Phân tích độ lún của nhóm cọc thẳng đứng chịu tải trọng đúng tâm

Tính toán độ lún của nhóm cọc bằng các phương pháp thực nghiệm, tỷ số độ lún, hệ số tương tác, bè tương đương khối móng quy ước cho 3 trường hợp nền đồng nhất, loại sét, có mô đun đàn hồ

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

PHẠM CÔNG KHANH

PHÂN TÍCH ĐỘ LÚN CỦA NHÓM CỌC THẲNG

ĐỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐÚNG TÂM

Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng

Mã số ngành: 60.58.02.11

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2019

Trang 2

Công trình được hoàn thành tại: 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 TSKH NGUYỄN VĂN THƠ

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS CAO VĂN HÓA

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 3 tháng 7 năm 2019

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

1 Chủ tịch: PGS TS NGUYỄN THÀNH ĐẠT

2 Thư ký: TS LÊ TRỌNG NGHĨA

3 Phản biện 1: GS.TSKH NGUYỄN VĂN THƠ

4 Phản biện 2: TS CAO VĂN HÓA

5 Ủy viên: TS PHẠM VĂN HÙNG

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

Trang 3

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: PHẠM CÔNG KHANH MSHV: 1770128

Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số: 60580211

I TÊN ĐỀ TÀI:

PHÂN TÍCH ĐỘ LÚN CỦA NHÓM CỌC THẲNG ĐỨNG CHỊU TẢI TRỌNG ĐÚNG TÂM

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1 Trình bày cơ sở lý thuyết về tính toán độ lún cọc đơn, độ lún của nhóm cọc bằng các phương pháp thực nghiệm, tỷ số độ lún, hệ số tương tác, bè tương đương (khối móng quy ước) và mô phỏng số bằng phương pháp phần tử hữu hạn (phần mềm Plaxis 3D)

2 Tính toán độ lún của nhóm cọc bằng các phương pháp thực nghiệm, tỷ số độ lún, hệ số tương tác, bè tương đương (khối móng quy ước) cho 3 trường hợp nền đồng nhất, loại sét, có mô đun đàn hồi thay đổi, với sự thay đổi của số lượng cọc trong nhóm, tỷ lệ giữa chiều dài cọc và đường kính cọc (H/d), tỷ lệ giữa khoảng cách cọc và đường kính cọc (S/d)

3 Mô phỏng độ lún nhóm cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn cho 3 trường hợp nền đồng nhất loại sét, có mô đun đàn hồi thay đổi, với sự thay đổi của số lượng cọc trong nhóm, tỷ lệ giữa chiều dài cọc và đường kính cọc (H/d), tỷ lệ giữa khoảng cách cọc và đường kính cọc (S/d), ảnh hưởng của sự tiếp xúc giữa đài cọc và đất đến độ lún của nhóm

4 Phân tích và so sánh kết quả tính toán độ lún nhóm cọc giữa các phương pháp thực nghiệm, giải tích, mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu Từ đó đưa ra các nhận xét, đánh giá và kết luận

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 11/02/2019

Trang 4

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/06/2019

TS LƯU XUÂN LỘC

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Lê Bá Vinh Thầy đã tận tình dẫn dắt, chỉ bảo, định hướng tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu tại trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Đã giúp tôi hoàn thành luận văn này Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong bộ môn Địa cơ – Nền móng và Khoa Kỹ thuật Xây dựng của trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã truyền dạy những kiến thức quý giá cho tôi, đó cũng là hành trang không thể thiếu trên con đường nghiên cứu khoa học và sự nghiệp của tôi sau này

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, Ban giám đốc công ty TNHH Kiểm định và Tư vấn ĐTXD Miền Tây, các bạn trong lớp Địa kỹ thuật xây dựng khóa 2016 và khóa 2017, cùng các anh chị em đồng nghiệp đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn

Xin chân thành cảm ơn!

Tp HCM, ngày 02 tháng 06 năm 2019

Phạm Công Khanh

Trang 6

TÓM TẮT

Trong thiết kế móng cọc, độ lún của móng là một yêu cầu được quan tâm hàng đầu trong tính toán thực hành thiết kế kết cấu nền móng Hiện nay, khi xác định độ lún của móng cọc vẫn phổ biến sử dụng mô hình khối móng quy ước, phương pháp này không kể đến ảnh hưởng của số lượng cọc, chiều dài cọc, khoảng cách giữa các cọc và sự tương tác của các cọc trong đài Trong luận văn này, sự ảnh hưởng của khoảng cách giữa các cọc, chiều dài cọc, số lượng cọc, sự tiếp xúc của đài cọc được phân tích, đánh giá bằng các phương pháp giải tích và phương pháp phần tử hữu hạn cho các trường hợp cụ thể

Độ lún của nhóm cọc trong đất dính luôn lớn hơn độ lún của cọc đơn với mức

độ chịu tải tương ứng được thể hiện thông qua tỷ số độ lún (Rs  1) và tăng nhanh khi số lượng cọc trong nhóm tăng và giảm khi tăng khoảng cách giữa các cọc Độ lún khi xác định bằng phương khối móng quy ước cho kết quả lớn hơn phương pháp phần tử hữu hạn và phù hợp với các nhóm có kích thước lớn khi n > 36 và S/d  6 Phương pháp mô phỏng trụ tương đương trong phần mềm Plaxis 3D là một cách trung gian giữa phương pháp giải tích và phương pháp mô phỏng toàn bộ nhóm cọc

để ước lượng nhanh chóng độ lún của nhóm cọc với mức độ chênh lệch trong khoảng 12% khi S/d = 4

Nghiên cứu lực phân phối vào cọc cho thấy các cọc ở gần trung tâm nhóm cọc

bị ảnh hưởng tương tác nhiều nhất nên lực phân phối vào các cọc này là ít nhất Các cọc ở càng xa ảnh hưởng của sự tương tác càng giảm, nên lực phân phối vào các cọc này là lớn nhất

