Phân tích ứng xử của móng topbase trên nền đất yếu bằng phương pháp phần tử hữu hạn

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TR N

N Ư NG

NT C
C

NG T
NG

NG
TR N N N Đ T

Ư NG

NT

ẠN

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp
Mã ngành: 60.58.02.08

LUẬN VĂN T ẠC Ĩ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: T

Đà Nẵng, Năm 2019

Ạ

Ỹ


LỜI CAM Đ

N

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là cơng trình nghiên cứu khoa học 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.

Tác giả

Trần Yến Dương


MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
Tn c

iế của đề tài .............................................................................................. 1

2. Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................................... 1
3 Đối ượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 2
4 P ương á ng iên cứu............................................................................................. 2
5. C u trúc luận văn ........................................................................................................ 2
CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ C NG NGH TOP-BASE ............................................ 3
1.1. C ng ng T - a rên ế gi i ............................................................................ 3
1.1.1. Gi i thi u chung .................................................................................................. 3
1.1.2. Trình tự thi cơng móng Top-Base ....................................................................... 3
C ng ng T - a r ng nư c ............................................................................... 8
1.3. C ạ nền T -Base ................................................................................................ 9
1.3.1. Đ c đi c u tạo khối Top-Block ....................................................................... 9
1.3.2. C u tạo nền Top-Base ........................................................................................ 10
1.3.3. Nguyên lý chịu lực của móng Top – Base ......................................................... 11
1.4. Gi i thi
ng an ương á ng iên cứu........................................................ 18
4 P ương á n
án iết kế .......................................................................... 18
4 Ư c lượng thông số ứng su t bằng giá trị N ..................................................... 18
1.4.3. Thiết kết nền Top-Base ...................................................................................... 19
4 4 Đán giá n ư vi t của ương á T –Base ........................................... 27
CHƯƠNG CƠ Ở
TH Y T PH N T CH C NG NGH TOP-BASE ............... 29
ế nền
ng ................................................................................................. 29
ái ni nền c ng r n .................................................................................. 29
2.
ái ni

ng c ng r n ............................................................................... 29
2.1.3. Phân loại nền, móng .......................................................................................... 30


2.1.4. T ng

an thiết kế nền móng ............................................................................ 33

2.2. Phân tích ng ên l l vi c nền Top-Base ............................................................ 35
C ạ T -Block ............................................................................................. 35
Ng ên l l vi c T -Block.......................................................................... 35
3 Ng ên l l vi c nền Top-Base..................................................................... 37
2.2.4. Qui trình tính tốn .............................................................................................. 40
3 P n c
ần
ạn c
n ương ác gi a T - a v đ ............... 41
3 P ương r n c ủ đạo của nền T -Base ........................................................... 41
2.3.2. Chọn phần t
á in lư i c nền T -Base ................................................ 44
2.4. Phân tích phần t h u hạn c
n đ t nền ...................................................... 45
4 P ương r n c ủ đạo của đ nền ..................................................................... 45
2.4.2. Mơ hình vật li u nền đ t .................................................................................... 46
43 M
n Ca cải iến.......................................................................................... 49
2.4.4. Phân tích sự ương ác gi a nền đ t và Top-Base ............................................. 53
CHƯƠNG 3
Y D NG M H NH PH N T CH PHẦN T H
H N ................ 55

3.1. M ả c ng r n
ả á
ng........................................................................ 55
3.2. Phân tích phần t h u hạn ........................................................................................ 56
3
Gi i i
ơ lược
n
n c ................................................................ 56
3.2.2. Xây dựng mơ hình phần t h u hạn cho nền đ t ............................................... 59
3.2.3. Xây dựng mô hình phần t h u hạn c nền T -Base .................................... 60
3 4 ự ương ác ....................................................................................................... 62
3.3. Kết quả và thảo luận................................................................................................. 62
33
ả á nền l T -Base ............................................................................. 62
33
ả á nên l T -Base ............................................................................. 73
K T LUẬN VÀ KI N NGHỊ ........................................................................................... 80
TÀI LI U THAM KHẢO ................................................................................................. 82
QUY T ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN TH C Ĩ ( ẢN SAO)
BẢN SAO K T LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BI N.


TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài:
NT C

NG

C
NG T TR N N N Đ T
NG
Ư NG
NT
ẠN
Học viên: Trần Yến Dương
C ên ng n : ỹ
ậ
dựng C ng r n D n dụng v C ng ng i
Mã số: 60.58.02.08 - Khóa: K34.XDD.KH - Trường Đại ọc Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt: Đề i n đ iến n ng iên cứ l
ết và s dụng phần mềm Abaqus mô
ph ng ứng su t tác dụng lên nên đ đ
án đán giá i
ả ỹ
ậ gi a ương án dụng
móng cọc truyền thống và móng Top – Base trên nên đ t yếu cho cơng trình từ 5 đến dư i 18
tầng
i lực ác đ ng lên nền đ đạ ngư ng 4 MN
nền đ
đầ c ả d lực ác đ ng
ăng đến
5 MN
nền đ l n c đ l n vượ
a c nền đ
ế
ả năng c ị lực. Ngoài
ra, vi c s dụng l T -Base cho th
ự

n ố á lực ương đối đề
ả năng c ị ác đ ng
ải rọng ống
ng c ng r n r l n giá rị vượ g đ i
v i nền
dụng l T a điề n
ang lại i
ả l n r ng vi c
l gia cố nền đ
ế Tr ng i đ c
n vị
của nền l T - a
ơn
n a
v i nền l T - a
ả năng iế n ận ải rọng
c ng r n ăng vượ r i
v i nền
dụng
l T - a Điề n gi c người iế ế
c
ương án c ọn lựa r ng rường ợ
iế ế l T - a v n c ưa đá ứng được ê cầ
ỹ
ậ
dụng l T - a
dụng ương án
ng T - a
i c ng
c ng ng

H n
ốc ang n iề i
ả in ế c dự án đ ng ời vi c
dụng các
n đ c ằng
n ựa g
ần v vi c giải
ế i án n i
i rường i n na
Từ khóa: Móng Top - Base, chảy d đ lún, ứng su t, tải trọng, chuy n vị, áp lực, gia cố
nền đ t, hi u quả kinh tế, giải quyết ô nhi
i rường.
Project title:
STRAIN ANALYSING OF TOP-BASE ON SOFT GROUND BASE USING THE
METHOD OF FINITE ELEMENT
Summary: This research studied the theory and usage Abaqus software to emulate strain
effect on ground surface, compare and estimate technical effects between using traditional concrete
pile cluster and Top-Base for the 15-to-18 floor-building on soft ground base. When the strength
effect on ground base is approx. 4.0 MN, it begins to the melt; when the strength is up to 11,5 MN,
ground base will subside 2 cm; if subside is over 2 cm, ground base is out of capacity. Moreover,
two-layer top-base usage indicates the pressure distribution is relatively uniform. The ability to
withstand the load on the construction is very large. Its value is twice bigger than that using one
layer top base. This highly effective in dealing with the soft ground reinforcement. The
displacement of two-layer top-base is smaller than one-half of one-layer top-base, the loading
capacity of building construction is more preponderant than using one-layer top base. In this case,
two-layer top base usage will be the better alternative for designers when the one-layer top base
d n’
c nical r ir
n T -base alternative according to Korean technology make
our projects become effectively. Moreover, using plastic mould will be decrease environmental

pollution.
Key words: Top-base, melt, subside, strain, capacity, displacement, pressure, ground base
reinforcement, economic effect, polluted environmental solution.


DANH MỤC CÁC BẢNG

ảng : Phân tích các chỉ iê cơ l ............................................................................... 14
ảng : Các ê cầ ỹ
ậ á dụng nền T -Base cho ường c n .......................... 20
ảng 3: Các ê cầ ỹ
ậ á dụng nền T - a c
ên
............................... 20
ảng 4: ảng Lựa chọn h số
................................................................................... 22
ảng 5: H số hình dạng móng ...................................................................................... 23
ảng : H số khả năng c ịu tải của nền đ an đầu và Top-Base ............................... 24
ảng :
án i
ả in ế gi a
ng cọc v
ng T -Base ......................... 27
ảng 3 : T ng ợ n i lực rên
ng của c ng r n ............................................... 56
ảng 3 : ế
ả n l n của c ng r n
ực ế ............................................................. 67

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hn
: Tập kết Top-Block................................................................................................ 4
Hn
: T i c ng l
địn vị
a dư i ..................................................................... 4
Hn
3: T i c ng đ ng các T - l c v vị r .............................................................. 4
Hn
4: C èn đá dă v đầ c ..................................................................................... 5
Hn
5: T i c ng lư i
cố địn
a trên .................................................................... 5
Hn
:Đ
ố
ng ........................................................................................................ 6
Hn
: Thi c ng liên ế các
nT - l c
n
ối .......................................... 6
Hn
:
đ các ối đ liên ế v
ố
ng ............................................................ 6
Hn

