Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng bằng chương trình prab

Bằng cách nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán móng bè cọc trên thế giới và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử lún bằng chương trình PRAB, luận văn này sẽ giúp cho người kỹ sư

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-o0o -

NGUYỄN THIÊN ÂN

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP MÓNG BÈ CỌC NHÀ CAO TẦNG BẰNG CHƯƠNG TRÌNH PRAB

Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Mã số : 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS Châu Ngọc Ẩn

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày ……tháng ……năm ……

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi Luận văn đã được sữa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT

XÂY DỰNG

- -oOo -

Tp HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2014

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Nguyễn Thiên Ân Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 13 - 04 - 1986 Nơi sinh: Tiền Giang

Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng MSHV: 12090344

Khoá (Năm trúng tuyển) : 2012

1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP MÓNG BÈ CỌC NHÀ CAO TẦNG BẰNG CHƯƠNG TRÌNH PRAB

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

Mở đầu

Chương 1: Tổng quan móng bè cọc nhà cao tầng

Chương 2: Cơ sở lý thuyết phân tích móng bè cọc

Chương 3: Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hệ số phân bố tải trọng pr và độ lún

của móng bè cọc bằng chương trình PRAB

Chương 4: Giải pháp móng bè cọc cho công trình thực tế tại Thành phố Hồ Chí Minh

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ngày 24 tháng 06 năm 2013

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ngày 20 tháng 06 năm 2014

5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS CHÂU NGỌC ẨN

Tp HCM, ngày 20 tháng 06 năm 2014

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

PGS TS CHÂU NGỌC ẨN PGS.TS VÕ PHÁN

Luận văn Thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng

bằng chương trình PRAB” được thực hiện với kiến thức tác giả thu thập trong

suốt quá trình học tập tại trường Cùng với sự cố gắng của bản thân là sự giúp đỡ, động viên của các thầy cô, bạn bè và gia đình trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến PGS TS Châu Ngọc Ẩn, người

thầy đã nhiệt tình hướng dẫn, động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô bộ môn Địa Cơ Nền Móng, những người đã cho tôi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường

Xin gửi lời cảm ơn đến các học viên chuyên ngành Địa Kỹ thuật Xây Dựng khóa

2012, những người bạn đã đồng hành và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn bố mẹ và gia đình đã động viên, tạo điều kiện tốt nhất cho tôi về vật chất lẫn tinh thần trong những năm tháng học tập tại trường

Luận văn được hoàn thành nhưng không thể tránh được những thiếu sót và hạn chế Rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện và có ý nghĩa thực tiễn

Kể từ năm 1996, Việt Nam bắt đầu hội nhập kinh tế thế giới, có rất nhiều công trình cao tầng đã và đang xây dựng, tập trung ở các thành phố lớn như thủ đô

Hà Nội, TP Đà Nẵng, TP Hồ Chí Minh .Giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng được đề cập nhiều không chỉ trong các công trình nghiên cứu khoa học mà còn được giới chủ đầu tư, tư vấn thiết kế, nhà thầu cả nước đề cập & quan tâm đến

Bằng cách nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán móng bè cọc trên thế giới

và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử lún bằng chương trình PRAB, luận văn này sẽ giúp cho người kỹ sư thiết kế có thêm cơ sở lý luận chính xác hơn trong việc lựa chọn giải pháp thiết kế nền móng, nhằm giảm thiểu đáng kể chi phí xây dựng phần móng cho các công trình cao tầng như: Chung cư, cao ốc văn phòng, bệnh viện, trường học

Since 1996, Viet Nam has started to merge into world economy, there have been a lot of high rise works that have been constructing, most are in large cities such as Ha Noi capital – Da Nang – Ho Chi Minh City… The piled raft foundation for high rise building are much mentioned not only from studying works but also are concerned and mentioned by investment owners, design consultancy, contractors all over the country

By way of calculation on preliminary base for piled raft foundation in the world and analyse the factors effect to the shrinkage treatment by PRAB program, this abstract will assist the design engineer to receive more exact theoretical bases in the option of foundation design solution in order significantly reduce foundation construction cost for high rise works such as : apartment, office building, hospital, school…

Tôi tên Nguyễn Thiên Ân, tôi xin cam đoan rằng Luận văn thạc sĩ với đề tài

“Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng bằng chương trình PRAB” là

do tôi tự tiến hành thực hiện và không sao chép các luận văn trước Mọi trích dẫn trong luận văn đều được ghi chi tiết nguồn trích dẫn và tên tác giả Nếu nhà trường phát hiện có điều gian dối, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Học viên

NGUYỄN THIÊN ÂN

MỞ ĐẦU 1

1 Bối cảnh nghiên cứu .1

2 Tính cấp thiết của đề tài 1

3 Mục tiêu nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học đề tài 2

6 Giới hạn của đề tài 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN MÓNG BÈ CỌC NHÀ CAO TẦNG 1.1 GIỚI THIỆU MÓNG BÈ CỌC 3

1.2 ƯU ĐIỂM CỦA MÓNG BÈ CỌC 6

1.3 VẤN ĐỀ THIẾT KẾ MÓNG BÈ CỌC 6

1.3.1 Nguyên lý thiết kế móng bè cọc 6

1.3.2 Các quan điểm thiết kế móng bè cọc hiện nay 7

1.3.2.1 Quan điểm cọc chịu tải hoàn toàn 7

1.3.2.2 Quan điểm bè chịu tải hoàn toàn 7

1.3.2.3 Quan điểm bè và cọc đồng thời chịu tải 8

1.3.2.4 Quan điểm thiết kế móng bè cọc của các chuyên gia 9

1.3.2.5 Quan điểm thiết kế móng bè cọc ở Việt Nam 10

1.3.3 Quy trình lựa chọn móng bè cọc trong giai đoạn thiết kế 11

1.3.4 Điều kiện địa chất để lựa chọn giải pháp móng bè cọc 11

1.3.5 Hệ số phân bố tải trọng  pr trong thiết kế 12

1.4 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU QUỐC TẾ & TRONG NƯỚC 14

