Nghiên cứu sự làm việc của móng cọc nhà cao tầng có tầng hầm (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN HOÀNG DƯƠNG
KHÓA 2019-2021

NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA MÓNG CỌC NHÀ CAO
TẦNG CÓ TẦNG HẦM

LUẬN VĂN THẠC SỸ
CHUN NGÀNH: KĨ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
MÃ SỚ: 8.58.02.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS VƯƠNG VĂN THÀNH

HÀ NỘI – 2021


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN HOÀNG DƯƠNG

NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA MĨNG CỌC NHÀ

CAO TẦNG CĨ TẦNG HẦM

HÀ NỢI – 2021


MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục

Danh mục các bảng, biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................... 1
* Lý do chọn đề tài ...................................................................................................... 1
* Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 1
* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .......................................................................... 2
* Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................ 2
* Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................................... 2
* Cấu trúc luận văn .................................................................................................... 2
NỘI DUNG ........................................................................................................................ 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC NHÀ CAO TẦNG VÀ TẦNG
HẦM ................................................................................................................................... 4

1.1. Khái niệm nhà cao tầng ............................................................................. 4
1.1.1. Định nghĩa ................................................................................................. 4
1.1.2. Phân loại .................................................................................................... 5
1.1.3. Các vấn đề trong thiết kế nhà cao tầng ..................................................... 5
1.2. Khái Niệm Móng Cọc ................................................................................ 6
1.2.1. Các loại vật liệu làm cọc ........................................................................... 6
1.2.2. Cấu tạo móng cọc...................................................................................... 7

1.3. Khái niệm tầng hầm nhà cao tầng ............................................................ 7
1.3.1. Khái niệm hố đào sâu ................................................................................ 8
1.3.2. Phân loại tường chắn hồ đào ..................................................................... 8
1.3.3. Các hiện tưởng xảy ra khi mở hố đào ....................................................... 9
1.4. Tổng quan về sự làm việc của móng cọc ................................................ 11


1.4.1. Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất gồm .................................................. 11
1.4.2. Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai gồm .................................................... 11
1.4.3. Sức chịu tải của cọc ................................................................................ 11
1.4.4. Hiệu ứng nhóm cọc ................................................................................. 12
1.4.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính tốn móng cọc có tầng hầm .................. 15
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THÚT TÍNH TỐN MĨNG CỌC CHO ..................... 17
NHÀ CAO TẦNG CÓ TẦNG HẦM ............................................................................. 17

2.1. Cơ sở lý thuyết tính tốn móng cọc ........................................................ 17
2.1.1. Cách xác định sức chịu tải cực hạn cọc từ thí nghiệm nén tĩnh ............. 17
2.1.2. Cách xác định sức chịu tải cực hạn cọc theo TCVN 10304 – 2014 ....... 24
2.1.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu
chuẩn SPT, xuyên tĩnh CPT theo TCVN 10304 – 2014 ................................... 28
2.2. Phương pháp tính tốn móng cọc bằng phần tử hữu hạn -Plaxis
3D ...................................................................................................................... 34
2.2.1. Giới thiệu về phần mềm Plaxis ............................................................... 34
2.2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn Plaxis ..................................................... 36
2.2.3. Mơ hình nền trong phần mềm PLAXIS .................................................. 38
2.2.4. Các khai báo móng cọc trong phần mềm Plaxis: .................................... 49
2.3. Sự khác nhau trong tính tốn móng cọc có tầng hầm .......................... 52
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH TSQ – EUROLAND – ĐÁNH GIÁ
CƠNG TRÌNH MĨNG CỌC CĨ TẦNG HẦM Ở HÀ NỘI ....................................... 56

3.1. Điều kiện địa chất thủy văn khu vực đô thị Hà Nội ............................. 56
3.1.1. Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên thành phố Hà Nội.............................. 56
3.1.2 Cách phân chia đất đá cho đô thị Hà Nội ................................................ 58
3.1.3. Đất yếu khu vực Hà Nội ......................................................................... 65
3.2. Điều kiện địa chất cơng trình TSQ EUROLAND ................................. 66
3.2.1. Thơng số địa chất .................................................................................... 66


3.2.2. Thông số phần mềm Plaxis 3D V20 ....................................................... 73
3.3. Phân tích cơng trình TSQ EUROLAND................................................ 75
3.3.1. So sánh sự khác nhau về tính tốn sức chịu tải cọc và độ lún cho
móng cọc nhà có tầng hầm và nhà khơng có tầng hầm .................................... 75
3.3.2. Sự làm việc của cọc trong đài cọc biên và đài cọc giữa nhà có tầng
hầm .................................................................................................................... 83
3.3.3. Ảnh hưởng của việc giảm ứng suất do đất đào đi trong hố đào sâu ....... 84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................................ 86
Kết luận: ..................................................................................................................... 86
Kiến nghị: ................................................................................................................... 87
TÀI LIỆUTHAM KHẢO
PHỤ LỤC A: Thơng số tính tốn mơ hình Plaxis


