Đề tài nghiên cứu sử dụng cọc hơi ép trong cồng trình biển ở việt nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.12 MB, 36 trang )
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
LỜI CÁM ƠN
Chúng em xin chân thành cám ơn:
Thầy Mai Hồng Quân trong thời gian vừa qua đã hướng dẫn chúng
em tận tình để chúng em có thể đi đúng hướng nghiên cứu, thành quả có
được trong đề tài này có phần cơng lao to lớn của Thầy.
Khoa Cơng Trình Biển, Trường Đại Học Xây Dựng đã tạo điều kiện
cho chúng em được nghiên cứu phát triển ý tưởng để có được Báo Cáo
này.
Nhóm Sinh Viên Thực Hiện
Các ký hiệu dùng trong đề tài
1
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CTB
Cơng trình biển
A
Diện tích mặt cắt ngang cọc
Q
Lực nén chịu tải của cọc
d
Độ sâu của cọc trong đất
ρ
Khối lượng riêng của nước
P
Áp lực thuỷ tĩnh
ω
Diện tích mặt cắt
D
Đường kính cọc
L
Độ dài tồn bộ cọc
t1,t2
Độ dày thép thân cọc
W
Trọng lượng của cọc
P
Lực đứng tác dụng lên cơng trình
Nq, Nc, Nγ
Hệ số lực tính tốn
Ф
Hệ số chịu tải
Mục Lục
2
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
I
1.1
1.2
II
2.1
2.2
III
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
IV
V
VI
Đặt vấn đề
Giới thiệu cọc hơi ép và các ứng dụng trong cơng trình biển
Giới thiệu cọc hơi ép
Các ứng dụng trong cơng trình biển
Tính tốn cọc hơi ép
Tính tốn sức chịu tải của cọc
Tính tốc cọc trong q trình thi cơng
Tính tốn ứng dựng 1 cơng trình sử dụng cọc hơi ép
Số liệu tính tốn của cơng trình
Số liệu điều kiện địa chất
Số liệu thượng tầng
kết cấu cơng trình
Kết quả tính tốn và nhận xét
Một số loại cơng trình có khả năng sử dụng tại Việt Nam
Các loại dàn áp dụng cọc hơi ép tại vùng biển Việt Nam
Kết luận và kiến nghị
Tài liệu tham khảo
Trang 5
Trang 6
Trang 6
Trang 9
Trang 11
Trang 11
Trang 14
Trang 15
Trang 15
Trang 19
Trang 21
Trang 21
Trang 24
Trang 25
Trang 29
Trang 33
Trang 36
Danh mục hình ảnh:
Hình 1. Mơ hình hút để giảm áp suất trong lịng cọc. (trang 5)
Hình 2: sơ đồ làm việc của cọc (trang 6)
Hình 3: Vận chuyển cọc trên biển (trang 7)
Hình 4: Thi cơng cọc trên biển (trang 7)
Hình 5: Sử dụng cọc hơi ép trong dàn tối thiểu(trang 8)
Hình 6: Sử dụng cọc hơi ép để hạ neo(trang 10)
Hình 7. Sơ đồ hình học, kết cấu dàn một trụ (trang 21)
Hình 8. Mơ hìmh kết cấu jacket truyền thống và dàn một trụ đơn.(trang 27)
Danh mục bảng tính:
3
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bảng 1: Vận tốc gió trung bình trong thời gian 2 phút (m/s).
Bảng 2: Vận tốc gió trung bình trong thời gian 1 phút (m/s).
Bảng 3 : Vận tốc gió trung bình trong thời gian 3 giây (m/s).
Bảng 4 : Chiều cao và chu kỳ sóng lớn nhất theo các hướng.
Bảng 5: Vận tốc dịng chảy mặt lớn nhất ứng với chu kỳ xuất hiện
lặp lại 100 năm theo các hướng song.
Bảng 6 : Vận tốc dòng chảy đáy lớn nhất ứng với chu kỳ xuất hiện
lặp lại 100 năm theo các hướng song.
Bảng 7 : Xác định chiều dày hà bám.
Bảng 8 : Số liệu địa chất dùng cho thiết kế giàn RC5.
Bảng 9. Số liệu thượng tầng.
Bảng 10: Số liệu chân đế.