: C ng ác đ ê ng ại c ỗ các ối T -block .................................................. 7
Hn
: C ng ác c èn đá dă ........................................................................................ 7
Hn
: T i c ng l
a đỉn ............................................................................... 7
Hn
: Đ bê tông l p m t ............................................................................................. 8
Hn
13: Cơng trình khách sạn cao 12 tầng 3 ò ũ H N i ...................................... 9
Hn
4: C ng r n
ác ạn Ocean View– Vũng T .................................................. 9
Hn
5: C ạ T -Block Ø 330, Ø 500. .................................................................... 10
Hn
: C ạ T -Block Ø 2000 .............................................................................. 10
Hn
: C u tạo nền Top –Base ................................................................................... 10
H nh 1.18: Đ c n của Top-Base .................................................................................... 11
Hn
: án
c dạng T - a của á ủi ............................................................ 11
Hn
: iến dạng ngang ............................................................................................... 12
Hn
: Phân phối ứng su t của các loại móng khác nhau sau khi lún dài hạn ............ 12
Hn
: P n ố ứng su dư i nền không gia cố và nền gia cố bằng Top – Base ....... 13
Hn

3: Các l ại móng dùng ki m tra lún theo thời gian. ............................................. 13
Hn
4: an đ lún v i thời gian ác định hi n rường ...................................... 14
Hn
5: an đ lún v i thời gian ác định phịng thí nghi m ............................. 14
Hn
: Đường bi u di n quan h gi a p – S ngoài hi n rường .................................. 16
Hn
: Đường bi u di n quan h gi a p – S trong phịng thí nghi m ......................... 16
[1]
Hn
: Đ r ng ác dụng i
ảv
ố 1 dư i ải l c
............................. 22
Hn
: ơđ n
án
ng T –Base ...................................................................... 23
Hn

3 : P ương

Hn
Hn

3 : i đ
3 : P ương

á lựa chọn h số K2 (đ t sét, Top-Block 500) [1] ........................ 23

ố
á

ả năng c ị ải của T -Base ............................................... 24
n
án đ l n ......................................................................... 25


Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn

Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn

:
:
3:
4:
5:
:
:
:
:

Nền v
ng ..................................................................................................... 29
C đ t tr n i ăng đ gia cố thành hố đ
ng .......................................... 31
M ng ăng gia
a ......................................................................................... 32
T i c ng
ng đơn ........................................................................................... 32
Thi công móng cọc ép ....................................................................................... 33

M đ i cọc a
i đ bê tơng xong ................................................................ 33
Thi cơng móng cọc khoan nh i ......................................................................... 33
c
ư c i ư c ............................................................................................ 35
ự l vi c của T -Block ............................................................................... 37
: C ạ nền T - a g
l T -Block................................................... 39
: C ạ nền T - a g
l T -Block................................................... 40
:
rn
iế ế nền T -Base ...................................................................... 41
3: ơ đ r ền ải của c ng r n v nền l T -Base ................................ 42
4: P ần t
á in lư i c nền T -Base ........................................................ 44
5: Đường c ng ứng su M
n Dr c r-Prag r cải iến .................................. 48
: ác địn V c ơ iến dạng d o ......................................................................... 49
:M
n Dr c r-Prag r cải iến ...................................................................... 50
: Ứng su t và biến dạng th tích ......................................................................... 51
: ề m t phá hoại
n Dr c r-Prag r cải iến ....................................... 52
: Đường cong
và
...................................................................................... 52
3 : M ằng
ng l
................................................................................. 55

3 : C i iế
ng cọc n i ....................................................................................... 55
3 3: P n c n i lực ác dụng lên
ng của c ng r n .......................................... 56
3 4: M
n
ần
ạn của nền T - a v
ng c ng r n ..................... 57
3 5: M t c địa ch t tại
đ
ị VCN P ư c Hải TP N a Trang ỉn
án H ................................................................................................... 57
3 : C i iế cọc của c ng r n .................................................................................. 58
3 : ơ đ r ền ải của c ng r n v nền l T -Base ................................... 58
3 :M
n
ần t h u hạn á in lư i của nền đ t ......................................... 60
3 :M
n c i iế của Top-Block ......................................................................... 61
3 : P á in lư i r ng l T -Block .................................................................. 62
3 :M
n PTHH dụng l T -Base ......................................................... 62
3 :P
n ố á lực r ng nền đ
l T -Base ........................................... 63


