Plaxis 3D Bài 7 Móng Cọc Bê Tông cốt Thép Đúc Sẵn

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 1
Bài tập số 7
MÓNG CỌC BTCT ĐÚC SẴN
(V/v: Xác định nội lực, chuyển vị, thời gian cần thiết để đất nền đạt độ lún ổn định)

Bước 1: Thiết lập mô hình và gán các điều kiện biên
Vào File  General Settings. Khai báo các dữ kiện trong các phần Project, Dimensions.



 Dùng biểu tượng LINE vẽ mặt cắt địa chất của 2 hố khoan gồm có 4 lớp đất, chiều cao
hố khoan 60m, chiều rộng dải đất 30m.
 Hố khoan 1
Lớp 1: Sét, dẻo nhão, dày 24m.
Lớp 2: Sét, dẻo cứng, dày 7m.
Lớp 3: Cát pha, chặt vừa, dày 16m.
Lớp 4: Cát chặt, dày 13m.
 Hố khoan 2
Lớp 1: Sét, dẻo nhão, dày 25m.
Lớp 2: Sét, dẻo cứng, dày 7m.
Lớp 3: Cát pha, chặt vừa, dày 14m.
Lớp 4: Cát chặt, dày 14m.
Các
đặc trưng cơ lý, cơ học các lớp đất: xem THÔNG SỐ PLAXIS 2D.
 Dùng phần tử Plate, vẽ đài cọc có tiết diện l*b*h = 3.2m*1.7m*0.7m. Độ sâu chôn đài,
D
f
= 2m. Tải trọng tác dụng tại mặt phẳng chân cột: N = 4000kN/m, V = 150kN/m.

MẶT BẰNG BỐ TRÍ CỌC

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 2
 Dùng phần tử Plate, vẽ cọc BTCT đúc sẵn có tiết diện 300*300, L = 28m kể từ mặt
phẳng đáy đài cọc.
 Hố móng tiết diện hình thang có kích thước: 8m*4m*2m, độ dốc mái i = 45
0
.
 Vẽ phần tử tiếp xúc, chọn biểu tượng,
.
 Mực nước ngầm nằm tại code -1m so với mặt đất tự nhiên.
 Vào Loads, chọn Standard fixities để gán các điều kiện biên.

Bước 2: Khai báo các thông số cho mô hình đất nền, cọc và đài cọc BTCT (MÁC
350)
Chọn biểu tượng Material Sets (hoặc vào Material, chọn Soil  Intefaces).
Biểu tượng Material Sets :

 Chọn NEW, khai báo cho lớp đất 1. SÉT DẺO NHÃO



Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 3




 Tương tự: khai báo cho lớp đất 2. SÉT DẺO CỨNG

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT

GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 4




Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 5


 Tương tự: khai báo cho lớp đất 3. CÁT PHA CHẶT VỪA



Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 6


Chọn Advanced để khai báo các thông số nâng cao.



Lưu ý: Khi khai báo độ sâu tham chiếu, y
ref
, có thể chọn cao trình bề mặt lớp đất của một
trong các hố khoan gần vị trí móng hoặc chọn độ sâu trung bình.

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 7

 Tương tự: khai báo cho lớp đất 4. CÁT CHẶT



Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 8


Chọn Advanced để khai báo các thông số nâng cao.



Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 9


Gán các lớp đất bằng cách: kéo LỚP ĐẤT vào MẶT CẮT ĐỊA CHẤT rồi thả. Nếu gán
nhầm thì chọn lớp đất mới rồi gán lại.

 Đặc trưng vật liệu cọc BTCT 300*300
Module đàn hồi, E = 3*10
7
kN/m
2

Tiết diện ngang, A = 0.3*0.3 = 0.09m
2

Moment quán tính: I = 2*0.3
4

/12 = 1.35*10
-3
m
4

Lưu ý: Dùng moment quán tính tương đương (tổng) cho bài toán phẳng khi đài cọc có
nhiều hệ hàng cọc.
Vào Materials, chọn Plate  New

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 10


Lưu ý:


mmkNdw
tb
soilsconcrete
//947.2424.0
2
4.197.16
25 












 Đặc trưng vật liệu đài cọc
Module đàn hồi, E = 3*10
7
kN/m
2

Tiết diện ngang, A = 1.7*0.7 = 1.19m
2

Moment quán tính: I = 1.7*0.7
3
/12 = 0.0486m
4

Vào Materials, chọn Plate  New






mmkNdw
tb
soilsconcrete
//81.57.07.1625 






Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 11
Bước 3: Gán tải trọng tác dụng
Vào Loads, chọn Point load – static load system A. Kích chuột vào vị trí mặt trên móng (tại
mặt phẳng chân cột).


