PHpẦN MỞ ĐẦUlaxis

1

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài:

Hiện nay, đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa,

nền kinh tế đang phát triển rất mạnh mẽ. Cùng với các lĩnh vực khác, xây dựng cơ sở hạ

tầng được đặt lên hàng đầu để đáp ứng yêu cầu phát triển về kinh tế cũng như xã hội. Do

đó xây dựng cơ sở hạ tầng phải bền vững và độ an toàn cao.

Việt Nam là một nước mà địa lý nằm giáp ranh với bờ biển Thái Bình

Dương nên mật độ và cường độ của gió rất lớn gây ảnh hưởng lên các công trình ven

sông biển như bến cảng, bờ kè, giàn khoan, các công trình nhà cao tầng …

Đối với việc sử dụng giải pháp móng cọc cho các công trình nhà cao tầng,

bến cảng, bờ kè … thì vấn đề quan trọng là sức chịu tải của công trình, đặc biệt là vấn đề

chịu tải trọng ngang.

Đối với móng cọc chịu tải trọng ngang, các yếu tố quan trọng sau đây là ảnh

hưởng chính:

Sức kháng của đất nền xung quanh cọc;

Các đặc trưng của nền đất xung quanh cọc, nén của vật liệu cọc;

Chiều sâu ngàm của cọc trong đất;

Loại tải trọng tác dụng;

Liên kết đầu cọc.

Các tải trọng ngang thường gặp: do tăng hoặc giảm tốc độ xe; tải trọng gió; sóng;

dòng chảy; do tàu bè va chạm; do động đất; lở đất; …

Có nhiều phương pháp tính tải trọng ngang của cọc như phương pháp dự báo của

Broms; Meyerhof; cọc chịu tải ngang theo TCVN 205:1998…Tuy nhiên, khi tính toán

mỗi phương pháp cho kết quả khác nhau. Do đó đề tài được chọn nhằm so sánh cách

tính của mỗi phương pháp để từ đó đề xuất phương pháp tính tối ưu và thông dụng, có

thể áp dụng vào thực tế thiết kế móng cọc.

2. Tổng quan lịch sử nghiên cứu của đề tài:

Vấn đề sức chịu tải trọng ngang của cọc đã được các nhà khoa học trên thế giới

cũng như ở Việt Nam nghiên cứu rất nhiều, chẳng hạn:

2

- Lời giải của Broms: từ nhiều thực nghiệm Broms đưa ra tóm tắt ứng xử cọc chịu

tải trọng ngang gồm loại đầu cọc ngàm vào đài cứng và đầu cọc tự do. Quan hệ giữa áp

lực ngang của đất lên cọc và chuyển vị ngang của cọc là quan hệ tuyến tính.

- Brinch Hansen (1961) và Broms (1964) dùng mô hình nền Winkler để giải. Theo

mô hình này, đất nền xung quanh cọc được xem như môi trường đàn hồi tuyến tính. Nền

đất xung quanh cọc được thay thế bằng các liên kết chống chuyển vị ngang và được biểu

diễn bằng các lò xo độc lập riêng rẽ có độ dài như nhau và có độ cứng bằng hệ số nền

quy ước K.

- Phương pháp “m” của Trung Quốc thì giả thiết hệ số nền tăng tuyến tính theo

chiều sâu để mô phỏng tương tác cọc đất.

- Ở Mỹ, mô phỏng tương tác cọc - đất theo lý thuyết đường cong p-y, các đường

cong p-y này được xây dựng trên cơ sở các thông số về cọc và các chỉ tiêu đất nền thu

thập được.

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam: đất xung quanh cọc được xem như môi trường đàn

hồi tuyến tính được mô phỏng bằng mô hình nền Winkler. Hệ số nền theo phương ngang

thay đổi tuyến tính theo chiều sâu.

3. Mục tiêu nghiên cứu:

Trong vài thập kỷ gần đây, việc giảng dạy và nghiên cứu của ngành cơ học đất

đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể trong cả việc phát triển lý thuyết cũng như thực

hành để giải quyết các vấn đề kỹ thuật thực tế. Tuy nhiên sự phát triển quan trọng nhất

là việc thống nhất được mối quan hệ giữa trạng thái ứng suất và trạng thái thể tích trong

cơ học đất và thường được gọi là cơ học đất trạng thái tới hạn (Critical State Soil

Mechanics).

