Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí đài cọc đến sức chịu tải của móng cọc treo và tính toán ứng dụng

LỜI TÁC GIÁ
Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, đến nay luận

văn thạc sỹ kỹ thuật: “Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí đài cọc đến sức chịu tải
của móng cọc treo và tính tốn ứng dụng” đã hồn thành đúng thời hạn theo đề
cương được phê duyệt.
Trước hết tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới trường Đại học Thủy lợi
Hà Nội đã đào tạo và quan tâm giúp đỡ tạo mọi điễu kiện cho tác giả trong quá
trình học tap và thực hiện luận văn này.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Hoàng Việt Hùng.

Thầy đã

trực tiếp tận tình hướng dẫn cụ thể, cũng như cung cấp tài liệu, thông tin khoa học
cần thiết cho tác giả hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, các bạn bè đồng nghiệp đã hết sức
giúp đỡ động viên về mọi mặt đề tác giả đạt được kết quả ngày hơm nay.
Trong q trình nghiên cứu để hồn thành luận văn, tác giả khó tránh khỏi
những thiếu sót và rất mong nhận được sự góp ÿ, chỉ bảo của các thây, cơ và cản
bộ đồng nghiệp đối với bản luận văn.
Xin tran trong cam on!
Ha Noi, ngay 12 tháng 03 năm 2015
Tac gia

Bui Thién Truong


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là
trung thực và không trùng lặp với các đề tài khác. Tôi cũng xin cam đoan rằng mọi

sự giúp đồ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và thơng tin trích dẫn

trong luận văn đã được chỉ rõ ngn góc.
Tac gia

Bui Thién Truong


MỤC LỤC
0871007 .....................
CHUONG

1: TONG

QUAN

VE

MONG

COC

VA

MOT

SO

TON

1
TAI

TRONG TÍNH TỐN THIẾT KẾ MĨNG CỌC...............................-5-5-sscsesessssesessse 3
I.I

Khái niệm móng cọc và điều kiện áp Ụng......................---- cc HH n HH
111 xk2 3

1.2.

Cọc đơn và nhĨím CỌC. . . . . . . . . .

.--- ---- -

2210261111033

1.2.1. CỌC đơn .......................... -LLLc HS
1.2.2. NhÓm CỌC ...................... - ----- <<

99E1v net

5

net

C11091

5

net

7

1.3. Ngun tắc tính tốn thiết kế móng CỌC..................-¿-¿- - s+E+E+ESESEEEEEEE+E+kekeeeereesee 9
1.3.1. Các bước tính tốn cơ bản. . . . . . . . . . . . .

-- - - - - c1

11H

He

9

1.3.2. Phân tích sự làm việc của cọc đơn và cọc trong nhóm...........................----«
«+: 9

1.4. Đánh giá ưu nhược điểm của phương pháp thiết kế truyền thống................... 11
Kết luận chương Ì. . . -

--

+ k S139 SE E111

1111111111111 111111111111 rree 16

CHUONG 2: CO SO LY THUYET .....sesssssssssssssssesssessssssssssssssssssssssssssssssssssssssssees 18
2.1. Tính tốn sức chịu tải cọC CON oo... ccceeccccccccceesseecccceeeesseccccsseesseeccsceseusesesess 19
2.1.1. Khái niệm vé strc chiu tai ctla COC AOM....c.cccccseseccssesesesesescseseseseeseseseescseseesees 19

2.1.2. Xac dinh strc chiu tai doc trục của cọc ơn.......................
---‹-- << cc< s2
20

2.1.3.

Sức chịu tải ngang trục của cọc đơn (sức chịu tải vng góc với trục coc) ..34

2.1.4. Ảnh hưởng của nhóm cọc đến sự làm việc của CỌc................--- -:-:csccscecszseserssa 37
2.2. Kiểm tra độ lún cho 11914)115ã19/910077?tiỐỎỐỔỐỔỐ.... 39

2.2.1. Độ lún của cọc đơn theo tiêu chuẩn 205-1998....................-cccccisrrirrrirrrrree 39
2.2.2. Tính tốn độ lún của nhóm CỌC .........................
. - -- ¿<< << SE 11111111111 ££EEEkvssxrrree 40
2.2.3. Độ lún của cọc đơn và độ lún của nhóm cCỌC .........................--«<< << << << <2 45

Kết luận chương II ......................... - -

+ kSEEE9E9ESE E111

111111E1 1111111111111

xee 45

CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH TỐN BÀI TỐN TÍNH LÚN CHO MĨNG CỌC.47

N6... .......................