1.4.1 Công trình Treptower, Berlin, nước Đức 15

1.4.2 Công trình Westend I Tower, Franfurt, nước Đức 17

1.4.3 Trụ sở Công ty Tiền Phong, Hà Nội 20

1.4.4 Công trình móng bè cọc mang lại hiệu quả kinh tế ở TP Hồ Chí Minh 23

1.5 KẾT LUẬN 31

2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MÓNG BÈ CỌC 32

2.1.1 Các phương pháp phân tích giản lược 34

2.1.1.1 Phương pháp Poulos - Davis - Randolph (PDR) 34

2.1.1.2 Phương pháp của Burland (1995) 38

2.1.2 Các phương pháp số gần đúng 40

2.1.2.1 Dãy móng trên nền lò xo (GASP) 40

2.1.2.2 Bản móng trên nền lò xo (GARP) 41

2.1.2.3 Phương pháp Randolph (1983) 42

2.1.2.4 Phương pháp Clancy & Randolph (1993) 42

2.1.3 Các phương pháp tính toán chính xác 42

2.1.3.1 Phương pháp phần tử biên (BEM) 42

2.1.3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) 43

2.1.3.3 Phương pháp kết hợp phần tử hữu hạn và phần tử biên 45

2.1.3.4 Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với phần tử lớp 45

2.1.4 Các phương pháp thí nghiệm 46

2.1.4.1 Phương pháp thí nghiệm quay ly lâm 46

2.1.4.2 Phương pháp thí nghiệm bàn rung 48

2.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH MÓNG BÈ CỌC 54

2.2.1 Đặt vấn đề 54

2.2.2 Thông số đầu vào 55

2.2.3 Phương pháp phân tích 55

2.2.4 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB 56

2.2.5 So sánh kết quả tính toán theo các phương pháp khác nhau 58

2.2.6 Nhận xét 59

2.3 KẾT LUẬN 60

SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG PR & ĐỘ LÚN CỦA MÓNG BÈ CỌC

3.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 61

3.1.1 Giới thiệu chương trình PRAB 61

3.1.2 Giới thiệu phần mềm Plaxis 3D Foundation 63

3.1.2.1 Thông số đầu vào của phần mềm Plaxis 3D Foundation 63

3.1.3 Lựa chọn thông số đất nền và mô hình để phân tích 69

3.1.3.1 Thông số đất nền 69

3.1.3.2 Mô hình phân tích 70

3.2 PHÂN TÍCH CÁC ẢNH HƯỞNG 71

3.2.1 Ảnh hưởng do cường độ tải trọng khác nhau 71

3.2.1.1 Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây 71

3.2.1.2 Phân tích ảnh hưởng của cường độ tải trọng tác dụng lên bè đến thông số độ lún & hệ số phân phối tải trọng  PR 72

3.2.1.3 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB 74

3.2.1.4 Nhận xét và kết luận 77

3.2.2 Ảnh hưởng chiều dày bè khác nhau 78

3.2.2.1 Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây 78

3.2.2.2 Phân tích ảnh hưởng của chiều cao bè móng đến thông số độ lún & hệ số phân phối tải trọng  PR 79

3.2.2.3 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB 80

3.2.2.4 Nhận xét và kết luận 83

3.2.3 Ảnh hưởng của cọc 84

3.2.3.1 Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây 84

3.2.3.2 Nhận xét và kết luận 85

3.2.4 Ảnh hưởng điều kiện địa chất công trình 86

3.2.4.1 Móng bè cọc trên nền đất cát (chặt trung bình) 86

3.2.4.2 Móng bè cọc trên nền đất sét (dẻo trung bình) 91

3.2.4.3 Nhận xét và kết luận 97

THỰC TẾ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

4.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 98

4.1.1 Khái quát chung 98

4.1.2 Kết quả khảo sát địa chất công trình 99

4.2 SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN NỀN MÓNG ĐỀ XUẤT 101

4.2.1 Phương án 01: Móng cọc khoan nhồi (58 cọc D1000; L=61,25 m) 101

4.2.2 Phương án 02: Cọc ly tâm ứng suất trước (118 cọc D600/400; L=25 m)102 4.2.3 Phương án 3a: Móng bè trên nền cọc khoan nhồi (78 cọc D1000; L thay đổi từ 30 đến 40 m) 104

4.2.3.1 Mô hình phân tích 104

4.2.3.2 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB 105

4.2.4 Phương án 3b: Móng bè trên nền cọc ly tâm ứng suất trước (110 cọc D600/400; L = 20m) 110

4.2.4.1 Mô hình phân tích 110

4.2.4.2 Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB 111

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 115

Kết luận 115

Kiến nghị 118

Tài liệu tham khảo

Lý lịch trích ngang

Phụ lục

Hình 1.1: Mô hình phần tử hữu hạn 3D cho móng bè cọc 3

Hình 1.2: Hiệu ứng tương tác giữa đất – cấu trúc trong móng bè cọc của Katzenbach và cộng sự (1998), (2000) 4

Hình 1.3: Phân biệt móng bè, móng bè cọc và móng cọc 5

Hình 1.4: Cấu tạo móng bè cọc 5

Hình 1.5: Cọc bố trí làm giảm độ lún của nền (Randolph, 1994) 6

Hình 1.6: Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún theo các quan điểm thiết kế 8

Hình 1.7: Mô phỏng móng bè cọc bằng phương pháp PTHH 3D 10

Hình 1.8: Phân biệt móng bè, móng bè cọc và móng cọc (Kitiyodom et al, 2002) 12

Hình 1.9: Cấu tạo lớp đất nền đặc trưng thành phố Frankfurt, nước Đức 14

Hình 1.10: Hình ảnh công trình Treptower 15

Hình 1.11: Mô hình thiết kế móng bè cho cọc công trình Treptower 15

Hình 1.12: Lưới PTHH phân tích móng bè cọc công trình Treptower 16

Hình 1.13: Số liệu thực hiện quan trắc lún và tính toán công trình Treptower 16

Hình 1.14: Hình ảnh công trình Westend I Tower, Frankfurt 17

Hình 1.15: Mặt cắt ngang và mặt bằng móng công trình Westend I Tower, Frankfurt 18

Hình 1.16: So sánh các kết quả tính toán công trình Westend I Tower, Frankfurt 19