Bảng11: Kết quả dao động riêng của cơng trình.
Bảng 12 : Chuyển vị đỉnh.
Bảng13: Kết quả nội lực tại chân cơng trình.
Bảng 14: kết quả tính tốn.
Bảng 15: Thống kê áp dụng dàn một trụ đơn.
Đặt vấn đề:
4
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Biển và đại dương chiếm 7/10 diện tích trái đất và nhu cầu hoạt
động trên biển của con người ngày càng tăng vì vậy mà việc xây dựng các
cơng trình trên biển là rất cần thiết. Việc xây dựng các cơng trình đó
nhằm :
- Phục vụ thăm dị khai thác và vận chuyển dầu khí
- Phục vụ ăn ở, nhu cầu đi lại ngoài biển và các nhu cầu khác như
là: du lịch, nghiên cứu khoa học,…
- Phục vụ cho các hoạt động trên biển khác như: Trạm cứu hộ, cơng
trình đảm bỏa hằng hải, trạm chuyển tải, các cảng bờ và cảng xa bờ,…
Ở Việt Nam trong mười năm qua các cơng trình biển đã được xây
dựng rất nhiều và với các kỹ thuật ngày càng tiên tiến. Các cơng trình của
chúng ta ngày càng đòi hỏi phải lớn hơn và xa bờ hơn và đi kèm với nó là
vốn đầu tư sẽ nhiều hơn.Vì vậy đặt ra câu hỏi làm sao để tiết kiệm được
vốn đâu tư và kỹ thuật thi công đơn giản hơn? và XÂY DỰNG PHƯƠNG
ÁN KẾT CẤU DÀN THÉP SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP là một trong số
nhưng phương án như vậy.
I. Giới thiệu về cọc hơi ép và các ứng dụng trong cơng trình biển
1.1. Giới thiệu về cọc hơi ép dùng trong cơng trình biển.
5
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cọc thép cấu tạo từ thép ống đường kính lớn, đầu trên được bịt
kín (Hình vẽ H1) được thi cơng với ngun lý như sau:
• Dùng bơm công suất lớn hút để giảm áp suất trong lòng
cọc tạo ra chênh áp giữa bên trên và bên dước của cọc.
Hình 1. Mơ hình hút để giảm áp suất trong lịng cọc.
• Cọc được hạ sâu vào đất bằng trọng lượng bản thân và
áp lực do chênh áp bên trong và bên ngoài ống.
6
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hình 2: sơ đồ làm việc của cọc
Sau khi hạ cọc, Bơm được tháo bỏ và đỉnh cọc có thể được bịt
kín hoặc để mở và được liên kết với kết cấu cơng trình. Do tác động
dùng để hạ cọc là trọng lượng bản thân và áp lực thủy tĩnh.
7
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hình 3: Vận chuyển cọc trên biển
Hình 4. Thi cơng cọc trên biển
8
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Những ưu điểm của cọc hơi ép:
• Khơng u cầu thiết bị đóng cọc, vì vậy khắc phục được
khó khăn về việc thi cơng cọc dưới nước và có khả năng sử
dụng được ở độ sâu lớn
• Các cọc đều tự nổi vì vậy khơng cần thiết bị vận chuyển
trên biển.
• Tạo khả năng sử dụng phương án cơng trình tự nổi
• Có thể dịch chuyển cơng trình tới vị trí nếu cần thiết
1.2. Các ứng dụng trong cơng trình biển
• Làm móng cọc cho các cơng trình biển cố định, cho các kết cấu
bảo vệ đầu giếng ngầm
Hình 5: Sử dụng cọc hơi ép trong dàn tối thiểu
• Làm dẫn hướng hạ neo cho các kết cấu cần neo giữ các cơng
trình biển nổi và bán chìm
9
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hình 6:
Sử
dụng
cọc hơi
ép để
hạ neo
• Kết hợp làm móng và phao nổi cho các cơng trình biển loại nhỏ.
II. Tính tốn cọc hơi ép.
II.1. Sức chịu tải của cọc.