Với cùng một diện tích bè, việc lựa chọn khoảng cách bố trí giữa các cọc hợp

lý giúp làm giảm độ lún của móng và tiết kiệm chi phí hơn phương án gia tăng chiều dài các cọc ở trung tâm Kết quả nghiên cứu giúp cho người thiết kế có những định hướng trong cách xác định độ lún của móng cọc và giải pháp bố trí cọc trong móng hợp lý giúp tiết kiệm kinh phí và hiệu quả

Trang 7

The settlement of piles group in clay soil is always greater than the settlement

of single pile through the ratio of settlement (Rs > 1) and increases rapidly when the number of piles in group increases and decreases when increases the pile spacing The settlement, when determined by the base of the equivalent foundation method,

is greater than the settlement determined by the finite element method This method

is suitable for large groups of piles with n > 36 and pile spacing (S/d  6) Determination of settlement by equivalent pier method results quickly and relatively

in accordance with the results of the finite element method with the difference of about 12% when S/d = 4

The study on the distribution of load showed that for a large range of loading the corner piles in groups take the largest and the centre the smallest proportion of load, and that the proportion of load taken by any pile increase with its distance from the centre of the group

With the same raft area, choosing the appropriate pile spacing helps to reduce the settlement of the foundation and more cost than instead of increasing the centre piles length of the group The research results help designers have orientations in determining the settlement of pile foundations and solutions to arrange piles in a reasonable foundation to save money and efficiency

Trang 8

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công việc do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS TS Lê Bá Vinh

Các kết quả trong Luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin chịu trách nhiệm về nội dung trình bày trong luận văn của mình

Tp HCM, ngày 02 tháng 06 năm 2019

Phạm Công Khanh

Trang 9

2.2.4 Phương pháp cộng lún các lớp phân tố sử dụng mô hình KMQU: 19

PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CỦA NHÓM CỌC THẲNG ĐỨNG CHỊU

Trang 10

3.1 Thiết lập mô hình (bài toán) để phân tích: 33

3.2 Độ lún của nhóm cọc xác định bằng phương pháp phần tử hữu hạn: 373.2.1 Kết quả tính toán độ lún của nhóm cọc (SG) bằng phương pháp PTHH cho

3.4.1 Phương pháp tính toán trụ tương đương bằng công thức giải tích: 543.4.2 Phương pháp tính toán độ lún trụ tương đương bằng mô phỏng PTHH: 643.4.3 Phân tích vùng ảnh hưởng xung quanh trụ tương đương và nhóm cọc: 683.4.4 Nhận xét, kết luận phương pháp tính toán độ lún nhóm cọc bằng mô phỏng

3.5.1 Kết quả tính toán độ lún nhóm cọc bằng phương pháp khối móng quy ước

Trang 11

3.8 Ảnh hưởng của cách bố trí cọc trong đài: 95KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 99

Trang 12

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Vùng ảnh hưởng của ứng suất xung quanh nhóm cọc 5