Hình 1.17: Trụ sở Công ty Tiền Phong, huyện Từ Liêm, Hà Nội 20

Hình 1.18: Mặt bằng bố trí móng bè cọc công trình Tiền Phong 21

Hình 1.19: Quan trắc tải trọng tác dụng lên cọc công trình Tiền Phong 22

Hình 1.20: Quan trắc áp lực đáy móng bè cọc công trình Tiền Phong 22

Hình 1.21: Địa chất chung cư Lê Hồng Phong - Phan Văn Trị 24

Hình 1.22: So sánh mặt bằng bố trí Móng cọc khoan nhồi & Móng bè cọc 25

Hình 1.23: Ảnh chụp thực tế công trình Chung cư cao cấp Grandview 27

Hình 1.24: Địa chất công trình chung cư cao cấp Grandview 28

Hình 1.25: So sánh mặt bằng bố trí Móng cọc khoan nhồi & Móng bè cọc Grandview 29

Hình 2.2: Quan hệ giữa độ lún và tải trọng 37

Hình 2.3: Bố trí cọc giảm lún, và tính toán móng bè điều chỉnh (Poulos, 2001) 38

Hình 2.4: Đường cong Tải – Lún tính toán cho móng bè (Poulos, 2001) 39

Hình 2.5: Phương pháp dãy móng trên nền lò xo theo Poulos (1991) 40

Hình 2.6: Mô phỏng cọc và nền 41

Hình 2.7: Thiết bị thí nghiệm ly tâm, có bán kính 9m tại trường đại học California, Davis 46

Hình 2.8: Ứng suất quán tính trong mô hình ly tâm phát sinh do việc quay xung quanh trục cố định trong tương quan với ứng suất trọng trường của nguyên mẫu 46

Hình 2.9: Các loại mô hình móng trong thí nghiệm ly tâm Nakai et al (2004) 47

Hình 2.10 Mô hình móng bè cọc có đầu cọc liên kết với bè 49

Hình 2.11 Khối lượng mô phỏng kết cấu phần thân 51

Hình 2.12 Bố trí thiết bị thí nghiệm 53

Hình 2.13: Bài toán móng bè cọc do Poulos đặt ra năm 1994 54

Hình 2.14: Mô hình bài toán móng bè cọc của Poulos (1994) trong chương trình PRAB 56

Hình 2.15: Mô hình tổng thể 3D móng bè cọc trong chương trình PRAB 56

Hình 2.16: Độ lún móng bè cọc tại giữa bè trong chương trình PRAB 57

Hình 2.17: Tỷ lệ % tải trọng do cọc chịu và bè chịu trong chương trình PRAB 57

Hình 2.18: Quan hệ giữa tải trọng và độ lún trong chương trình PRAB 58

Hình 2.19: Biểu đồ so sánh độ lún trung bình móng bè cọc giữa các phương pháp58 Hình 2.20: Biểu đồ so sánh tỷ lệ % tải trọng do cọc chịu giữa các phương pháp 59

Hình 3.1: Mô hình móng bè cọc (Kitoyodom & Matsumoto, 2003-2004) 62

Hình 3.2: Xác định E và υ từ thí nghiệm nén đơn 65

Hình 3.3: Xác định E0 và E50 từ thí nghiệm 3 trục thoát nước C-D 66

Hình 3.4: Xác định Eoed thí nghiệm nén cố kết 66

Hình 3.5: Ảnh chụp thực tế công trình Vietcombank Tower 70

Hình 3.6: Mô hình phân tích móng bè cọc đơn giản 71

Hình 3.7: Mô hình bài toán móng bè cọc trong chương trình PRAB 73

Hình 3.9: Mô hình 1-1 MBC với độ lún trung bình = 29,5 mm 74

Hình 3.10: Mô hình 1-2 MBC với độ lún trung bình = 46 mm 74

Hình 3.11: Mô hình 1-3 MBC với độ lún trung bình = 63 mm 75

Hình 3.12: Mô hình 1-4 MBC với độ lún trung bình = 80 mm 75

Hình 3.13: Mô hình 1-1 & 1-2 với hệ số phân bố tải trọng  PR  0,95 76

Hình 3.14: Mô hình 1-3 & 1-4 với hệ số phân bố tải trọng  PR 0, 96 76

Hình 3.15: Ảnh hưởng chiều dày bè đến sự làm việc của móng (Poulos, 2001) 78

Hình 3.16: Mô hình 2-1 MBC với độ lún max = 80,0 mm; lún lệch = 10,0 mm 80

Hình 3.17: Mô hình 2-2 MBC với độ lún max = 70,0 mm; lún lệch = 3,0 mm 80

Hình 3.18: Mô hình 2-3 MBC với độ lún max = 80,0 mm; lún lệch = 1,0 mm 81

Hình 3.19: Mô hình 2-4 MBC với độ lún max = 70,0 mm; lún lệch = 0,0 mm 81

Hình 3.20: Mô hình 2-1 & 2-2 với hệ số phân bố tải trọng  PR 0, 95 82

Hình 3.21: Mô hình 2-3 & 2-4 với hệ số phân bố tải trọng  PR 0, 97 82

Hình 3.22: Mô hình móng bè cọc trong Plaxis 3D Foundation (mô hình 3) 88

Hình 3.23: Moment uốn của bè móng trong mô hình 3 88

Hình 3.24: Phản lực đầu cọc trong mô hình 3 89

Hình 3.25: Độ lún của móng bè cọc trong mô hình 3 (độ lún max = 12,2 cm) 90

Hình 3.26: Phản lực đầu cọc trong mô hình 4-1 (loại vật liệu Drained) 93

Hình 3.27: Phản lực đầu cọc trong mô hình 4-2 (loại vật liệu Undrained) 94

Hình 3.28: Độ lún của móng bè cọc trong mô hình 4-1 (loại vật liệu Drained) (độ lún max = 22,5 cm) 95

Hình 3.29: Độ lún của móng bè cọc trong mô hình 4-2 (loại vật liệu Undrained) (độ lún max = 8,26 cm) 96

