Nghiên cứu giải pháp cọc vữa xi măng cát tiết diện nhỏ để xử lý nền đất yếu trong xây dựng nhà kho, nhà xưởng tại thành phố cần thơ

VẤN ĐỀ THỰC TIỄN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: Việc xây dựng công trình trên nền đất yếu đặt ra cho kỹ sư ngành Địa Kỹ Thuật những thách thức lớn, đặc biệt là xây dựng những công trình

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-o0o -

TRẦN VĂN SƠN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CỌC VỮA XI MĂNG – CÁT TIẾT DIỆN NHỎ ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG NHÀ KHO, NHÀ XƯỞNG TẠI THÀNH PHỐ

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại trường: Trường Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS LÊ BÁ VINH

Cán bộ chấm nhận xét 1: GS.TS TRẦN THỊ THANH

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS NGUYỄN VIỆT TUẤN

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP HCM ngày 08 tháng 01 năm 2016

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 PGS.TS VÕ PHÁN – CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

2 GS.TS TRẦN THỊ THANH – CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1

3 TS NGUYỄN VIỆT TUẤN – CÁN BỘ PHẢN BIỆN 2

4 TS PHẠM TƯỜNG HỘI - ỦY VIÊN HỘI ĐỒNG

5 TS ĐỖ THANH HẢI - THƯ KÝ HỘI ĐỒNG

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Trang 3

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

-

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-oOo -

Tp HCM, ngày 04 tháng 12 năm 2015

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

1- TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu giải pháp cọc vữa xi măng - cát tiết diện nhỏ để xử

lý nền đất yếu trong xây dựng nhà kho, nhà xưởng tại Thành Phố Cần Thơ.”

2- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nhiệm vụ:

- Ứng dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation phân tích sức chịu tải cọc vữa xi măng – cát

- Phân tích và lựa chọn phương pháp tính toán cho công trình thực tế

Nội dung luận văn:

- Phần I: Mở đầu

- Phần II: Nội dung

- Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán

- Chương 3: Ứng dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation phân tích sức chịu tải cọc

vữa xi măng – cát

- Chương 4: Phân tích và lựa chọn phương pháp tính toán cho công trình thực tế

- Phần III: Kết luận và kiến nghị

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS Lê Bá Vinh

PGS.TS Nguyễn Minh Tâm

Trang 4

Tôi xin bày tỏ lòng cám ơn sâu sắc đến các Thầy, Cô giáo Khoa Kỹ Thuật Xây

Dựng - Trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình hướng dẫn,

trang bị nhiều kiến thức giúp cho tôi có thể hoàn thành Luận văn này

Tôi xin gửi lời tri ân đến Thầy PGS.TS Lê Bá Vinh, người đã tận tình hướng

dẫn, chỉ bảo và truyền thụ những kiến thức quý báu cũng như động viên, khuyến khích tôi rất nhiều trong suốt quá trình thực hiện Luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn quý Thầy, Cô Bộ môn Địa Cơ Nền Móng đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành Luận văn này

Xin chân thành cảm ơn đến các đồng nghiệp, lãnh đạo cơ quan nơi tôi công tác

đã tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi hoàn thành chương trình cao học Tôi cũng xin cảm ơn tất cả các bạn lớp Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Ngầm khóa học

2013, những người đã có những đóng góp ý kiến, giúp đỡ tôi hoàn thành Luận văn Sau cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đã là nguồn động lực rất lớn, quan tâm giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện Luận văn

Trân trọng!

Học viên

TRẦN VĂN SƠN

Trang 5

- Ứng dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation phân tích sức chịu tải cọc vữa

Studying measures about the small section cement-sand mortar stake to build

warehouse, plant on soft land-ground in Can Tho city is very necessary Warehouses, plants in Can Tho City usually have small payload and choosing the improved platform solution to get three purposes: stability, economy and time is very important It shows that cement-sand mortar stake solution can meet these purposes However, we have to thoroughly study this solution to meet reality needs The theme focused on the followings:

- Applying the Plaxis 3D Foundation software to analyse weight-load capacity of cement-sand mortar stake

- Analysising and choosing the calculation-method for the actual works

Trang 6

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU: 01

1 VẦN ĐỀ THỰC TIỂN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 01

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 01

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 01

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 02

5 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 02

6 CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI 02

PHẦN II: NỘI DUNG 03

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 03

1.1 MỐT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CỌC VỮA XI MĂNG CÁT 03

1.2 MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIA CỐ NỀN TƯƠNG TỰ 06

1.2.1 Cọc tre, cọc tràm 06

1.2.2 Cọc cát 06

1.2.3 Cọc vôi và cọc xi măng đất 07

1.3 CÁC QUAN ĐIỂM TÍNH TOÁN NỀN BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ GIA CỐ BẰNG CỌC VỮA XI MĂNG CÁT 08

1.3.1 Quan niệm cọc chịu tải hoàn toàn 08

1.3.2 Quan niệm nền đất và cọc làm việc đồng thời 08

1.3.3 Nhận xét 08

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN 09

2.1 CÁC QUY ĐỊNH CHUNG 09

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỌC ĐƠN 10

2.2.1 Sức chịu tải của vật liệu làm cọc 10

2.2.2 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 10

2.2.3 Sức chịu tải cho phép của cọc đơn, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền 11

2.2.4 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học đất nền 12

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI ĐẤT NỀN 14

2.3.1 Tổng quan về sức chịu tải đất nền 14

2.3.2 Các phương pháp xác định sức chịu tải đất nền 15

2.4 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN DƯỚI MŨI CỌC 16

2.5 TÍNH LÚN CHO NỀN 17

2.5.1 Phương pháp công lún từng lớp 17

2.5.2 Phương pháp lý thuyết đàn hồi 17

2.5.3 Tính theo lớp biến dạng tuyến tính có chiều dài hữu hạn 17

Trang 7

2.6 TÍNH HỆ SỐ NỀN (Knền)VÀ HỆ SỐ ĐÀN HỒI CỌC (Kcọc): 18

2.6.1 Một số số phương pháp xác định hệ số nền (Knền) 18

2.6.2 Một số số phương pháp xác định hệ số nền đàn hồi cọc (Kcọc) 25

2.7 NHẬN XÉT CHƯƠNG 2 28

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D FOUNDATION PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI CỌC VỮA -XI MĂNG CÁT 29