Các ký hiệu:
10
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Z: Độ sâu nước
d : Độ sâu cọc trong đất
L: Độ dài toàn bộ cọc
t1,t2: độ dày thép thân cọc
D: Đường kính cọc
W: trọng lượng của cọc
Khả năng chịu lực dọc trục Q của cọc phải thỏa mãn phương trình
P< Φ.Q ± (WD- WB)
sau:
Trong đó:
P = Lực đứng tác dụng lên đỉnh cọc
Φ = Hệ số chịu tải của cọc
WD = Trọng lượng của cọc và đất trong cọc
WB = Lực đẩy nổi của cọc và phần đất trong cọc
Sức chịu tải Q của cọc gồm các thành phần sau:
• Sức kháng do ma sát thành ngồi của cọc
• Sức kháng do ma sát thành trong của cọc
11
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Quân
Khoa: Công Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
• Sức kháng chống của mũi cọc
Sức chịu tải của cọc trong đất là tổng sức kháng ma sát thành cọc và sức
kháng tại mũi cọc
Q = Q1 + Q2 + Q3
Trong đó:
Q1 =
∑fU
o
z= z 0
•
Q2 =
•
L
, Tổng sức kháng ma sát thành ngồi của cọc
L
∑ fU
i
z=z0
Tổng sức kháng ma sát thành trong của cọc
fi,fo : Là ma sát đơn vị thành trong và thành ngoài của cọc và đất
L : Là chiều dài cọc trong đất
U : Là diện tích mặt ngồi của cọc tiếp súc với nền đất
•
Q3 = q p Awp
Sức kháng mũi của cọc
qp Sức kháng đơn vị mũi cọc
Awp Diện tích mặt cắt thành cọc
• Xác định sức kháng bên đơn vị trong đất dính.
f = αC u
a= Hệ số lực dính
12
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cu= Cường độ cắt khơng thốt nước của đất
Hệ số lực dính α được tính như sau :
α = 0.5ψ −0.5
ở đây
σ v'
khi
ψ ≤ 1.0 α = 0.5ψ −0.25
,
khi
ψ > 1.0
ψ = Cu / σ v'
là áp lực đất hiệu quả.
• Xác định sức kháng mũi đơn vị trong đất dính.
q p = N c Cu
Nc=Hệ số cường độ kháng mũi, =9
• Xác định sức kháng đơn vị bên trong đất rời.
f = Kσv' tan δ
δ
Trong đó : : là góc ma sát giũa cọc và đất
K: Là hệ số áp lực ngang của đất
σ v'
: là áp lực đất hiệu quả.
• Xác định sức kháng mũi đơn vị trong đất rời.
q p = σv' N q
13
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Nq: Là hệ số khơng thứ nguyên được phụ thuộc vào góc ma sát
trong của đất.
II.2. Tính tốn cọc trong q trình hạ cọc
•
Giai đoạn 1: Cọc hạ bằng trọng lượng bản thân cọc
Trong giai đoạn này, cọc hạ sâu vào trong nền đất bằng trọng lượng
bản thân của cọc và các thiết bị gắn trên nó, van trên đỉnh cọc được mở
để nước thốt ra ngoài. Dưới tác dụng của trọng lượng cọc, kết cấu đất
dưới mũi cọc bị phá vỡ, cọc ăn sâu vào long đất, đến khi tổng lực kháng
ma sát và kháng mũi cọc cân bằng với trọng lượng của cọc thì cọc sẽ
dừng lại.
ΣFz =W−Q1−Q2 –Q3 =0
Giải phương trình trên, với các đại lượng được tính như
trong phần 2.1 sẽ tìm được độ sâu hạ cọc do tác động của
trọng lượng bản thân cọc.
•
Giai đoạn 2: Cọc hạ bằng áp lực thủy tĩnh
Trong giai đoạn này, bơm hoạt động, van được đóng lại, áp suất
trong lịng cọc bắt đầu được hạ xuống và bắt đầu có sự khác biệt về áp
suất trong và ngoài cọc tạo ra lực nén đẩy cọc ăn sâu vào đất. Nước biển
bắt đầu chảy từ ngồi vào trong lịng cọc và được bơm hút ra ngoài.