Hình 4.1: Dự án khu Cao ốc căn hộ Linh Trung, Q.Thủ Đức, TP.Hồ Chí Minh 98

Hình 4.2: Phối cảnh khu Cao ốc căn hộ Linh Trung, Q.Thủ Đức, TP.Hồ Chí Minh 99

Hình 4.3: Mặt bằng bố trí móng cọc khoan nhồi (Phương án 01) 101

Hình 4.4: Mặt bằng bố trí móng bè cọc khoan nhồi (Phương án 3a) 105

Hình 4.6: Mô hình tổng thể 3D móng bè cọc phương án 3a (PRAB) 106

Hình 4.7: Nhập thông số tải trọng phương án 3a (PRAB) 106

Hình 4.8: Nhập thông số phần bè móng phương án 3a (PRAB) 107

Hình 4.9: Nhập thông số phần cọc phương án 3a (PRAB) 107

Hình 4.10: Phương án 3a MBC với độ lún tối đa = 60 mm (theo phương ngắn y)108 Hình 4.11: Phương án 3a MBC với độ lún tối đa = 62 mm (theo phương dài x) 108

Hình 4.12: Phương án 3a với hệ số phân bố tải trọng  PR 0, 98 109

Hình 4.13: Mặt bằng bố trí móng bè cọc ly tâm ứng suất trước (Phương án 3b) 111

Hình 4.14: Mô hình móng bè cọc phương án 3b (PRAB) 111

Hình 4.15: Mô hình tổng thể 3D móng bè cọc phương án 3b (PRAB) 112

Hình 4.16: Nhập thông số tải trọng phương án 3b (PRAB) 112

Hình 4.17: Phương án 3b MBC với độ lún tối đa = 90 mm (theo phương ngắn y)113 Hình 4.18: Phương án 3b MBC với độ lún tối đa = 90 mm (theo phương dài x) 113

Hình 4.19: Phương án 3b với hệ số phân bố tải trọng  PR  0, 99 114

Bảng 1.1: Phương pháp chọn lựa quy trình thiết kế đơn giản cho móng bè cọc của

Franke et al (2000) 11

Bảng 1.2: Tỷ lệ tải trọng do cọc chịu và nền chịu ở một số công trình nước ngoài .13

Bảng 1.3: Bảng tổng hợp kết quả quan trắc và tính toán móng bè cọc công trình Tiền Phong, Hà Nội 23

Bảng 1.4: So sánh khối lượng bêtông, cốt thép giữa móng cọc khoan nhồi & móng bè cọc chung cư Lê Hồng Phong - Phan Văn Trị 26

Bảng 1.5: So sánh khối lượng bêtông, cốt thép giữa móng cọc khoan nhồi & móng bè cọc chung cư Grandview 30

Bảng 1.6: Một số công trình thực tế ở TP.Hồ Chí Minh 31

Bảng 2.1: Bảng liệt kê các phương pháp cũng như khả năng dự đoán tính toán đặc trưng móng bè cọc của từng phương pháp (theo Poulos) 33

Bảng 2.2 Các đặc trưng của mô hình và nguyên mẫu 47

Bảng 2.3 Các đặc trưng hình học và cơ học của mô hình và nguyên mẫu 50

Bảng 2.4 Các đặc trưng của cát Toyoura 51

Bảng 2.5 Tỷ lệ mẫu và nguyên mẫu 52

Bảng 2.6: Bảng tóm tắt thông số sử dụng trong mô hình do Poulos đặt ra 55

Bảng 3.1: Bảng giá trị ước lượng môđun biến dạng và hệ số Poisson của đất 67

Bảng 3.2: Tương quan giữa trị số N và trạng thái đất nền 68

Bảng 3.3: Bảng tổng hợp địa chất tại công trình Vietcombank Tower 69

Bảng 3.4: Bảng tóm tắt thông số sử dụng trong PLAXIS 3D (mô hình 3) 87

Bảng 3.5: Bảng tóm tắt thông số sử dụng trong PLAXIS 3D (mô hình 4-1 & 4-2).92 Bảng 4.1: Bảng tóm tắt thông số đất nền công trình (hố khoan HK1 & HK2) 100

MỞ ĐẦU

1 Bối cảnh nghiên cứu

Móng bè cọc hay còn được gọi là móng bè trên nền cọc, ngày nay đã trở thành giải pháp móng hữu hiệu nhất áp dụng cho nhiều công trình cao tầng trên thế giới Móng bè cọc được ứng dụng lần đầu tiên cho cao ốc tại thành phố Mexico City (Zeevaert, 1957) Sau đó, móng bè cọc được áp dụng rộng rãi ở Đức kể từ thập niên 1980 với nhiều cao ốc như: Euro Tower (148.5m), Dresdener (166.7m), Commerz Bank (108.5m), Westend (208m), Deutsche Bank (92.5m), Main Tower (205m), BFG Bank (186m), Messertum (256.5m), City Bank (55m) Móng bè cọc cũng được áp dụng ở Nhật từ những năm

1980 bởi công ty Takenaka Kể từ đó, nó được áp dụng rộng rãi khắp nơi trên thế giới

Kể từ năm 1996, Việt Nam bắt đầu hội nhập kinh tế thế giới, có rất nhiều công trình cao tầng đã và đang được xây dựng, chủ yếu tập trung ở các thành phố lớn, điển hình như: Keangnam Hanoi Landmark Tower (336m), Bitexco Financial Tower (269m), Saigon M&C Tower (195.3m), Novotel Sông Hàn (155m), Giải pháp móng bè cọc mặc

dù được đề cập nhiều không chỉ trong các công trình nghiên cứu khoa học mà còn được giới các nhà đầu tư, nhà thầu, đơn vị tư vấn đề nghị áp dụng Nhưng, việc áp dụng giải pháp này ở Việt Nam trong thực tế còn rất dè dặt, do có rất ít công trình nghiên cứu trong nước quan tâm đến Hiện tại, Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn thiết kế móng bè cọc

2 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, công trình nhà cao tầng ở Việt Nam được thiết kế tính toán thành hai phần tương đối độc lập với nhau gồm: kết cấu bên trên (phần khung) & kết cấu bên dưới (phần móng) Việc tách rời thiết kế phần khung bởi các kỹ sư kết cấu và phần móng bởi các kỹ sư địa kỹ thuật, cùng với giả thiết cho rằng công trình được ngàm vào móng và móng xem như tuyệt đối cứng để làm cơ sở thiết kế là không đúng với điều kiện làm việc thực tế của công trình, không tận dụng hết khả năng chịu lực của kết cấu cũng như đất nền bên dưới Kết quả là sử dụng vật liệu nhiều hơn so với các phương án khác Do đó, móng bè cọc được coi như là một phương án “lãng phí” và hầu như không nằm trong kế hoạch thiết kế của các kỹ sư

