Nghiên cứu ảnh hưởng ma sát âm đến sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc theo mức độ cố kết của nền
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.32 MB, 113 trang )
I H C QU C GIA TP. HCM
I H C BÁCH KHOA
------------------------
NGHIÊN C U PHÂN TÍCH
NG MA SÁT ÂM
N S C CH U T I C A C
THEO M
Chuyên ngành :
Mã s
:
C
C
K T C A N N.
A K THU T XÂY D NG
60 58 60
LU
TP. H CHÍ MINH,
-HCM
PGS. TS. VÕ PHÁN
.....................................................................
...........................................................................
...........................................................................
1. ................................................................................
2. ................................................................................
3. ................................................................................
4. ................................................................................
5. ................................................................................
ngành sau khi lu
CH
.
-
-
------------------
Phái: Nam
06-06-1989.
An Giang
MSHV: 12093015
INGHIÊN C U PHÂN TÍCH
C
N S C CH U T I C A
VÀ NHÓM C C THEO M
C K T C A N N.
II1-
Nghiên c u t ng quan v
nh
ng c a ma sát âm trong c c
c.
-
nh s c ch u t i c a c c b
i tích và mơ ph ng. So sánh v i k t
qu tính tốn v i thí nghi
tin c y c
pháp tính tốn.
-
Tính tốn gi i tích và mơ ph ng phân tích ng x c a c
ma sát âm ng v i m t m
-
c k t nh
nh giá tr ch u
nh.
Mơ ph ng ng x nhóm c c ch u ma sát âm.
nh
ng c
iv i
các c c trong nhóm.
2-
M
u.
-
ng quan v
-
lý thuy t phân tích
-
X
hi
-
ng c
iv ic
c.
ng c a ma sát âm trong c
nh s c ch u t i c c h n và s
.
c a c c t thí nghi m
ng.
4: Phân tích
k t c a n n.
-
K t lu n và ki n ngh .
-
Tài li u tham kh o.
ng ma sát âm trong c
và nhóm c c theo m
c
III-
24/06/0213
IV-
22/11/2013
VTp. HCM, N
PGS.TS. VÕ PHÁN
PGS.TS. VÕ PHÁN
3
L IC
Em xin chân thành c
Th
y Cơ trong b
n móng, quý
t cho em nh ng ki n th c quý báu trong hai h c k qua. Hôm nay,
v i nh ng dòng ch này, em xin bày t lòng bi
Em
c nh t.
u nhà
ih
và t o m
i h c Bách Khoa, Phòng
u ki n thu n l i cho em trong su t quá
trình h c t p.
Lu
ph n l n s
c
c
mb on
ih
nh là nh
t n tình và nhi t huy t c a PGS.TS. VÕ PHÁN. Em xin chân thành
PGS. TS. Võ Phán
i Th
ng d
ng
nghiên c u c th , h tr nhi u tài li u, ki n th c quý báu trong quá trình h c t p và
nghiên c u.
Em xin chân thành c
y PGS.TS. Châu Ng c n, TS. Lê Bá Vinh,
n Minh Tâm, TS. Lê Tr
H i, TS. Tr n Tu n Anh và các th y cô trong b
ngh
Thanh
y nhi t huy t và lòng yêu
u ki n t t nh t cho em h c t p và nghiên c u khoa h c, luôn t n tâm
gi ng d y và cung c p cho em nhi
Cu i cùng xin bày t
u c n thi t.
c nh
tôi r t nhi u trong su t th i gian th c hi n Lu n
H C VIÊN
TĨM T T LU
tài:
Nghiên c u phân tích
c c theo m c
n s c ch u t i c a c
c k t c a n n.
Tóm t t:
K t
c phát hi n (1920), hi
c r t nhi u
a k thu t tham gia nghiên c u, phân tích và tính tốn nh
ng c
n s c ch u t i c a c
à nhóm c
t nhi u các
nh giá tr ma sát âm cho c
xu
có th
truy n t i tr
ng theo lý thuy t ph n t h u h n. Nghiên c u
v ma sát âm trong nhóm c c ch y u t p trung
h n, quan tr c th c t
ng ph n t h u
ng thu nh b ng máy quay ly tâm.