3.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 28

3.2 THÍ NGHIỆM BÀN NÉN HIỆN TRƯỜNG 34

3.2.1 Phương pháp thí nghiệm 34

3.2.2 Kết quả thí nghiệm 34

3.3 THÍ NGHIỆM CỌC VỮA XI MĂNG CÁT 39

3.3.1 Công tác lấy mẫu 39

3.3.2 Công tác gia công mẫu 39

3.3.3 Kết quả nén mẫu 42

3.4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D FOUNDATION MÔ PHỎNG THÍ NGHIỆM BÀN NÉN HIỆN TRƯỜNG 44

3.4.1 Mô hình Plaxis 3D Foundation 44

3.4.2 Thông số nhập vào Plaxis 3D Foundation 46

3.4.3 Kết quả phân tích 47

3.5 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D FOUNDATION XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỌC VÀ HỆ SỐ ĐỘ CỨNG ĐÀN HỒI CỦA CỌC (Kcọc) 58

3.5.2 Thông số nhập vào Plaxis 3D Foundation 59

3.5.3 Các trường hợp chất tải 60

3.5.4 Kết quả tính toán 61

3.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 63

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 64

4.1 CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 64

4.2 CẤU TẠO LIÊN KẾT GIỮA NỀN BÊ TÔNG VÀ CỌC: 64

4.3 SỨC CHỊU TẢI THEO VẬT LIỆU LÀM CỌC 66

4.4 SỨC CHỊU TẢI DO MA SÁT THÂN CỌC VÀ SỨC CHỊU TẢI Ở MŨI CỌC 66

4.5 KIỂM TRA CƯỜNG ĐỘ ĐẤT NÊN DƯỚI MŨI CỌC 70

4.5.1 Trường hợp hoạt tải nền giống của công trình thực tế (P1 = 1000kG/m2) 70

4.5.2 Trường hợp hoạt tải nền giả định (P2 = 2000kG/m2) 72

Trang 8

4.6 KIỂM TRA ĐỘ LÚN CỦA NÊN DƯỚI MŨI CỌC 73

4.7 XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH NỀN BÊ TÔNG HỢP LÝ ĐỂ ĐƯA VÀO PHẦN MỀM PHÂN TÍCH 77

4.8 TÍNH NỘI LỰC TRONG NỀN VÀ TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC 83

4.9 TÍNH THÉP CHO NỀN 89

4.10 SỬ DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D FOUNDATION ĐỂ TÍNH NỘI LỰC TRONG NỀN BÊ TÔNG VÀ ĐỘ LÚN 90

4.10.1 Thông sô nhập vào Plaxis 90

4.10.3 Kết quả tính toán 92

4.11 BỐ TRÍ CỌC TRONG NỀN 97

4.12 KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC 98

4.13 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 97

PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… 102

1 KẾT LUẬN………102

2 KIẾN NGHỊ………103

TÀI LIỆU THAM KHẢO………104

Trang 9

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 – Định vị máy khoan vào vị trí cọc 04

Hình 1.2 – Tạo khoan lỗ 04

Hình 1.3 – Bơm vữa vào khoan lỗ 05

Hình 1.4 – Hoàn thành cọc 05

Hình 2.1 - Mô hình nền Winkler 24

Hình 2.2 - Quan hệ giửa ứng suất và độ lún thu được từ thí nghiệm bàn nén hiện trường 24