3 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của đề tài nghiên cứu này là phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến hệ

số phân bố tải trọng PR và độ lún của móng bè cọc nhà cao tầng Để đạt được mục tiêu

nghiên cứu trên, thì các vấn đề sau đây cần được xem xét:

- Mối quan hệ giữa tải trọng và độ lún

- Sự phân bố tương tác giữa đất và móng

- Sự phân phối tải trọng giữa cọc và đất nền

4 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu cơ sơ lý thuyết về tính toán móng bè cọc trên thế giới

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử lún của móng bè cọc

Sử dụng chương trình PRAB (tác giả GS Matsumoto, trường ĐH Kanazawa Nhật Bản) được viết trên cơ sở ứng xử đàn hồi của đất – cọc – bè, để tìm hiểu hoạt động của móng bè cọc Dùng chương trình PRAB để phân tích các trường hợp ảnh hưởng đến ứng

xử lún và việc phân phối tải trọng của móng bè cọc Các trường hợp mô phỏng tính toán bao gồm:

- Thay đổi tải trọng kết cấu bên trên

- Thay đổi chiều dày bè

- Thay đổi đất nền công trình

- Thay đổi các yếu tố ảnh hưởng khác…

5 Ý nghĩa khoa học đề tài

Đề tài: “Nghiên cứu giải pháp móng bè cọc nhà cao tầng bằng chương trình PRAB” giúp cho người kỹ sư thiết kế nền móng có thêm một cơ sở lý luận chính xác hơn

trong việc lựa chọn các thông số liên quan đến móng bè cọc, đánh giá được điều kiện địa chất công trình và các yếu tố ảnh hưởng để lựa chọn giải pháp móng ưu việt mang lại hiệu quả kinh tế cao

6 Giới hạn của đề tài

Chỉ tập trung địa chất ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh, chưa có điều kiện nhân rộng phân tích nhiều khu vực địa chất khác nhau

 Bè móng hay đài cọc có nhiệm vụ liên kết và phân phối tải trọng từ chân kết cấu cho các cọc, đồng thời truyền một phần tải trọng xuống đất nền tại vị trí tiếp xúc giữa đáy bè và đất nền Bè có thể làm dạng bản phẳng hoặc bản dầm nhằm tăng độ cứng chống uốn

 Các cọc làm nhiệm vụ truyền tải trọng xuống nền đất dưới chân cọc thông qua sức kháng mũi và vào nền đất xung quanh cọc thông qua sức kháng bên Có thể bố trí cọc trong đài thành nhóm hay riêng rẽ, bố trí theo đường lối hay bố trí bất kỳ tùy thuộc vào mục đích của người thiết kế, nhằm điều chỉnh lún không đều, giảm áp lực lên nền ở đáy bè hay giảm nội lực trong bè Cọc có thể sử dụng là cọc chế tạo sẵn hoặc cọc khoan nhồi

Hình 1.1: Mô hình phần tử hữu hạn 3D cho móng bè cọc

Móng bè cọc là một giải pháp nền móng để giảm thiểu độ lún cũng như lún lệch, tận dụng được khả năng chịu tải của đất nền bên dưới móng bè và làm giảm thiểu moment uốn trong bè Tính chất nổi bật nhất của móng bè cọc là ảnh hưởng tương hỗ giữa đất và kết cấu móng, được cân đối trong thiết kế khi có một phần tải trọng truyền xuống đất nền thông qua bè và phần còn lại thông qua cọc Katzenbach et al (2000) đã xác định được 4 loại tương tác trong ứng xử của móng bè cọc như hình [1.2] sau đây:

qt = ứng suất tác dụng Qp = tải truyền đến cọc qr = áp lực truyền lên đất (S-P) Tương tác giữa đất và cọc (S-R) Tương tác giữa đất và bè

(P-R) Tương tác giữa cọc và bè (P-P) Tương tác giữa cọc và cọc

Hình 1.2: Hiệu ứng tương tác giữa đất – cấu trúc trong móng bè cọc của Katzenbach và

cộng sự (1998), (2000)

Khái niệm về móng bè cọc được đưa ra bởi Poulos (2001a, 2001b) và nhiều nhà nghiên cứu nổi tiếng khác, có thể được diễn tả như [hình 1.3] và [hình 1.4] sau đây:

Hình 1.3: Phân biệt móng bè, móng bè cọc và móng cọc

Hình 1.4: Cấu tạo móng bè cọc

1.2 ƯU ĐIỂM CỦA MÓNG BÈ CỌC

Việc sử dụng móng bè cọc có nhiều ưu điểm sau đây:

 So với móng cọc thì móng bè cọc có số lượng cọc nhỏ hơn và chiều dài cọc cũng nhỏ hơn nhiều

 Cải thiện được điều kiện làm việc của móng nông nhờ giảm độ lún cũng như độ lún lệch Cọc đóng vai trò như bộ phận giảm lún

 Giảm được ứng suất cũng như moment nội lực trong móng bè nhờ vào sự sắp xếp hợp lý của các cọc

 Phát huy vai trò chịu lực của phần móng bè

 Giảm thiểu khả năng phình trồi khi đào hố móng

 Có thể bố trí cọc để chịu tải trọng lệch tâm từ công trình bên trên

Hình 1.5: Cọc bố trí làm giảm độ lún của nền (Randolph, 1994)

1.3 VẤN ĐỀ THIẾT KẾ MÓNG BÈ CỌC

1.3.1 Nguyên lý thiết kế móng bè cọc

Trong thiết kế móng bè cọc, có 5 vấn đề cần thiết được xem xét bao gồm:

 Sức chịu tải cực hạn khi chịu tải đứng, tải ngang và moment

 Độ lún tối đa

 Độ lún lệch

 Đánh giá các giá trị moment, lực cắt của bè để thiết kế bè móng

 Đánh giá các giá trị moment, sức chịu tải của cọc để thiết kế cọc

1.3.2 Các quan điểm thiết kế móng bè cọc hiện nay

1.3.2.1 Quan điểm cọc chịu tải hoàn toàn

Theo quan điểm này, các cọc dưới bè móng được thiết kế như một nhóm cọc để tiếp nhận hoàn toàn tải trọng của công trình mà không kể đến sự tham gia chịu tải của nền đất dưới đài cọc Trong khi tính toán, hệ móng bè cọc được tính như móng cọc đài thấp với nhiều giả thiết kèm theo như:

 Tải trọng ngang do nền đất trên mức đáy đài tiếp thu

 Đài móng tuyệt đối cứng, ngàm cứng với các cọc, chỉ truyền tải trọng đứng lên các cọc, do đó cọc chỉ chịu kéo hoặc nén

 Cọc trong nhóm cọc làm việc như cọc đơn, chịu toàn bộ tải trọng từ đài móng

 Khi tính toán tổng thể móng cọc thì coi hệ móng là một khối móng quy ước Tính toán theo quan điểm cọc chịu tải hoàn toàn có ưu điểm là đơn giản, thiên về

an toàn và được hướng dẫn chi tiết trong các giáo trình nền móng hiện nay Độ lún của móng tính toán theo phương pháp này nhỏ, sử dụng nhiều cọc và thường hệ số an toàn cao, chưa phát huy được hết sức chịu tải của cọc và không kinh tế, được coi như là một phương án "an toàn" trong thiết kế

Nhận xét: Quan điểm tính toán này phù hợp cho những kết cấu móng cọc có chiều

cao đài lớn kích thước đài nhỏ, hoặc nền đất dưới đáy đài yếu, có tính biến dạng lớn Khi đó, ta có thể bỏ qua sự làm việc của đất nền dưới đáy bè và xem toàn bộ tải trọng công trình do cọc chịu 100%

1.3.2.2 Quan điểm bè chịu tải hoàn toàn

Theo quan điểm này, bè được thiết kế để chịu phần lớn tải trọng lên móng, các cọc chỉ nhận một phần nhỏ tải trọng, được bố trí hạn chế cả về số lượng sức chịu tải với mục đính chính là gia cố nền, giảm độ trung bình và lún lệch Độ lún của móng trong quan điểm này thường lớn, vượt quá độ lún cho phép, ngoài ra với tải trọng công trình lớn, tính theo quan điểm này thường không đảm bảo sức chịu tải của nền đất dưới móng

Nhận xét: Quan điểm thiết kế này phù hợp với những công trình đặt trên nền đất

yếu có chiều dày không lớn lắm Khi đó liên kết giữa cọc và đài không cần phức tạp, vì mục đích cọc để gia cố nền và giảm lún là chính

1.3.2.3 Quan điểm bè và cọc đồng thời chịu tải

Theo quan điểm này, hệ kết cấu móng bè - 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-bè-cọc Trong quan điểm này, 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 bè chịu và làm việc như móng bè trên nền thiên nhiên

Nhận xét: Trong quan điểm này, độ lún của công trình thường lớn hơn so với

quan điểm cọc chịu tải hoàn toàn nhưng về tổng thể, nó vẫn đảm bảo nằm trong quy định với một hệ số an toàn hợp lý, do đó quan điểm tính toán này cho hiệu quả kinh tế tốt hơn so với quan điểm đầu Tuy nhiên, quá trình tính toán cần sử dụng các mô hình phức tạp hơn, do đó hiện nay quan điểm này chưa được phổ biến rộng rãi

Hình 1.6: Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún theo các quan điểm thiết kế

Tóm lại, quan điểm 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 Quan điểm thiết kế thứ hai, móng bè trên nền thiên nhiên là phương án kinh tế nhưng độ lún của bè là rất lớn và

thường nền đất không đủ sức chịu tải với công trình có tải trọng lớn Quan điểm thiết kế thứ ba, dung hòa được các ưu, nhược điểm của hai quan điểm trên, nên trường hợp công trình không có yêu cầu quá cao về độ lún, có thể sử dụng để tăng tính kinh tế

1.3.2.4 Quan điểm thiết kế móng bè cọc của các chuyên gia

 Theo Poulos (2001), tác giả có 3 quan điểm thiết kế móng bè cọc như sau:

- Quan điểm thiết kế thứ nhất: Ở tải trọng làm việc, cọc chỉ chịu tải trọng từ 35% đến 50% sức chịu tải cực hạn (hệ số an toàn SCT từ 2 đến 3), quan hệ tải trọng-độ lún của cọc vẫn là tuyến tính Gần như toàn bộ tải trọng tác dụng lên móng đều do cọc tiếp nhận Phần bè chỉ tiếp nhận phần tải trọng rất nhỏ, phân phối lên nền đất bên dưới đáy bè

- Quan điểm thiết kế thứ hai: Phần bè được thiết kế tiếp nhận một phần đáng kể tải trọng lên móng, phần còn lại do các cọc chịu Ở tải trọng làm việc, sức chịu tải của cọc được huy động từ 70% đến 100% (hệ số an toàn SCT từ 1 đến 1,5), quan hệ tải trọng-độ lún của cọc là quan hệ phi tuyến do cọc có chuyển dịch tương đối so với đất nền Số lượng cọc được bố trí đủ nhằm giảm áp lực tiếp xúc thực giữa bè

và đất nền xuống nhỏ hơn áp lực tiền cố kết của đất Cọc được sử dụng với mục đích làm giảm độ lún trung bình của bè

- Quan điểm thiết kế thứ ba: Bè được thiết kế để chịu phần lớn tải trọng lên móng Các cọc chỉ tiếp nhận một phần nhỏ của tổng tải trọng, được bố trí hợp lý với mục đích chính là giảm độ lún lệch (chứ không phải độ lún trung bình như ở quan điểm thiết kế thứ hai)

 Theo De Sanctis et al (2001) và Viggiani (2001), tác giả có 2 quan điểm sau:

- Móng bè cọc "nhỏ", lý do chính thêm vào các cọc nhằm làm tăng hệ số an toàn (điều này thường liên quan đến các bè có bề rộng dao động từ 5m đến 15m)