Trong lu
t p trung nghiên c u s phát tri n c a ma sát âm theo
quá trình c k t d a trên
n n.
n t i tr
k th pc
nm
c k tc a
n t i tr ng c a Fellenius và
lý thuy t c k t th m c
nh ma sát âm c a
ph n m m ph n t h u h n: Plaxis 3D Foundation. So sánh các k t qu phân tích kh
ul cc
m tm
c k t c a n n v i k t qu thí nghi m
tin c y c
Tuy nhiên c c th
gi i tích và mơ ph ng.
c s d ng theo nhóm nên n u ch dùng l i
giá tr ma sát âm cho c
phân tích nh h
d ng t
c a ma sát âm.
nh
n s làm vi c chung c a nhóm c c thì chi
phí thi t k cơng trình s
ph
c
ti p t c áp d
ng c a ma sát âm trong m t s nhóm c
nh h s gi m kh
u l c c a nhóm c
cs
n
ng
SUMMARY OF THESIS
Title:
Study on the influence of negative friction for pile capacity with the degree of
consolidation.
Abstract:
Since its discovery (1920s), the negative friction phenomenon has attracted many
geotechnical experts to participate in research, analysis and calculate the affect of
negative skin in ultimate resistance of single pile and pile group. Many methods have
been proposed to calculate the negative friction force on single piles, which can be
classified into 3 groups as follows: empirical methods, load-transfer methods and finite
element simulation methods. The study of negative friction for pile groups focused on
methods of finite element simulation methods, site observations, simulation methods
and geotechnical centrifuge model tests.
In this thesis the author focused on the development of negative friction in the
process of consolidation based on load transfer method taking into account the degree
of consolidation. This method is a combination of load transfer methods of Fellenius
and consolidation theory of Terzaghi. This is also the basis of analyzing the affect of
negative friction on piles by finite element software: Plaxis 3D Foundation.
Comparation of the results of the analysis of the bearing capacity of single pile at a
degree of consolidation with the static compression test results to evaluate reliability of
the analytical method and simulation.
However, piles are often used in groups, so if only in determining the value of
negative friction for single pile without regarding efficiency of pile group, the design
cost will increase dramatically. Therefore, the author keep on applying simulation
methods to analyze influence of negative friction in pile groups for some group of piles
commonly used. Determine the efficiency factor of pile group base on the analysis
results.
M
U. ........................................................................................................................1
tv
. ...............................................................................................................1
2. M c tiêu nghiên c u. ............................................................................................... 2
u. ........................................................................................2
cc
tài. ...................................................................................2
5. Giá tr th c ti n c
tài. ......................................................................................3
6. Ph m vi nghiên c u c
tài. ................................................................................3
NG QUAN V
NG C
IV IC C
C. ..................................................................................................4
1.1. Gi i thi u chung. ..................................................................................................4
1.1.1. Hi
ng ma sát âm. ...................................................................................4
ng h p xu t hi n. ...................................................4
ng h p c
n
ng c a ma sát âm theo quy ph m
c ta. ....................................................................................................................6
1.2. M t s s c
n ma sát âm: ...............................................6
1.3. T ng h p các nghiên c u v ma sát âm. .............................................................. 9
1.3.1. Bjerrum et. al., (1969) . ...............................................................................10
1.3.2. Endo et al (1969) . .......................................................................................12
1.3.3. Fellenius and Broms (1969) . ......................................................................14
1.3.4. Các nghiên c u khác. ..................................................................................17
1.3.5. Ma sát âm trong nhóm c c. .........................................................................17
nh s c ch u t i c a c c t thí nghi
th
n d ng d c
thân c c. .....................................................................................................................18
1.4.1. V
nh s c ch u t i c c h n c a c c. ............................................18
1.4.2. M
ng s c kháng c a c c. .........................................................19
1.5. Nh n xét:.............................................................................................................22
ÂM TRONG C
LÝ THUY T PHÂN TÍCH
NG C A MA SÁT
.............................................................................................. 23
2.1. Phân tích lún c a n n c k t c a n n. .................................................................23
.......................................23
a Janbu. ................................ 23
2.2. Xác
lún c k t c a n n theo th i gian ...................................................26
k t th m ............................................................... 26
2.2.2. L i gi