LỜI CẢM ƠN
Tác giả Luận văn xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Khoa Sau đại học,
Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, đã giúp đỡ và tạo điều kiện để tác giả hoàn thành
bản Luận văn này cũng như trong quá trình học tập 02 năm vừa qua.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến NGUT .PGS. TS. Vương Văn
Thành người thầy đã hết lòng hướng dẫn trong suốt thời gian làm Luận văn tốt
nghiệp.
Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong Hội đồng khoa học đã đóng

góp các ý kiến quý báu để tác giả hoàn chỉnh Luận văn này.
Tác giả cũng xin trân trọng cảm ơn các bạn trong lớp cao học CH19X2 đã
quan tâm giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ, giúp đỡ tác giả trong việc thu thập
thơng tin, tài liệu và đóng góp những ý kiến quý báu cho tác giả trong quá trình thực
hiện Luận văn.
Đề tài nghiên cứu của Luận văn liên quan đến nhiều vấn đề phức tạp khác
nhau, trong đó các cơ sở pháp lý còn hạn chế, số liệu thu thập phục vụ luận văn gặp
khó khăn. Mặt khác trình độ người nghiên cứu cịn có những hạn chế nhất định, nên
bản Luận văn khó tránh khỏi những sai sót. Tác giả rất mong nhận được các nhận
xét và góp ý để Luận văn được hồn thiện hơn.
Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn và kính chúc Thầy Cô, bạn bè dồi
dào sức khỏe và gặp nhiều thành công trong cuộc sống.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2021

Tác giả

Nguyễn Hoàng Dương


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu độc lập của tôi. Các số liệu
khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2021

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Hoàng Dương


DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
Số hiệu
bảng, biểu

Tên bảng, biểu

Trang

Bảng 2.1

Bảng tra các hệ số k, Z1 và N’q

25

Bảng 2.2

Hệ số Kc và α

32

Bảng 3.1

Nguyên tắc phân chia các phân vị ĐCCT – ĐKT

57

Bảng 3.2

Bảng phân chia các địa chất công trình, địa kĩ thuật thành phố
Hà Nội

58

Bảng 3.3

Phân cấp đánh giá theo khả năng chịu tải

62

Bảng 3.4: Chú giải bản đồ phân vùng cấu trúc nền thành phố Hà Nội

62

Bảng 3.5

Phân bố sức kháng cắt khơng thốt nước Su của đất yếu theo
chiều sâu theo ở đô thị Hà Nội

64

Bảng 3.6

Chỉ tiêu cơ lý lớp 2

65

Bảng 3.7

Chỉ tiêu cơ lý lớp 3

66

Bảng 3.8

Chỉ tiêu cơ lý lớp 4

68

Bảng 3.9

Chỉ tiêu cơ lý lớp 5

69

Bảng 3.10 Chỉ tiêu cơ lý lớp 6

70

Bảng 3.11 Chỉ tiêu cơ lý lớp 7

70

Bảng 3.12 Số liệu đất nền nhập vào Plaxis 3d V20

71

Bảng 3.13 Ảnh hướng quá trình đào hầm đến độ lún

82

Bảng 2.1: Bảng tra các hệ số k, Z1 và N’q.............................................................................................................................................................................................................................................................................................. 26
Bảng 2.2: Hệ số Kc và α ........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 33
Bảng 3.1: Nguyên tắc phân chia các phân vị ĐCCT – ĐKT[11].............................................................................................................................................................................................................................................................. 59
Bảng 3.2: Bảng phân chia các địa chất cơng trình, địa kĩ thuật thành phố Hà Nội .................................................................................................................................................................................................................................... 60
Bảng 3.3: phân cấp đánh giá theo khả năng chịu tải ................................................................................................................................................................................................................................................................................ 64
Bảng 3.4:Chú giải bản đồ phân vùng cấu trúc nền thành phố Hà Nội ...................................................................................................................................................................................................................................................... 64
Bảng 3.5: Phân bố sức kháng cắt khơng thốt nước Su của đất yếu theo chiều sâu theo ở đô thị Hà Nội .................................................................................................................................................................................................. 66
Bảng 3.6: Chỉ tiêu cơ lý lớp 2 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 67
Bảng 3.7: Chỉ tiêu cơ lý lớp 3 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 68
Bảng 3.8: Chỉ tiêu cơ lý lớp 4 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 70
Bảng 3.9: Chỉ tiêu cơ lý lớp 5 ................................................................................................................................................................................................................................................................................................................ 71
Bảng 3.10: Chỉ tiêu cơ lý lớp 6 .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 72
Bảng 3.11: Chỉ tiêu cơ lý lớp 7 .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 72
Bảng 3.12: Số liệu đất nền nhập vào Plaxis 3d V20 ................................................................................................................................................................................................................................................................................ 73
Bảng 3.13: Ảnh hướng quá trình đào hầm đến độ lún ............................................................................................................................................................................................................................................................................. 84