- Móng bè cọc "lớn" có đủ khả năng chịu tải trọng tác dụng với một biên độ an toàn hợp lý, nhưng cọc được yêu cầu để giảm độ lún và độ lún lệch Trong trường hợp này bề rộng của bè phải lớn khi so sánh với chiều dài của cọc (thông thường chiều rộng bố trí cọc vượt quá chiều dài cọc)

Hình 1.7: Mô phỏng móng bè cọc bằng phương pháp PTHH 3D

1.3.2.5 Quan điểm thiết kế móng bè cọc ở Việt Nam

Việt Nam vẫn chưa có tiêu chuẩn thiết kế móng bè cọc

Phương pháp tính móng bè cọc hiện nay ở Việt Nam là đơn giản cho hệ cọc chịu (xem như cọc chịu hoàn toàn tải của công trình) hoặc hệ bè chịu (xem như bè chịu hoàn toàn tải của công trình) Phương pháp này có ưu điểm là các bước tính toán áp dụng các

lý thuyết kết cấu thông dụng, đơn giản Nhưng phương pháp này không đúng với điều kiện làm việc thực tế của công trình, không tận dụng hết khả năng chịu lực của kết cấu cũng như đất nền Kết quả là sử dụng vật liệu nhiều hơn so với các phương án móng khác Móng bè –cọc do đó được coi như là một phương án “lãng phí” và hầu như không nằm trong kế hoạch thiết kế của các kỹ sư

Để thay đổi quan điểm chưa chính xác về móng bè cọc, các chuyên gia cơ đất đã tìm cách đưa ra các lý thuyết tính toán hệ thống móng này, trong đó có Poulos & Davis (1980), Fleming và các cộng sự (1992), Randolph (1994), Burland (1995), Katzenbach (1998) và những nghiên cứu gần đây của Poulos (1994, 2001a, 2001b) Áp dụng phương trình Midlin của bán không gian đàn hồi vào trong bài toán bè - cọc và những thử nghiệm thực tế để phân tích ngược (back analysis) bài toán này, Poulos (1994) đã đưa ra một mô hình gần với thực tế Mô hình này được chấp nhận rộng rãi, được áp dụng để xây dựng nhiều công trình và tiếp tục được phát triển trên thế giới

Kiểm tra khả năng sử dụng móng bè

1 Chỉ có một mình bè, hệ

số an toàn phù hợp chống lại sự phá hoại (Ultimate Limit State design ULS)

2 Liên quan đến chuyển vị của móng (tổng độ lún, sự lún lệch, nghiên) phải nằm trong phạm vi cho phép (Serviceability Limit State design SLS)

Móng của nhà cao tầng

Có sử dụng số lượng nhỏ cọc bên dưới cấu trúc chịu tải lớn làm cho sự lún giữa các phần tải khác nhau là không cần thiết hoặc làm giảm ứng suất bên trong bè

Kiểm tra khả năng sử dụng móng bè cọc

1 Lớp đất nền bên dưới phù hợp với móng bè cọc

2 Phải có sự làm việc đồng thời giữa bè và cọc để tăng

hệ số an toàn chống lại sự phá hoại (ULS)

3 Liên quan đến chuyển vị của móng (tổng độ lún, sự lún lệch, nghiêng) phải nằm trong phạm vi cho phép (SLS)

1.3.3 Quy trình lựa chọn móng bè cọc trong giai đoạn thiết kế

Bảng 1.1: Phương pháp chọn lựa quy trình thiết kế đơn giản

cho móng bè cọc của Franke et al (2000)

1.3.4 Điều kiện địa chất để lựa chọn giải pháp móng bè cọc

Poulos (2000) đã chỉ ra điều kiện địa chất thuận lợi và không thuận lợi cho lớp đất bên dưới khi áp dụng móng bè cọc như sau:

Địa chất thuận lợi:

 Đất cấu tạo bởi lớp sét tương đối cứng

 Đất cấu tạo bởi lớp cát tương đối dày

Không sử dụng móng bè cọc

No

Địa chất không thuận lợi:

 Đất cấu tạo chứa các lớp sét mềm gần bề mặt

 Đất cấu tạo chứa các lớp cát không chặt gần bề mặt

 Đất cấu tạo có tính chịu nén yếu gần bề mặt

 Đất cấu tạo đã trải qua quá trình cố kết lún do các nguyên nhân bên ngoài

 Đất cấu tạo đã trải qua quá trình trương nở do các nguyên nhân bên ngoài

1.3.5 Hệ số phân bố tải trọng pr trong thiết kế

Bè móng tiếp nhận tải trọng từ kết cấu bên trên, sau đó phân phối xuống cọc và đất nền Trong quá trình này, bè móng biến dạng đồng thời với kết cấu bên trên và hệ thống cọc-đất bên dưới

Hệ số pr được định nghĩa là tỉ lệ giữa tổng tải trọng cọc chịu  Rpitrên tổng tải

Hệ số pr  0 chỉ trường hợp của móng bè, móng nông và pr  1 chỉ trường hợp

thuần túy móng cọc, nghĩa là không có sự tiếp xúc với đất bên dưới móng bè Hệ số pr

này phụ thuộc vào số lượng và chiều dài của các cọc [1]

Việc xác định chính xác tải trọng do cọc chịu và do nền chịu là vấn đề khó khăn Để đơn giản hóa vấn đề, ta có thể áp dụng phương pháp cộng tác dụng thông qua giả thiết các phần tử của hệ thống nền và móng ứng xử theo quy luật đàn hồi

Tham khảo sự phân bố tải trọng các công trình thực tế trên thế giới:

Tác giả Phùng Đức Long (2011) đã thống kê 13 công trình cao tầng trên thế giới cho thấy sự phân phối tải trọng tác dụng lên cọc và đất nền theo tỷ lệ cọc / nền thay đổi như bảng sau:

Bảng 1.2: Tỷ lệ tải trọng do cọc chịu và nền chịu ở một số công trình nước ngoài

Kết cấu % tải trọng

Cao (m) Số tầng Do cọc Do đất

Đo lún (mm)

Ghi chú: N/A Không có thông tin

1.4 MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU QUỐC TẾ & TRONG NƯỚC

Hình 1.9: Cấu tạo lớp đất nền đặc trưng thành phố Frankfurt, nước Đức

Một số nhận xét đối với các công trình trên nền sét Frankfurt do Katzenbach và cộng sự (2000) thực hiện thống kê:

 Công trình móng bè cọc trên nền sét Frankfurt là nền đất tốt, đất sét cứng

 Khả năng chịu tải của đất nền là lớn

 Độ lún trung bình và sự khác nhau về độ lún là tương đối bé

1.4.1 Công trình Treptower, Berlin, nước Đức

Công trình Treptower, Berlin có chiều cao 121 m Lớp đất đắp ở trên mặt, phía dưới

là lớp cát chặt (Berlin sand) đến độ sâu 40 m Thiết kế bố trí 54 cọc khoan nhồi có đường kính 0.8m, chiều dài cọc từ 12.5 - 16.0 m Phần bè móng được mô phỏng như phần tử tấm mỏng, vật liệu cọc và bè ứng xử đàn hồi tuyến tính, vật liệu đất nền ứng xử đàn hồi dẻo

Hình 1.10: Hình ảnh công trình Treptower

Hình 1.11: Mô hình thiết kế móng bè cho cọc công trình Treptower

Hình 1.12: Lưới PTHH phân tích móng bè cọc công trình Treptower

Ứng xử quan trắc lún và tổng tải trọng công trình Treptower theo thời gian, cho thấy kết quả lún bình quân của móng bè cọc là 53% với móng bè Tỷ lệ % sức chịu tải do cọc chịu / đất nền chịu là 55% / 45%

Hình 1.13: Số liệu thực hiện quan trắc lún và tính toán công trình Treptower

1.4.2 Công trình Westend I Tower, Franfurt, nước Đức

Hình 1.14: Hình ảnh công trình Westend I Tower, Frankfurt

Westend I Tower là tòa nhà 51 tầng, cao 208 m được xây dựng tại Frankfurt, nước Đức Phần móng của công trình bao gồm một bè cọc với 40 cọc dài 30 m đường kính 1,3

m Phần giữa công trình bè cao 4,5 m và giảm còn 3 m mỗi cạnh

Hình 1.15: Mặt cắt ngang và mặt bằng móng công trình Westend I Tower, Frankfurt

 Để dự đoán ứng xử của công trình, Poulos và một vài tác giả khác đã sử dụng một

số phương pháp sau đây:

1 Phương pháp tính tay đơn giản (Poulos & Davis, 1980)

2 Phương pháp dãy trên nền đàn hồi (Poulos, 1991)

3 Phương pháp tấm trên nền đàn hồi (Poulos, 1994)

4 Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp điều kiện biên (Ta & Small, 1996)

5 Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp điều kiện biên (Sinha, 1996)

6 Phương pháp PTHH kết hợp điều kiện biên (Franke và các cộng sự., 1994)

7 Phương pháp ma trận dẻo (Randolph, 1983)

8 Phương pháp truyền tải trọng cho cọc đơn kết hợp với ứng xử đàn hồi giữa

cọc và bè (Clancy & Randolph, 1993)

FEA Phương pháp phần tử hữu hạn

FEA* Phương pháp phần tử hữu hạn: giảm ma sát thành

1.4.3 Trụ sở Công ty Tiền Phong, Hà Nội

Công trình được thiết kế theo phương pháp tính móng bè trên nền cọc Được xây dựng tại huyện Từ Liêm, Hà Nội đầu năm 2012, cho đến nay công trình đã hoàn thành và đưa vào sử dụng

Mặt bằng móng công trình được thể hiện như trên hình [1.18] Kích thước phần bè móng là 27m x 38m, cọc ép 300x300 L=27m, bước cột công trình gần đều nhịp 7mx7m

Hình 1.17: Trụ sở Công ty Tiền Phong, huyện Từ Liêm, Hà Nội

Hình 1.18: Mặt bằng bố trí móng bè cọc công trình Tiền Phong

Công trình thực tế được bố trí các mốc đo lún ở tâm bè & mép bè, các mốc quan trắc tải trọng lên cọc và quan trắc áp lực đáy móng bè cọc Các số liệu trình bày được đo từ thực tế sẽ cho ta kết quả đánh giá khách quan hơn về các công trình móng bè cọc tại Việt Nam

Hình 1.19: Quan trắc tải trọng tác dụng lên cọc công trình Tiền Phong

Hình 1.20: Quan trắc áp lực đáy móng bè cọc công trình Tiền Phong

Tổng hợp các kết quả quan trắc và phương pháp tính toán Ta lập bảng thống kê & so sánh kết quả như sau:

Bảng 1.3: Bảng tổng hợp kết quả quan trắc và tính toán MBC công trình Tiền Phong, HN

Tỷ lệ % tải trọng Phương

pháp

Lực lên

cọc (T)

Tổng lực lên cọc (T)

Áp lực lên nền (T/m2)

Tổng lực lên nền (T)

Tổng tải trọng (T) Do cọc Do nền Quan

1.4.4 Công trình MBC mang lại hiệu quả kinh tế ở TP Hồ Chí Minh

Trích dẫn trong tạp chí KHCN Xây dựng số tháng 3/2007, tác giả Trần Quang Hộ áp dụng phương pháp tính móng bè trên cọc để thiết kế móng cho hai công trình: Chung cư

25 tầng Lê Hồng Phong-Phan Văn Trị và Chung cư cao cấp GrandView

Tại công trình chung cư 25 tầng Lê Hồng Phong - Phan Văn Trị:

+ Phương án bố trí cọc khoan nhồi: Tổng số cọc là 140 cọc (24 cọc D = 1,4m; L = 52m; 112 cọc D = 1,0m; L = 47m; 4 cọc D = 1,0m; L = 3m)

+ Phương án bố trí móng bè cọc: Tổng số cọc là 112 cọc (112 cọc D = 1,0m; L = 27m)

Móng bè cọc trong công trình trên áp dụng bài báo về quan điểm tối ưu trong bố trí cọc của hệ bè cọc (Optimization concepts for the design of the pile raft foundation systems, J.E.Bezzerra & R.P.Cunha & M.M.Sales) Công trình này phải tính lặp đến 6 lần mới hội tụ Cho kết quả tỷ lệ chia tải như sau: đất nền chịu 12,95% tổng tải, cọc chịu 87,05 tổng tải

Hình 1.21: Địa chất chung cư Lê Hồng Phong - Phan Văn Trị