k t th m ..................................................28
2.2.3. Bài toán c k t th m m t chi
c 2 biên . ...................................29
2.2.4. Bài toán c k t th m m t chi
c 1 biên . ...................................29
2.3. Phân tích s c ch u t i c a c
n t i tr ng. ............30
2.3.1. S c kháng ma sát c a c c. ...........................................................................30
2.3.2. S
............................................................................................ 31
2.3.3. S c ch u t i c c h n.....................................................................................32
ng cong truy n t i tr ng trong c c. ......................................................32
lún c a c
2.4. Phân tích
V C AC CT
......................................................................33
ng c a ma sát âm trong c
...........................................35
NH S C CH U T I C C H N VÀ S
THÍ NGHI M HI
NG. ...................................................37
nh s c ch u t i c c h n c a c c b ng thí nghi
3.1.1. Các thi t b thí nghi
th
c. ...............37
bi n d ng d c thân c c. .........37
nh s c ch u t i c c h n c a c c. .......................................................38
nh bi n d ng d c thân c c................................................................. 38
nh n i l c d c thân c c. ....................................................................39
nh s
. ..................................................................41
nh s c ch u t i c c h n c a c c b ng thí nghi m nén d c tr
th p
quan tr c bi n d ng d c thân c c cơng trình IC Tower..........................................41
3.2.1. Gi i thi u chung v
a ch t d án IC - Tower. ..........................................41
3.2.2. Thông s c c thí nghi m. ............................................................................44
3.2.3. K t qu thí nghi
u c c. .......................................................... 45
3.2.4. Bi n d ng trung bình d c tr c d c thân c c. ...............................................46
c ng EA t thông s bi n d ng th c t t i hi
ng. .........47
nh n i l c d c thân c c. ....................................................................47
nh s
. ..................................................................48
nh ma sát bên c a c c t thí nghi m th
ng
móng c c cơng trình kho l nh LPG-Thi V i. ............................................................ 50
3.3.1. T ng quan v
a ch t công trình. ............................................................... 50
nh s c ch u t i c c h n c a c c. .......................................................50
t các thí nghi m trong phòng và hi
ng. ...52
3.4. Nh n xét. .............................................................................................................54
NG MA SÁT ÂM TRONG C
C K T C A N N. ..................................................55
NHĨM C C THEO M
4.1. Phân tích
ng ma sát âm trong c
.......55
4.1.1. Các mơ hình phân tích ng x c
4.1.2. Các thông s
t. .......................................................55
a ch t s d ng. ....................................................................65
4.1.3. Ph n tích ng x c a c
4.2. Phân tích
....................................................................65
iv ic
4.2.1. Các thông s
4.2.2. Mô ph
-Tower. ............66
a ch t. ..................................................................................66
nh s c ch u t i c a c c. ....................................................67
4.2.3. Nh n xét: .....................................................................................................71
4.2.4. Mơ ph ng phân tích
ng c
iv ic
................71
nh giá tr ma sát âm và v trí m t ph ng trung hịa. .......................... 74
4.3. Mơ ph ng phân tích
ng c a ma sát âm trong nhóm c c b
pháp PTHH cho cơng trình kho l nh LPG Th V i. ...............................................76
4.3.1. Các thông s
a ch t. ..................................................................................76
4.3.2. Mô ph ng ki m tra các thông s
4.3.3. Mơ ph ng
4.4. Phân tích
c k tc an nb
a ch t. ...................................................77
ng c a MSA trong c
ng c
c k t c a n n. .....78
n kh
ut ic ac
c
i tích. .........................................................82
4.4.1. Quy trình tính tốn.......................................................................................82
4.4.2. ng d ng tính tốn
ng c a ma sát âm trong c
ng trình
LPG Th V i. ......................................................................................................83
nh
ng c a ma sát âm trong c
c k t c a n n........87
4.5. So sánh k t qu tính tốn gi i tích và mơ ph ng. ...............................................92
4.6. Mơ ph
nh
ng c a ma sát âm trong nhóm c c cơng trình kho
l nh LPG Th V i. ..................................................................................................93
tv
nghiên c u. ................................................................................93
4.6.2. Mô ph ng
ng c a ma sát âm trong nhóm 5 c c. ............................ 93
4.6.3. Mơ ph ng
ng c a ma sát âm trong nhóm 9 c c. ............................ 94
4.6.4. K t qu phân tích. ........................................................................................95
4.6.5. Nh n xét
ng ma sát âm trong nhóm c c. ........................................96
K T LU N VÀ KI N NGH . ......................................................................................96
I. K t lu n. ..............................................................................................................97
II.