47

3.2. Giới thiệu phần mềm tính tốn PaXiCS ................- - 5+ + *ExE+E£E£E+E+E+keEeeeeeeecee 48
3.3. Mơ hình bài tốn Ứng dụng .........................---- 5 2 2222221112911 101111111 1111119102223 1 11kg 50
3.3.1. Điều kiện cơng trình và tải trọng ......................--- SE EEkEkEkEkekekekrkrererree 50


3.3.2. Phân tích trường hợp móng cọc đài thấp ......................---+ + + + sx+x+x+k+ketexreeesree 51
3.3.3. Phân tich trudng hop MONG COC dal CAO... ccccceeessssssssnncceeeeeeceeeeeeesesteaes 69

Kết luận chương UID .eececcecscsescscscccscscscscsvsvscscscscsesscscscscacsvsvsvevensususesesscnsasasavavaens 76
CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN ỨNG DỤNG ..........................-o-5c5csscscscseseseeeeeeeeeeessessee 78
4.1 Giới thiệu cơng trÌnh.......................--2 2 2311113111111 1111 111111188031 111k ng
và 78
4.1.1 Đặc điểm cơng trình. . . . . . . . . .

«+ s33

1111115 E1 1111111111111 Ererrke 78

4.1.2 Điều kiện địa chất đất nên..................----c¿tt
79
4.2 Tính tốn kiểm tra theo TCVN 205-1998..................¿5-52 SESt E2 E2E5212121523E1 212. e2 79
4.2.1 Xác định sức chịu tải tính tốn CỦa CỌC. . . . . . . . .

..-------

S21

se

79

4.2.2 Tính tốn kiểm tra lún theo TCVN 205-199§,.......................-+ sex SE rErkrrereee 82
4.3 Ứng dụng kết quả nghiên €Ứu.....................-¿+ kkk#E#E+E+E#ESEEEEEEEEEEEEEEEekrkrkrererree 84

4.4 Phân tích kết quả và so sánh với mơ hình tốn ........................
- + + + + +s+x+x+x+E+xze+escee 85
Kết luận chương IV. . . . . . . .-

- kh

S1 11119151 111111111 111111111111 1111111111111

rrkg 87

KẾT LUẬN VÀ KIEN NGHỊ, ...................................2
<< 5-5 S2 S2 Sex ssesesesesesesssee 88
L Kết quả đạt được của luận văn......................
.. - - - << -c c1 1100000111111
11 11111 ng
và 88

In

.................H.........Ô 88

¡i00

89

TAT LIEU THAM KHAO .............................

5-5-5 s5 S9 S2 4 4 4 44s 3seseseSeS 246 90
8š.

7

90

ID. Tiéng

0

91


DANH MỤC HÌNH VỀ
Hình 1.1: Kết cầu móng CỌC.................---5-22 +EE9EE+EEEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEELErkrrk 3
Hình 1.2: Móng cọc đài thấp (a) . móng cọc đài cao (Đ)...................-----cccccesrsere 8
Hình 1.3: Móng cọc chống (a) và móng cọc treo (b) .................--------s s+cs+zsrxere 8
Hình 1.4: Các đường đồng ứng Suất...................----22 2 k‡SESEEEEEEEESEEEEEEEErrkerkeee 13
Hình 1.5: Sơ đồ thí nghiệm ảnh hưởng của khoảng cách giữa các cọc............ 15
019015800019))75222727277777...

=................ .............. 15

Hình 2.1: Cọc chống..................-----2 + £+EE+EE£EEE+EEEEEEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEESEEErkrri 21
Hinh 2.2: COC treO .icecieccccccccccccccccssssccsscccssssecessssccssssscsssscesssscessssscsesscsseeseesesseeses 22

Hình 2.3: Quá trình hình thành sức kháng đầu mũi cọc.......................----- 23

Hình 2.4: Sơ đồ thiết bị xuyên và phạm vi dat thí nghiệm xuyên để xác định R... 24

Hình 2.5: Thí nghiệm và kết quả thí nghiệm nén cọc...................------2 s+sz£: 26
I0i:8020090ì:8.i561 11157 ..........

27

Hình 2.7: Mơ tả thí nghiỆm.........................----- G22 2213211111231 181 1811111111811 11 111 g2 29
Hình 2.8: Sức chịu tải của cọc ngắn chỉ phụ thuộc vào điều kiện đất nén.......35
Hình 2.9: Sức chịu tải của cọc dài phụ thuộc vào khả năng chịu uôn của vật
liệu cọc và đặc điểm biến dạng của đất nÊn.....................-----2- sk+tE+EeEEerkeerxerked 35

Hinh 2.10: Quan hé Pr A woe “4+1...