Hình 1.2 Mặt bằng thí nghiệm của Dai (2012) 8

Hình 1.3 Kết quả thí nghiệm của Dai (2012) 9

Hình 1.4 Thí nghiệm nén tĩnh nhóm cọc của Bạch Vũ Hoàng Lan (2017) 9

Hình 1.5 Biểu đồ quan hệ tải trọng – độ lún của BVHL 10

Hình 1.6 Kết quả lực phân phối vào cọc theo độ lún của BVHL 10

Hình 1.7 Mặt bằng bố trí cọc PA1 12

Hình 1.9 Độ lún thay đổi theo chiều dày bè 12

Hình 1.10 Độ lún lệch tương đối theo chiều dày bè 12

Hình 2.1 Giả định mô đun cắt của đất thay đổi theo độ sâu 15

Hình 2 2 Sự gia tăng tỷ số độ lún nhóm RS theo số lượng cọc trong nhóm 17

Hình 2 3 Nhóm cọc được thay thế bằng trụ tương đương 18

Hình 2 4 Mô hình khối móng quy ước (Tomlinson, 1996) 19

Hình 2 6 Cách xác định góc giản nở dựa vào thí nghiệm nén 3 trục 26

Hình 2 7 Cách xác định trong thí nghiệm 3 trục 26

Hình 2 8 Cách xác định trong thí nghiệm nén cố kết 27

Hình 2 9 Cách xác định Eur trong thí nghiệm nén 3 trục đường dở tải 28

Hình 2 10 Phần tử tiếp xúc 30

Hình 2 11 Ý nghĩa hệ số Rf 31

Hình 3.1 Mô hình phân tích độ lún móng cọc (không đài tiếp xúc đất) 34

Hình 3.2 Chế độ chia lưới (Fine) 34

Hình 3.3 Chuyển vị đứng nhóm cọc 34

Hình 3.4 Vùng ảnh hưởng theo phương đứng của nhóm cọc 34

Hình 3.5 Mặt cắt lún tại cao trình mũi cọc 34

Hình 3.6 Vùng ảnh hưởng theo phương ngang tại cao trình mũi cọc 35

Hình 3.7 Quan hệ tải trọng và chuyển vị của cọc đơn 36

Hình 3.8 Độ lún nhóm cọc (SG) loại nền E1, H/d = 20 37

50

u E

ref oed E

Trang 13

Hình 3.11 SG, loại nền E1, S/d = 2 38

Hình 3.16 SG, loại nền E2, H/d = 20 39

Hình 3.32 Sự thay đổi vùng ảnh hưởng khi thay đổi chiều dài cọc 43

Hình 3.33 Sự thay đổi vùng ảnh hưởng khi thay đổi số lượng cọc 43

Hình 3.34 Rs, n = 4, H/d = 20 45

Hình 3.35 Rs, n = 16, H/d = 20 45

Hình 3.36 Rs, n = 36, H/d = 20 45

Hình 3.37 Rs, n = 64, H/d = 20 45

Hình 3.38 Rs, n = 100, H/d = 20 46

Trang 14

Hình 3.39 Rs, n = 4, H/d = 40 46

Hình 3.40 Rs, n = 16, H/d = 40 46

Hình 3.41 Rs, n = 36, H/d = 40 46

Hình 3.42 Rs, n = 64, H/d = 40 46

Hình 3.43 Rs, n = 100, H/d = 40 46

Hình 3.44 Rs, n = 4, H/d = 60 47

Hình 3.45 Rs, n = 16, H/d = 60 47

Hình 3.46 Rs, n = 36, H/d = 60 47

Hình 3.47 Rs, n = 64, H/d = 60 47

Hình 3.48 Rs, n = 100, H/d = 60 47

Hình 3.49 Xác định ij 47

Hình 3.50 SG_TTD theo giải tích, S/d = 2 54

Hình 3.55 SG_TTD, “A = 5” S/d = 2 55

Hình 3.56 SG_TTD, “A = 5” S/d = 3 55

Hình 3.57 SG_TTD, “A = 5” S/d = 4 55

Hình 3.58 SG_TTD, “A = 5” S/d = 6 56

Hình 3.59 SG_TTD, “A = 5” S/d = 8 56

Hình 3.65 SG_TTD, “A = 5” S/d = 2 57

Hình 3.66 SG_TTD, “A = 5” S/d = 3 57

Hình 3.67 SG_TTD, “A = 5” S/d = 4 57

Hình 3.68 SG_TTD, “A = 5” S/d = 6 57

Trang 15

Hình 3.69 SG_TTD, “A = 5” S/d = 8 57

Hình 3.71 SG_TTD theo giải tích, S/d= 3 58

Hình 3.73 SG_TTD theo giải tích, S/d= 6 58

Hình 3.75 SG_TTD, “A = 5” S/d = 2 58

Hình 3.76 SG_TTD, “A = 5” S/d = 3 59

Hình 3.77 SG_TTD, “A = 5” S/d = 4 59

Hình 3.78 SG_TTD, “A = 5” S/d = 6 59

Hình 3.79 SG_TTD, “A = 5” S/d = 8 59

Hình 3.80 Mô hình phân tích trụ tương đương 64

Hình 3.81 Chế độ mesh lưới (Fine) 64

Hình 3.82 Vùng ảnh hưởng theo phương đứng 65

Hình 3.83 Chuyển vị đứng trụ tương đương 65

Hình 3.84 SG_TTD theo PTHH, S/d = 2 65

Trang 16

Hình 3.99 Vùng ảnh hưởng xung quanh trụ tương đương 68

Hình 3.100 So sánh vùng ảnh hưởng của nhóm cọc và trụ tương đương 69

Hình 3.101 SG_KMQU, S/d = 2 72

Hình 3.116 SG_HSTT, n=4, H/d = 20 78

Hình 3.117 SG_HSTT, n=16, H/d = 20 78

Hình 3.118 SG_HSTT, n=36, H/d = 20 78

Hình 3.119 SG_HSTT, n=64, H/d = 20 78

Hình 3.120 SG_HSTT, n=100, H/d = 20 78

Hình 3.121 ij, n=16, H/d = 20 78

Hình 3.122 ij, n=16, H/d = 40 79

Hình 3.123 ij, n=16, H/d = 60 79

Hình 3.124 ij, TCVN 10304:2014 79

Hình 3.125 ij theo Poulos (2008) 79

Hình 3.126 ij theo Randolph&Worth 79

Hình 3.127 Thiết lập mặt bằng nhóm cọc 86

Trang 17

Hình 3.128 Lực phân phối vào nhóm cọc n = 16, S/d = 3, H/d = 40 88

Hình 3.131 Độ lún của nhóm n = 16 xác định bằng phương pháp hệ số tương tác có xét lại sự phân phối tải trọng vào các cọc trong nhóm 91

Hình 3.140 Sơ đồ phân tích móng cọc có n = 64, H/d = 40 94

Hình 3.141 Độ lún khi hđ thay đổi 95

Hình 3.142 Độ lún lệch khi hđ thay đổi 95

Hình 3.149 Độ lún của móng và giá trị chiều dài cọc được giảm theo các PA 97

Hình 3.150 Mức độ phân phối tải trọng lên đài và cọc theo các phương án 97

Trang 18

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Hệ số nhóm () và tỷ số độ lún Rs theo BVHL 10

Bảng 2.1 Bảng tra hệ số poisson dựa vào các kết quả nghiên cứu 25

Bảng 2.2 Hệ số thấm K của một số loại đất 29

Bảng 2.3 Bảng tra hệ số Rinter 30

Bảng 3 1 Thông số đất nền mô hình Hardening soil 35

Bảng 3 2 Thông số của hệ cọc và đài 36

Bảng 3 3 Bảng tổng hợp chiều dài, sức chịu tải và độ lún (S1) của cọc đơn 36

Bảng 3 4 Kết quả tính toán Rs theo Bạch Vũ Hoàng Lan (2017) 48

Bảng 3 5 Kết quả tính toán Rs theo Randolph và Clancy (1993) 48

Bảng 3 6 Kết quả tính toán Rs theo phương pháp PTHH cho nền đất loại E1 49

Bảng 3 9 Độ dốc của đường cong lún trường hợp nền loại E1 50

Bảng 3 12 Độ lún của nhóm cọc theo phương pháp trụ tương đương, nền loại E1 59 Bảng 3 13 Độ lún của nhóm cọc theo phương pháp trụ tương đương, nền loại E1 với hệ số điều chỉnh “A = 5” 60

Bảng 3 14 Độ lún của nhóm cọc theo phương pháp trụ tương đương nền loại E2 60

Bảng 3 15 Độ lún của nhóm cọc theo phương pháp trụ tương đương nền loại E2 với hệ số điều chỉnh “A = 5” 61

Bảng 3 16 Độ lún của nhóm cọc theo phương pháp trụ tương đương nền loại E3 61

Bảng 3 17 Độ lún của nhóm cọc theo phương pháp trụ tương đương nền loại E3 với hệ số điều chỉnh “A = 5” 62