Ki n ngh . .........................................................................................................98
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................................. 99
DANH M C HÌNH NH
Hình 1.1. C c ch
t.([1]) ........................................................................4
ng h p xu t hi n ma sát. [3] .............................................................. 5
Hình 1.3. C
t kh
c.[7] ................................................................ 7
Hình 1.4. Hình nh s c
- Brisbane Australia. .................7
Hình 1.5. M
ng cơng trình. .......................................................................................8
ng móng c c do ma sát âm t i cơng trình Bà R a
.........9
Hình 1.7. M t c
a ch t và các c c thí nghi m . .......................................................10
Hình 1.8. Bi
phân b ng su t Chuy n v d c thân c c Phân b l c d c. .....11
Hình 1.9. M t c
a ch t Gi i h n Atterberg - Áp l
c l r ng. ......................12
ng cong quan h n i l c d c thân c c theo th i gian. .......................... 13
ng cong truy n t i tr ng trong c c các th
m thí nghi m ...........13
ng cong truy n t i tr ng trong c c th
m 672 ngày. ...................14
ng cong phân b
lún c a coc và n n th
m 672 ngày. ...........14
Hình 1.14. M t c
a ch t Các gi i h n Atterberg ...................................................15
Hình 1.15. ng su t h u hi u và s c ch ng c
c............................... 15
ng cong quan h n i l c d c thân c c theo th i gian. .......................... 16
ng cong truy n t i tr ng trong c c các th i m thí nghi m. ..........16
b trí nhóm c c thí nghi m Okabe (1977). .......................................18
Hình 1.19. So sánh giá tr Nq c a các tác gi (Coyle and Castello, 1981). [11] ...........19
Hình 1.20. Các thành ph n ch u t i trong c c. [6].........................................................20
ng cong truy n t i tr ng trong c c t thí nghi
............21
Hình 1.22. Thí nghi
t h p do bi n d ng c c cơng trình IC-Tower. ........22
Hình 2.1. Quan h ng su t bi n d ng trong thí nghi m nén 3 tr c.............................. 26
Hình 2.2.
................................................27
Hình 2.3.
chênh l ch c
c ra .............27
Hình 2.4.
.......................................................................................... 28
ng cong truy n t i tr ng (a) phân b
lún thân c c (b) [14]. ...........32
Hình 2.6. ng x c a c c khi ch u ma sát âm. ............................................................. 35
Hình 3.1. C u t o thi t b do bi n d ng Model 491. ..................................................37
l
t h th
n d ng. ............................................................ 37
Hình 3.3. C u t o liên k t thi t b
n d ng vào c t thép trong c c. ......................38
Hình 3.4. Quan h
c ng ti p tuy n và bi n d ng [6]................................................40
Hình 3.5. M t c
Hình 3.8. V
Hình 3.9. Bi
Hình 3.10. Bi
Hình 3.11. Bi
Hình 3.12. Bi
Hình 3.13. S
a ch t - k t qu thí nghi m SPT Gi i h n Atterberg . ................42
n d ng và k t qu thí nghi m. .......................................45
quan h t i tr
lún
u c c TP01 và TP02. .....................46
phân b bi n d
sâu. ......................................................46
quan h
c ng và bi n d ng t
m thí nghi m. ................47
phân b l c d
sâu. .......................................................... 48
gi a các cao trình thí nghi
sâu. .........48
id
ng. ......................................................................57
Hình 4.2. Chu n phá ho i Morh Coulomb. ................................................................ 58
Hình 4.3. Bi
m t d o Morh Coulomb trong khơng gian ng su t chính. ..........59
Hình 4.4. Góc gi n n c
t. ......................................................................................60
Hình 4.5. Quan h ng su t bi n d ng Hyperbol. .........................................................61
Hình 4.6. M t ch y bi n d
t ti n v m t Mohr-Coulomb..................................63
Hình 4.7. M
i bi n d ng th
ng. ............................. 63
Hình 4.8. M t gi i h n t ng qt c a mơ hình Hardening-soil. ....................................64
i x ng tr c c
..........................................65
Hình 4.10. Ph n t Pile trong Mơ hình Plaxis 3D. ........................................................66
Hình 4.26. Bi
phân b
lún c a n n theo các m
c k t. ........................... 87
ng cong truy n t i và phân ph
lún c a c c và n n. ......................91
Hình 4.28. Bi
so sánh k t qu gi
i tích và mơ ph ng. ...........92
Hình 4.29. M t b ng b trí nhóm 5 c c. ........................................................................94
Hình 4.30. K t qu so sánh ma sát âm trong nhóm 5 c
c và sau khi c k t. .......94
b trí các c c. ....................................................................................95
Hình 4.32. K t qu so sánh ma sát âm trong nhóm 5 c
c và sau khi c k t. .......95
Hình 4.33. Bi
so sánh nh
ng c a ma sát âm trong nhóm c c........................96
DANH M C B NG
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
ng 1.1.
ng 2.1.
ng 2.2.
ng 2.3.
ng 2.4.
ng 3.1.
ng 3.2.
ng 3.3.
ng 3.4.
ng 3.5.
ng 4.1.
ng 4.2.
ng 4.3.