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu hình

Tên hình

Trang

Hình 1.1

Cấu tạo móng cọc

7

Hình 1.2

Phân loại tường chắn hố đào

8

Hình 1.3

Sức chịu tải tổng qt của cọc

11

Hình 1.4

Hiệu ứng nhóm

12

Hình 1.5

Tính nhóm cọc như một cọc lớn

13

Hình 1.6

Ứng suất trong bài tốn hố đào sâu

14

Hình 1.7

Phần đất bên trong hố đào được đào ra

15

Hình 1.8

Biển dạng tường vây

16

Hình 1.9

Hạ mực nước ngầm trong hố đào

16

Hình 1.10

Ví dụ về quả trình đẩy nổi hố đào

16

Hình 2.1

Gia tải bằng kích thủy lực dàn chất tải và đối trọng
làm phản lực

17

Hình 2.2

Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực

18

Hình 2.3
Hình 2.4

Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối
trọng kết hợp cọc neo
Sơ đồ bố trí hệ kích thủy lực và hệ đo đạc trong thí
nghiệm nén tĩnh

18
18

Hình 2.5

Phương pháp xác định Qu theo SNIP

20

Hình 2.6

Phương pháp xác định Qu theo Canadian Foundation
Engineering Manual

21

Hình 2.7

Phương pháp xác định Qu theo phương pháp davisson

22

Hình 2.8

Nền đất xung quanh cọc khi chịu tải cực hạn

23

Hình 2.9

Biểu đồ xác định hệ số α

26


Hình 2.10

Biểu đồ xác định các hệ số fL và ap (Semple và
Rigden.1984)

30

Hình 2.11

Mơ hình phân tích móng cọc bằng phần mềm Plaxis

34

Hình 2.12

Sơ đồ khối của phương pháp PTHH trong Plaxis

36

Hình 2.14

Vịng trịn Mohr phân tích theo ứng suất tổng

38

Hình 2.15

Vịng trịn Mohr phân tích theo ứng suất hữu hiệu

38

Hình 2.16
Hình 2.17
Hình 2.18
Hình 2.19
Hình 2.20
Hình 2.21

Mặt bao phá hoại Mohr – Coulomb trong không gian
ứng suất
Mặt chảy dẻo của mơ hình Hardening Soil trong mặt
phẳng (p’,q~)
Các mặt chảy dẻo của mơ hình Hardening Soil trong
khơng gian ứng suất
Mặt chảy dẻo của mơ hình Cam – Clay trong mặt
phẳng (p’,q~)
Đường cong chảy dẻo và đường bao phá hoại của mơ
hình Soft Soil
Mặt chảy dẻo của mơ hình Soft – Soil trong khơng
gian ứng suất

39
41
42
45
45
47

Hình 2.22

Khai báo thơng số cọc bằng mơ hình linear elastic

48

Hình 2.23

Hệ số K Embedded beam row

50

Hình 3.1

Biểu đồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn khơng có tầng hầm
so với đất nền xung quanh

73

Hình 3.2

Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc

74

Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6

Biểu đồ nhiệt sức phân bố chịu tải cọc không có tầng
hầm
Biểuđồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn có tầng hầm so với

đất nền xung quanh
Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc có 1 tầng
hầm
Biểu đồ nhiệt phân bố sức chịu tải cọc có 1 tầng hầm

74
75
76
76


Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11

Biểu đồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn có 2 tầng hầm với
đất nền xung quanh
Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc có 2 tầng
hầm
Biểu đồ nhiệt phân bố sức chịu tải cọc có 2 tầng hầm
Biểu đồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn có 3 tầng hầm so
với đất nền xung quanh
Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc có 3 tầng
hầm

77
77
78

79
79

Hình 3.12

Biểu đồ nhiệt phân bố sức chịu tải cọc có 3 tầng hầm

80

Hình 3.13

Đài cọc có 2 tầng hầm sâu 6m

81

Hình 3.14

Đài cọc có 3 tầng hầm sâu 9m

81

Hình 3.15

Biểu đồ quá trình giảm độ lún do giảm tải

82

Hình 1.1: Cấu tạo móng cọc..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 7
Hình 1.2: Phân loại tường chắn hố đào ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 9
Hình 1.3: Sức chịu tải tổng qt của cọc................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 12