Hình 2.3 - Đồ thị quan hệ tải trọng - chuyển vị 27

Hình 3.1 - Mặt cắt địa chất 33

Hình 3.2 - Thí nghiệm bàn nén hiện trường 34

Hình 3.3 - Đồ thị quan hệ độ lún – thời gian 38

Hình 3.4 - Đồ thị quan hệ tải trọng - độ lún 39

Hình 3.5 - Đoạn cọc được lấy ngoài hiện trường 39

Hình 3.6 - Khoan dọc trụ mẫu cọc vữa xi măng cát 40

Hình 3.7 - Mẫu sau khi khoan 40

Hình 3.8 - Mẫu sau khi khoan được ghi số thứ tự 41

Hình 3.9 - Mẫu sau khi gia công 41

Hình 3.10 - Nén mẫu M 1 42

Hình 3.11 - Nén mẫu M 2 43

Hình 3.12 - Nén mẫu M 3 43

Hình 3.13 - Hình bố trí cọc và tấm nén 45

Hình 3.14 - Mô hình mô phỏng thí nghiệm bàn nén hiện trường 45

Hình 3.15 - Đồ thị quan hệ tải trọng – chuyển vị lần 1 48

Hình 3.22- Đồ thị quan hệ tải trọng – chuyển vị lần 8 55

Trang 10

Hình 3.26 - Mô hình mô phỏng thí nghiệm thử tĩnh 59

Hình 3.27 - Đồ thị quan hệ độ lún – chuyển vị 62

Hình 4.1 - Cấu tạo liên kết đầu cọc với nền bê tông 65

Hình 4.2 - Đồ thị quan hệ áp lực nén (P) - Hệ số rỗng (e) 75

Hình 4.3 - Khoảng cách là 3 hàng cọc 78

Hình 4.4 - Mô hình trong Etabs v9.7 78

Hình 4.5 - Mô men trong nền bê tông theo phương trục X 78

Hình 4.12 - Biểu đồ quan hệ số hàng cọc (n) – mômen (M) trong nền bê tông 82

Hình 4.13 - Mặt bằng bố trí cọc 83

Hình 4.18 - Mô hình trong Plaxis 3D Foundation 91

Hình 4.19 - Giá trị lún trong Plaxis 3D Foundation 92

Hình 4.20 - Mô men phương x (M 11 ) 93

Hình 4.21 - Giá trị độ lún và Mômen nền bê tông trong Plaxis 3D Foundation 94

Trang 11

Hình 4.24 - Bố trí cọc theo hàng 97 Hình 4.25 - Bố trí cọc theo tam giác 97 Hình 4.26 - Vùng ảnh hưởng của cọc khi làm việc 98 Hình 4.27 - a) Thiết bị tạo xung lực; b) Các đầu đo vận tốc; d) Thiết bị thu và hiện

thị tính hiệu 99

Trang 12

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 2.1 Bảng tra hệ số k theo đặc trưng đất nền theo Phương pháp thiết kế và tính

toán móng nông 19

Bảng 2.2 - Bảng tra hệ số k theo đặc trưng đất nền theo Tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 205:1998 và Qui trình 22TCN18-79 19

Bảng 2.3 - Hệ số k theo Phương pháp J.E BOWLES 20

Bảng 2.4 - Bảng tra giá trị µ theo Vesic 21

Bảng 2.5 - Bảng tra các giá trị N c ; N q ; N γ theo Terzaghi 21

Bảng 3.1 - Số liệu kết quả thí nghiệm bàn nén hiện trường 35

Bảng 3.2 - Kích thước mẫu khoan 42

Bảng 3.3 - Bảng số liệu nén mẫu 43

Bảng 3.4 Bảng kết quả tính toán 43

Bảng 3.5 - Đặt trưng vật liệu các lớp đất 46

Bảng 3.6 - Đặc trưng vật liệu cọc vữa xi măng cát và bàn nén bằng bê tông 47

Bảng 3.7 - Các bước gán tải vào phần mềm Plaxis 3D Foundation 47

Bảng 3.8 - Bảng kết quả phân tích từ Plaxis lần 1 47

Bảng 3.9 - Mô đun biến dạng của đất khi tăng 20% 48

Trang 13

Bảng 3.29 - Đặc trưng vật liệu các lớp đất 59

Bảng 3.30 - Đặc trưng vật liệu cọc vữa xi măng cát 60

Bảng 3.31 - Các trường hợp chất tải vào phần mềm Plaxis 3D Foundation 60

Bảng 3.32 - Kết quả tính toán bằng Plaxis 3D Foundation 61

Bảng 4.1 - Tính sức chịu tải theo ma sát thân cọc 68

Bảng 4.2 - Bảng kết quả tính lún 76

Bảng 4.3 - Mô men ở giữa ô bản và giữa hai cọc trong các trường hợp 82

Bảng 4.4 - So sánh tải trọng lên đầu cọc và sức chịu tải tính toán 85

Bảng 4.8 - Đặc trưng vật liệu các lớp đất 90

Bảng 4.9 - Đặc trưng vật liệu cọc vữa xi măng cát 91

Bảng 4.10 - So sánh độ lún giữa các phương pháp tính, trường hợp P 1 = 1000kG/m 2 92

Bảng 4.11 - So sánh nội lực trong nền bê tông giữa các phương pháp tính , trường hợp P 1 = 1000kG/m 2 ) 93

Bảng 4.12 - So sánh nội lực trong nền bê tông giữa các phương pháp tính , trường hợp P 2 = 2000kG/m 2 94

Bảng 4.15 - Kết quả tính toán cọc vữa xi măng - cát……….101

Bảng III.1 - Sức chịu tải tính toán cọc vữa xi măng - cát ……….102

Bảng III.2 - Kết quả tính toán cọc vữa xi măng - cát ……… 103

Trang 14

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 VẤN ĐỀ THỰC TIỄN VÀ TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:

Việc xây dựng công trình trên nền đất yếu đặt ra cho kỹ sư ngành Địa Kỹ Thuật những thách thức lớn, đặc biệt là xây dựng những công trình chịu tải trọng lớn, tải trọng động như công trình cảng, công trình giao thông.v.v… cũng như các công trình chịu tải trọng vừa và nhỏ như nhà kho, nhà xưởng.v.v…

Có nhiều phương pháp gia cố nền đất yếu như gia tải trước bằng cọc cát hoặc bất thấm, cọc đất trộn xi măng, cọc đất trộn vôi, cọc bêtông, sàn giảm tải v.v…, nhưng giải pháp cọc xi măng cát tiết diện nhỏ là chưa phổ biến ở Việt Nam, và cũng chưa có quy trình quy phạm để hướng dẫn áp dụng

Việc nghiên cứu giải pháp cọc vữa xi măng cát tiết diện nhỏ để xây dựng nhà kho, nhà xưởng trên nền đất yếu tại Thành Phố Cần Thơ là rất cần thiết.Nhà kho, nhà xưởng tại Thành Phố Cần Thơ thường có tải trọng không lớn và việc chọn giải pháp gia cố nền sao cho đạt ba tiêu chí về ổn định, kính tế và thời gian là rất quan trọng Giải pháp cọc vữa xi măng cát với đánh giá ban đầu đã đạt được ba tiêu chí trên Tuy nhiên, cần nghiên cứu đánh giá kỷ hơn để giải pháp trên thực sự đáp ứng được yêu cầu thực tế

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:

Mục tiêu đê tài: Nghiên cứu giải pháp cọc vữa xi măng - cát tiết diện nhỏ

để xử lý nền đất yếu trong xây dựng nhà kho, nhà xưởng tại Thành Phố Cần Thơ

Cụ thể nghiên cứu, giải quyết các vấn đề sau:

- Ứng dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation phân tích sức chịu tải cọc vữa

xi măng - cát

- Phân tích và lựa chọn phương pháp tính toán cho công trình thực tế

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:

- Phương pháp lý thuyết: nghiên cứu tổng quan về cọc vữa xi măng cát, các lý thuyết tính toán sức chịu tải cọc, sức chịu tải nền

- Phương pháp phần tử hữu hạn FEM: công cụ chính được sử dụng là phần mềm Etabs 9.7 và Plaxis 3D Foundation

Trang 15

4 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI:

Phương pháp thi công cọc vữa xi măng cát bằng cách dùng lực nén để đưa mũi khoan xuống sâu đưới đất mà không lấy đất lên, làm cho đất xung quanh lỗ khoan

bị nén chặt hơn từ đó tăng sức chịu tải của cọc cũng như sức chịu tải chung của đất nền và cọc Với nhận định ban đầu như vậy, đã đặt ra vấn đề nghiên cứu về cọc vữa

xi măng cát để ứng dụng xử lý nền đất yếu trong xây dựng nhà kho, nhà xưởng tại thành phố Cần Thơ

Từ lý do nêu trên, luận văn “Nghiên cứu giải pháp cọc vữa xi măng - cát

tiết diện nhỏ để xử lý nền đất yếu trong xây dựng nhà kho, nhà xưởng tại Thành Phố Cần Thơ” tác giả áp dụng các tính toán theo lý thuyết kết hợp với thực

nghiêm và mô phỏng nhằm đưa ra các kết luận để làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo

5 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI:

Đề tài giới hạn nghiên cứu giải pháp cọc vữa xi măng cát tiết diện nhỏ để xử lý nền đất yếu trong xây dựng nhà kho, nhà xưởng tại thành phố Cần Thơ

Giải pháp cụ thể để làm nền là:

+ Gia cố nền đất yếu bằng cọc vữa xi măng cát

+ Đổ nền bằng bê tông cốt thép (tuỳ theo từng địa chất và tải trọng công trình

cụ thể mà chọn chiều dày nền bê tông cốt thép, chiều dài cọc, khoảng cách giữa các cọc, mác cọc cho hợp lý.)

6 CẤUTRÚC CỦA ĐỀ TÀI:

Với những mục tiêu và phương pháp nêu trên, nội dung của đề tài gồm các phần chi tiết sau đây:

- Phần I: Mở đầu

- Phần II: Nội dung

- Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu

- Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán

- Chương 3: Ứng dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation phân tích sức chịu

tải cọc vữa xi măng – cát

- Chương 4: Phân tích và lựa chọn phương pháp tính toán cho công trình

thực tế

- Phần III: Kết luận và kiến nghị

Trang 16

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ CỌC VỮA XI MĂNG CÁT:

Nền đất ở các tỉnh Đồng Bằng Sông Cưu Long nói chung, thành phố Cần Thơ nói riêng tương đối yếu, có nơi rất yếu Để xử lý nền đất yếu này đã có nhiều giải pháp được nghiên cứu áp dụng như: cọc tràm, thay thế lớp đất yếu bằng đệm cát, cọc vôi, cọc đất vôi, cọc cát-xi măng-vôi, gia tải trước kết hợp bấc thấm, giếng cát, cọc cát.v.v các giải pháp trên đều có ưu điểm và nhược điệm của nó

Các công trình nhà xưởng, nhà kho với tải trọng vừa và nhỏ cần có một giải pháp xử lý nền hợp lý về mặt kỹ thuật, kinh tế và thời gian thi công đã đặt ra cho các kỹ sư ngành địa kỹ thuật không ngừng nghiên cứu để sáng tạo ra các giải pháp

xử lý nền mới, có tính thực tiễn cao

Tác giả dựa vào nghiên cứu về cọc xi măng cát của Ths Lê Quang Ngọc để làm cơ sở nghiên cứu cho đề tài Cụ thể nghiên cứu của Ths Lê Quang Ngọc như sau:

- Ứng dụng cọc vữa - xi măng cát để xử lý nền đất yếu công trình Nhà Máy Chế Biến Thuỷ Sản Cổ Chiên

- Địa điểm xây dựng: Khu Công Nghiệp Trà Nóc, Phường Phước Thới, Quận Ô Môn, Thành Phố Cần Thơ

- Giải pháp kết cấu nền sau khi hoàn thiện theo dự kiến:

Theo thứ tự từ dưới lên tới nền hoàn thiện:

+ Đất tự nhiên có gia cố cọc xi măng cát

+ Cát san lấp 2m có gia cố cọc xi măng cát

+ Dal dày 10cm có bố trí 1 lớp thép d6a150

- Số liệu địa chất: dựa vào số liệu khảo sát của Công Ty CPTS Cổ Chiên cung Cấp

- Với số liệu và yêu cầu như trên, tác giả đã sử dụng phương pháp cọc vữ xi măng cát với một thí nghiệm bàn nén hiện trường để kiểm chứng như sau: + Đường kính cọc: d = 200mm

+ Chiều dài cọc: L = 8m

Trang 17

+ Khoảng cách giữa các cọc là: s = 0,8m Như vậy mỗi cọc sẽ chịu áp lực

+ Quy trình thi công cọc xi măng cát:

Bước 1: Định vị máy khoan Chiều cao tháp dẫn hướng khoan 2,6m

Hình 1.1: định vị máy khoan vào vị trí cọc Bước 2: Tạo lỗ khoan:

Hình 1.2: Tạo lỗ khoan

Trang 18

Vừa khoan xoay, vừa ép để đưa mũi khoan vào đất đến độ sâu thiết kế, tức là tạo lỗ khoan bằng cách ép đất ra xung quanh mà không phải lấy đất lên