S li u t ng h p các nghiên c u v ma sát âm Na uy ............................ 11
Các thông s module c a m t s lo
ng. ........................... 25
u ki
u ki
u ...................................................28
Giá tr Ks ....................................................................................................30
Giá tr Nt theo góc ma sát trong. ................................................................ 31
S
tính tốn. ................................................................ 49
Thơng s các c c thí nghi m. ....................................................................51
K t qu thí nghi m PDA t ph n m m Capwap. ......................................52
K t qu thí nghi m trong phịng. ............................................................... 52
B ng k t qu tính tốn v i Ksét=0.9 và Kcát=0.7. .......................................53
B ng th
a ch t...............................................................................67
B ng so sánh k t qu mơ ph ng và thí nghi m c c ...................................71
B ng th
a ch t s d ng trong mô ph ng. .....................................76
B ng 4.4.
K t qu tính tốn th i gian n
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
B
K t qu tính tốn giá tr l
c k t c a n n. ................80
Thông s
a ch t s d ng tính tốn. .........................................................83
B
lún c k t c k t c a n n
c k t U=30%. .............84
B
lún c k t c k t c a n n
c k t U=60%. .............84
B
lún c k t c k t c a n n
c k t U=85%. .............85
B
lún c k t c k t c a n n
c k t U=95%. .............86
lún c a c
c k t c a n n l 30%. ........................... 88
lún c a c
c k t c a n n l 60%. ........................... 88
lún c a c
c k t c a n n l 60%. ........................... 89
lún c a c
c k t c a n n l 60%. ........................... 90
B
...................................................92
So sánh
ng c a ma sát âm trong c
c ................96
ng 4.5.
ng 4.6.
ng 4.7.
ng 4.8.
ng 4.9.
ng 4.10.
ng 4.11.
ng 4.12.
ng 4.13.
ng 4.14.
ng 4.15.
ng 4.16.
c k t trung bình U t ...................79
1
M
1.
tv
U.
.
Trong giai
n hi n nay móng c c bê tơng c
h t các cơng trình ch u t i tr
qu n 7, 8,
c s d ng cho h u
a t ng sét y u
TP. H
ng B ng Sông C u Long, Th V i
a ch t các khu v c
c hình thành trên l p tr m tích tr , v i chi u sâu c a l
trên b m t có th
m tl
n hàng ch c mét nên khi xây d ng cơng trình c n ph i có
p dày t 2-4
c am
t y u, bùn sét
nâng cao n
c ng
m
u s c x y ra cho nh
ng
c thi công
u ki n trên
gi i. M t trong nh ng
nguyên nhân chính gây s c cho móng c c cơng trình trong quá trình s d ng là
l c ma sát âm phát sinh do quá trình c k t c a n n.
Theo các s li u báo cáo
c ngoài cho th y ma sát âm là m t trong nh ng
ng cho các cơng trình s d ng móng móng c c.
Nh ng s c n n móng do ma sát âm trên c
c ghi nh n nhi
c
(Moore 1947; Garlander 1974), P
Canada (Stermac 1968), v.v.... Các s c
ng g p là m t s cây c c trong nhóm
c c b kéo r i kh i móng ho c nghiêm tr
trên móng c c b
t q m
cơng trình xây d ng
cho phép.
Vi t Nam, hi
âm x y ra trên c c có th là ngun nhân chính d
ng ma sát
n s c n n móng c a m t
s cơng trình. Vì v y khi thi t k móng c c trong khu v c n
t i tr ng b m t (san l p) ho c do h m
ng c
lún do
c ng m, v.v..., c n ph
n nh
n pháp làm gi m b t hay tri t tiêu.
K t
c phát hi n, hi
c r t nhi u
a k thu t tham gia nghiên c u, phân tích và tính tốn
ng c
n s c ch u t i c a c
nhi
t
xu
phân
m (empirical methods),
n t i tr ng (load-transfer methods),
t h u h n.
ph n
2
Áp d ng các lý thuy t trên ta hoàn tồn có th
âm cho c
c giá tr ma sát
tin c y c a t ng
iv
a ch t c a khu v c mi
sâu nghiên c u. V
ng nghiên c
m tm
c ta là m t v
nh giá tr l
iv ic c
c k t c a n n và so sánh v i k t qu thí nghi m hi
tin c y c
nh
n s c ch u t i c a c
c
ng
ng c a ma sát âm
xu
tk
y. Nh m
hoàn thi n lý thuy t tính tốn v ma sát âm, phân tích
n
s c ch u t i c a nhóm c c d
ng phát tri n c
ng ph n t h u h n là
tài nghiên c u.
2. M c tiêu nghiên c u.
Thi t l p
c
gi i tích tính tốn giá tr l c ma sát âm c a c c
theo lý thuy t lý thuy t c k t th m Terzaghi
truy n t i tr ng
(Fellenius).
cm
ng c
n s c ch u t i c
i tích và mơ ph ng.
ch s
t
ng c
i v i các c c trong nhóm
n t h u h n.