ΣFz =W + FP −Q1−Q2 –Q3 =0
Lực nén Fp được tính như sau:
14
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
F =AΔP= 1/4πD2 (Ph –Pc)
Trong đó:
Ph: là áp lực trên đỉnh cọc
Pc: áp lực bên trong cọc
Về nguyên tắc áp lực bên trong lòng cọc khơng thể giảm đến mức
Pc=0, vì vậy độ chênh của áp lực sẽ được giới hạn đến áp lực thủy tĩnh
của nước. Bằng cơng thức trên có thể tính được độ hạ sâu tốt da của cọc
vào đất. Trong quá trình bơm hút, do tác dụng của dịng nước, có thể phá
vỡ kết cấu trong lòng cọc, giúp cọc hạ sâu dễ dàng và đạt độ sâu lớn hơn.
III. Tính tốn cho một kết cấu cơng trình ứng dụng cọc hơi ép.
III.1. Số liệu môi trường tại khu vực xây dựng cơng trình
3.1.1 Độ sâu nước tại vị trí xây dựng cơng trình
Cơng trình được thiết kế xây dựng tại vị trí có độ sâu nước d = 40 m
3.1.2 Số liệu về điều kiện môi trường tại nơi xây dựng cơng trình
Điều kiện mơi trường được lấy từ báo cáo : “ BACH HO – RONG
Field’s Evironmental Extreme Conditions” là kết quả nghiên cứu đo đạc
của trung tâm khí tượng hải văn biển cho khu vực mỏ Rồng và mỏ Bạch
Hổ.
3.1.3 Gió
Tốc độ gió trung bình được đo ở các mốc thời gian trong : 3 giây, 1
phút và 2 phút được cho trong các bảng dưới đây :
15
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bảng 1: Vận tốc gió trung bình trong thời gian 2 phút (m/s)
Tần
suất
(năm)
Hướng gió
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
100
38.4
49.4
30
20.8
22
35.7
34.2
33.5
Bảng 2: Vận tốc gió trung bình trong thời gian 1 phút (m/s)
Tần
suất
(năm)
Hướng gió
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
100
39.7
50.9
31
21.4
22.7
36.9
35.3
34.6
Bảng 3 : Vận tốc gió trung bình trong thời gian 3 giây (m/s)
Tần
suất
(năm)
Hướng gió
N
100
44.7
NE
E
SE
57.4 34.9 24.2
S
SW
W
NW
25.6
41.6
39.8
39
3.1.4 Sóng
Các thơng số sóng được thống kê với tần suất xuất hiện là: 100 năm
và được thể hiện trong các bảng dưới đây :
16
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bảng 4 : Chiều cao và chu kỳ sóng lớn nhất theo các hướng
Tần Hướng
suất
%
(năm)
100
năm
N
NE
E
SE
S
SW
W
0.7
45.7
8.8
1.8
3.2 27.4 12.1 0.6
Hmax
(m)
10.8 16.4
9.9
6.2
8.6 13.1 9.3
T (s)
10.3 14.3 11.6 19.8 12.4 12.5
12
NW
7.4
12.3
3.1.5 Dòng chảy
Các vận tốc dòng chảy trung gian được tính bằng cách nội suy tuyến
tính dịng chảy mặt và dòng chảy đáy.
Bảng 5: Vận tốc dòng chảy mặt lớn nhất ứng với chu kỳ xuất
hiện lặp lại 100 năm theo các hướng sóng
Hướng sóng
Thơng số
N
NE
E
SE
S
Vận tốc
(cm/s)
93
137
100
173
224
181 178 121
240
242
277
41
68
79
Góc lệch so
với hướng
Bắc
SW
W
78
NW
134
17
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Quân
Khoa: Công Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bảng 6 : Vận tốc dòng chảy đáy lớn nhất ứng với chu kỳ xuất
hiện lặp lại 100 năm theo các hướng sóng
Các thơng số
Hướng sóng
N
NE
E
SE
S