Bước 3: Bơm vữa vào hố khoan

Hình 1.3:Bơm vữa vào lỗ khoan Vừa rút cần khoan vừa bơm vữa vào để lấp đầy hố khoan, đồng thời xoay mũi khoan để trộn đều vữa

Bước 4: Hoàn thành cọc:

Hình 1.4: Hoàn thành cọc Bơm đầy vữa vào lỗ khoan, cọc hoàn thành

Trang 19

1.2 MỘT SỐ GIẢI PHÁP GIA CỐ NỀN TƯƠNG TỰ:

lún của móng cọc tre hoặc cọc tràm bằng các phương pháp tính toán theo thông lệ Việc sử dụng cọc tràm trong điều kiện đất nền và tải trọng không hợp lý đòi hỏi phải chống lún bằng cọc tiết diện nhỏ

1.2.2 Cọc cát:

Nhằm giảm độ lún và tăng cường độ chặt cho đất yếu, cọc cát hoặc cọc đá đã đầm chặt được sử dụng.Cát và đá được đầm bằng hệ thống đầm rung và có thể sử dụng công nghệ đầm trong ống chống Đã sử dụng công nghệ cọc cát và cọc đá để xây dựng một số công trình tại Tp, Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng và Vũng Tàu Sức chịu tải của cọc cát phụ thuộc vào áp lực bên của đất yếu tác dụng lên cọc Theo Broms (1987) áp lực tới hạn bằng 25 Cu với Cu = 20kPa, cọc cát Ф 40cm có sức chịu tải tới hạn là 60KN Hệ số an toàn bằng 1,5 có thể được sử dụng Khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc cừ tràm, cọc tre ) là một bộ phận của kết cấumóng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng xuống đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là nền cọc cát

Việc sử dụng cọc cát để gia cố nền có những ưu điểm nổi bật sau: Cọc cát làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn; Nền đất được ép chặt do ống thép tạo lỗ, sau đó lèn chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị

ép thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng khả năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý; Cọc cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng các loại vật liệu khác Cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m

Trang 20

1.2.3 Cọc vôi và cọc xi măng đất:

Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: Than bùn, bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão Việc sử dụng cọc vôi có những tác dụng sau:

- Sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ tăng lên 20% làm cho đất xung quanh nén chặt lại

- Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó toả ra một nhiệt lượng lớn làm cho nước lỗ rỗng bốc hơi làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt

- Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể: Độ ẩm của đất giảm 5-8%; Lực dính tăng lên khoảng 1,5-3 lần

Việc chế tạo cọc xi măng đất cũng giống như đối với cọc đất - vôi, ở đây xilô chứa ximăng và phun vào đất với tỷ lệ định trước Lưu ý sàng ximăng trước khi đổ vào xilô để đảm bảo ximăng không bị vón cục và các hạt ximăng có kích thước đều

< 0,2mm, để không bị tắc ống phun Hàm lượng ximăng có thể từ 7-15% và kết quả cho thấy gia cố đất bằng ximăng tốt hơn vôi và đất bùn gốc cát thì hiệu quả cao hơnđất bùn gốc sét.Qua kết quả thí nghiệm xuyên cho thấy sức kháng xuyên của đất nền tăng lên từ 4-5 lần so với khi chưa gia cố.Ở nước ta đã sử dụng loại cọc đất-ximăng này để xử lý gia cố một số công trình và hiện nay triển vọng sử dụng loại cọc đất-ximăng này để gia cố nền là rất tốt.Thiết bị và công nghệ của Thuỵ Điển được dùng để chế tạo cùng đất xi măng và đất vôi

Các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và áp dụng hiện trường cho thấy.Cọc đất vôi và đất xi măng đóng vai trò thoát nước và gia cường nền.Đây là giải pháp công nghệ thích hợp để gia cố sâu nền đất yếu.Các chỉ tiêu về cường độ, biến dạng phụ thuộc vào thời gian, loại đất nền, hàm lượng hữu cơ, thành phần hạt

và hàm lượng xi măng và vôi sử dụng.Việc sử dụng xi măng rẻ hơn trong điều kiện Việt Nam so với vôi Tỷ lệ phần trăm thường dùng là 8 – 12% và tỷ lệ phẩn trăm của xi măng là 12 – 15% trọng lượng khô của đất Thiết bị Thuỵ Điển có khả năng thi công cọc đất xi măng.Có thể dùng thiết bị xuyên có cánh để kiểm tra chất lưọng cọc.Cọc đất xi măng được dùng để gia cố nền đường, nền nhà, khu công nghiệp, nền đê Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cường độ đất vôi

Trang 21

1.3 CÁC QUAN NIỆM TÍNH TOÁN NỀN BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ GIA

CỐ BẰNG CỌC VỮA XI MĂNG CÁT:

1.3.1 Quan niệm cọc chịu tải hoàn toàn:

Tại nước ta, trong thực hành thiết kế nền hoặc móng bê tông cốt thép có gia

cố bằng cọc bê tông cốt thép, thường quan niệm toàn bộ tải trọng công trình do các cọc tiếp nhận Đóng góp của đất nền thường bị bỏ qua, kể cả khi đáy nền bê tông hoặc đáy đài tiếp xúc với nền đất Đây là quan niệm thiết kế rất thiên về an toàn, vì thực tế đài có truyền một phần tải trọng xuống đất nền

Quan niệm trên có thể áp dụng khi thiết kế những nhóm cọc nhỏ, có kích thước đáy đài không đáng kể so với chiều dài cọc Vì khi ấy vùng ứng suất tăng thêm trong nền do áp lực đáy đài gây ra nhỏ, ít ảnh hưởng đến sự làm việc của các cọc