Việc sử dụng các phần mềm tính toán theo lý thuyết phần tử hữu hạn và các mô

hình đất theo lý thuyết cơ học đất trạng thái tới hạn đã mở ra một hướng mới trong

ngành cơ học đất và nền móng. Với sự hỗ trợ của máy tính, người kỹ sư có được một

công cụ mạnh mẽ để phân tích và dự đoán ứng xử của đất đồng thời với móng trong các

điều kiện làm việc khác nhau.

Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có những ưu và khuyết điểm riêng. Việc nghiên

cứu để hiểu rõ và sử dụng phù hợp từng phương pháp ; từ đó, giải quyết một cách hợp lý

các bài toán thực tế là rất quan trọng. Đó cũng chính là mục đích nghiên cứu của đề tài

này.

4. Phƣơng pháp nghiên cứu:

3

Thu thập dữ liệu từ công trình thực tế; Thiết kế móng và tính toán cọc chịu đồng

thời tải trọng ngang bằng các phương pháp khác nhau. So sánh để tìm ra được phương

pháp tính tốt nhất.

5. Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu thực tiễn việc sử dụng cọc chịu tải trọng ngang;

Phân tích ưu và nhược điểm của công trình chịu tải trọng ngang;

Các phương pháp phân tích sự làm việc của cọc chịu tải trọng ngang trong các

điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khác nhau;

Tính toán so sánh cọc chịu tải trọng ngang bằng nhiều phương pháp;

Đánh giá lựa chọn phương pháp phân tích cọc chịu tải trọng ngang cho một số

trường hợp theo điều kiện địa chất công trình ở Đồng Bằng Sông Cửu Long;

6. Những đóng góp mới của đề tài và những vấn đề mà đề tài chƣa thực hiện

đƣợc:

Phân tích cọc chịu tải trọng ngang trong nền nhiều lớp đất yếu bão hòa nước;

So sánh những sai số giữa các lời giải giải tích trong nền đồng nhất so với nền

nhiều lớp;

Thay thế nền nhiều lớp bằng 1 lớp đất đồng nhất có chỉ tiêu tương đương sao cho

sự làm việc của cọc là giống nhau.

4

PHẦN NỘI DUNG

Ngoài phần mở đầu và kết luận, báo cáo nghiên cứu khoa học còn bao gồm những

nội dung chính sau:

Chƣơng 1: Tổng quan các loại công trình có sử dụng cọc chịu tải trọng ngang.

Chƣơng 2: Các phƣơng pháp tính.

Chƣơng 3: Tính toán cụ thể công trình thực tế có 2 tầng hầm sử dụng cọc khoan

nhồi tiết diện nhỏ làm tƣờng vây và sử dụng cọc D600 làm móng cọc.

5

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN CÁC LOẠI CÔNG

TRÌNH CÓ SỬ DỤNG CỌC

CHỊU TẢI TRỌNG NGANG

6

CHƢƠNG 1:

TỔNG QUAN CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH CÓ SỬ DỤNG CỌC CHỊU TẢI

TRỌNG NGANG

1.1. Công trình kè bảo vệ bờ sông:

Do có chiều dài lớn có thể cắm sâu vào đất, tường cọc bản không những có thể

chịu tải trọng ngang, chống xói lở trên bờ sông mà còn có thể chống được xói lở dưới đáy

sông. Hạn chế của phương pháp này là giá thành cao, đòi hỏi phương tiện phức tạp và

trình độ thi công cao. Do vậy nó chỉ được dùng để bảo vệ những nơi xung yếu như khu

thương mại, khu dân cư đông đúc hoặc các công trình kiến trúc quan trọng .

1.1.1. Theo vật liệu, tường cọc bản có thể được phân thành các loại:

Tƣờng cọc bản gỗ: dùng cho cấu trúc chắn đất thấp, thường dưới 3m. Cấu trúc

này không chịu được tải trọng lớn. Khi cọc gỗ nằm trên mực nước ngầm thường xuyên

thì phải có biện pháp bảo dưỡng thích hợp. Tuổi thọ của công trình nhỏ, ít khi vượt quá 1

đến 15năm.