36

Hinh 2.11: Phân bố ứng suất do cọ đơn và nhóm cọc gây ra.......................------ 38
Hình 2.12: Cách bồ trí cọc đơn và nhóm GỌC...................--¿-2-52+22+E+EE+E22E+EE+EEzEsrssred 39

Hình 2.13: Kích thức móng khối quy ướcxác định theo trường hợp nên nhiều
Hình 2.14: Kích thước móng khối quy ước xác định trường hợp đồng nhất...42
Hình 2.15: Kích thước móng khối quy ước xác định theo trường hợp cọc
xuyên qua một số lớp đất yếu tựa vào lớp đất cứng........................--se ©sz+xsrxees 42
Hình 3.1: Sơ đồ thí nghiệm móng cọc có đài đặt trên mặt đất và đài cao hơn

mặt đất (theo thí nghiệm của P.G. TSijikOV)...................5-5256 2EeEEeEEeerkerxeee 47


Hình 3.2: Mơ phỏng điều kiện đất nền dưới móng cơng trình......................... 51
Hình 3.3: Mơ phỏng mặt bằng móng

cọc và phạm vi đất nền xung quanh

0190:5177...

........... 52

Hình 3.4: Chia lưới PTHH trên mặt bằng móng (2D)....................-¿2 +: 53
Hình 3.5: Mơ phỏng PTHH hệ cọc và móng cọc (3]).............................----5<5-<<5<2 54

Hình 3.6: Phố chuyển vị của móng và nên........................
2-2 ¿+ s+2E£+EE2+Ezrxersed 55
Hình 3.7: Trị số ứng suất trung bình hiệu quả p° trong mặt phăng xy............. 56
Hình 3.8: Chuyên vị thắng đứng tại cao đáy đài (-1,6m).....................------ccsccee: 57
Hình 3.9: Phố chuyên vị thăng đứng tại cao trình mũi cọc (-21,7m)............... 58
Hình 3.10: Phố chun vị của móng và nÊn......................----222+ s+s£+£xz+Ezrxezrsed 59
Hình 3.11: Phố chuyên vị thắng đứng trong mặt phẳng xy.........................------ 60
Hình 3.12: Chuyển vị thắng đứng tại cao trình đáy đài (cao trình -1,6m).......6 1
Hình 3.13: Chuyển vị thắng đứng tại cao trình mũi cọc (-21,6m).................... 62
Hình 3.14: Chuyển vị của móng và nÊhn.......................-22 22 52+EE£+EE+EEE2EEe2EEerxerrked 63
Hình 3.15: Chun vị thăng đứng trong mặt phẳng xy.....................---2 se: 64
Hình 3.16: Phố tơng chuyển vị tại cao trình đáy đài (-1,6m)............................ 65
Hình 3.17: Phố chuyên vị theo phương x tại cao trình đáy đài (-1,6m)........... 66
Hình 3.18: Phố tơng chuyển vị tại cao trình mũi cọc (-21,7m)......................... 67
Hình 3.19: Phố chuyên vị theo phương x tại cao trình mũi cọc (-21,7m). ......68
Hình 3.20: Phố chuyên vị của móng và nÊn......................----222+ s+2s£+£xe+Ezrxersed 69
Hinh 3.21: Phổ chuyền vị theo phương đứng trong mặt phăng song song với
0801001 :a........

70

Hình 3.22: Phố chuyển vị thăng đứng trong mặt phắng song song với trục y 71

Hình 3.23: Phố chuyên vị thắng đứng tại cao đáy đài (-1,6m)........................-- 72
Hình 3.24: Phố chuyên vị thăng đứng tại cao trình mũi cọc (-21,7m)............. 73
Hình 3.25: Phố chun vị của móng và nÊn.......................----2¿+ s+s£+£xz+Ezrxersed 74
Hình 3.26: Phố chuyển vị thắng đứng trong mặt phăng song song với trục x.75


Hình 4.1 Sơ họa đặc điểm mồ trụ cảng cá Tuần ĐỀ ......................2: ©ce+rerxeei 78

Hình 4.2: Kích thước khối móng quy ước xác định theo cách 2....................... 83
Hình 4.3: Kết quả tính móng \MT15..........................
2-22 £++++E£+EE£+EE+EEE+EEezEezrxerxed 85
Hình 4.4: Kết quả tính móng MT16 (đài cao) ..................--2-2 se e+EeEerxesrersees 86