Tuy nhiên, nếu bỏ qua sự làm việc của đất nền khi thiết kế nền bằng bê tông

sẽ dẫn đến sự mô tả không đúng sự phân phối tải trọng lên các cọc và độ lún của nền

1.3.2 Quan niệm nền đất và cọc làm việc đồng thời:

Theo quan niệm này, hệ kết cấu nền bê tông - cọc đồng thời làm việc với đất nền theo một thể thống nhất, xét đến đầy đủ sự tương tác giữa các yếu tố đất-nền bê tông-cọc Ở đây, các cọc ngoài tác dụng giảm lún cho công trình, còn phát huy hết được khả năng chịu tải, do đó cần ít cọc hơn, chiều dài cọc nhỏ hơn Khi cọc đã phát huy hết khả năng chịu tải, thì một phần tải trọng còn lại sẽ do phần đất nền chịu và làm việc như nền bê tông trên nền thiên nhiên

1.3.3 Nhận xét:

Quan niệm thiết kế thứ nhất thiên về an toàn, nhưng không kinh tế, nên áp dụng khi công trình có yêu cầu cao về khống chế độ lún hay nền đất bên dưới nền

bê tông rất yếu và cọc đã xuyên qua lớp đất cứng

Quan niệm thiết kế thứ hai, tận dụng được khả năng chịu tải của cọc và nền đất, nên trường hợp công trình không có yêu cầu quá cao về độ lún, có thể sử dụng

để tăng tính kinh tế.Trương hợp này nên được áp dụng khi cọc nằm hoàn toàn trong lớp đất yếu

Trang 22

Cọc Vữa xi măng có mác nhỏ thường nhỏ hơn 150, tùy từng mác vữa mà tỷ

lệ pha trộn xi măng- cát – nước khác nhau

Cọc được tính toán theo hai trạng thái giới hạn sau:

nền, độ bền của kết cấu cọc và nền bên trên Tính toán theo trạng thái này ứng với tải trọng tác dụng tính toán, có xét đến các chỉ tiêu tính toán của đất

và cường độ tính toán của vật liệu làm cọc

thẳng đứng gây ra, đặc biệt là độ lún lệch Sự hình thành và mở rộng vết nứt trong cọc bê tông cốt thép, độ lún ảnh hưởng qua lại của công trình mới và công trình lân cận

Tính toán móng cọc và nền đất theo trạng thái giới hạn cần đảm bảo các điều kiện:

Trong đó :

Qa : sức chịu tải tính toán của cọc

Trang 23

Trong đó:

Khi tính toán sức chịu tải của cọc cần tính hai thành phần: sức chịu tải của vật liệu làm cọc, sức chịu tải do ma sát giữa đất với cọc và sức chịu tải mũi cọc

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỌC ĐƠN

2.2.1 Sức chịu tải của vật liệu làm cọc:

Cọc làm việc như một thanh chịu nén đúng tâm, lệch tâm hoặc chịu kéo khi cọc bị nhổ, sức chịu tải của cọc có thể tính toán được theo công thức sau:

Trong đó:

- Tính sức chịu tải cực hạn do ma sát thân cọc:

(2.7) Trong đó:

(2.8)

P P

S

S a

FS

Q FS

si c tg

Trang 24

Với cai là lực dính giữa thân cọc và đất ở lớp đất thứ i (T/m2)

(T/m2)

hi: chiều dày lớp đất thứ i (m)

li: chiều dài đoạn cọc cắm vào lớp đất thứ i (m)

- Tính sức chịu tải ở mũi cọc:

Trong đó:

của đất

c là Lực dính trong đất tại độ sâu mũi cọc

do trọng lượng bản thân đất

dp là đường kính mũi cọc (cọc tròn)-cạnh cọc (cọc vuông)

2.2.3 Sức chịu tải cho phép của cọc đơn, theo chỉ tiêu cơ lý đất nền:

(2.12) Trong đó:

S

tc a

K Q

Trang 25

Ktc: Hệ số an toàn phụ thuộc vào số lượng cọc trong móng Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc ma sát thi công bằng phương pháp đóng có bề rộng tiết diện đến 0,8m, chịu tải trọng nén, được xác định theo công thức:

(2.13) Trong đó:

bên có kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc

2.2.4 Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học đất nền:

- Tính sức chịu tải do ma sát xung quanh cọc:

Thành phần Qs có thể xác định bằng cách tích phân lực chống cắt đơn vị fs của đất – cọc trên toàn bộ mặt tiếp xúc của cọc và đất, lực chống cắt này cho bởi biểu thức Coulomb:

nhiều cách khác nhau trong việc ước lượng giá trị hệ số áp lực ngang:

Ngoài ra còn có các phương pháp khác như : Phương pháp α, phương pháp

β, phương pháp λ, phương pháp Nordlund, phương pháp Coyle – Castillo, phương pháp xác định thành phần ma sát xung quanh cọc Qs theo thí nghiệm hiện trường, trong luận văn này không đi sâu vào tính sức chịu tải nên không đề cập đến

- Tính sức chịu tải ở mũi cọc:

a) Theo phương pháp Terzaghi:

Là phương pháp cổ điển nhất ước lượng sức chịu mũi do Terzaghi và Peck

đề nghị sử dụng các công thức bán thực nghiệm, được phát triển trên cơ sở các công





tc m m q A u m f l Q

Trang 26

thức sức chịu tải của móng nông, với sơ đồ trượt của đất dưới mũi cọc tương tự như

sơ đồ trượt của đất dưới móng nông

chặt dưới đáy móng

Hầu hết các nghiên cứu thực nghiệm hoạt động của nền cọc cho thấy khu vực ảnh hưởng bởi lực ma sát của cọc lan rộng dần từ trên mặt đất đến chiều sâu tới hạn

lần đường kính cọc và phạm vi nền của mũi cọc khoảng 2D dưới mũi cọc và 4D trên mũi cọc

b) Phương pháp Meyerhof:

Đối với sức chịu tải đơn vị diện tích của phần đất nằm dưới đáy các móng sâu và móng cọc, công thức có xét tới hình dạng và chiều sâu chôn móng thường được diễn tả dưới dạng:

(2.20)

Sức chịu tải cực hạn đất nền ở mũi cọc có thể viết dưới dạng:

(2.21)

' ' '

p e

p cN q N

) ( e' ' 'p

p p p

) 6

0 3

1 (

0 3

1 (

Trang 27

Phương pháp Meyerhof xác định các hệ số N’c , N’q Sức chịu tải ở mũi cọc trong đất nền, đặt biệt là cát, gia tăng theo chiều sâu cọc chôn trong lớp cát chịu

Trong đó:

D: Cạnh cọc

c) Phương pháp Vesic:

đó Điểm khác nhau giữa hai mô hình chứng minh của Vesic và Terzaghi là

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI ĐẤT NỀN:

2.3.1 Tổng quan về sức chịu tải đất nền

a) Sức chịu tải giới hạn của đất nền:

Sức chịu tải giới hạn của nền đất là sức chịu tải mà chỉ cần tăng thêm một một tải trọng rất nhỏ thì trạng thái cân bằng của nền bị phá hoại và làm cho nền mất ổn định Khi trong khối đất tải trọng vượt quá tải trọng giới hạn thì sẽ xuất hiện mặt trượt, đứt gẫy hoặc lún sập và độ bền giữa các hạt và nhóm hạt trong khối đất bị phá

vỡ Trạng thái ứng suất như vậy không cho phép khi dùng đất làm nền công trình, môi trường và vật liệu xây dựng Muốn vậy khi thiết kế công trình phải tính toán được tải trọng cho phép lớn nhất tác dụng lên khối đất mà ứng với nó thì đất nền

N

g N

N

e tg

N

q

q c

tg q

) 1 2

cot 1 2 45

Trang 28

vẫn ở trạng thái cân bằng nghĩa là chưa bị mất ổn định hay là chưa bị phá hoại theo

b) Sức chịu tải cho phép của nền đất nền:

L a

S

q q

F



(2.26)

trong tình trạng an toàn Đây là thông số quan trọng để các nhà thiết kế xác định và lựa chọn phương án móng

L a

S

q q

F



(2.27)

thí khả năng phá hỏng đất nền dưới đáy móng hoàn toàn được loại trừ

2.3.2 Các phương pháp xác định sức chịu tải đất nền

Theo TCVN 9362:2012 –“tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình” như sau:

1

o tc

h c

D h

B b

A k

m m

(2.28)

Trong đó:

làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền

Trang 29

ktc : là hệ số tin cậy lấy, ktc = 1

A, B và D: là các hệ số không thứ nguyên lấy theo bảng tra phụ thuộc vào trị

b: là cạnh bé (bề rộng) của đáy móng, tính bằng mét (m)

h: là chiều sâu đặt móng

độ sâu đặt móng:

c: là lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng

2.4 KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ĐẤT NỀN DƯỚI MŨI CỌC:

Để đảm bảo móng cọc có khả năng chịu được tác dụng của tải trọng công trình thì ứng suất ở mặt phẳng mũi cọc không được vượt quá áp lực tiêu chuẩn của nền đất thiên nhiên:

ước hoặc của đất dưới nền bê tông

II tc

m tc

m

tc tc

W

M A

Trang 30

i i

e

e e S

1

2 1

1 



2

1 1

bt i bt i i

2

gl i gl i i

S * * *(1 )

Trong đó:

ω: Hệ số phụ thuộc hình dạng, kích thước đáy móng, loại móng ( móng cứng hay móng mềm); ω = 1.12 (móng mềm)

2.5.3 Tính theo lớp biến dạng tuyến tính có chiều dày hữu hạn

k k M

p b S

1

Trang 31

Trong đó:

b là chiều rộng của móng chữ nhật hay đường kính của móng tròn

p là áp lực trung bình trên đất dưới đáy móng

M là hệ số điều chỉnh xác định theo bảng tra

n là số lớp phân chia theo tính chịu nén trong phạm vi lớp đàn hồi H

k là hệ số xác định theo bảng tra đối với lớp i, phụ thuộc vào hình dáng đáy móng, tỷ số các cạnh móng chữ nhật n = l/b và tỷ số độ sâu đáy lớp

z với nửa chiều rộng

Khi giải bài toán móng trên nền đàn hồi người ta thường phải sử dụng các giả thuyết về nền Mỗi giả thuyết mô phỏng khái quát về các đặc tính chung của nền, từ đó đưa ra các lời giải tương ứng Cho đến nay đã có rất nhiều các giả thuyết khác nhau về nền nhưng giả thuyết Winkler được dùng nhiều hơn cả Ông đã giả thuyết nền biến dạng đàn hồi cục bộ Điều đó cho phép coi nền đàn hồi gồm các lò

xo không liên quan với nhau và cường độ phản lực của đất tại mỗi điểm tỉ lệ bậc

từng loại đất, như được đề cập đến trong một số sách kỹ thuật về nền móng Thông thường, trong thực tế các móng công trình được đặt trên nền đất thường là không đồng chất hoặc có nhiều lớp với chiều dày và hệ số nền khác nhau.Vì vậy cần tìm ra một hệ số nền để ứng xử cho phù hợp với từng điều kiện địa chất cụ thể là một việc làm hết sức cần thiết

Đối với móng cọc hay nền bê tông cốt thép trên nền cọc thì độ cứng đàn hồi

công trình theo mô hình công trình liên tục với móng (nền) và cọc Giá trị này thay đổi phụ thuộc nhiều yếu tố như cấu tạo cọc, địa chất công trình, loại tải trọng tác dụng do đó để có số liệu phù hợp là một vấn đề cần thiết