Tường cọc bản nhựa PVC, bản hợp kim nhôm có cấu tạo bản phẳng, bản hình chử

U, bản hình chữ Z có khớp liên kết. Loại này tuy nhẹ, bền nhưng chưa phổ biến ở Việt

Nam do chưa tiếp thu được công nghệ và giá thành cao.

Các loại cọc bản trên do có độ mảnh lớn, độ cứng chống uốn nhỏ nên cần được

liên kết giằng với nhau để tạo độ cứng tổng thể. Có thể sử dụng neo để tăng độ ổn định

của hệ tường cừ.

Hình 1.1: Một số mặt cắt cọc bản gỗ

7

Tƣờng cọc bản thép:

Tường cọc bản thép được tạo ra bằng cách đóng hoặc ép các cọc bản thép vào đất

tới độ sâu đảm bảo ổn định cho bản thân tường và cho hệ tường – đất sau tường. Các bản

thép được liên kết với nhau bằng các khớp nối và hệ giằng ngang nhằm cho hệ tường có

thể làm việc đồng thời, có độ cứng lớn. Hệ thống khớp nối, neo giằng có thể chế tạo và

thi công dễ dàng. Do cấu tạo và thi công đơn giản nên tường cọc bản thép được sử dụng

rộng rãi trên toàn thế giới, nhất là tại những khu vực có nguồn sắt thép dồi dào và điều

kiện địa chất, khí hậu kém ăn mòn sắt thép. Hệ tường này được sử dụng làm tường vây

hố móng tạm, bảo vệ những công trình đang thi công dưới nước hoặc sâu dưới đất. Ngoài

ưu điểm đễ thi công thì cọc bản thép có thể tái sử dụng nhiều lần. Ngoài việc phục vụ thi

công nói trên thì tường cọc bản thép được sử dụng để chống xói lở bờ sông, bảo vệ các

công trình ven sông.

Tƣờng cọc bản bê tông cốt thép (BTCT)

Tường cọc bản bêtông cốt thép được hình thành bằng cách cắm vào đất các cọc

bản BTCT và được sử dụng để chống xói lở bờ sông cũng như bảo vệ công trình ven

sông. Trong điều kiện nước trong đất có tính xâm thực thì cọc bản BTCT được sử dụng

rộng rãi hơn cọ bản thép.

So với cọc bản thép thì cọc bản BTCT có tiết diện ngang và trọng lượng lớn hơn.

Ngoài ra, việc chế tạo và thi công các cừ bêtông vào đất cũng khó khăn hơn hạ cừ thép.

Để nâng cao chất lượng của cấu kiện, người ta đã tạo ứng suất trước làm cho cừ có khả

năng chịu lực tốt hơn và giảm kích thước tiết diện ngang cũng như trọng lượng cọc.

Trước đây, ở Việt Nam chỉ có nhà máy Bêtông 620 Châu Thới sản xuất được loại

cọc bản bê tông ứng suất trước (BTCTƯST) nhưng hiện nay với công nghệ mới chuyển

giao của Nhật Bản qua công trình nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ, việc sản xuất cọc bản

BTCTƯST trở nên phổ biến hơn, có thể đáp ứng được nhu cầu chống sạt lở bờ sông cũng

như bảo vệ các công trình ven sông ở đồng bằng sông Cửu Long.

Tường cọc bản (gỗ, thép, bêtông cốt thép hoặc kết hợp) có thể được cấu tạo không

neo, có một hay nhiều neo …. Theo nhiều nghiên cứu thì độ ổn định của hệ tường – đất

8

sau tường tăng theo số lượng neo nhưng chưa xác định được số lượng neo như thế nào là

tối ưu cho bài toán kĩ thuật và kinh tế.

