PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ CƠ SỞ XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ SỨC KHÁNG CỌC KHOAN NHỒI MÓNG MỐ TRỤ CẦU Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ế của các nước tiến tiến ở châu Âu, Nhật Bản,.... và đặc biệt là ở Mỹ. Ở Việt Nam, trong hơn hai thập kỷ qua, cùng với sự phát triển kết cấu hạ tầng có quy mô lớn trên nền đất yếu hoặc trong các đô thị, móng cọc khoan nhồi đã và đang trở thành một trong những giải pháp móng cọc thường được lựa chọn nhất và một trong những nơi sử dụng nhiều nhất là ở khu vực Tp.HCM. Tuy nhiên, đến nay chưa có cơ sở xác định lại các hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu trên cơ sở phân tích đặc trưng thống kê và phân tích độ tin cậy theo lý thuyết tiên tiến hiện nay. Do vậy, việc nghiên cứu cơ sở xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu nói riêng và kết cấu cầu nói chung trên cơ phân tích độ tin cậy đang là vấn đề thời sự được các nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam quan tâm. Đó chính là lý do mà nghiên cứu sinh chọn đề tài này để nghiên cứu.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

NGÔ CHÂU PHƯƠNG

PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG VÀ CƠ SỞ XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ SỨC KHÁNG CỌC KHOAN NHỒI MÓNG

MÃ SỐ: 62.58.02.05.03

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội-2014

Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Cầu-Hầm, Khoa Công trình

Trường Đại học Giao thông vận tải

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Trần Đức Nhiệm

2 PGS.TS Nguyễn Ngọc Long

Phản biện 1: GS.TSKH Nguyễn Như Khải,

Phản biện 2: GS TSKH Nguyễn Đông Anh,

Phản biện 3: TS Đỗ Hữu Thắng,

Luận án được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường theo quyết định số 1359/QĐ-ĐHGTVT ngày 17 tháng 06 năm 2014 của Hiệu trưởng Trường Đại học Giao thông vận tải vào hồi vào hồi:

…… giờ…… ngày… tháng… năm 2014

Có thể tìm hiểu luận án tại:

MỞ ĐẦU

Bằng việc nghiên cứu, ứng dụng lý thuyết xác suất thống kê và lý thuyết

độ tin cậy trong lĩnh vực nền móng công trình, luận án đã đề nghị mô hình xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu trên cơ sở đặc trưng thống kê của tỷ số giữa giá trị thực đo và giá trí dự tính của hai đại

lượng sức kháng (R) và hiệu ứng tải (Q) Từ đó, qua phân tích xác định đặc

trưng thống kê của đại lượng sức kháng dựa trên 24 bộ số liệu thí nghiệm thử tải tĩnh nén dọc trục cọc khoan nhồi, thi công theo phương pháp ướt (vữa sét) trong nền đất hỗn hợp loại dính và rời ở khu vực Tp.HCM, luận

án đã xác định được hệ số sức kháng cho bốn phương pháp tính toán sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu theo điều kiện cường độ đất nền

Lý do chọn đề tài luận án:

Công nghệ cọc khoan nhồi đã được sử dụng đầu tiên ở Mỹ (1890), trên thế giới (1950) và ở Việt Nam (1990), nhưng lý thuyết tính toán lại phát triển chậm hơn Một trong những xu hướng hiện nay trên thế giới là nghiên cứu những vấn đề mới về ứng dụng lý thuyết xác suất thống kê và lý thuyết