Hình 1.4: Hiệu ứng nhóm ...................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 13
Hình 1.5: Tính nhóm cọc như một cọc lớn ............................................................................................................................................................................................................................................................................................. 14
Hình 1.6: Ứng suất trong bài tốn hố đào sâu ......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 15
Hình 1.7: Phần đất bên trong hố đào được đào ra.................................................................................................................................................................................................................................................................................... 16
Hình 1.8: Biển dạng tường vây .............................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 17
Hình 1.9: Hạ mực nước ngầm trong hố đào ............................................................................................................................................................................................................................................................................................ 17
Hình 1.10: Ví dụ về quả trình đẩy nổi hố đào ......................................................................................................................................................................................................................................................................................... 17
Hình 2.1: Gia tải bằng kích thủy lực dàn chất tải và đối trọng làm phản lực ............................................................................................................................................................................................................................................ 18
Hình 2.2: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực ............................................................................................................................................................................................................................................................ 18
Hình 2.3: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc neo.............................................................................................................................................................................................................................. 19
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí hệ kích thủy lực và hệ đo đạc trong thí nghiệm nén tĩnh ....................................................................................................................................................................................................................................... 19
Hình 2.5: Phương pháp xác định Qu theo SNIP....................................................................................................................................................................................................................................................................................... 21
Hình 2.6: Phương pháp xác định Qu theo Canadian Foundation Engineering Manual .............................................................................................................................................................................................................................. 22
Hình 2.7: Phương pháp xác định Qu theo phương pháp davisson ............................................................................................................................................................................................................................................................. 24
Hình 2.8: Nền đất xung quanh cọc khi chịu tải cực hạn........................................................................................................................................................................................................................................................................... 25
Hình 2.9: Biểu đồ xác định hệ số α......................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 27
Hình 2.10: Biểu đồ xác định các hệ số fL và p (Semple và Rigden.1984) ............................................................................................................................................................................................................................................... 32
Hình 2.11: Mơ hình phân tích móng cọc bằng phần mềm Plaxis ............................................................................................................................................................................................................................................................. 36
Hình 2.12: Sơ đồ khối của phương pháp PTHH trong Plaxis................................................................................................................................................................................................................................................................... 38
Hình 2.14: Vịng trịn Mohr phân tích theo ứng suất tổng ....................................................................................................................................................................................................................................................................... 40
Hình 2.15: Vịng trịn Mohr phân tích theo ứng suất hữu hiệu ................................................................................................................................................................................................................................................................. 40
Hình 2.16: Mặt bao phá hoại Mohr – Coulomb trong khơng gian ứng suất .............................................................................................................................................................................................................................................. 41
Hình 2.17: Mặt chảy dẻo của mơ hình Hardening Soil trong mặt phẳng (p’,q~)....................................................................................................................................................................................................................................... 43
Hình 2.18: Các mặt chảy dẻo của mơ hình Hardening Soil trong khơng gian ứng suất ............................................................................................................................................................................................................................. 44
Hình 2.19: Mặt chảy dẻo của mơ hình Cam – Clay trong mặt phẳng (p’,q~)............................................................................................................................................................................................................................................ 47
Hình 2.20: Đường cong chảy dẻo và đường bao phá hoại của mơ hình Soft Soil ..................................................................................................................................................................................................................................... 47
Hình 2.21: Mặt chảy dẻo của mơ hình Soft – Soil trong khơng gian ứng suất .......................................................................................................................................................................................................................................... 49
Hình 2.22: Khai báo thơng số cọc bằng mơ hình linear elastic ................................................................................................................................................................................................................................................................ 50
Hình 2.23: Hệ số K Embedded beam row............................................................................................................................................................................................................................................................................................... 52
Hình 3.1: Biểu đồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn khơng có tầng hầm so với đất nền xung quanh.................................................................................................................................................................................................................... 75

Hình 3.2: Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc ............................................................................................................................................................................................................................................................................. 76
Hình 3.3: Biểu đồ nhiệt sức phân bố chịu tải cọc khơng có tầng hầm ...................................................................................................................................................................................................................................................... 76
Hình 3.4: Biểuđồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn có tầng hầm so với đất nền xung quanh ............................................................................................................................................................................................................................... 77
Hình 3.5: Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc có 1 tầng hầm....................................................................................................................................................................................................................................................... 78
Hình 3.6: Biểu đồ nhiệt phân bố sức chịu tải cọc có 1 tầng hầm .............................................................................................................................................................................................................................................................. 78
Hình 3.7: Biểu đồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn có 2 tầng hầm với đất nền xung quanh ............................................................................................................................................................................................................................... 79
Hình 3.8: Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc có 2 tầng hầm....................................................................................................................................................................................................................................................... 79
Hình 3.9: Biểu đồ nhiệt phân bố sức chịu tải cọc có 2 tầng hầm .............................................................................................................................................................................................................................................................. 80
Hình 3.10: Biểu đồ nhiệt sức chịu tải cọc đơn có 3 tầng hầm so với đất nền xung quanh ......................................................................................................................................................................................................................... 81
Hình 3.11: Biểu đồ áp lực của đất nền xung quanh cọc có 3 tầng hầm..................................................................................................................................................................................................................................................... 81
Hình 3.12: Biểu đồ nhiệt phân bố sức chịu tải cọc có 3 tầng hầm ............................................................................................................................................................................................................................................................ 82
Hình 3.13: Đài cọc có 2 tầng hầm sâu 6m .............................................................................................................................................................................................................................................................................................. 83
Hình 3.14: Đài cọc có 3 tầng hầm sâu 9m .............................................................................................................................................................................................................................................................................................. 83
Hình 3.15: Biểu đồ quá trình giảm độ lún do giảm tải ............................................................................................................................................................................................................................................................................. 84