SW
W
Vận tốc
(cm/s)
68
119
126
109
82
137 119
Góc lệch so
với hướng
Bắc
2
300
60
295
329
53
NW
97
329 197
3.1.6 Thuỷ triều
Biên độ triều được tính tốn lên xuống so với mực nước trung bình
(Mean Sea Level - MSL), ta có các thơng số như sau:
+ Biên độ triều cao nhất so với MSL
+ Biên độ triều thấp nhất so với MSL
+ Nước dâng lớn nhất do bão so với MSL
+ Biên độ triều xuống so với MSL
+ Vào mùa đông, mực nước dâng cao hơn
MSL
+ Vào mùa hạ, mực nước hạ thấp hơn
MSL
3.1.7 Sự phát triển của sinh vật biển
:
:
:
:
+ 1.030 m
- 1.620 m
+ 0.870 m
- 0.680 m
:
+ 0.234 m
:
+ 0.145 m
Sự phát triển của sinh vật biển (hà bám) được lấy theo báo cáo khảo
sát cho vùng mỏ Bạch Hổ & Rồng, tại các cao độ khác nhau. Kết quả
được thể hiện trong bảng dưới đây:
Bảng 7 : Xác định chiều dày hà bám
18
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Quân
Khoa: Công Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Cao độ (m)
Chiều dày (mm)
Từ cao độ 0.000 m đến cao độ (-) 4.000m
80
Từ cao độ (-) 4.000m tới cao độ (-) 8.000m
87
Từ cao độ (-) 8.000m tới cao độ (-) 10.000m
100
Từ cao độ (-) 10.000m đến đáy biển
70
3.2 Số liệu về điều kiện địa chất tại nơi xây dựng cơng trình
Bảng 8 : Số liệu địa chất dùng cho thiết kế giàn RC5
Số
hiệu
địa
tầng
Độ sâu (m)
Loại
đất
Trọng lượng
riêng γ’
(KN/m3)
Góc nội
ma sát
Φ’ (độ)
Ứng suất cắt
khơng thốt
nước Su (KPa)
Độ
rỗng
ε50
1
0
4
Sét
10
10
89
89
0.031
2
4
10.4
Sét
9.2
10
44
44
0.024
3
10.4 14.2
Cát
9.5
310
4
14.2 16.9
Sét
8.8
25
25
0.031
5
16.9
21
Cát
9
270
6
21
24
Cát
9.8
320
7
24
28.5
Sỏi
9.7
> 340
8
28.5
30
Cát
9.4
280
9
30
32
Sét
9
10
32
34.3
Cát
9.9
34.3 35.3
Sét
9.7
11
Lẫn lộn giữa sỏi và
bùn cát
66
66
0.029
50
50
0.031
370
19
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
12
35.3
42
Cát
9.7
280
13
42
44.2
Sét
9.7
173
173
0.023
14
44.2
51
Sét
9.4
86
86
0.027
15
51
56.2
Sét
8.7
58
58
0.031
16
56.2 60.7
Cát
8.9
17
60.7 62.8
Sét
9.1
130
130
0.01
18
62.8 66.5
Cát
8.9
19
66.5 68.3
Sét
8.9
56
56
0.042
20
68.3 72.8
Cát
8.8
300
21
72.8
74
Cát
9.9
310
22
74
76
Sét
9.3
79
79
0.027
23
76
78
Cát
9.6
24
78
80
Sét
9.3
200
200
0.019
25
80
83
Sét
8.7
71
71
0.007
26
83
86
Bùn
9.2
27
86
87.8
Sét
9.2
130
130
0.036
28
87.8
90
Cát
9.8
320
290
310
200
300
3.3. Số liệu thượng tầng (bảng 9)
Bảng 9. Số liệu thượng tầng
STT
Hạng mục
Trọng lượng (T)
1
Trọng lượng bản thân kết cấu
160
2
Trọng lượng các thiết bị
200
20
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Quân
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3
Hoạt tải
40
Tổng (1+2+3)
400
3.4. Kết cấu cơng trình
3.4.1. Thơng số cơng trình
Chiều cao cơng trình:
Khoảng cách từ mặt đáy biển đến mặt dưới của sàn chịu lực: H = 55m
1.
2.
Chiều cao khung sàn chịu lực: HKSF = 7.5m
3.
Chiều cao chân đế: HCD = 47.5m
4.
Kích thước mặt bằng đỉnh 14mx20m
5.
Sơ đồ kết cấu.
6.