Hình 1.2: Mặt cắt điển hình của bờ kè tường cọc bản

Hình 1.3: Mặt cắt hệ tường cọc bản

9

1.1.2. Một số công trình kè bảo vệ bờ sông :

1.1.2.1. Công trình bờ kè ven sông Đồng Nai thành phố Biên Hòa

Công trình bờ kè dọc công viên ven đường Phan Văn Trị và sông Đồng Nai từ

chân cầu Hóa An đến ngã ba Nguyễn Trãi được khởi công từ tháng 06 năm 2003. bờ kè

được thiết kế bằng tường cừ BTCT ứng lực trước và thi công bằng phương pháp xói nước

kết hợp ép rung.

10

1.1.2.2 Công trình bờ kè kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè:

11

1.1.2.3. Công trình nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ

Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ I thuộc huyện Tân Thành tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có

hạng mục kênh dẫn nước vào nhà máy với chiều dài trên 1000m, rộng 45m, sâu 8.7m

được xây dựng bằng tường cọc bản BTCT dự ứng lực đến nay vẫn sử dụng tốt.

1.1.2.4. Bờ kè phà Cần Thơ:

Bờ phà phía hạ lưu được gia cố bằng bờ kè sử dụng hệ tường cừ thép song đã bị

sập xuống sông. Nguyên nhân là do dòng chảy gây xói lở nên chiều dài neo bị thiếu

khiến tường kè bị mất ổn định, nghiêng ra sông. Sau đó hệ tường cừ đã được xử lí bằng

cách tăng cường thêm các cọc sâu hơn và tăng thêm chiều dài neo vào bờ.

1.2. Công trình bến cảng:

1.2.1. Khái niệm cảng biển:

Cảng là tập hợp các công trình xây dựng và thiết bị bảo đảm cho tàu neo đậu an

toàn, đồng thời cho phép bốc dỡ hàng hóa nhanh và thuận tiện.

Cảng là đầu mối của các đầu mối, nó vừa là đầu mối vận tải thủy, vừa là đầu mối của

đường sắt, đường ô tô, đường ống.

1.2.2. Phân loại cảng biển:

Dựa vào chức năng, cảng được phân ra: cảng thương mại, quân cảng, cảng dịch

vụ, cảng khách …

Phân loại cảng theo vị trí địa lý có: cảng biển, cảng cửa sông, cảng sông, cảng hồ.

1.2.3. Phân loại công trình bến:

1.2.3.1 Theo vật liệu xây dựng:

Tùy thuộc vào loại vật liệu của các cấu kiện chính của một kết cấu bến mà phân

loại: kết cấu bến bằng gỗ, kết cấu bến bằng thép, kết cấu bến bằng bê tông cốt thép và kết

cấu bến bằng vật liệu hỗn hợp.

1.2.3.2 Theo vị trí của công trình đối với bờ:

12

Từ đặc điểm địa hình và tùy thuộc vào chiều sâu trước bến, công trình bến có thể

đặt liền bờ, song song với bờ, nhô khỏi bờ và vũng cách xa bờ.

1.2.3.3 Phân loại công trình bến theo mặt cắt ngang:

Bến đứng yêu cầu mức độ ổn định cao hơn, tốn nhiều vật liệu hơn, song lại rất

thuận tiện cho các quá trình xếp dỡ hàng hóa

Bến nghiêng xây dựng ở những nơi tàu nhỏ, mực nước thay đổi nhiều. Kết cấu

mái nghiêng cấu tạo đơn giản, tốn ít vật liệu, giá thành hạ, song khai thác kém

hiệu quả hơn bến tường đứng.

Bến nửa nghiêng nửa đứng và nửa đứng nửa nghiêng, được sử dụng trong trường

hợp nơi xây dựng có mực nước thấp hoặc mực nước cao kéo dài trong năm.

1.2.3.4 Phân loại theo đặc trưng kết cấu: Chia thành 4 nhóm chính:

Bến tường lực

Bến tường cừ

Bến móng cọc

Các công trình trên móng đặc biệt như giếng chìm, giếng chìm hơi ép.