1

MỞ ĐẦU
* Lý do chọn đề tài
Phân tích sự làm việc của hệ móng – nền, trước đây thường vẫn dùng các
phương pháp gần đúng cổ điển, sử dụng nhiều giả thiết thiên về an toàn như coi đài
cứng tuyệt đối, quan niệm nền còn làm việc trong giai đoạn biến dạng tuyến tính và
đặc biệt bỏ qua các tương tác của móng và đất nền.
Với sự xuất hiện của máy tính điện tử với tốc độ tính tốn ngày càng nhanh,
nhiều phương pháp số dựa trên sức mạnh của máy tính đã ra đời như phương pháp
phần tử hữu hạn.. Các phần mềm tính tốn viết trên cơ sở phương pháp tính này kể đến
được các tương tác của móng và đất nền, do đó mơ tả sự làm việc của hệ móng bè cọc
và đất nền gần thực tế hơn, cho kết quả tin cậy hơn. Do giảm được việc phải sử dụng
các giả thiết thiên về an tồn nên thiết kế nền móng theo các phương pháp số đem lại

nhiều lợi ích hơn về mặt kinh tế.
Cùng một bài tốn có thể giải quyết bằng các phần mềm khác nhau với độ
chính xác khác nhau, do đó đòi hỏi phải biết được những điểm mạnh và hạn chế của
các chương trình. Để lựa chọn được số liệu đầu vào, lựa chọn mơ hình nền – móng
thì phải hiểu biết rõ cơ sở lý thuyết của chương trình.
Hiện nay, phương pháp tính tốn kể tới sự làm việc đồng thời tầng ngầm –
móng cọc – đất nền khơng pháp triển. Khi thiết kế đều giả thiết rằng toàn bộ tải
trọng cơng trình do cọc tiếp nhận và bỏ qua hiện tượng giảm tải trọng do việc đào
đất – dỡ tải trong hố đào. Cách làm này sẽ làm cho giá thành cơng trình rất lớn,
khơng kinh tế. Vì vậy nghiên cứu sự làm việc đồng thời tầng ngầm – móng cọc –
đất nền trong những cơng trình có tầng ngầm là rất cần thiết.
*Mục đích nghiên cứu
- Nhằm góp phần lý giải và làm sáng tỏ các yếu tố liên quan đến khả năng
chịu lực, độ lún công trình khi kể tới sự làm việc đồng thời giữa tầng ngầm – cọc –
nền đất.


2

*Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu về sức chịu tải cọc trong hố đào xét đến
sự tương tác của tầng hầm, nền đất…
- Phạm vi nghiên cứu: Đề tài tập trung nghiên cứu trong phạm vi ảnh hưởng
của tải trọng đứng.
*Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập; kế thừa tài liệu, kết quả đã nghiên cứu;
- Phương pháp phân tích, so sánh các phương pháp, phần mềm tính tốn.
- Phương pháp chun gia, đúc rút kinh nghiệm, đề xuất giải pháp mới.
- Sử dụng phần mềm tính tốn các ví dụ cụ thể, từ đó đánh giá được các yếu
tố ảnh hưởng đến tương tác móng bè – cọc và đất nền

*Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Từ kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần làm cơ sở thực tiễn và lý luận để
phát triển phương pháp tính tốn móng cọc trong nhà có tầng hầm, hiểu rõ hơn
được sự tương tác của đất nền, móng cọc và tầng hầm
*Cấu trúc luận văn
Ngoài các phần Mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo và Phụ
lục, nội dung chính của Luận văn gồm ba chương:
- Chương 1: Tổng quan về móng cọc nhà cao tầng và tầng hầm
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn móng cọc cho nhà cao tầng có tầng
hầm.
- Chương 3: Tính tốn cơng trình TSQ – EUROLAND – đánh giá cơng trình
móng cọc có tầng hầm ở hà nội:


3

NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Do sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế và xã hội dẫn đến tại một số khu vực nội
đô dân số tập trung ngày càng đông đúc, nhu cầu về nhà ở, văn phòng làm việc,
trung tâm thương mại, khách sạn, … tăng lên đánh kể, trong khi đó quỹ đất xây
dựng lại thiếu trầm trọng. Ngồi ra, để thuận lợi cho quan hệ cơng tác, việc bố trí
nhiều văn phịng cơng ty gần nhau cũng là yếu tố thúc đấy phát triển kinh tế, giảm
chi phí vận hành … Điều này đã thúc đẩy sự hình thành và phát triển nhà cao tầng.
Để có một ngơi nhà vững chãi địi hỏi cần phải có một nền móng cọc bên dưới vững
chắc. Vì lẽ đó việc lựa chọn móng cọc nhà cao tầng khi tiến hành xây dựng là mối
quan tâm của nhiều người.

Hình 1: Hình ảnh tầng hầm nhà cao tầng

THƠNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lịng liên hệ với Trung Tâm Thơng tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.1 – Nhà E – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
website:
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Lưu ý: Tất cả những tài liệu trôi nổi trên mạng (không phải trên trang web chính
thức của Trung tâm Thơng tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội) là
những tài liệu vi phạm bản quyền. Nhà trường không thu tiền, và cũng khơng phát
hành có thu tiền đối với bất kỳ tài liệu nào trên mạng internet.