Bước 4: Chia lưới phần tử
Vào Mesh, chọn General.



Chọn Update.
Bước 5: Khai báo điều kiện ban đầu
(về cao trình mực nước ngầm)
Vào Initial, chọn initial conditions.
Dùng biểu tượng,
để vẽ mực nước ngầm tại code -1m.

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 12


Chọn Generate, Water pressure. Chọn Phreatic level, OK.

Chọn Update.
Chọn Initial pore pressure (biểu tượng xanh đậm bên phải).


Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 13

Chọn Generate initial stress,



Chấp nhận các giá trị K
0
, chương trình tự tính. OK. Lúc này sẽ xuất hiện bảng cảnh báo. Đây
là một cảnh báo ĐÚNG.

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 14


Chương trình tự tính các trị ứng suất hữu hiệu.


Chọn Update.
Chọn Calculate. Chọn Yes.

Bước 6: Tính toán
Thời gian cho mỗi công tác là thời gian dự kiến, thực tế cần phải căn cứ vào định mức và
tiến độ.

 Phase 1: Thi công cọc, t = 2 days
Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 15


Chọn Update.
Chọn Next.
 Phase 2. Hạ mực nước ngầm xuống code -3m so với mặt đất tự nhiên, t =1 day
Lưu ý: Cao độ hạ mực nước ngầm phải thấp hơn cao độ đào đất tối thiểu là 1m.



Chọn Define. Chọn nút BÊN TRÁI,
, vẽ lại mực nước ngầm nằm tại code -3m:

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 16

Vào Generate, chọn Water pressure  groundwater calculation, OK.



Chọn Update.
Chọn Update.
Chọn next.
 Phase 3. Đào đất đài cọc, t = 2 days
Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 17

Chọn Update.
 Phase 4. Thi công đài cọc, t = 0.5 day



Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 18
Chọn Update.
 Phase 5. Tác dụng tải trọng, t = 90 days



 Phase 6. Lắp đất hố móng bằng loại cát chặt, t = 1 day



Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 19


 Phase 7. Cố kết toàn bộ để minimum pore pressure (

u) = 1kN/m
2




Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 20

 Chọn điểm trong nền dự kiến sẽ xuất các biểu đồ quan hệ (nếu thấy cần thiết).

Chọn Update. Chọn Calcutate để giải.



Muốn xem kết quả trường hợp nào thì để VỆT SÁNG tại đó rồi nhấn Output. Ví dụ chọn
Phase 7 (CỐ KẾT)
Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 21


Lưới biến dạng tổng thể khu vực xây dựng



Biểu đồ bao moment dọc theo thân cọc
 Trị số cực đại sẽ được dùng để kiểm tra lại lượng cốt thép đã chọn khi tính sức chịu
tải của cọc theo điều kiện vật liệu.
Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 22


Biểu đồ bao lực cắt dọc theo thân cọc (dùng trị cực đại để ước lượng cốt đai)



Chuyển vị đứng cọc

Chuyển vị đứng, S
max
= U
y
= 526.16*10
-3
m tại thời điểm t = 96.5days.
Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 23
Kích double vào đài cọc để xem nội lực.



Biểu đồ bao moment đài cọc (dùng trị cực đại để tính cho cốt thép cánh dưới)

 Chú ý phase CỐ KẾT (đây là Phase rất quan trọng trong mọi bài toán, đặc biệt khi
cột địa chất có các lớp đất SÉT hoặc có mực nước ngầm).



 Như vậy, sau khi cố kết hoàn toàn để áp lực nước lỗ rỗng thặng dư đạt trị số nhỏ
nhất, u  1kN/m
2
thì cần khoảng 102.9 days kể từ lúc khởi công công trình. Sau thời
gian này thì nền đất sẽ đạt độ lún ổn định.

Tính toán công trình tương tác với nền đất bằng phần mềm Plaxis Móng cọc BTCT
GV: ĐÀO NGUYÊN VŨ 24



Biểu đồ quan hệ giữa thời gian và chuyển vị đứng tại một vị trí trong nền


Giai đoạn đất nền đạt độ lún
ổn định (độ lún cố kết thấm)