Bảng 10: Số liệu chân đế
Các thống số hình học của dàn 1 trụ
Ống chính chịu lực
3000x31.8mm
Ống xiên chống
864x23.8mm
Ống ngang chống
813x23.8mm
21
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Hình 7. Sơ đồ hình học, kết cấu dàn một trụ
3.4.2. Phương pháp tính tốn, chương trình và quy phạm sử dụng
•
Phương pháp tính tốn
Kết cấu chân đế được tính tốn theo phương pháp phần tử
hữu hạn
•
Chương trình tính tốn
Sử dụng chương trình tính tốn Sap2000 version 10 để tính tốn kết
cấu. Đây là một chương trình chun dụng tính tốn kết cấu cơng trình
biển bằng thép
22
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
3.4.3. Kết quả nội lực
• Kết quả dao động riêng
Bảng11: Kết quả dao động riêng của cơng trình
Outpu StepT StepN
Frequ CircFr Eigen
Period
tCase
ype
um
ency
eq
value
Text
Text
Unitle
ss
Sec
Cyc/s
ec
rad/se
c
rad2/s
ec2
MOD
AL
Mode
1
2.580
68
0.387
49
2.434
7
5.927
8
MOD
AL
Mode
2
2.580
68
0.387
49
2.434
7
5.927
8
MOD
AL
Mode
3
0.232
07
4.309
27.07
4
733.0
3
MOD
AL
Mode
4
0.159
45
6.271
4
39.40
5
1552.
7
MOD
AL
Mode
5
0.159
41
6.273
2
39.41
6
1553.
6
MOD
AL
Mode
6
0.093
26
10.72
3
67.37
4
4539.
3
MOD
AL
Mode
7
0.093
00
10.75
2
67.55
8
4564.
1
MOD
AL
Mode
8
0.092
82
10.77
4
67.69
6
4582.
7
MOD
AL
Mode
9
0.081
92
12.20
7
76.69
8
5882.
6
MOD
AL
Mode
10
0.078
47
12.74
4
80.07
5
6412.
0
23
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
MOD
AL
Mode
11
0.078
46
12.74
6
80.08
3
6413.
2
MOD
AL
Mode
12
0.070
88
14.10
9
88.64
8
7858.
5
• K ết quả chuyển vị đỉnh của cơng trình
Bảng 12 : Chuyển vị đỉnh
Joint
OutputCase
CaseType
U1
U2
U3
Text
Text
Text
cm
cm
cm
14
COMB1
Combination
36.860
8.831
-0.483
14
COMB2
Combination
27.048
-9.137
-0.506
14
COMB3
Combination
14.408
8.573
-0.523
14
COMB4
Combination
25.175
3.887
-0.506
• Kết quả nội lực tại chân cơng trình
Bảng13: Kết quả nội lực tại chân cơng trình
Tổ hợp
Lực nén lớn nhất (T)
Lực nhổ lớn nhất
(T)
Comb1(NE)
344.205
184.020
Comb2(E)
222.676
118.552
Comb3(SE)
122.336
26.500
24
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Quân
Khoa: Cơng Trình Biển
Đề tài: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CỌC HƠI ÉP TRONG CỒNG TRÌNH BIỂN Ở VIỆT NAM
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Comb4(N)
198.716
86.088
3.5. Kết quả tính tốn cọc hơi ép.
Nhận xét. Khả năng chịu nén của cọc hơi ép là rất lớn và luôn đảm
bảo khả năng chịu nén.Vì vậy bài tốn đặt ra chủ yếu là xét bài toán cọc
hơi ép chịu nhổ là nguy hiểm nhất.
Kết quả.( Bảng 14)
Thông số cọc hơi ép
Nhận
xét
Sức chịu tải cọc
Trọng
Ma sát Ma sát
lượng
L(m) D(m) t1(m) t2(m)
ngoài(T) trong(T)
bản
thân(T)
Hệ số
an toàn
chịu
nhổ
8
6
0.022 0.025
180
20
269
2.54
6
6
0.022 0.025
105
13
213
1.78
IV. Một số loại cơng trình có khả năng sử dựng tại Việt Nam.
4.1. Cơng trình 1 trụ đơn.
4.1.1 Dàn kết cấu một trụ đơn
Kết cấu chân đế một trụ đơn là hình thái kết cấu có cấu tạo đơn giản
được phát triển và sử dụng nhiều cho các dàn loại nhỏ ở vùng nước sâu
trung bình, đặc biệt hay được sử dụng cho các dàn dạng minimum.
25
Thầy Hướng Dẫn: ThS. Mai Hồng Qn
Khoa: Cơng Trình Biển