86

KẾT ḶN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT ḶN:
Hiện nay, các cơng trình nhà cao tầng có tầng hầm sử dụng móng cọc ngày
càng phổ biến, lý thuyết tính tốn móng cọc cho nhà cao tầng có tầng hầm ngày
càng hồn thiện. Việc nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm về phương
pháp tính tốn cọc cho tầng hầm nhà cao tầng cho ta một số kết luận sau:
- Móng cọc cho tầng hầm nhà cao tầng có sự tính tốn sức chịu tải cọc biên
lớn hơn so với thiết kế và lớn hơn so với cọc giữa ( chương 3 ).
- Việc tính tốn sức chịu tải cho cọc theo TCVN – 10304:2014 cho móng cọc
có tầng hầm chưa hồn tồn chính xác khi bỏ hết lớp đất phía trên, coi lớp đất phía
trên khơng tạo áp lực sinh ra ma sát thành là khơng chuẩn xác. Việc tính tốn này

chỉ đúng khi tính với cọc giữa, và khơng đúng so với cọc biên.
- Độ cứng của đất tăng theo chiều sâu theo địa chất khu vực Hà Nội, chính vì
vậy việc tính tốn độ lún trong khu vực Hà Nội, độ sâu càng lớn thì độ lún càng
giảm.
- Quá trình phân tích khi đào đất, việc giảm ứng suất khối đất gây ra quá trình
giảm độ lún, sức chịu tải cọc tăng, sức chịu tải cọc biên tăng nhiều hơn so với sức
chịu tải cọc giữa. Cụ thể như sau:
+ Sức chịu tải:
Pcọc không tầng hầm+ Độ lún:
Scọc không tầng hầm>Scọc 1 tầng hầm>Scọc 2tầng hầm>Scọc 3tầng hầm
+ Sức chịu tải cọc biên tăng cho trường hợp có tầng hầm:
Pcọc biên>Pthiết kế Pcọc giữa
Q trình này có thể kết luận sự giảm tải do quá trình đào đất gây ra việc giảm
độ lún, tăng sức chịu tải cọc, sức chịu tải cọc biên lớn hơn cọc giữa. Ảnh hưởng của
quá trình này là do đáy móng sau khi đào có một trạng thái ứng suất mới ở khối đất
làm tăng độ cứng, ma sát, hệ số nén lún.


87

- Phương pháp phần tử hữu hạn cho kết quả phù hợp với tài liệu tính tốn của
cơng trình. Hơn nữa, sự hỗ trợ của máy tính đã giúp cho q trình tính tốn trở nên
đơn giản và nhanh chóng. Tuy nhiên, để có kết quả đáng tin cậy cần có đầy đủ kết
quả thí nghiệm cần thiết để xây dựng mơ hình phần tử hữa hạn đúng với thực tế.
KIẾN NGHỊ:
Với nỗ lực nghiên cứu của tác giả, luận văn đã giải quyết tốt được nhiệm vụ
của đề tài. Do hạn chế về thời gian nghiên cứu nên luận văn chưa giải quyết được
trọn vẹn các vấn đề liên quan đến bài tốn sự làm việc móng cọc có tầng hầm:
- Tính độ lún và sức chịu tải khi xảy ra sự cố về địa chất.

- Nghiên cứu về sức chịu tải của móng cọc có tầng hầm cho các trường hợp cụ
thể hơn.
- Các ảnh hưởng của cọc chịu tải ngang cho trường hợp móng cọc có tầng hầm
Dựa vào kết quả nghiên cứu, luận văn xin đưa ra một số kiến nghị như sau:
- Trước tiên, tiêu chuẩn hiện hành cần có quy định về việc bắt buộc phải tính
tốn trong hồ sơ thiết kế cho những trường hợp móng cọc cho nhà có tầng hầm, đặc
biệt là với dãy cọc biên, để đảm bảo kinh tế, tiết kiệm và tính chính xác cho cơng
trình.
- Khi tính tốn móng cọc biên cho nhà cao tầng có tầng hầm khu vực Hà Nội,
TCVN cần phải bổ sung, chỉ dẫn chi tiết hơn một số điều khoản để việc thực hành
được thuận tiện, cụ thể:
+ Cần bổ sung chính xác giá trị sức chịu tải vùng Pcọc biên>Pthiết kế> Pcọc giữalà
khoảng bao nhiêu lần. Ví dụ cơng trình TSQ EUROLAND ghi nhận giá trị thay đổi
như sau:
Cơng trình khơng có tầng hầm: Pcọc biênPthiết kế Pcọc giữa
Cơng trình có 1 tầng hầm: Pcọc biên>11,05 Pthiết kế Pcọc giữa
Cơng trình có 2 tầng hầm: Pcọc biên>11,15 Pthiết kế Pcọc giữa
Cơng trình có 3 tầng hầm: Pcọc biên>11,2 Pthiết kế> Pcọc giữa


88

+ Cần phải tính tốn chi tiết hơn về độ lún, sự gia tăng độ cứng trong quá trình
đào đất khiến cho độ lún của các cọc trong trường hợp móng cọc cho nhà có tầng
hầm sẽ giảm hơn so với việc tính tốn độ lún theo modun ban đầu.
- Cần có những nghiên cứu tiếp theoo về các trường hợp mà luận văn chưa xét
tới để hoàn chỉnh phương pháp tính. Trong đó, nên kết hợp giữa nghiên cứu lý
thuyết với các thí nghiệm trong phịng và thí nghiệm hiện trường để giải quyết các
trường hợp cần nghiên cứu.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu tiếng việt
1. Châu Ngọc Ẩn ( 2005 ), Nền Móng, NXB Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí

Minh
2. Báo Cáo Kết Quả Khảo Sát Địa Chất Cơng Trình Chung Cư Tsq Euroland (2007)
3. Nguyễn Trường Huy (2015), Luận Văn Tiến Sĩ Địa Kĩ Thuật, Nghiên Cứu
Điều Kiện Địa Kỹ Thuật Phục Vụ Thiết Kế Và Thi Công Hố Đào Sâu
4. Vũ Thị Thanh Hương (2015), Luận Văn Thạc Sĩ Kĩ Thuật , Nghiên Cứu
Tính Tốn Sức Chịu Tải Cọc Khoan Nhồi Cho Nền Đất Khu Vực Hải Phòng
Theo Tiêu Chuẩn TCVN 10304:2014

5. Nguyễn Bá Kế ( 2010), Thiết Kế Và Thi Cơng Hố Móng Sâu, NXB Xây
Dựng, Hà Nội.
6. Vũ Công Ngữ, Th.S Nguyễn Thái. Móng Cọc - Phân Tích Và Thiết Kế.

Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, Hà Nội, 2004.
7. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái (2006). Thí Nghiệm Đất Hiện Trường Và Ứng
Dụng Trong Phân Tích Nền Móng.
8. Tiêu Chuẩn Việt Nam: TCVN 10304: 2014
9. Tiêu Chuẩn Việt Nam: TCVN 9393:2012
10. Trần Vũ (2017), Luận Văn Thạc Sĩ Kĩ Thuật,Tính Tốn Tải Trọng Động Do
Gió Và Động Đất Tác Dụng Lên Nhà Cao Tầng Tại Hải Phòng.
11. Nguyễn Văn Vũ, Trần Mạnh Liễu, Nguyễn Huy Phương, Nguyễn Văn Thương
(09/2019). Nghiên Cứu, Phân Chia Cấu Trúc Nền Thành Phố Hà Nội Và Đánh
Giá Khả Năng Xây Dựng Của Chúng.
Tài liệu tiếng anh

1. Ascalew Abebe & Dr Ian GN Smith ( 2009 ), Pile Foundation Design: A
Student Guide
2. Manual Plaxis 3D – 2D V20 ( 2020)
3. R. Whitlow (1997), Cơ Học Đất, Nhà Xuất Bản Giáo Dục, Hà Nội.


PHỤ LỤC A: Thơng số tính tốn mơ hình Plaxis
Tính tốn đặc trưng cơ học của đất nền thơng qua thí nghiệm nén 3 trục ( mơ
hình Hypecbon ) :
1

(1 3 )ult
(1 3 )f

3

Tiệm cận
Đ - ờng phá hoạ i

E ur
Ei

1
Hình A.1: Ứng xử phi tuyến theo hypecbon
Quan hệ hypecbon giữa ứng suất và biến dạng được viết theo công thức sau:

( 1 −  3 ) =

1

a + b1

Trong đó

a

và b liên hệ với mơ đun đàn hồi ban đầu và ứng suất tiếp đỉnh theo

công thức sau:
Ei =

1
1
; ( 1 −  3 )ult =
a
b

Mô đun đàn hồi tiếp tuyến ban đầu phụ thuộc vào áp lực buồng,  3 trong thí
nghiệm nén ba trục và được tính như sau:
 
E i = K L Pa  3 
 pa 

n

Trong đó E i là mơ đun đàn hồi tiếp tuyến ban đầu phụ thuộc vào áp lực buồng,
 3 ; K L là số mô đun gia tải; p a là áp suất khí quyển;  3 là áp lực buồng; và n là số

mũ độ cứng kể đến ảnh hưởng của áp lực buồng đến độ cứng tiếp tuyến ban đầu.
Mô đun đàn hồi dỡ tải-gia tải, E ur , được tính tốn tương tự như mô đun đàn hồi

tiếp tuyến ban đầu, E i , bằng cách thay số mô đun ban đầu, K L , bằng số mô đun dỡ


tải-gia tải, K ur trong cơng thức. Do đó, mơ đun đàn hồi dỡ tải-gia tải, E ur , được tính
như sau:
 
Eur = K ur Pa  3 
 Pa 

n

Ứng suất tiếp tới hạn, (1 −  3 )ult , liên hệ với ứng suất tiếp phá hoại của mơ hình
Mohr-Coulomb bằng hệ số phá hoại, R f . Hệ số phá hoại đối với mỗi thí nghiệm
được xác định theo công thức sau:
Rf =

( 1 −  3 ) f
(1 −  3 )ult

Trong đó ( 1 −  3 ) f ứng suất lệch khi phá hoại xác định từ quan hệ ứng suất
biến dạng của thí nghiệm. Giá trị của R f thay đổi từ 0.5 đến 0.9 cho các loại đất
(Duncan et al., 1980).