Bảng 3 18 Độ lún của nhóm cọc mô phỏng trụ tương đương, nền loại E1 70

Bảng 3 19 Độ lún của nhóm cọc mô phỏng trụ tương đương nền loại E2 71

Bảng 3 20 Độ lún của nhóm cọc mô phỏng trụ tương đương, nền loại E3 71

Bảng 3 21 Độ lún của nhóm cọc theo phương pháp khối móng quy ước, nền loại E1 73

Trang 19

Bảng 3 22 Độ lún của nhóm cọc phương pháp khối móng quy ước, nền loại E2 75Bảng 3 23 Độ lún của nhóm cọc phương pháp khối móng quy ước, nền loại E3 76Bảng 3 24 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác của Poulos (2008), nền loại E1 80Bảng 3 25 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác của Poulos (2008), nền loại E2 80Bảng 3 26 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác của Poulos (2008), nền loại E3 81Bảng 3 27 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác của Randolph và Worth (1979), nền loại E1 81Bảng 3 28 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác của Randolph và Worth (1979), nền loại E2 82Bảng 3 29 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác của Randolph và Worth (1979), nền loại E3 82Bảng 3 30 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác theo TCVN 10304:2014, nền loại E1 83Bảng 3 31 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác theo TCVN 10304:2014, nền loại E2 83Bảng 3 32 Độ lún của nhóm cọc phương pháp hệ số tương tác theo TCVN 10304:2014, nền loại E3 84

Trang 20

MỘT SỐ KÝ HIỆU ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN

E 50 ref (kN/m 2 ) Mô đun cát tuyến trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước

E eq (kN/m 2 ) Mô đun đàn hồi tương đương của trụ tương đương

E oed ref (kN/m 2 ) Mô đun tiếp tuyến trong thí nghiệm nén cố kết

E ur ref (kN/m 2 ) Mô đun dỡ tải và gia tải lại

Trang 21

MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài

Ngày nay, giải pháp sử dụng móng cọc như là hệ thống chịu tải và truyền tải trọng vào đất nền khá phổ biến Yếu tố quan trọng cần quan tâm hàng đầu ảnh hưởng trực tiếp đến sự làm việc ổn định của kết cấu nền móng chính là sức chịu tải

và biến dạng của đất nền dưới đáy móng Trên thực tế, từ các dữ liệu quan trắc lún của một số công trình sử dụng móng cọc, có thể nhận thấy rằng tồn tại sự khác biệt giữa độ lún thiết kế và độ lún thu được từ quan trắc thực tế, giữa độ lún của cọc đơn

và độ lún của nhóm cọc

Hiện nay, trong tiêu chuẩn hiện hành khi xác định độ lún của móng cọc vẫn phổ biến sử dụng mô hình khối móng quy ước phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, phương pháp này không kể đến ảnh hưởng của số lượng cọc, tỷ số giữa đường kính và chiều dài cọc, khoảng cách cọc và sự tương tác của các cọc trong đài Nguyên nhân gây ra sự khác biệt về độ lún giữa cọc đơn và nhóm cọc được chứng minh là do hiệu ứng nhóm Dưới tác dụng của tải trọng dọc trục, ứng xử của cọc đơn khác với ứng xử của cọc khi làm việc thành nhóm Cụ thể khi cọc đóng trong đất cát chặt có khoảng cách giữa các cọc nhỏ hơn 3D (D là đường kính hay cạnh cọc) thì khả năng chịu tải của nhóm cọc có thể lớn hơn tổng khả năng chịu tải của các cọc đơn do đất xung quanh bị bị xáo trộn làm chặt đất hơn Ngược lại khi khoảng cách các cọc càng gần nhau trong đất dính (nhỏ hơn 6D) thì khả năng chịu tải của nhóm lại có xu hướng nhỏ hơn tổng khả năng chịu tải của các cọc đơn tương ứng do các vùng chống chập của biến dạng cắt trong đất xung quanh cọc Trong tất

cả các trường hợp thì độ lún của nhóm cọc sẽ lớn hơn độ lún của cọc đơn khi chịu tải tương ứng do vùng ứng suất dưới mũi của nhóm cọc lớn hơn và phát triển sâu hơn do sự chồng chập ứng suất của các cọc đơn bên cạnh nhau

Vì vậy, lựa chọn đề tài “Phân tích độ lún của nhóm cọc thẳng đứng chịu

tải trọng đúng tâm” để xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến độ lún và tính toán độ

lún phục vụ công tác thiết kế móng cọc

Trang 22

Mục tiêu nghiên cứu:

Phân tích độ lún nhóm cọc, có đài tuyệt đối cứng chịu tải trọng dọc trục với sự thay đổi của các thông số:

- Số lượng cọc trong nhóm

- Khoảng cách giữa các cọc

- Sự thay đổi của địa chất

- Tỷ số giữa chiều dài cọc và đường kính cọc

- Sự thay đổi thông số độ cứng của đất

Tiến hành so sánh kết quả tính toán từ các phương pháp:

- Phương phương pháp khối móng quy ước

Ý nghĩa khoa học của đề tài

Đề tài “Phân tích độ lún của nhóm cọc chịu tải trọng đúng tâm” giúp cho

người thiết kế có những định hướng về các yếu tố ảnh hưởng đến độ lún của móng cọc Đề tài cũng đưa ra các so sánh, đánh giá mức độ chênh lệch giữa các phương pháp ước lượng độ lún của móng cọc hiện nay và kiến nghị các điều kiện để có thể

sử dụng được phương pháp phù hợp Qua đó giúp cho người thiết kế có những lựa chọn hợp lý về phương pháp ước lượng độ lún của móng cọc

Phương pháp nghiên cứu

Tiến hành lựa chọn ba lớp đất loại sét mang tính đại diện cho đất sét ở TP Hồ Chí Minh cũng như các tỉnh phía nam với các thông số hữu hiệu phù hợp với mô hình Hardening soil (c’, ’, E’, ’, k, m, …) để tiến hành mô phỏng PTHH cũng như tính toán giải tích

Trang 23

Tiến hành mô phỏng bằng chương trình phần tử hữu hạn (Plaxis 3D) cho các nhóm cọc chịu tải trọng dọc trục, có đài tuyệt đối cứng với sự thay đổi của các thông số sau:

- Sự thay đổi của số lượng cọc: 4 cọc (2x2), 16 cọc (4x4), 36 cọc (6x6), 64 cọc (8x8) và 100 cọc (10x10)