Hn
Hn

Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn
Hn

3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3

Hn 3

3: P
n ố á lực ngang (theo ương

gi a các ối T -Base ............. 64
4: Ứng
á lực r ng nền đ : a
ời gian
lực ác đ ng .............. 65
5: Ứng
của iến dạng đối v i lực ác đ ng ..................................................... 65
:P
n ố iến dạng d r ng nền đ ........................................................ 66
: Ứng
đ l n của
ng nền T -Base .......................................................... 67
:P c
n vị của ương án
ng cọc .......................................................... 69
:P c
n vị r ng nền l T -Base ......................................................... 70
:P
n ố ứng
V n-Mi
r ng
ng nền T - a v nền đ ...... 71
: Trường ứng
n ố r ng
ng nền T - a v nền đ ................... 73
: Ứng
của á lực r ng nền l v l T -Base .................................... 74
3: P
n ố á lực r ng nền đ
l T -Base ........................................... 75

4: Ứng
của c
n vị
lực ác đ ng v
ời gian .............................. 76
5: P c
n vị r ng
ng nền T - a v nền đ ...................................... 77
:P

ứng

r ng

ng nền T

-Ba

v nền đ ........................................ 78


1

MỞ Đ U
1. T nh

hi

ủa đề tài

Gia cố nền ằng c ng ng
ương

á

ác cụ

Tăng

vượ r i

v i n iề

n ư:

ả năng c ị

Giả

Top-Base c r n iề ư đi

ải của nền ừ 5

đ l n ừ

đến

đến 3

T ời gian cố ế giả

-4 lần

P n ố đề ứng

v i n iề

dư i nền giả

ương

á

ải rọng r ền

ác
v

lòng đ

Hạn c ế iến dạng ngang của nền đ
T ời gian

i c ng n an

dụng các vậ li

Block

ái c ế

Vi c c ế ạ vận c
ng g

r ng đ ng
Tiế

i

n

vậ ư v

ng n iến đ

á gia cố nền

ác, tại Vi
ại Vi Na

v

ng

dụng

ậ

r ng

i c ng được n

dụng

ương

l đề i

n đ c Topng nơi c ậ

i c ng

Na

i n na

ng

ác n a

n ư vừa
ương

ai r ng r i n ư đ

n c

rn

r ng

ng đán giá c n

á gia cố Top-Base
ang n

ời ự v c

r ng ng n

i

của nền

r ng l ận án n
ng h

ác về ứng

ợ v i điề
iế

ần gi i

n c các ứng

á gia cố nền ằng Top-Base. D đ

c được n

ương

á gia cố nền ằng c ng ng

v n c ưa c n iề ng iên cứ

ương

v i các

h n t ch ứng x của m ng Top-Base trên nền đ t ếu

h n t h u hạn n ằ
Đ

các

i rường

i c ng đơn giản

Top-Base c n iề ư đi

N ưng i n na

Na

iền đ c i

i c ng

Top-Base đ được á dụng ri n

i

i nv i

ạ ứng dụng được dư i n iề l ại

D c ng ng

i

n

r

n

c i

in

dụng vậ li

ng h

của nền v

i n

ng

n ư ng ại Vi
dựng cần

ải

an

tâm đối v i nhà nhiều tầng và kết c u nhịp l n ăng n an .
2. Mục tiêu nghiên cứu
Công ngh Top-Base s dụng

iến ại N ậ

ản v H n

ốc n ưng chưa


2

được nghiên cứu v i điề

i n

nghiên cứu ứng x của nền đ
cần

n ư ng, địa l v
v

ậ

ại Vi

ng Top-Base v i địa c

Na

v

D vậ vi c
ậ Vi

Na

l

iế
án

n

i

ảv i

ng cọc r ng n

n iề

ầng (đối v i c ng r n dư i

ầng
Đề xu các các
dụ: T

a

ương án

i c ng Top-Base nhằ
cv

1 l p, 2 l p hay 3 l

đ c đi

giả

giá

n

dựng V

của ừng c ng r n

3. Đối ượng và phạm vi nghiên cứu
Đối ượng nghiên cứ : Nền
ậ

ng

dụng c ng ng

Top-Base v i địa c

ại Vi Na
Phạm vi nghiên cứu:
P n c ứng

của nền đ dư i Top-Base;

P n c ứng

của

án

ng rên Top-Base;

đán giá v i

ng cọc r ng n

n iề

ầng

4. hương há nghiên ứu
T

ậ các ố li

iế

ế

á gia cố nền ằng Top-Base đ

a

P ương
ương

á

á

n

ng các c ng r n

dụng

ương

ả
n c

rên cơ

lý thuyế liên

an đến nền

ng

án ố

dụng

ương

ứng x của nền v
M

ng hợ v

i c ng nền

ng

ng v

T ng ợ

á

ố rên cơ

dụng c ng ng
n c

ế

đán giá v đề

ương

ần t h u hạn đ nghiên cứu

Top-Base.