độ tin cậy để hiệu chỉnh lại hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu trên cơ sở đặc trưng thống kê của tỷ số giữa giá trị thực đo và giá trí dự

tính của hai đại lượng ngẫu nhiên sức kháng (R) và hiệu ứng tải (Q) từ các

dự án thực tế với số lượng đủ lớn Các kết quả nghiên cứu đã từng bước được sử dụng để cập nhật, bổ sung đưa vào các bộ tiêu chuẩn, chỉ dẫn thiết

kế của các nước tiến tiến ở châu Âu, Nhật Bản, và đặc biệt là ở Mỹ

Ở Việt Nam, trong hơn hai thập kỷ qua, cùng với sự phát triển kết cấu

hạ tầng có quy mô lớn trên nền đất yếu hoặc trong các đô thị, móng cọc khoan nhồi đã và đang trở thành một trong những giải pháp móng cọc thường được lựa chọn nhất và một trong những nơi sử dụng nhiều nhất là ở

khu vực Tp.HCM Tuy nhiên, đến nay chưa có cơ sở xác định lại các hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu trên cơ sở phân tích đặc trưng thống kê và phân tích độ tin cậy theo lý thuyết tiên tiến hiện nay

Do vậy, việc nghiên cứu cơ sở xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu nói riêng và kết cấu cầu nói chung trên cơ phân tích độ tin cậy đang là vấn đề thời sự được các nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam quan tâm Đó chính là lý do mà nghiên cứu sinh chọn đề tài này để nghiên cứu

Tên đề tài luận án: “Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và cơ sở xác định

các hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu ở khu vực thành phố

Hồ Chí Minh”

Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu xác định hệ số sức kháng theo điều

kiện cường độ đất nền tương ứng với các phương pháp dự tính sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu trong một số tiêu chuẩn thiết kế hiện hành

Đối tượng nghiên cứu: Cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu

Phạm vi nghiên cứu: Sức kháng dự tính và sức kháng thực tế từ hồ sơ

thí nghiệm thử tải tĩnh nén dọc trục cọc khoan nhồi ở khu vực thành phố

Hồ Chí Minh trên nền đất hỗn hợp loại dính và rời (cát, cát pha, sét, bùn sét, sét pha, ), thi công theo phương pháp ướt; nghiên cứu xác định hệ số sức kháng chung theo điều kiện cường độ đất nền cho bốn phương pháp dự tính sức kháng đỡ dọc trục cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu: 1) Phương pháp của Nga trong TCXDVN 205-98; 2) Phương pháp của Nhật (JRA

2002 SHB -Part IV); 3) Phương pháp Reese&O'Neill (1988) và 4) Phương pháp O'Neill&Reese (1999) Các vấn đề nghiên cứu về đặc trưng thống kê tải trọng, hệ số sức kháng đỡ chung cho các loại nền đất, địa phương và loại công trình khác cũng như hệ số sức kháng đỡ dọc bên thân cọc, mũi cọc là những vấn đề lớn chưa thực hiện ở luận án này và được kiến nghị cho hướng nghiên cứu tiếp theo

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

- Ứng dụng lý thuyết tiên tiến về phân tích thống kê và độ tin cậy, đề nghị mô hình xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu trên cơ sở đặc trưng thống kê của tỷ số giữa giá trị thực đo và giá trí dự tính

của hai đại lượng sức kháng (R) và hiệu ứng tải (Q);

- Luận án đã phân tích xác định đặc trưng thống kê của tỷ số giữa giá trị thực đo và giá trị dự tính sức kháng; xác định hệ số sức kháng cho bốn phương pháp dự tính sức kháng cọc khoan móng mố trụ cầu từ 24 bộ hồ sơ thí nghiệm thử tải tĩnh cọc khoan nhồi trong nền đất loại đất hỗn hợp dính

và rời ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh và các số liệu vận dụng khác

- Một số kết quả nghiên cứu của luận án có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo trong công tác nghiên cứu thiết kế và thi công đánh giá sức kháng đỡ cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh và có thể cho các vùng có địa chất tương tự

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Cọc khoan nhồi và ứng dụng trong xây dựng cơ sở hạ tầng

1.1.1 Khái niệm chung, đặc điểm kết cấu và công nghệ đặc trưng

Cọc khoan nhồi của móng mố trụ cầu (gọi tắt cọc khoan nhồi): Là một

bộ phận của móng mố, trụ cầu; được thi công bằng cách đổ bê tông tươi trong lỗ khoan sẵn có hoặc không có cốt thép Cọc khoan nhồi tiếp nhận các tải trọng từ bệ móng rồi truyền sâu xuống đất nền xung quanh và mũi cọc