- Sự thay đổi của tỷ số giữa khoảng cách cọc (S) và đường kính (d): S/d = 2,

3, 4, 6, 8

- Sự thay đổi của tỷ số giữa chiều dài cọc (H) và đường kính cọc (d): H/d =

20, 40, 60

Tiến hành tính toán bằng giải tích theo các phương pháp:

- Phương pháp tỷ số độ lún theo các tác giả Randolph (1994), Poulos (1989), Bạch Vũ Hoàng Lan (2017), Randolph và Clancy (1993)

- Sử dụng chương trình Plaxis 3D để mô phỏng bài toán quy đổi nhóm cọc thành trụ tương đương theo đề xuất từ các nghiên cứu của các tác giả: Randolph và Worth (1978), Poulos và Davis (1980), Randolph và Clancy (1993)

- Phương pháp hệ số tương tác được quy định trong tiêu chuẩn tính toán móng cọc hiện hành TCVN 10304:2014 và các tác giả Poulos và Davis (1980), Randolph và Worth (1979)

- Phương pháp Khối móng quy ước được đề xuất bởi Tomlimson (1996) Căn cứ vào các kết quả tính toán độ lún của nhóm cọc từ các phương pháp kinh nghiệm, bán kinh nghiệm, giải tích, quy đổi nhóm cọc thành trụ tương đương, phương pháp phần tử hữu hạn tiến hành tổng hợp, phân tích, so sánh để đưa ra các kiến nghị, hiệu chỉnh phù hợp để có thể áp dụng các phương pháp vào thực tế tính toán thiết kế

Phạm vi nghiên cứu

Áp dụng cho các công trình xây dựng có móng cọc với đất nền là loại sét, đồng nhất mang tính đặc trưng ở khu vực TP Hồ Chí Minh và các tỉnh phía Nam Nghiên cứu sử dụng móng cọc có đài là tuyệt đối cứng, đài cọc không tiếp xúc với nền đất, tải trọng dọc trục đúng tâm

Trang 24

Cọc có tiết diện tròn đặc, đúc sẵn, chiều dài cọc L = 6m; 12m; 18m được thi công bằng phương pháp ép

Nhóm cọc có số lượng cọc trong nhóm lần lượt là: 4 cọc, 16 cọc, 36 cọc, 64 cọc và 100 cọc Khoảng cách giữa các cọc trong nhóm thay đổi: 2d, 3d, 4d, 6d, 8d

Trang 25

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỘ LÚN CỦA NHÓM CỌC 1.1 Khái quát về móng cọc:

Móng cọc là một loại móng sâu được sử dụng như là hệ thống chịu tải và truyền tải trọng vào lớp đất tốt nằm rất sâu dưới lòng đất Hai loại cọc phổ biến được sử dụng hiện nay là cọc chế tạo sẵn và cọc khoan nhồi (cọc đổ tại chỗ)

1.2 Hiệu ứng nhóm cọc:

Để chịu được tải trọng lớn, móng cọc thường được cấu tạo bởi một nhóm cọc, tuy nhiên khi khoảng cách giữa các cọc không đủ lớn, sẽ hình thành trong vùng đất xung quanh cọc hiện tượng chồng ứng suất chống cắt do ma sát bên và do sức chống mũi của các cọc gây ra (Hình 1.1) Độ lớn ứng suất trong vùng chồng ứng suất này phụ thuộc nhiều vào các yếu tố: Khoảng cách cọc; Chiều dài cọc; Hình dạng cọc; Số lượng cọc; Độ lớn của tải trọng tác dụng vào nhóm cọc và tính chất của nền đất xung quanh nhóm cọc,…Hiện tượng chồng ứng suất làm suy giảm ma sát giữa cọc – đất và sức chống mũi của cọc dẫn đến giảm khả năng chịu lực và gia tăng chuyển vị của nhóm cọc so với cọc

đơn

Hệ số nhóm cọc (): kể đến sự giảm

sức chịu tải của nhóm cọc so với tổng sức

chịu tải của từng cọc đơn làm việc riêng

U R U



Trong đó: (QG)ult – sức chịu tải giới

hạn của nhóm cọc; Qult – sức chịu tải giới

hạn của cọc đơn; n – tổng số cọc trong

nhóm

Tỷ số độ lún (Rs): Kể đến sự gia

tăng chuyển vị đứng (độ lún) của nhóm

Hình 1.1 Vùng ảnh hưởng của ứng suất xung quanh nhóm cọc

1 – Vùng phân bố ứng suất xung quanh nhóm cọc; 2 – Vùng phân bố ứng suất xung quanh cọc đơn; 3 – Vùng chồng chập ứng suất giữa các cọc

Trang 26

cọc so với cọc đơn làm việc trong điều kiện tương đương

Trong đó: UG – độ lún của nhóm cọc; US – độ lún của cọc đơn ứng với tải trọng trung bình của cọc trong nhóm

1.3 Các phương pháp tính toán độ lún của nhóm cọc:

Để ước lượng độ lún của nhóm cọc, Skempton (1953) đã kiến nghị cách xác định độ lún của nhóm cọc dựa trên độ lún của cọc đơn phụ thuộc vào bề rộng của nhóm cọc Trong khi đó, cách xác định của Vesic (1969) đã kiến nghị cách dự báo

độ phụ thuộc vào tỷ lệ giữa bề rộng nhóm cọc và đường kính cọc Ngoài ra, Meyerhoff (1959) đã bổ sung thêm các thông số về khoảng cách giữa các cọc, số hàng trong nhóm cọc vuông