ả
giải

á

ng
á

i c ng

c

ợ

5. C u trúc luận văn
M đầ
C ương MỞ ĐẦ TỔNG
AN VỀ C NG NGH TOP-BASE
C ương CƠ Ở
TH Y T PH N T CH C NG NGH TOP-BASE
C ương 3 XÂY D NG M H NH PH N T CH PHẦN T H
H N
T
ẬN V
I N NGHỊ.


3

C Ư NG 1 TỔNG QUAN V C NG NG

TOP-BASE

1.1 C ng nghệ Top -Base ên h giới
1.1.1.Giới thiệu chung
Công ngh Top-Base vốn được coi là m

ư c đ t phá về cơng ngh xây dựng đ

được hồn thi n và áp dụng thành công trên nền đ t yế

ơn 3 nă

Nhật Bản, Hàn

Quốc. Công ngh Top-Base được phát minh tại Nhật Bản vào nh ng nă
gian này công ngh m i Top- a

ời

đ d n được sự tín nhi m r t cao của các kỹ ư

dựng v được ứng dụng r ng rãi tại Nhật Bản v i ơn

c ng r n được xây dựng

trên nền đ t Top-Base. Các cơng trình xây dựng trên nền Top-Base đ
đ ng đ t khủng khiếp tại Chiba nă

v

gì. Nhiều nghiên cứu lý thuyết và thực nghi
ương

r ng

á v đ được công bố trên các tạ c

nă

5

đ được tiến

a được các trận

ầ n ư

ng ị ư ại

n đ lý giải hi u quả của

Địa kỹ thuật của Nhật bản cũng n ư ại

các h i thảo quốc tế về x lý nền.
Đầu nh ng nă

c ng ng

nhiều phát minh quan trọng k từ đ
Hàn Quốc đ l
thi n v i
trình

c

được nghiên cứu ứng dụng tại Hàn Quốc v đ c
đ c bi

r ng lĩn vực thi công. Các cải tiến của

Top-Base tr nên đơn giản v n an c

ng ơn r ng

i rường v đ c bi t giá thành hạ m t cách thuyết phục. V i ơn

Hàn Quốc được xây dựng trên nền Top-Base vào nh ng nă
đ c

i c ng

ơn

n
c ng

riêng nă

ri u khối bê tông Top-Block được s dụng ương đương v i 2 tri u m2

đ t nền được gia cố. Nền Top-Base được s dụng cho nền đ t yế đ

ăng cường khả

năng c ịu tải của nền đ t và giảm kết c u móng. Nhờ nh ng ư vi t của

ương

mang lại

a n

á

i

được công ty Banseok Top-Base Co., Ltd tiếp tục nghiên cứu và

phát tri n v i trung tâm nghiên cứ c n đ t tại rường đại học Dankook.
1.1.2. Trình tự thi cơng móng Top-Base
a) Thi cơng theo cơng nghệ Nhật Bản
Công ngh Nhật Bản dùng các Top-Block đ c ẵn, trình tự

i c ng được

ực i n


4

rn

ự các ư c n ư a :

ư c 1: Chuẩn bị m t bằng, tập kết Top-block, xem H n 1.1

H n 1.1: Tập kết Top-Block
ư c 2: Thi cơng l

định vị phía dư i, xem H n 1.2

H n 1.2: T i c ng l

địn vị

a dư i

ư c 3: Đ ng các Top-Block vào vị trí, xem H n 1.3.

H n 1.3: T i c ng đ ng các Top-Block v

vị r


5

ư c 4: C èn đá dă

v đầm ch t, xem H n 1.4

H n 1.4: C èn đá dă

v đầ

c

ư c 5: T i c ng lư i thép cố định phía trên, xem H n 1.5

H n 1.5: T i c ng lư i

cố địn

a trên

b) Thi công theo công nghệ Hàn Quốc
Công ngh Hàn Quốc dùng các Top-Block đỗ tại chỗ, theo công ng
iế

i

n

c ng ng

á
đ

cẩ

i c ng l

li

ái c ế giải

trình tự

i c ứa T
ại c ỗ

á

i

ăng c i
ế

i

-Block Đối v i n
l

án

i c ng lần lượ iến

ả V n
đ ng

i rường i n na
n

ng Top-Block c

ng Top-Block

ời các

các ư c a :