3.
háp nghiên c u.
Ti n hành x
nh ma sát âm d c thân c c
b
i tích:
n t i tr ng Fenellius và lý thuy t c
k t th m
Terzaghi
ph n t h u h n
S d ng ph n m m Plaxis 3D Foundation phân tích ng x gi a c c và
t b ng các mô hình thích h
Hardering Soil.
Ki m nghi m k t qu phân tích s c ch u t i c c h n v i thí nghi m nén
th
n d ng d c thân c c, thí nghi m PDA.
Mơ ph ng phân tích
4.
cc
ng ma sát
tài.
n s c ch u t i c a nhóm c c.
3
Thông qua nghiên c u t ng quan v
tài tác gi xây d
nh ma sát âm d
n
xác
n t i tr ng theo các m
ti p n i các nghiên c
c v ma sát âm
c k tc a
c ta.
So sánh các k t qu phân tích v i thí nghi
giá m
tin c y c
g pháp t
ng c a ma
sát âm trong nhóm c c.
5. Giá tr th c ti n c
tài.
Khi thi t k móng c c
phù sa b
các khu v
a ch t y
ng b ng Sông C u Long, Qu n 7, 8, Nhà Bè Tp. H Chí
Minh thì c n ph i xem xét
có r t nhi
ng c
n s c ch u t i c a c
tài nghiên c u
n s c ch u t i c a c
Tuy nhiên v n còn nhi u b
m thi t k v
vi c áp d ng các lý thuy t tính tốn t các nghiên c
ta cịn nhi u v
c vào th c t c
c
b t c p. Vì v y c n ti n hành nh ng nghiên c u và ki m ch ng
b ng các thí nghi m hi
ng
h p và gi m thi u t
ch n l
n móng cho cơng trình.
tài nghiên c u th c hi n
Qu n 7
khu v c phát tri
cao t
t k phù
c xây d ng
ng c a ma sát âm trong c c
6. Ph m vi nghiên c u c
Tp. H Chí Minh và Th V i
ng c
c ta. R t nhi u cơng trình nhà
khu v
nh
khu v c này là r t c n thi t.
tài.
tài nghiên ch so sánh các k t qu phân tích v i thí nghi
h p do bi n d ng d c thân c c
tin c y c
t
4
T NG QUAN V
NG C A MA SÁT ÂM
IV IC
C.
1.1. Gi i thi u chung.
1.1.1. Hi
ng ma sát âm.
c h t, c n nh n th y r ng s hình thành ma sát b m t
c
quy lu t hình thành l c ma sát gi a b t kì 2 v t th nào trong t
ma sát, các v t th ph
ng chuy
hình thành
i v i nhau.
u,
cơng c c ho c v a thi công c c xong,
t xung quanh c c s
c ac
lún
c kháng bên gi
t
và c c s có tác d ng kháng l i t i
tr ng ngồi, cịn g
t xung quanh thân c c
lún nhi
v
lún c a c c, chuy n
i gi a c
cl
t s có chi u
c kháng bên gi a
c
c
l i. S c kháng bên này không kháng l i
t i tr ng ngồi mà cịn góp ph
c c xu
y
i là s c kháng bên âm
(ma sát âm).
Hình 1.1. C c ch
t.([1])
(a)L
1.1.2.
c ma sát âm.
ng h p xu t hi n.
Theo [1],[2],[3] hi
ng x
t có tính c k
Khi n n cơn
i làm x y ra hi
dày l n; khi có ph t i tác d ng trên m
t quanh c c.
c tôn cao, gây ra t i tr ng ph tác d ng xu ng l
ng c k t cho l p n
i tác d ng c a tr
xem xét c th tro
ng h p c c xuyên
ng b
ng h p sau:
t phía
i; ho c chính b n thân l p n n
y ra q trình c k t. Ta có th
5
Hình 1.2.
ng h p xu t hi n ma sát. [3]
ng h p (a): khi có m t l
c c s xun qua nó, t
p phía trên m t t
t d ng h t mà
p s c k t d n d n. Quá trình c k t này s sinh ra
m t l c ma sát âm tác d ng vào c c trong su t quá trình c k t.
ng h p (b): khi có m t t
t d ng h
y u, nó s gây ra q trình c k t trong t
p
phía trên m t t
t sét
t sét và t o ra m t l c ma sát âm tác
d ng vào c c.
ng h p (c): khi có m t t
p
nó s gây ra q trình c k t trong c t
phía trên m t t
p và trong t
t sét y u,
t sét và t o l c ma
sát âm tác d ng vào c c.