Độ lún trung bình của nhóm (SG) có n cọc có thể được biểu diễn như một hàm theo độ lún của cọc đơn (S1) chịu bằng tải trọng trung bình của các cọc trong nhóm thông qua một tỷ số độ lún Rs (Rs = SG/S1) Randolph (1994) đã đề nghị công thức gần đúng để xác định tỷ số độ lún Rs theo số lượng cọc trong nhóm và hệ số mũ ω phụ thuộc vào tính chất của đất Có nhiều tác giả nghiên cứu thực nghiệm tại hiện trường và trong phòng thí nghiệm để xác định giá trị của ω điển hình như Poulos (1989) đã chỉ ra ω  0.5 đối với nhóm cọc ma sát trong đất sét và ω  0.33 cho nhóm cọc ma sát trong đất cát Ở trong nước, Bạch Vũ Hoàng Lan (2017) đã thực hiện mô hình vật lý tỷ lệ nhỏ đối với nhóm cọc có n  16 cho nền đất sét trạng thái dẻo mềm và kiến nghị công thức xác định hệ số mũ ω phụ thuộc vào S/d và L/d (với S: là khoảng cách giữa các cọc; d là đường kính cọc; L là chiều dài cọc) Ngoài ra, Randolph và Clancy (1993) đã đề nghị công thức xác định tỷ số độ lún Rs phụ thuộc vào thông số R, với R phụ thuộc vào số lượng cọc trong nhóm, khoảng cách giữa các cọc và chiều dài cọc

Poulos và Davis (1980) đã đề xuất phương pháp “trụ tương đương” để ước lượng độ lún trung bình của nhóm cọc Trong phương pháp này, nhóm cọc được thay thế bằng một trụ với đường kính và mô đun đàn hồi được quy đổi tương đương sau đó áp dụng lời giải xác định độ lún của cọc đơn theo Randolph và Worth (1978)

để tìm độ lún trung bình của nhóm cọc

Trang 27

Một phương pháp phổ biến được các kỹ sư sử dụng hiện nay trong xác định độ lún trung bình của nhóm cọc là phương pháp cộng lún phân tố sử dụng mô hình khối móng quy ước theo đề xuất của Tomlinson (1996) Phương pháp này dựa vào việc thay thế nhóm cọc bằng một khối móng quy ước với một kích thước tương đương, hoạt động ở một độ sâu đại diện dưới mặt đất Tuy nhiên, phương pháp này không xét đến ảnh hưởng của số lượng cọc, khoảng cách giữa các cọc và sự tương tác giữa các cọc ở trong nhóm

Để phân tích ứng xử nhóm cọc có xét đến sự tương tác giữa các cọc, Poulos và Davis (1980) đề xuất phương pháp hệ số tương tác Trong phương pháp này, độ lún

Si của cọc thứ i trong nhóm n cọc phụ thuộc vào khoảng cách bố trí cọc trong nhóm, chiều dài cọc, tính chất cơ lý của đất và tải trọng phân phối lên từng cọc trong một nhóm Các hệ số tương tác có thể tính toán từ phân tích BEM hoặc phần tử hữu hạn

Để có thể tính toán hệ số tương tác bằng phương pháp giải tích, các tác giả Randolph và Worth (1979), Poulos (2008) đã phát triển các biểu thức xấp xỉ dựa trên thực nghiệm, tính toán phân tích từ BEM hoặc phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp số để tìm nghiệm gần đúng của một hàm chưa biết trong miền xác định Phương pháp này rất thích hợp để tìm nghiệm gần đúng cho các bài toán vật lý, kỹ thuật khi mà hàm cần tìm được xác định trên các miền phức tạp là những vùng nhỏ có đặc trưng hình học, vật lý khác nhau có các điều kiện biên khác nhau Có thể thấy, để xem xét ảnh hưởng của các thông số S/d, L/d, sự tương tác giữa các cọc trong nhóm, ảnh hưởng của hiệu ứng nhóm cọc, sự thay đổi tính chất cơ lý của đất thì phương pháp phần tử hữu hạn là một lựa chọn hợp lý để tính toán độ lún của nhóm cọc

1.4 Các nghiên cứu thực nghiệm về độ lún của nhóm cọc:

Các tác giả: Skempton và cộng sự (1953); Meyerhof (1959); Vesic (1968); Mandolini và cộng sự (2005) đã thu thập số liệu về độ lún của 63 phương án móng cọc và cọc đơn khác nhau, được thi công bằng nhiều phương pháp: đóng, ép, nhồi Các nhóm có số lượng từ 4 cọc đến 5600 cọc (4 ≤ n ≤ 5600); Khoảng cách cọc: 2d

≤ S ≤ 8d; Tỷ số L/d của cọc biến thiên từ 13 ≤ L/d ≤ 126; Các nghiên cứu cho thấy

tỷ số độ lún luôn bằng hoặc lớn hơn một (Rs ≥ 1) Thí nghiệm hiện trường cho

Trang 28

nhóm cọc của Brown et al (1988) với nhóm cọc kích thước 3x3 cọc trong đất cát chặt và khoảng cách giữa các cọc là 3D Cát có độ chặt tương đối Dr = 50% Ông đã kết luận rằng nhóm cọc chuyển vị nhiều hơn cọc đơn khi chịu cùng tải trọng bằng tải trung bình tác dụng lên từng cọc trong nhóm Trong các hàng cọc khác nhau cũng ứng xử khác nhau (Brown, D.A, and Reese, L C, 1988)

Hình 1.2 Mặt bằng thí nghiệm của Dai (2012)

Trang 29

Hình 1.3 Kết quả thí nghiệm của Dai (2012)

G Dai và cộng sự (2012) đã tiến hành thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn và nhóm cọc (hình 1.2) có qui mô: 1x2; 2x2 và 3x3 Cọc bê tông cốt thép có đường kính d = 400mm được hạ vào nền sét nhiều lớp với 2 loại chiều dài là L = 20m và L = 24m, khoảng cách giữa hai cọc lần lượt thay đổi là sp = 2.5B (với B là đường kính cọc) và

sp = 3B để xem xét ảnh hưởng của chiều dài và khoảng cách giữa 2 cọc đến độ lún của nhóm cọc Mực nước ngầm ở độ sâu 2.6m cách mặt đất Ông đã kết luận rằng,

độ lún của cọc đơn nhỏ hơn độ lún của nhóm cọc khi chịu cùng tải trọng bằng tải trung bình tác dụng lên từng cọc trong nhóm (hình 1.3) và hiệu ứng nhóm bị ảnh hưởng bởi khoảng cách cọc lớn hơn chiều dài cọc

a) Mặt bằng nhóm cọc N16B b) Mặt bằng nhóm cọc tại hiện

trường

Hình 1.4 Thí nghiệm nén tĩnh nhóm cọc của Bạch Vũ Hoàng Lan (2017)