Phương pháp thi công cọc khoan nhồi ướt (phương pháp ướt): Khoan tạo lỗ và đúc cọc trong môi trường nước hoặc bùn khoan và có một đoạn ống vách ngắn tạm ở miệng lỗ khoan Áp dụng nền đất dính, rời và có mực nước ngầm cao

Cọc khoan nhồi có thể là cọc có tiết diện hình trụ không đổi trong suốt chiều dài cọc, loại cọc này được gọi là cọc khoan nhồi đơn giản; hay có hình trụ khoan bình thường nhưng khi gần đến đáy thì dùng gầu đặc biệt để

mở rộng đáy hố khoan

1.1.2 Tình hình sử dụng cọc khoan nhồi ở trong và ngoài nước

Qua phân tích, nhận thấy như cầu sử dụng sử dụng cọc khoan nhồi trong và ngoài nước ngày càng tăng Hầu như các giải pháp móng cho công trình giao thông, dân dụng và công nghiệp có quy mô vừa đến lớn ở Việt Nam đều sử dụng móng cọc khoan nhồi

1.1.3 Hiện trạng và đặc điểm sử dụng cọc khoan nhồi ở khu vực Tp.HCM Qua phân tích, nhân thấy giải pháp móng cọc khoan nhồi cho công trình xây dựng ở đây cũng được sử dụng rất nhiều trong những năm gần đây Hầu hết các cọc khoan nhồi được thi công theo phương pháp ướt (trong vữa sét) xuyên qua các tầng đất hỗn hợp loại dính và rời đan xen nhau, các lớp đất này

có khả năng chịu lực từ rất yếu, trung bình và đến tốt

1.1.4 Một số đặc điểm kết cấu, công nghệ cọc khoan nhồi ở Việt Nam

Do đặc điểm của công nghệ, tính phức tạp của địa chất; trình độ kinh nghiệm của các bên tham gia trong việc quản lý, thiết kế và thi công có giới hạn và nhất là hệ thống các quy trình, tiêu chuẩn còn đang trong qua trình hội

nhập chưa hoàn thiện và còn nhiều tồn tại Từ đó dẫn chất lượng của cọc khoan nhồi hay sức kháng của cọc khoan nhồi phụ thuộc rất nhiều các yếu tố như vừa

nêu

1.2 Tính toán thiết kế cọc khoan nhồi trên cơ sở độ tin cậy theo phương pháp hệ số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFD)

Phương pháp thiết kế theo LRFD là phương pháp thiết kế dựa trên độ tin cậy,

khi đó các hiệu ứng tải có hệ số riêng (Qtk) không được vượt quá các sức kháng

có hệ số riêng (Rtk)

Qua phân tích lịch sử phát triển các triết lý thiết kế và tiêu chuẩn thiết kế như theo ứng suất cho phép (ASD), tải trọng phá hoại (LSD; LFD), theo lý thuyết độ tin cậy (RBD) và theo phương pháp các hệ số độ tin cậy riêng hay hệ

số tải trọng và hệ số sức kháng (LRFD), nhận thấy tính toán thiết kế móng cọc khoan nhồi theo phương pháp LRFD là phương pháp tiên tiến, tin cậy

đã và đang được nhiều nước trên thế giới sử dụng

cọc khoan nhồi mố trụ cầu ở nước ngoài trên cơ sở đảm bảo độ tin cậy 1.4 Phân tích các công trình nghiên cứu ứng dụng LRFD và xác định

hệ số sức kháng trong tính toán thiết kế kết cấu công trình cầu ở Việt Nam

kháng đỡ cho đất dính và rời

05 phương pháp từ những năm trước

1988

01 phương pháp O'Neill&Reese (1999)

Mỹ, trong đó có Việt Nam

Một số tồn tại của các công trình nghiên cứu khoa học liên quan:

- Công trình nghiên cứu về hiệu chỉnh hệ số sức kháng đỡ cho móng sâu của nhóm tác giả Paikowsky và cộng sự (2004): Chưa đề cập đến hệ số sức kháng của phương pháp O'Neill&Reese (1999), chỉ đề cập đến phương pháp Reese&O'Neill (1988) cho điều kiện đất hỗn hợp cát và sét trên cơ sở

44 kết quả thử tải cọc khoan nhồi ở bang Florida

- Liang (2009): Đã đề xuất hệ số sức kháng cho phương pháp

O'Neill&Reese (1999), nhưng chỉ đề xuất cho điều kiện đất cát, đất sét ở

Mỹ

- Murad và cộng sự (2013): Đã đề xuất hệ số sức kháng cho phương pháp O'Neill&Reese (1999) cho điều kiện đất hỗn hợp loại dính và rời ở bang Louisiana&Mississipi trên cơ sở 34 kết quả thử tải cọc khoan nhồi, nhưng có đến 26 giá trị ngoại suy kết quả thử tải tĩnh do chưa thử đến phá hoại cọc

- Trong nước vẫn chưa có công trình nghiên cứu nào liên quan đến mục tiêu nghiên cứu của luận án này

Từ các vấn đề tồn tại nêu trên, nghiên cứu sinh đề nghị mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu của luận án như mục 1.6 và 1.7

Nghiên cứu định lượng các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả dự tính sức kháng của bốn phương pháp dự tính sức kháng so với sức kháng thực tế hiện trường của cọc khoan nhồi theo điều kiện đất nền ở khu vực Tp.HCM

Có nghĩa là nghiên cứu xác định đặc trưng thống kê của tỷ số giữa sức

kháng thực đo và dự tính (biến gộp sức kháng, λR);

Nghiên cứu cơ sở xác định hệ số sức kháng và đề nghị hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu theo điều kiện cường độ đất nền ở khu vực Tp.HCM cho bốn phương pháp dự tính sức kháng

Nghiên cứu cơ sở xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu bằng lý thuyết xác suất thống kê và lý thuyết độ tin cậy tiên tiến Cụ thể, từ việc khảo sát thu thập 24 bộ hồ sơ thí nghiệm thử tải tĩnh cọc khoan nhồi ở khu vực Tp.HCM, tiến hành nghiên cứu xác định đặc trưng thống kê

của tỷ số giữa sức kháng thực đo và dự tính (biến gộp sức kháng, λR); từ đó nghiên cứu xác định hệ số sức kháng cho bốn phương pháp dự tính sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu trên cơ sở phân tích độ tin cậy

Chương 2 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HỆ SỐ SỨC KHÁNG CỌC KHOAN NHỒI THEO LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY

Theo AASHTO LRFD, định nghĩa hệ số sức kháng đỡ dọc trục cọc khoan nhồi theo điều kiện cường độ đất nền là hệ số được xác định dựa trên cơ sở đặc trưng thống kê của sức kháng danh định, chủ yếu được tính toán từ sự biến thiên các tham số đặc trưng của đất nền quanh cọc, kích thước cọc, trình độ tinh thông (chuyên nghiệp) của con người-thiết bị tham gia các giai đoạn thực hiện dự án và tính bất định của phương pháp dự tính sức kháng danh định; nhưng cũng liên quan đến đặc trưng thống kê về hiệu ứng tải thông qua quá trình xác định

2.1.1 Xác định cỡ mẫu tối thiểu

Uớc tính cỡ mẫu theo công thức: (2.1)

trong đó σ và zα/2, z θ là độ lệch chuẩn chung và độ lệch chuẩn với xác

suất sai lầm α, θ từ phân phối chuẩn; ɛ là sai số cho phép; C là hằng số liên

quan đến xác suất sai lầm loại I và loại II

Ví dụ xác định cỡ mẫu cho luận án: Với một số phương pháp dự tính sức kháng đỡ cọc khoan nhồi chấp nhận sai số dự tính trung bình khoảng