H n
c

ư cl n

ối lượng l n

n đ c ằng n ựa
N ư vậ

ốc

c ng ng

ốn ca
dụng vậ

H n

ốc


6

ư c 1: Chuẩn bị m t bằng, xem H n 1.6

H n 1.6: Đ
ư c 2: Thi công l

ố

ng

đ t các khuôn Top-block, xem H n 1.7 v H n 1.8

H n 1.7: T i c ng liên ế các

H n 1.8:

đ các

n Top-Block

ối đ liên ế v

ố

n

ối

ng


7

ư c 3: Đ bê tông tại chỗ, xem H n 1.9

H n 1.9: C ng ác đ

ê

ng ại c ỗ các

ối T

ư c 4: C èn đá dă , xem H n 1.10

H n 1.10: C ng ác c èn đá dă
ư c 5: Liên kế

a đỉnh các khối, xem H n 1.11

H n 1.11: T i c ng l

a đỉn

-block


8

Tiến

n đ

ê

ng l

H n 1.12

H n 1.12: Đ bê tông l p m t

1.2 C ng nghệ Top-Base

ng nướ

Tình hình áp dụng
Cơng ngh móng Top-Base được gi i thi u lần đầu tiên
đ i gi a Giá

ư

i

r ng nă

n

Ha -Moon của Trường Đại học Dankook, Seoul cùng Công ty

n Cơ ọc đ t – Nền

Banseok v i B

ng Trường Đại học Xây dựng nă

ng Đỗ Đức Th ng Giá

Nam (NST Vi

Na

dụng công ngh m i
Nă

Vi t Nam trong bu i trao

đ

a

Cũng

đốc Công ty Kết c u và Công ngh m i Vi t

an c ng ng

này tại Hàn Quốc v

n

n

định áp

Vi t Nam.

lần đầu tiên Cơng ngh móng Top-Base được nghiên cứu tại Trường Đại

học Xây dựng trên qui mô mơ hình trong phịng thí nghi

Cơng ty TBS Vi t Nam liên doanh gi a Hàn quốc v i Vi

Cơ ọc đ t. Tháng 08/2008,
Na

ra đời nhằ

c đẩy áp

dụng công ngh m i vào Vi t nam. Lần đầu tiên công ngh m i T M được áp dụng x lý
nền tại cơng trình 110 Mai H c Đế Hà n i v
v nga

a đ được ứng dụng tại

đ

áng

nă

n ưl

ị m i PG của Hải

t th nghi m

òng dư i dan ng ĩa

chính thức của Cơng ty Liên doanh TBS Vi t nam.

M t số c ng r n d n dụng v c ng ng i
Top-Base

a

ả

iê

r ng H n 1.13 v H n 1.14.

i

ại Vi t Nam áp dụng móng


9

H n 1.13: Cơng trình khách sạn cao 12 tầng

3

ị ũ H N i

H n 1.14: Cơng trình khách sạn Ocean View– Vũng T

1.3 C

ạ nền Top-Base
ấu tạo khối Top-Block

1.3.1.
P ương

á Top-Base v i đ c đi m khác bi t so v i các

tạo nền đ t yếu

ương

á

ác r ng cải

ch tận dụng được quá trình truyền ứng su t trong bê tông thông qua

các khối Top-Block. Hi n nay công ngh Top- a

đưa ra 3 loại Top-Block v i các kích

ư c ương ứng là Ø330mm, Ø500mm và Ø 2000mm có c u tạ n ư r n
H n 1.15 v H n 1.6.

r ng


10

H n 1.15: C

tạ Top-Block Ø 330, Ø 500.

H n 1.16: C

tạ Top-Block Ø 2000

1.3.2. Cấu tạo nền Top-Base

H n 1.17: C u tạo nền Top –Base


11

Móng Top-Base được c u tạo từ các khối bê tơng hình ph u xen gi a là l p vật li u
rời (xem H n 1.17) giúp cho các khối bê tơng hình ph

đ

ê

v ng ch c đ ng thời

tham gia m t phần vào quá trình tiếp nhận tải trọng của cơng trình bên trên thơng qua vi c
hạn chế biến dạng ngang.
1.3.3. Nguyên lý chịu lực của móng Top – Base
H n 1.18 là bi