Trang 32

- Bảng dùng thiết kế và tính toán móng nông:

Bảng 2.1: Bảng tra hệ số k theo đặc trưng đất nền theo Phương pháp thiết kế

và tính toán móng nông

Đạc trưng nền của

3)

- Bảng dùng cho tính cọc theo tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 205:1998 & Qui

Bảng 2.2: Bảng tra hệ số k theo đặc trưng đất nền theo Tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 205:1998 và Qui trình 22TCN18-79

Trang 33

E k

Giá trị µ: 0.3 có thể xem là tương đối chính xác cho các trường hợp

Trang 34

Bảng 2.4: Bảng tra giá trị µ theo Vesic

φ: góc ma sát trong của đất ; B: bề rộng móng

Trang 36

c: lực dính của đất

f Phương pháp thí nghiệm bàn nén hiện trường:

- Giới thiệu khái quát thí nghiệm bàn nén hiện trường

Trong nghiên cứu trạng thái làm việc của móng nông về sức chịu tải, tính biến dạng của đất nền, xuất hiện ý tưởng là cần tiến hành thí nghệm nén tại hiện trường trên một bàn nén tương tự như một móng nhưng có kích thước nhỏ hơn Qua

đó có thể quan sát được trạng thái làm việc của bàn nén làm cơ sở suy diễn cho móng nông có kích thước thực Đó là cơ sở xuất hiện loại thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh (Plate Bearing Test) sử dụng cho kiểm tra thiết kế móng nông

Ngành xây dựng công trình dân dụng thường sử dụng bàn nén vuông có cạnh

từ 0.3m; 0.6m hay 0.75m Hiện nay thường dùng bàn nén có kích thường dùng bàn nén có kích thước cạnh 1m

Thí nghiệm bàn nén tĩnh được xem là phương pháp có độ tin cậy cao nhất để xác định khả năng chịu tải tải của đất nền Kết quả chính của thí nghiệm này là quan

hệ giữa độ lún và các cấp áp lực Thông qua quan hệ này người thiết kế có thể xác định được sức chịu tải của đất nền, từ đó kiểm tra và đánh giá độ an toàn, độ ổn định cho nền khi chịu tải công trình

- Mô hình nền Winkler:

Trong phương pháp tính toán móng chịu uốn có xét đến ứng xử thực của đất nền Đất nền được tương đồng với hệ vô số các lò xo đàn hồi tuyến tính, thông thường được biết đến với tên nền Winkler hoặc nền đàn hồi cục bộ Hằng số đàn hồi của hệ các lò xo được gọi là hệ số phản lực nền

Mô hình nền Winkler:

với k là hệ số nền của đất

Trang 37

Thí nghiệm bàn nén hiện trường theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 9354-2012)

Thí nghiệm này là phương pháp xác định mô đun biến dạng của đất nền trong phạm vi chiều dày bằng hai đến ba lần đường kính tấm nén, nhằm tính toán

độ lún của công trình, đặc biệt là cho móng nông Từ đó, ta quan sát được quy luật biến dạng, đồng thời sức chịu tải của móng đơn

Nguyên lý của phương pháp này là đặc một bàn nén lên vị trí dự kiến đặt móng nông, thường là đáy hố đào rồi tiến hành chất tải theo từng cấp lên cho tới khi phá hoại

Trang 38

Phương pháp này áp dụng cho đất loại sét, đất loại cát và đất hòn lớn trong điều kiện hiện trường Ở thế nằm và độ ẩm tự nhiên hoặc sau khi san lấp và đầm, nén đến độ chặt yêu cầu Thí nghiệm này không áp dụng cho đá, đất trương nở và đất nhiễm mặn khi thí nghiệm chúng trong điều kiện thấm ướt

Phân tích kết quả thí nghiệm bàn nén hiện trường qua các phương pháp sau: Thông qua biểu đồ quan hệ giữa độ lún và tải trọng, ta có thể xác định được ứng suất giới hạn của đất nền theo các cách như sau:

Cách 1: ứng suất giới hạn của đất nền là giao điểm của hai nhánh đàn hồi và dẻo của đường cong nén lún

Cách 3: là cấp áp lực mà tại đó, độ lún đạt giá trị quy ước bằng 1/10 đường kính bàn nén tròn hoặc cạnh của bàn nén vuông

Xác định giới hạn phá hỏng của đất nền, là giao điểm mà ở đó tải trọng không tăng nhưng độ lún vẫn chuyển vị không ngừng theo thời gian

a Phương pháp tính theo độ lún cọc đơn:

Nguyên tắc của phương pháp này là xác định độ lún của cọc S dưới tác dụng

P theo mô hình và phương pháp mà ta xem là thích hợp và đơn giản Sau đó xác định độ cứng tương đương của cọc theo công thức đã biết:

c

K S P

Trang 39

Xác định độ lún cọc đơn theo phương pháp Vesic:

Độ lún cọc đơn bao gồm 3 thành phần sau:

và mặt bên của cọc

thuyết nền đàn hồi như công thức sau:

2

B (1 ) E

Trang 40

(  = 0,79 với cọc vuông;  = 0,88 với cọc tròn; hoặc có thể lấy 0,85 cho mọi loại cọc)

mặt bên của cọc được tính như sau:

3

B (1 ) I E

a s

s s

Q S

b Phương pháp thí nghiệm nén tỉnh cọc hiện trường:

Mục đích của phương pháp này là để kiểm tra sức chịu tải của cọc

Hình 2.3 – Đồ thị quan hệ tải trọng - chuyển vị Sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc theo kết quả nén tỉnh được xác định theo đồ thị độ lún và tải trọng Như vậy hệ số độ cứng của cọc từ kết quả nén tỉnh có thể

c h c g

P K S

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	8,11 MB