50% (=1/FS, FS =2: hệ số an toàn) với khoảng tin cậy 0,95 (tức α=0,05) và

θ = 0,2 Các nghiên cứu trước cho biết độ lệch chuẩn của biến gộp kháng từ

0,27-0,74 Như vậy, hệ số ảnh hưởng là: ES = 0,5/0,74 = 0,456 và hằng số

C=7,85 Áp dụng công thức (2.1) để ước tính cỡ mẫu cần thiết cho nghiên cứu:

Đối chiếu với khuyến cáo của Murad (2013), số cọc thử nghiệm tối thiểu cho vùng nghiên cứu là ≥ 20 cọc Như vậy, với 24 bộ hồ sơ thí nghiệm thử tải tĩnh nén dọc trục cọc khoan nhồi ở khu vực Tp.HCM có thể coi là đủ cơ sở tin cậy cho phân tích nghiên cứu nhằm đáp ứng mục tiêu của luận án đề ra

2.1.2 Phương pháp kiểm định phân phối xác suất phù hợp cho biến gộp ngẫu nhiên

Qua phân tích, kiến nghị sử dụng phương pháp Shapiro-Wilk hoặc Pearson chi-square (khi cỡ mẫu nhỏ hơn 50) với nguyên tắc: nếu phân phối

2 /2

n

thực nghiệm phù hợp với phân phối lý thuyết giả định (chuẩn hay loga,…)

khi mức xác suất phù hợp (P) có giá trị lớn hơn 0,05

2.1.3 Phương pháp hiệu chỉnh đặc trưng thống kê cho biến gộp ngẫu nhiên Đối với kết cấu nền móng công trình thì quy luật phân phối xác suất của biến gộp ngẫu nhiên này thường phù hợp hoặc gần phù hợp với luật phân phối chuẩn hoặc loga chuẩn

Qua nghiên cứu, đề nghị áp dụng

hai phương pháp hiệu chỉnh đặc

trưng thống kê cho dạng phân phối

loga theo nguyên tắc (Allen, 2005):

Dựa trên đồ thị các hàm xác suất tích

lũy mô phỏng để xem xét sự phù hợp

theo một trong 2 trường hợp, 1) Phù

hợp với toàn bộ dữ liệu thu thập

(Phương pháp FTAD -Fit To All

Data) hoặc 2) chỉ cần phù hợp với

vùng có giá trị bé của đuôi phân phối

(Phương pháp BFTT-Best fit to tail)

(Hình 2.1)

Hình 2.1 Hàm mật độ xác suất tích lũy của biến gộp sức kháng

Khi phân tích độ tin cậy, xác suất sự cố công trình là điều kiện mà trạng thái giới hạn đạt đến Các hệ số điều chỉnh được lựa chọn để đảm bảo mỗi trạng thái giới hạn có xác suất xảy ra sự cố rất nhỏ và chấp nhận được Các

hàm mật độ xác suất của hiệu ứng tải (Q) và sức kháng (R) với giả định là

hai biến độc lập phân phối chuẩn (Hình 2.2) Biên độ an toàn hay hệ số an

toàn là sự khác biệt giữa R và Q, đại lượng định lượng cho sự an toàn là độ tin cậy hoặc xác suất an toàn, P s:

Chỉ số độ tin cậy xác định thông qua số trung bình và độ lệch chuẩn sau:

Hình 2.2 Đồ thị các hàm mật độ xác suất phân phối chuẩn xác suất phân phối loga chuẩn Hình 2.3 Đồ thị hàm mật độ