ng h p các c
m t, có th x
c t a trên n
ng h p sau:
t c ng và có t n t i t i tr ng b
6
ng h p (d): v i t ng cát l ng s có bi n d ng lún t c th
n n ch u s
ng ho c s
ng c a m
c ng m; s
c bi
t
ng c a t i
tr ng b m t s t o ra s bi n d ng lún.
ng h
i v i n n sét y
r t nh n
ng x y ra bi n d ng lún có th
ng c a t i tr ng b m
t i l s gây ra s c u trúc l i c a n n sét vì v y bi n d ng lún (nh ) c a n n sét s
x
i tác d ng c a tr
ng h
ng b n thân c a n n sét.
u hi n nhiên là g
lún theo th
tk s
p nào s x y ra bi n d ng
ng c a tr ng l c.
1.1.3.
ng h p c
n
ng c a ma sát âm theo quy ph m
c ta.
Theo tiêu chu n thi t k móng c c theo TCXD 205-1998 ([4]) :
S c k
t thúc c a tr m tích hi
S
ch t c
i và tr m tích ki n t o;
i tác d ng c
t khi b ng
ng l c;
S
tc
c;
M
c ng m h th p làm cho ng su t có hi
c k tc an
N
n
t;
c nâng cao v i chi u dày l
t y u;
Ph t i trên n n v i t i tr ng l n t 2T/m2 tr lên;
S gi m th
t do ch t h
t b phân h
Theo tiêu chu n thi t k c u 22TCN 272 ([5]):
nh
nh
Khi m
1.2. M t s s c
S c móng c
cn
il
pm
c ng m b h
t sét, bùn ho c than bùn;
p lên b m t;
.
n ma sát âm:
c ghi nh n
nhi
(Moore
Argentina (Moretto Bolognesi 1960), Liên Xô (Iovchuk & Babitskii 1967), Canada
(Stermac 1968) và Nh n B n (Kishida & Takano 1976). Các s c
ng g p là m t
7
s c c trong nhóm c c b m t kh
tr
u t i và b kéo r i kh i móng ho c nghiêm
cơng trình xây d ng trên móng c c b lún quá m c cho phép.
Vài hình nh th c t
h ng do ma sát âm (khi s d ng móng c c có
chi u dài khác nhau.
t cơng trình xây d ng trên n n sét y u Bangkok, b
hi
ng do
ng ma sát âm:
Hình 1.3. C
t kh
c.[7]
ng ma sát âm trong nhóm c
Brisbane
Australia.
Hình 1.4. Hình nh s c
- Brisbane
Australia.
c thi t k trên n n móng c c g dài 15m xuyên qua
l
c san n
t t nhiên 1.5m,
8
do các c c g
nl
kéo c
tt
i nên ma sát âm sinh ra l c
ng, làm xu t hi n nhi u v t n t trong cơng trình.
M
t
t nhiên
1.5m
t san
l p
L p bùn
dày
16m
1.5m
L
ng
Hình 1.5. M
Vi t Nam hi
ng ma sát âm có th là ngun nhân chính d
n n móng c a m t s
S c c c b x y ra
c u nh thu c cơng trình
4)m và l
Trong thi t k
nh
Bà R a
01 c
Bà R a
t y u dày (11
cb
Tàu, c
12)m, t
p cát san n n
p cát h
t trên móng c
s c có th
i.
u
c quét bitum
nh. Cây c c g p
gi m y u, c c có xu
ng b kéo lún do ma sát âm trong khi ph n c c
4 16 c a c c t.
ic tm tk t
n t i tr ng ph thêm do ma sát âm và c
gi m ma sát, vì v y các k t c
c
ns c
[6])
S c móng c c
dày (3
ng cơng trình.
l n nên ph n c c
u l c kéo tr
c liên k t v i k t c u bên
l
t
9
Hình 1.6.
ng móng c c do ma sát âm t i cơng trình
Nh ng s c trên cho th y s c n thi t ph i k
trong thi t k móng c c
n
Bà R a
ng c a ma sát âm
c ta.