đ đ c tính của

Top-Base: phần trụ nón của Top-Block

được đ t trong l p vật li u rời rạc (đá
dă

nằm trên nền đ t yếu, phần cọc

của Top-Block cũng được đ t trong
phần địa tầng ương ự và phần cốt thép
a rên v

a dư i có tác dụng nối

H n 1.18: Đ c n của Top-Base [1]

các Top-Block thành nhóm; Vì vậy
ương

á

ng Top-Base tr thành

h kết c u móng cứng linh hoạt.
Bên cạn đ

g c gi a phần trụ nón

của Top-Block và phần đ t (vật li u rời
rạc) tiếp xúc là 450, hình dạng ương ự
n ư

án

c

của xe ủi đ t (Hình

1.19), c u tạo này cho phép phân tích
tải trọng thẳng đứng tác dụng lên TopBase được chia thành 2 thành phần:
ứng su t thẳng đứng (PV) và ứng su t
ương ngang (PH).

H n 1.19: án

c dạng T
máy ủi [1]

- a

của


12

Điều này d n đến biến dạng ngang bị
ngăn cản b i lực kháng của l p vật li u
rời rạc và phần cọc n ư r ng (xem
H n 1.20).

H n 1.20: iến dạng ngang

H n 1.21: Phân phối ứng su t của các loại móng khác nhau sau khi lún dài hạn [1]

Tóm lại

ương

á Top-Base l

chịu tải của nền đ t và giả

ương

á cải thi n nền đ

đ lún do sự phân phối lại ứng su

ngang thông qua vi c thiết lập nên h kết c u tạo b i l
của phần trụ nón (xem H n 1.21) th hi n bi
n a :

ng ê

ng v

ng đá dă

ả năng

v ngăn cản biến dạng
v

c đường phân bố ứng su

ơn T ực tế, Top-Base l

ăng

n dạng bánh xích

đ phân phối cho các loại móng khác

nền Top-Base cho kết quả đường phân bố ứng su
Top-Base n địn

đá dă

l

ng đều, móng trên

đ ng đề c ng ĩa l

ng rên nền

ăng ừ 1,5 ÷ 2,5 lần khả năng c ịu tải của

nền và làm giảm 1/2 ÷ 1/4 lần đ lún so v i nền đ

an đầu. Top-Base khơng chỉ có tác

dụng phân phối đều tải trọng tác dụng v đ lún, nó còn làm giả

cường đ tải trọng

truyền qua l p Top-Base do sự phân phối lại ứng su t, vì vậy tải trọng tác dụng s không


13

gây ản

ư ng đến l

đ t

dư i sâu n ư r n

r ng H n 1.22.

H n 1.22: Phân bố ứng su dư i nền không gia cố và nền gia cố bằng Top – Base
a) Tác dụng giảm lún
Tác dụng giảm lún của móng Top –
th nghi m

ngồi hi n rường và

a

đ được chứng minh thơng qua q trình

trong phịng thí nghi

được bi u thị bằng quan h

đ lún theo thời gian. Quan h đ lún theo thời gian được ác định thơng qua q trình
th nghi

ng n ng

c

ư c

trên 5 loại nền khác nhau (xem H n

1.23).
Nền tự nhiên không gia cố.
Nền gia cố ằng đá dă

d

20cm.

Nền gia cố ằng cọc gỗ Ø12cm.
Nền gia cố ằng

l

T

– Base.

Nền gia cố ằng

l

T

– Base.

H n 1.23: Các loại móng dùng ki m tra lún theo thời gian [1].


14

V i các đ c rưng cơ l của nền được th hi n qua bảng kết quả
rưng cơ l trong phịng thí nghi m được r n

n c các đ c

r ng ảng 1.1.

1.1: Phân tích các chỉ tiêu cơ lý [1]

Kết quả thí nghi m xác định đ lún theo thời gian của các loại nền
qua bi

đ quan h n n l n c

rên được th hi n

trong H n 1.24.

H n 1.24: Quan h đ lún v i thời gian
ác định hi n rường

H n 1.25: Quan h đ lún v i thời gian
ác định phịng thí nghi m


15

Qua bi
yế n ư n a

đ quan h (xem trong H n 1.24) ta nhận th y rằng cùng m
c ng

c đ lún nh

c

ư c

địa ch

đ t

ng n ư n a n ưng nền đ t có s dung Top – Base

ơn r t nhiều so v i nền đ t yế c ưa gia cố, tuy rằng tải trọng gây lún

rường hợp nền đ t không gia cố nh
Top – Block kết hợp v i đá dă

ơn

Từ bi

đ

5f

v i nền đ t có s dụng các khối

a cũng

y rằng đ lún của nền Top –Base

1 l p giảm 1/3 lần so v i nền đ t không s dụng các bi n pháp gia cố.
Ở trong phịng thí nghi m, kết quả thí nghi m v i l p Top – a
thiết bị chứa đ t thí nghi

c đường kính 50cm, s dụng 9 Top-Block chia làm 3 hàng.