Nếu R và Q theo luật phân phối loga chuẩn thì quãng an toàn, G, được

2.3 Các phương pháp xác định hệ số sức kháng đỡ dọc trục cọc khoan nhồi mố trụ cầu

Luận án đã nghiên cứu 4 phương pháp xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi: Phương pháp phù hợp với hệ số an toàn của triết lý thiết kế ứng suất cho phép (ASD); phương pháp mô men thứ cấp bậc nhất (FOSM); phương pháp độ tin cậy bậc nhất (FORM); phương pháp Monte Carlo (MCS) Sau khi phân tích ưu nhược điểm của 4 phương pháp này, kiến nghị chọn phương pháp Monte Carlo phân tích xác định hệ số sức kháng

Quãng an toàn, G, được sử dụng để xác định các hệ số sức kháng khi

các đại lượng R và Q theo luật phân phối loga chuẩn:

L

Q Q

R Q G

Q Q

2 Lựa chọn các tham số thống kê của hiệu ứng tải thiết kế (Q) và các

hệ số tải trọng: đại diện là biến gộp tải tĩnh (λD) và hoạt tải (λL), được vận

dụng theo AASHTO LRFD

3 Phân tích đặc trưng thống kê sức kháng (R): đại diện là biến gộp sức

kháng, λ R, là tỷ số giữa sức kháng đỡ cực hạn thực đo (Rtd) và sức kháng đỡ danh định dự tính (R dt):

a Xác định sức kháng đỡ cực hạn thực đo, Rtd từ kết quả thử tải tĩnh phá hoại cọc theo điều kiện đất nền, là giá trị tải trọng thử tại điều kiện độ lún cọc bằng 5% đường kính cọc hoặc cọc bị lún chìm (AASHTO LRFD

2012, TCVN 9393-2012);

b Dự tính sức kháng danh định (Rdt) theo lý thuyết tính toán;

c Tính toán biến gộp, λR =R td /R dt;

d Phân tích, tính toán các tham số thống kê (μ, σ) và kiểm định dạng

hàm mật độ phân phối (chuẩn, loga, ) phù hợp cho λ R;

4 Phân tích xác định hệ số sức kháng đỡ cọc khoan nhồi (ϕ) trên cơ sở phân tích độ tin cậy theo phương pháp mô phỏng Monte Carlo với chỉ số độ

tin cậy mục tiêu cần thỏa mãn, β t;

5 Kiến nghị hiệu chỉnh hệ số sức kháng cho phương pháp tính toán Trình tự nêu trên được mô tả bằng mô hình như ở Hình 2.4

Hình 2.4.Mô hình phân tích xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi trên cơ sở đảm bảo mức độ chỉ số độ tin cậy mục tiêu

 Định nghĩa điều kiện phá hoại cọc khoan nhồi theo

điều kiện đất nền (từ tiêu chuẩn thiết kế AASHTO

thực đo, R td và sức kháng đỡ danh định dự tính, R dt Vận dụng các đặc trưng thống kê cho biến

gộp tĩnh tải (λ D ) và hoạt tải (λ L) theo AASHTO LRFD

 Phân tích, tính toán các đặc trưng thống kê

(μ, σ, V) và kiểm định dạng hàm mật độ phân phối

(chuẩn, loga, ) phù hợp cho λ R

Tính chỉ số độ tin cậy, β và xác suất

sự cố, P f

 Lựa chọn chỉ số độ tin cậy mục tiêu, βt

(tham khảo AASHTO LRFD: βt=3,0)

 Phân tính xác định hệ số sức kháng, ϕ theo

phương pháp Monte Carlo (MCS) hoặc phương

pháp độ tin cậy bậc nhất (FORM)

 So sánh, đánh giá kết quả nghiên cứu hệ số

sức kháng với các kết quả nghiên cứu khác

11 Kiến nghị hiệu chỉnh hệ số sức kháng cho cho phương pháp dự tính sức kháng đỡ dọc dọc trục theo điều kiện cường độ đất nền

 Đánh giá chỉ

số độ tin cậy

Kết quả nghiên cứu chương 2

- Kiến nghị sử dụng biến gộp ngẫu nhiên tương đối của sức kháng (λR)

với cỡ mẫu tối thiểu là 20 để phân tích đặc trưng thống kê Khi lựa chọn hàm phân phối xác suất (tích lũy) cần xem xét giữa 2 hàm phân phối tích lũy mô phỏng phù hợp với toàn bộ giá trị thực (FTAD) và hàm phân phối tích lũy mô phỏng hiệu chỉnh phù hợp với vùng giá trị thực ở đuôi phân phối (BFTT)