1.3. T ng h p các nghiên c u v ma sát âm.
Ma sát âm là m t hi
ng ph c t
nghiên c u c a mình v ma sát âm theo nhi
t nhi u nhà khoa h c cơng b
ng phái khác nhau.
xu
t nhi u
phân thành 3
nhóm
truy n t i tr ng (load-
n t h u h n.
a trên s
i ng su t ti p m t bên c a thân
c c, ng su t ti p này khi có ma sát âm s chia ra thành 2 thành ph
phân cách nhau b i m t ph
n t i tr ng s d ng bi u
truy n t i tr ng d c theo thân c
phân tích ng s c a c c và nhóm c c.
cs d
ng th i d
phân tích m i quan h gi a c
tn
-
t
n
m m ph n t h u h n (Abaqus, Plaxis..);
có nh ng k t lu n chính xác v hi
h p ta c
c t ng quan nghiên c u v hi n
ng ma sát âm. Nh ng k t qu nghiên c
c
t phá và làm rõ hi
ng ma sát âm và l a ch n
c xem r t nh ng nghiên
ng ma sát âm trong c
m
10
c th c và quan tr c liên t c trong th i gian dài bi n d ng d c thân c c
ng truy n t i tr ng trong c c.
1.3.1. Bjerrum et. al., (1969) [8].
Bjerrum L. Johannessen và các c ng s c a ông là nh
tiên ti n hành nghiên c u
tr c lâu dài
hi
u
ng ma sát âm trong c c b
ng.
Nhóm nghiên c u ti
ng
a k thu
c 4 c c thép (D300) xuyên vào l p
Na uy. Hình 1.7 th hi n m
a ch t và các lo i c c thí nghi m:
V
t
Telltales
Hình 1.7. M t c
a ch t và các c c thí nghi m .
C c A: c c thép tròn r ng (D300).
C c D: c c thép tròn r ng (D300) ph b
C c B: c c thép tròn r
Các c
ng (Bitumen)
c g n các 3 thi t b theo dõi bi n d ng nén c a c c (Telltales-Error!
Reference source not found.) t
thân c c s
c ph 1 l p nh
c chuy
m khác nhau d c thân c c. Bi n d ng nén d c
i thành l c d c trung bình gi a 2 Telltales. T
c phân ph i l c d c theo thân c c và
K t qu thí nghi
ng c
n c c.
c sau 18 tháng quan tr c c a c c A & B.
nh
11
ng truy n t i
tính tốn:
fs=0.3x z
Giá tr l c d c tính
tốn t quan tr c
C cA
C cB
V trí m t ph ng
trung hịa
Hình 1.8. Bi
phân b
ng su t Chuy n v d c thân c c
c không tác d ng ngo i l
tr c sau 18 tháng cho th y có l c nén l n nh
Phân b l c d c.
u c c tuy nhiên k t qu quan
t 1100kN trong c c, thí nghi m này
ch ng minh ma sát âm gây ra l c kéo xu ng l n nh
t 1100kN.
các k t qu t ng h p v nghiên c u v ma sát âm
khu v c khác nhau
các
Na uy:
S li u t ng h p các nghiên c u v ma sát âm Na uy
Lo i c c
a ch t
C c
ng
Th i gian
L
d
thí nghi m (m) (cm)
Ma
sát âm
(t n)
lún quan
tr c
N n
C c
(cm)
(cm)
200
10
Sét y u, tr m
5
53
47
tích bi n
2
57
50
300
27
5.3
Sorenga.
2
41
50
250
7
3.2
30
120
20
3.3
30
10
20
4
400
C c A: ng thép
ng
t san l p,
1.5
30
trên n n b i sét
C
m r ng và ph
Bitum
Heroya
1.5
27
12
C c 85: c c thép
ti t di n KP 24
C c thép r ng
Sét y u
nh i bê tông
Alnabru
1.5
32
47
1
32
50
300
300
30
-
<1
-
Nh n xét:
Quá trình c k t c a các n
t có tính nén lún cao (bùn sét, b i sét ven bi n..)
ng c a t i tr
âm trong các l
p, t i tr ng thi công làm phát sinh ma sát
t y u xung quanh c c.
Trong h u h
ng h p t i m t th
m mà
lún c k t c a n n l n
lún c a c c thì phát sinh ma sát âm trong c c. Trong nghiên c u trên có m t
c bi
p sét y u
Alnabru
lún r t nh
chênh l
u này ch ng t b t k
m t s d ch chuy n nào xu
in
iv ic
u sinh ra ma sát âm.
1.3.2. Endo et al (1969) [8].
Endo M., Minou và các công s
th c 4 c c liên t
n hành m t nghiên c
c
Fukagawa, Tokyo, Japan. C c thép ng thép (dài
c g n 7 thi t b do bi n d ng (strain-gage)
d c thân c
a ch t khu v c thí nghi m th hi n
Gi i h n Atterberg (%)
Hình 1.9. M t c
Áp l c
a ch t Gi i h n Atterberg - Áp l
Quan tr c chuy n v n n và bi n d ng c c liên t
s
các k t qu
hình 1.9.
c l r ng (kPa)
c l r ng.
Endo và các c ng