Kết quả đ lún theo thời gian cũng ương ự v i kết quả

ngoài hi n rường (xem H n

1.25). Quá trình ki m tra trong phịng thí nghi m kết quả cho th
ng d ng

ương

á

ương

á T

năng giảm ch n r t l n, kết quả n
Top – Base không bị ư
ng

i/chảy/d o.

– Base khơng nh ng giảm lún mà cịn có khả

được đán giá

a

ực ti n của trận đ ng đ t

điề đáng ngạc nhiên là nh ng c ng r n được gia cố móng bằng

Chiba vào 12/1988 m
á

cũng được ki m chứng bằng phân tích theo

ần t h u hạn v i các giả thiết phân tích nền l đ n

Nền được gia cố

ương

đ lún dài hạn của

á gia cố móng Top – Base giảm 1/2 lần so v i móng khơng s

dụng các bi n pháp gia cố. Kết quả n
ương

đường kính 6cm,

ng

ng ho c ư

ng nh

r ng

i đ các c ng r n

dụng

ường bị phá hủy hoàn toàn.

b) Cải thiện sức chịu tải của nền:
Sự cải thi n sức chịu tải của

ương pháp nền móng Top – Base được đán giá thơng

qua q trình gia tải ki m tra ngoài hi n rường và tải trọng trong phịng thí nghi m qua
vi c mơ ph ng

c

ư c nền đ t có gi i hạn. Tiến hành thí nghi m ngồi hi n rường

v i nền đ t có các chỉ iê cơ l n ư ảng 1.1 trên kết c u nền
H n 2.11, bên cạn đ
đ

đựng r ng

ng c

á rn
c

i m tra trong phịng thí nghi

ng n ư H n 2.10 v
được thực hi n v i nền

ư c 0.2 x 1.8 x 0.72m. Kết quả của q trình ki m tra

ngồi hi n rường và trong phịng thí nghi

được th hi n qua H n 1.26 v H n 1.27.

a đường bi u di n mối quan h gi a tải trọng v đ lún cho trong H n 1.26 v


16

H n 1.27, ta th y rằng khi s dụng móng Top – Base thì sức chịu tải của nền ăng lên .5
lần so v i nền đ t không s dụng các bi n pháp gia cố
đ thị a cũng

đ l n đ ng thời qua

cùng m

y rõ là s dụng bi n pháp móng Top – Base thì sức chịu tải cũng được

cải thi n r t nhiều so v i các bi n pháp x l
cọc vv… Các ác dụng cải tạ n ư giả
chịu lực so v i nền đ

ác n ư: d ng l

đá dă

đ lún có th hi vọng ăng

l

nền, dùng

ảng 50% khả năng

an đầ

H n 1.26: Đường bi u di n quan h gi a
p – S ngoài hi n rường
Trường hợp tải trọng đ t l c

lên

H n 1.27: Đường bi u di n quan h gi a
p – S trong phòng thí nghi m
ng cũng được ki

ra Tr ng rường hợ đ

l ch tâm bằng B/6 tính từ tâm chiều r ng của móng B, Top - Block 1 l p có khả năng
chịu tải g p 2 lần so v i nền đ

an đầu và Top-Block 2 l p có khả năng c ịu tải g p 3

lần so v i nền đ

Top-Base được công nhận cũng

an đầ

D đ

ang lại hi u quả cho

tải l ch tâm.
Phân phối ứng su
ác định bằng thí nghi

dư i

ng đ được mơ tả đối v i nền đ

n ư r ng H n 1.21 v

trong hình v phân bố ứng su t theo chiề
su t chôn sẵn r ng đ t theo chiề

c đ lún dài hạn được

H n 1.22 Các đường cùng ứng su t

c được bằng các đ t các cảm biến đ ứng

được th hi n trong H n 1.23. Ứng su

đ t lên

nền an đầu là 2,5kgf/cm2, vì thế các đường ứng su t cân bằng là 3kgf/cm2 ho c ca
bi u thị ứng su
H n 1.22 l

ơn

ăng d đ lún cố kết.
rường hợp nền đ

được đ t các t

th y rằng tập trung ứng su t chỉ xu t hi n

ng ê

ng lên rên v người ta

a dư i của t m truyền tải khi các t m này