- Kiến nghị sử dụng phương pháp mô phỏng Monte Carlo để phân tích

độ tin cậy làm cơ sở cho việc phân tích xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi và dùng phương pháp độ tin cậy bậc nhất (FORM) để kiểm tra đối chứng

- Đề nghị trình tự và mô hình xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi móng mố trụ cầu như ở mục 2.4

Chương 3 PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ

SỐ SỨC KHÁNG CỌC KHOAN NHỒI MÓNG MỐ TRỤ CẦU Ở KHU VỰC TP.HCM

Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả xác định hệ số sức kháng cọc khoan nhồi có thể mô tả theo lược đồ biển diễn trên Hình 3.1

Hình 3.1 Lược đồ mô tả các yếu tố ảnh hưởng đến việc xác định hệ số sức kháng (φ)

Ở Việt Nam chưa có điều kiện nghiên cứu xác định quy luật phân phối của hiệu ứng tải trọng, kiến nghị vận dụng các đặc trưng thống kê và hệ số khác theo quy định của chỉ dẫn thiết kế AASHTO LRFD như :γL=1,75,

λL=1,15, VL = 0,18; γD = 1,25, λD=1,08, VD = 0,13, QD /Q L =3 Trong đó: λD

Cấu trúc địa tầng

thực tế Lập mô hình (MH) đất nền MH đất nền cho thiết kế CKN Kết quả xác định (φ)

Chỉ số độ tin cậy mục tiêu

Địa tầng bất thường +

Sai số đo (khảo

át )

Sai số do MH chuyển tham số:

và λL là biến gộp hiệu ứng tải của tĩnh tải và hoạt tải VD và VL là hệ số biến thiên của tĩnh tải và hoạt tải; tỷ số QD /Q L là tỷ số giữa tĩnh tải và hoạt tải

Các yếu tố bất định ảnh hưởng đến dự tính sức kháng cọc khoan nhồi cần được phân tích khi xác định hệ số sức kháng cho phương pháp dự tính

để đảm bảo độ tin cậy yêu cầu, được chia làm bốn nhóm chính: 1) Sự đa dạng, bất thường của cấu trúc địa tầng; 2) Các sai số đo (đo đạc, khảo sát, thí nghiệm các tham số đặc trưng của vật liệu, đất nền hay kết cấu); 3) Các sai số mô hình và 4) Chất lượng điều hành dự án và kinh nghiệm xây dựng (Theo Phoon và Kulhawy (1999), Paikowsky (2004))

Để mô tả đặc tích chung của các yếu tố bất định này, có thể dùng biến

gộp ngẫu nhiên tương đối của sức kháng (λR) như nêu ở Chương 2

3.3 Phân tích lựa chọn phương pháp dự tính sức kháng cọc khoan nhồi

và Bảng 3.2

Bảng 3.1 Tóm tắt công thức tính sức kháng danh định đơn vị của cọc khoan nhồi

theo tiêu chuẩn 22TCN 272-05 và AASHTO LRFD 2012

22TCN 272-05 (viết tắt RO88-272) AASHTO LRFD 2012 (viết tắt OR99-AL12)

Sức kháng bên, q s Sức kháng mũi, q p Sức kháng bên, q s Sức kháng mũi, q p

6[1 0, 2( / )] 9

c

N = + Z D ≤

với S u≥0,024MPa; 0,67 *6[1 0,2( / )] 9

v

s

q = βσ ≤ , với , 25≤ β ≤1,2

Ở đây: 3 1,5 7,7 10 z

β = − × − , với

N 60≥15

3

60 (1,5 7,7 10 ) 15

0,59 *

q = N p σ  σ ,

với N60 >50