Hình A.2 Quan hệ ứng suất biến dạng trong mơ hình Hypecbon
Nếu quan hệ ứng suất biến dạng đo được trong thí nghiệm nén ba trục là đường
hypecbon (hình A.1), đồ thị chuyển đổi là đường thẳng (hình A.2). Điểm giao giữa
đường thẳng và trục đứng là nghịch đảo của mô đun đàn hồi ban đầu, Ei , của đất
nền và độ dốc của đường thẳng là nghich đảo của ứng suất lệch tiệm cận, (1 −  3 )ult
, như trong hình A.2

Hình A.3 Đường cong ứng suất biến dạng chuyển đổi từ thí nghiệm nén ba trục và
xác định mơ đun đàn hồi ban đâu và ứng suất lệch tiệm cận
Hình A.4 cho thấy có mối liên hệ tuyến tính giữa logarit của mô đun đàn hồi ban
đầu và logarit của áp lực buồng. Giá trị của số mô đun gia tải K L bằng với giá trị
của mô đun đàn hồi chuẩn hoá được cho bởi đường xấp xỉ tại giá trị áp lực buồng là
1 at. Độ dốc của đường thẳng đó là số mũ n ( hay m ) (hình A.3).
Bảng A.1: Tham số mơ hình Hypecbon
Tham số

Mơ tả

KL

Số mô đun gia tải

Kur

Số mô đun dỡ tải-gia tải

n

Số mũ độ cứng

Rf

Tỷ số giữa giá trị tiệm cận của đường cong Hypecbon và
cường độ chịu cắt cực đại

c

Lực dính đơn vị



Góc ma sát trong



Góc giãn nở


Hình A.4: Xác định các tham số của mơ hình Hypecbon, K L và
Một số công thức liên quan đến mơ hình hardening soil:
1 =
q=

1
q
;
Ei 1 − q qa

1
1 1
+ 1
Ei qa

0.5q f =

;

1,50
1 Rf
+
1,50
Ei q f

1,50 =

0.5q f
1
1 0.5q f
=
;
Ei 1 − 0.5q f qa Ei 1 − 0.5R f

E50 =

0.5q f

q=

1,50

= Ei (1 − 0.5 R f

1
1 1
+ 1
Ei qa

;

)

n


m

E = Eref

 1 

 ;
 pref 

E50 = E

 qf
 ref
 qf

ref
50





m

c cos  +  3 sin 
sin 
=
1 − sin 
1 − sin 
c cos  + p ref sin 
sin 
ref
;
=
= ( c cot  + p )
1 − sin 
1 − sin 

q f = ( c cot  +  3 )
q ref
f

E50 = E

ref
50

 c cos  +  3 sin  


ref
 c cos  + p sin  

m

Một số công thức tham khảo từ Plaxis:
ref
E50ref = 1, 25  Eoed
;

Eur =Eoed ,ur

-

(1 − 2 ur )(1 + ur )
1 − ur

ref
E50
: module cát tuyến (secant stiffness) xác định từ thí nghiệm nén 3 trục với

áp lực buồng P ref ở cấp tải bằng 50% cường độ phá hoại;
-

ref
E oed
: module tiếp tuyến (tangent stiffness) xác định từ thí nghiệm nén 1 trục

không nở hông (Oedometer) tại mức áp lực bằng P ref ;
-

Eref

ur : module ở đường dỡ tải – gia tải lại (unloading – reloading);

-

m : hệ số mũ chỉ sự phụ thuộc của module biến dạng vào trạng thái ứng suất của
phần tử đất;

-

P ref :

áp lực buồng (σ3) khi thí nghiệm nén 3 trục, Plaxis lấy mặc định bằng

100kPa;
-

KoNC tỉ lệ ứng suất;

-

 ur : hệ số poisson giai đoạn làm việc dỡ tải – gia tải lại, Plaxis lấy mặc định
bằng 0.2.

-

C’: Lực dính hữu hiệu

-

φ’: Góc ma sát trong

-

 : Góc giãn nở

-

:

-

Rf: Tỷ số giữa giá trị tiệm cận của đường cong Hypecbon và cường độ chịu cắt

Hệ số Poisson

cực đại
-

Kur: Số mô đun dỡ tải-gia tải

-

KL: Số mơ đun gia tải
Phân tích theo mơ hình hardening soil từ thí nghiệm 3 trục:
Làm mẫu đối với lớp 3, các lớp sau có thí nghiệm nén 3 trục thì làm tương tự,

đối với các lớp có hệ số mũ m>1 thì ta lấy bằng 1.
Bảng A.2:Các cấp áp lực buồng 50kPa, 100kPa, 200 kPa
3=50

3=50

3=200

()

(−3 )

()

(−3 )

()

(−3 )

0

0

0

0

0

0

0,63

19,1

0,63

33,6

0,64

72,9

1,26

27,8

1,27

48,6

1,27

106

2,52

39,7

2,53

73,1

2,54

140,1

3,79

56,3

3,8

81,8

3,81

168,3

5,05

68,7

5,07

95,3

5,08

185,6

6,31

79,6

6,33

108,3

6,35

197,5

7,57

84,1

7,6

113,7

7,62

211,5

8,83

92,1

8,87

123,7

8,89

217,8

10,1

95,1

10,13

133,3

10,16

221,4

11,36

98

11,4

135,7

11,43

231,9

12,62

103

12,67

140,2

12,7

230,5

13,88

98,9

13,93

142,3

13,97

233,5

15,2

145,4

15,25

227,5

16,47

141,3

Bảng A.3: Cấp áp lực buồng б3= 50kPa