Trang 30

Hình 1.5 Biểu đồ quan hệ tải trọng – độ lún của BVHL

Hình 1.6 Kết quả lực phân phối vào cọc theo độ lún của BVHL

Bảng 1 Hệ số nhóm () và tỷ số độ lún R s theo BVHL

Bạch Vũ Hoàng Lan (BVHL) đã tiến hành thí nghiệm nén tĩnh cho cọc đơn và nhóm cọc với mô hình vật lý tỷ lệ nhỏ ở phòng thí nghiệm và hiện trường (hình 1.4)

Trang 31

cho các nhóm 2x2; 3x3; 4x4 với khoảng cách giữa 2 cọc s = 3d (với d là đường kính cọc) và L/d = 20 (với L là chiều dài cọc) để xem xét hiệu ứng nhóm cọc và tỷ số độ lún Rs của nhóm cọc và lực phân phối vào các cọc nhóm cọc có đài cứng Kết quả thí nghiệm của Bạch Vũ Hoàng Lan (2017) chỉ ra, khi tăng số lượng cọc từ 4 cọc đến 16 cọc, hệ số nhóm  giảm và giá trị tỷ số độ lún Rs tăng (bảng 1) và độ lún của nhóm cọc lớn hơn độ lún của cọc đơn khi chịu tải trọng bằng tải trung bình tác dụng lên từng cọc trong nhóm (hình 1.6) Để nghiên cứu lực phân phối vào từng cọc trong nhóm, tác giả đã tiến hành một thí nghiệm thay đổi chiều dài các cọc giữa cho nhóm 16 cọc với tổng chiều dài không đổi so với nhóm có chiều dài cọc không đổi Kết quả cho thấy, lực phân phối vào các cọc trong nhóm là không đồng đều (hình 1.6), lực phân phối vào cọc ở góc là lớn nhất và nhỏ nhất là cọc nằm gần vị trí trung tâm nhóm cọc Khi tăng chiều dài các cọc ở giữa và giảm chiều dài các cọc ở biên với điều kiện tổng chiều dài là bằng nhau cho thấy có sự cải thiện về khả năng làm việc của nhóm và giúp cho sự phân phối tải trọng vào các cọc trong nhóm đồng đều hơn

1.5 Nghiên cứu về cách bố trí cọc trong nhóm và ảnh hưởng của chiều dày bè đến độ lún lệch của móng:

Nguyễn Văn Nhân (2018) đã xem xét mức độ lún lệch tương đối khi thay đổi chiều dày bè từ 1.5m đến 9.5m với 2 phương án: bố trí các cọc với chiều dài không đổi (PA1 – hình 1.7) và kéo dài các cọc ở trung tâm, giảm chiều dài các cọc ở biên (PA2 – hình 1.8) Qua đó cho thấy, khi tăng chiều dày bè độ cứng của bè gia tăng nên độ lún lệch tương đổi giảm (hình 1.9) Phương án bố trí các cọc có độ dài thay đổi (PA2) cho độ lún lệch tương đối giảm (hình 1.10) và khối lượng cọc được tối ưu hơn phương án 1 với độ lún trung bình tương đương nhau Điều đó cho thấy, cách

bố trí hợp lý chiều dài cọc trong bè giúp giảm được độ lún lệch tương đối và giúp tiết kiệm chi phí cho công trình Tuy nhiên, trong phương án này không xét đến ảnh hưởng của khoảng cách bố trí giữa các cọc trong móng

Trang 32

Độ lún của nhóm cọc là một đại lượng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: kích thước cọc, chiều dài cọc, khoảng cách giữa các cọc, số lượng cọc trong đài, độ cứng của đài cọc, sự tương tác giữa các cọc trong nhóm, sự bố trí cọc trong móng, đặc điểm địa chất, tải trọng,…

Trang 33

Khi cọc được đóng trong đất cát chặt có s/d  3d thì độ lún của nhóm cọc có thể nhỏ hơn các cọc đơn do đất xung quanh bị bị xáo trộn làm chặt đất hơn Ngược lại khi khoảng cách các cọc càng gần nhau trong đất dính (nhỏ hơn 6D) thì độ lún của nhóm cọc có xu hướng lớn hơn độ lún cọc đơn tương ứng do các vùng chống chập của biến dạng cắt trong đất xung quanh cọc

Từ các nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước, nhận thấy tỷ lệ giữa khoảng cách giữa các cọc và đường kính cọc (S/d), số lượng cọc, sự tương tác giữa các cọc trong đài là yếu tố quan trọng bậc nhất ảnh hưởng đến độ lún của nhóm cọc

Sự bố trí các cọc trong nhóm khác nhau cũng ảnh hưởng đến sự làm việc của nhóm cọc Khi số lượng cọc trong nhóm tăng thì độ lún của nhóm cọc tăng theo thông qua

hệ số nhóm Rs là tỷ số giữa độ lún của nhóm cọc và độ lún của cọc đơn, các nghiên cứu đều có kết luận chung là tỷ số độ lún Rs luôn lớn hơn hoặc bằng 1

Trong nghiên cứu này, các bài toán cụ thể được tiến hành phân tích tính toán bằng các phương pháp giải tích và mô phỏng bằng phần tử hữu hạn để xem xét ảnh hưởng của sự bố trí khoảng cách giữa các cọc, số lượng cọc trong nhóm, chiều dài cọc, ảnh hưởng tương tác giữa các cọc ở trong nhóm, sự hợp lý về cách bố trí cọc trong nhóm, sự thay đổi độ cứng của đất

Trang 34

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CỦA NHÓM CỌC

2.1 Độ lún của cọc đơn:

2.1.1 Độ lún của cọc đơn theo Randolph và Worth (1978):

Tính toán theo Randolph và Worth (1978) Các tác giả đã xem xét cọc trong một lớp đất đàn hồi với mô đun cắt tăng tuyến tính theo chiều sâu Khi tải trọng Pttác dụng, độ lún đầu cọc (Wt) được cho bởi công thức gần đúng sau:

8 tanh( l)1

Trang 35

Hình 2.1 Giả định mô đun cắt của đất thay đổi theo độ sâu

(a) Trường hợp cọc ma sát; (b) Cọc chịu mũi

Trong trường hợp này, GL là mô đun cắt tại phần dưới cùng của chiều dài hoạt động cọc Lac, trong đó Lac = 1.5d(Ep/GL)1/2

Trong thực tế, đối với trường hợp nền nhiều lớp có thể sử dụng mô đun trung bình trọng số dọc theo chiều dài cọc như sau:

2.1.2 Theo TCVN 10304:2014 Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế

Độ lún của cọc đơn xuyên qua lớp đất có module cắt G1 (Mpa) và hệ số poisson 1 và chống lên lớp đất được xem như bán không gian biến dạng tuyến tính đặc trưng bởi module cắt G2 và hệ số poisson 2 được tính theo công thức sau đây:

1 p

N S

Trang 36

β' = 0,17ln(kvG1Lp/G2d) – Hệ số ứng với cọc có độ cứng tuyệt đối bằng EA bằng 

α = 0,17ln(kvLp/d) – Hệ số đối với nền đồng nhất có các đặc trưng G1

và 1

ae = EA/G1Kp2 – Độ cứng tương đối của cọc

λ1 - Thông số xác định việc tăng độ lún do thân cọc chịu nén, tính theo công thức

3.6

G G

Trang 37

2.2.2 Phương pháp tỷ số độ lún

Độ lún trung bình (SG) của nhóm n cọc có thể biểu diễn như một hàm theo độ lún của cọc đơn (S1) chịu tải trọng bằng tải trọng trung bình của các cọc trong nhóm cọc:

do ảnh hưởng của các yếu tố như hình dạng thực tế của nhóm, tính chất của đất, khoảng cách, chiều dài và độ cứng tương đối của các cọc

Hình 2.2 Sự gia tăng tỷ số độ lún nhóm R S theo số lượng cọc trong nhóm

Đối với nhóm cọc chữ nhật có khoảng cách giữa các cọc từ 3 ÷ 4 đường kính,

để xác định RS, Randolph (1994) đã đề nghị công thức gần đúng như sau:

S

Trong đó: ω – số mũ phụ thuộc vào tính chất của đất

Poulos (1989) đã phát hiện ra rằng đối với nhóm cọc ma sát trong đất sét, ω ≈ 0.5, trong khi nhóm cọc ma sát trong đất cát, ω ≈ 0.33 Ngoài ra, đối với nhóm cọc chống ω có giá trị thấp hơn

Bạch Vũ Hoàng Lan (2017) đã thí nghiệm các nhóm cọc trong phòng và hiện trường trên mô hình vật lý tỷ lệ nhỏ trong nền đất sét dẻo mềm, và kiến nghị công thức xác định số mũ ω như sau:

Trang 38

  

2.2.3 Phương pháp trụ tương đương

Poulos và Davis (1980) đã đề xuất phương pháp “trụ tương đương” để ước lượng độ lún trung bình của nhóm cọc Trong phương pháp này, nhóm cọc được thay thế bằng một trụ như hình 2.3 Trong hình, Lp là chiều dài cọc, Es, Ep và Eeq là

mô đun đàn hồi của đất, cọc và trụ tương đương, deq là đường kính của trụ, và Ag là diện tích mặt bằng của nhóm cọc như một khối

Randolph và Clancy (1993) đã thảo luận về khả năng áp dụng của phương pháp trụ tương đương và kiến nghị phương pháp này dùng thích hợp khi giá trị của

hệ số R bé hơn 4, và tốt nhất khi bé hơn 2

Hình 2.3 Nhóm cọc được thay thế bằng trụ tương đương

Randolph (1994) đề xuất công thức gần đúng xác định đường kính của trụ tương đương, deq, như sau:

Trang 39

Trong đó: Atp – tổng diện tích mặt cắt ngang của các cọc trong nhóm Trường hợp nền đất không đồng nhất, sử dụng mô đun trung bình dọc theo chiều dài cọc Một nhóm cọc được thay thế bằng một “trụ ngắn”, để ước lượng độ lún của trụ

có thể áp dụng các lời giả của Randolph & Wroth (1978), Poulos & Davis (1980) hoặc sử dụng các chương trình PTHH để tính toán

Randolph (1994) đã báo cáo rằng, để cải thiện tính chính xác cho trường hợp trụ ngắn (Lp/rP ≤5), bán kính ảnh hưởng lớn nhất, rm, nên tăng lên bằng cách hiệu chỉnh công thức của ζ, như sau:

Hình 2.4 Mô hình khối móng quy ước (Tomlinson, 1996): a) nhóm cọc ma sát,

b) nhóm xuyên qua lớp đất yếu đi vào lớp đất cứng và c) nhóm chống vào tầng

cứng

Trang 40

Sau khi thiết lập móng khối quy ước, độ lún trung bình của nhóm cọc được tính toán theo công thức sau:

KMQU

Trong đó:

SKMQU – độ lún của khối móng quy ước, được tính toán như móng nông;

∆S – biến dạng đàn hồi của bản thân cọc

Một phương pháp thuận tiện là sử dụng phương pháp cộng lún các lớp phân tố theo TCVN 9362:2012, độ lún tại một điểm bất kỳ nằm trên mặt tiếp xúc giữa đáy móng và nền được tính theo công thức sau:

SKMQU – Độ lún của khối móng quy ước

hi – chiều dày của lớp đất thứ i;

n – tổng số lớp đất phân tố chia theo độ sâu của tầng chịu nén

pi – áp lực trung bình của lớp đất thứ i do tải trọng ngoài gây ra;

Ei – mô đun biến dạng của lớp đất thứ i

 - Hệ số xét đến nở hông của đất, theo TCVN 9362:2012 lấy bằng 0.8 Khả năng áp dụng của phương pháp đã được xem xét bởi van Impe (1991) và Randolph (1994) Van Impe (1991) đã nghiên cứu một số trường hợp trong lịch sử,

và quan hệ giữa độ chính xác của phương pháp với tham số w, như sau:

Định dạng
Số trang	131
Dung lượng	4,62 MB