Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần giải quyết các vấn đề lựa chọn giải pháp nền

móng hợp lý trong thiết kế thi công công trình

 Cấu trúc luận văn

Luận văn gồm có danh mục các bảng, biểu, sơ đồ, hình vẽ minh họa; phần

mở đầu, ba chương, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo Trong đó, cụ thể

3 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về thay đổi kích thước tiết diện ngang của cọc

3

Chương 2: Nghiên cứu sức chịu tải của cọc thay đổi kích thước tiết diện ngang

Chương 3: Phân tích hiệu quả việc thay đổi kích thước tiết diện của cọc

đến sức chịu tải của cọc

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

-Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.1 - Nhà F - Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Đ/c: Km 10 - Nguyễn Trãi - Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Edited with the trial version of Foxit Advanced PDF Editor

To remove this notice, visit:

www.foxitsoftware.com/shopping

sơ đồ tính toán và đưa ra giải pháp tối ưu về kinh tế;

 Nghiên cứu thực tế cho thấy sử dụng phần mềm Geo 5 là phù hợp đánh giá gần tương đương với sức chịu tải của cọc;

 Tỷ lệ chiều dài và đường kính hợp lý phát huy khả năng chịu lực của cọc

và kinh tế cao ta nên lựa chọn đường kính D1>1.5D2 và chiều L2 >2L1

 Kiến nghị

Trong quá trình thực hiện nghiên cứu, Em đã nỗ lực nghiên cứu, cố gắng

xử lý tài liệu có liên quan để hoàn thành tốt nhiệm vụ của luận văn Bài nghiên cứu đã đạt được một số kết quả nhất định Do thời gian hạn chế, bài nghiên cứu mới chỉ đề cập, chưa giải quyết hoàn chỉnh vấn đề liên quan tới bài toán, gồm có:

 Lý thuyết phân tích hợp lý hóa thay đổi kích thước tiết diện ngang của cọc mới chỉ thực hiện trên cơ sở các điều kiện tương đối lý tưởng như: địa chất đồng nhất, tải trọng thẳng đứng phân bố đều Cọc trong phân tích mới dừng lại ở hình dạng tròn, chưa đề cập được đối với các dạng hình dạng phức tạp

 Nền đất của nước ta thường có một phân bố điển hình là có một lớp đất cứng ở phía dưới Nên điều kiện giả thiết nền đồng nhất thường không chính xác vì vậy chúng ta cần:

 Cần có những nghiên cứu tiếp theo về các trường hợp khác, các điều kiện biên mà luận văn chưa xét tới

 Cần có các thiết kế và thí nghiệm thực tế để kiểm chứng lại sự làm việc của cọc

 Cần đưa ra các sơ đồ bố trí đường kính cọc mang tính chất điển hình

 Khi quyết định áp dụng lý thuyết nói trên cho thực tế công trình cần có

sự kiểm chứng từ nhiều tính toán khác nhau, đảm bảo dự đoán tương đối chính xác sự làm việc của cọc trước khi đưa vào áp dụng trong thực tế công trình

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt

1 Bộ Xây Dựng (2014) TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế

2 Bộ Xây Dựng (2012) TCVN 9394:2012 Đóng và ép cọc - Thi công và

nghiệm thu

3 Bộ Xây Dựng (2012) TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi - Thi công và

nghiệm thu

4 Bộ Xây Dựng (1998) TCXD 205:1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế

5 Bạch Vũ Hoàng Lan (2017) Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Hiệu Ứng Nhóm Đến Khả Năng Chịu Tải Dọc Trục Và Độ Lún Của Nhóm Cọc Thẳng Đứng” luận án TS kỹ thuật

6 Vũ Công Ngữ (2004) ThS Nguyễn Thái Móng cọc phân tích và thiết kế NXB Khoa học và Kỹ thuật

7 Nguyễn Uyên (2003) Địa chất thuỷ văn công trình – NXB Xây dựng, Hà Nội

Tiếng Anh

8 Tomlihson M.J Pile Design and Construction Practice, Viewpoint Publications, London, 1977, 1981 edition, 1987 edition, 1991 edition, 1994 edition, 1995 edition, 1998 edition, 2008 edition

9 Broms B B Methods of calculating the ultimate bearing capacity ofpilesin summary// Piles- a New Force Change and Bearing Capacity Calculation No

35 Swedish geotechnical institute Stockholm, 1970, 11

10 Otsenka nesuschey sposobnosti svay metody raschetai problematika

11 Gaisin A.Z., Krutyaev S.A., Glazachev A.O

12 SP 24.13330.2011