Cảng Cát Lái

13

Nhà máy đóng tàu VinaShin (Cảng Cát Lái – TP.HCM)

Cảng Dung Quất( Tỉnh Quảng Ngãi)

14

Cảng Dung Quất( Tỉnh Quảng Ngãi)

Nhà máy đóng tàu Vinashin Dung Quất( Tỉnh Quảng Ngãi)

15

1.3. Công trình có 2 tầng hầm sử dụng hệ cọc làm tƣờng vây:

1.3.1. Nguyên lý chọn giải pháp tường vây:

Đối với hố đào sâu thì vấn đề ổn định hố đào chống sạch thành vách, áp lực nước

đẩy ngang, đẩy nổi, bùn nền và làm khô hố đào là những thách thức lớn do đó phải lựa

chọn chuẩn xác một giải pháp tường vây và các giải pháp kỹ thuật đi kèm liên quan đến

thi công hố đào, một công việc được coi là quan trọng nhất, khó khăn nhất và tốn kém

nhất đối với toàn bộ công trình.

Tường vây ngoài chức năng chống đỡ thành hố đào còn có nhiệm vụ cực kỳ quan

trọng khác nữa đó là vai trò làm màng chống thấm, đảm bảo tuyệt đối an toàn cho thi

công công trình dưới tác động của áp lực thủy động và làm khô hố đào.

Ngày nay do những tiến bộ của khoa học – công nghệ, cho phép áp dụng nhiều

công cụ tính toán tự động hóa, nhiều phương tiện thi công cơ giới hóa và tự động hóa

cao, công việc thi công tường vây trở nên dễ dàng, nhanh chóng và thuận tiện hơn nhiều

nếu biết ứng dụng những công nghệ trên vào những điều kiện cụ thể thích hợp. Có 4 vấn

đề cơ bản sau đây cần phải được xác định khi lựa chọn giải pháp tường vây:

Thứ nhất: Giải pháp kết cấu tƣờng vây:

Hiện nay phổ biến nhất là dùng tường cừ Larsen, cọc bản BTCT, tường

Barrette, tường vây BTCT đúc tại chỗ thi công theo phương pháp hạ giếng chìm

trong áo sét, tường vây bằng cột CDM, tường vây bằng cọc ép, cọc ép, cọc khoan

nhồi đường kính nhỏ thi công nối nhau theo hàng liên tục.

Thứ hai: Biện pháp neo giữ, chống đỡ:

Phổ biến hiện nay là áp dụng hệ kết cấu chống đỡ tạm thời từ bên trong,

phương pháp neo vào vách đất sau lưng tường, chống đỡ bằng chính kết cấu công

trình thi công theo phương pháp TOP – DOWN, hoặc hệ chống đỡ tạm.

Thứ ba: Giải pháp cách nƣớc để làm khô hố đào và chống bùng nền khi mở

móng:

16

Có nhiều giải pháp làm khô hố đào: dùng kết cấu tường vây nối dài để cân

bằng áp lực thủy động do kéo dài đường thấm, bơm nước qua hệ thống bơm chân

kim để hạ mực nước ngầm, kết hợp kéo dài tường vây với bơm hút nước bên

trong, khi miệng phểu đường hút nước còn nằm bên trong tường vây và cách cao

độ đáy hố đào một khoảng cách an toàn, thi công màng chống thấm độc lập bên

ngoài và bịt đáy bằng công nghệ CDM hay Jetgrouting.

Thứ tƣ: Công nghệ đào đất:

Ngày nay với những phương tiện thi công cơ giới phát triển, công việc đào

đất và vận chuyển chúng ra khỏi hố đào không còn là công việc khó khăn, nặng nề

như trước đây, nếu được giải quyết tốt các công đoạn nói trên.

1.3.2 Các công trình thực tế sử dụng cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ làm tường vây:

1.3.2.1. Công trình Nhà ở Số 102, Xuân Thủy, P.Thảo Điền, Q2, TpHCM:

18

CHƢƠNG 2

CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH

CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG

19

CHƢƠNG 2:

CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG

Phần lớn các phương pháp hiện có, cũng có thể gọi là các phương pháp cổ điển,

đều dựa vào hai giả thiết lớn là:

1. Giả thiết đàn hồi để tính biến dạng

2. Giả thiết dẻo lý tưởng để tính sức chịu tải.

Các ý tưởng này đều xuất phát từ các kết quả nhận được từ các thí nghiệm thực

tế về sức chịu tải giới hạn của đất. Các giả thiết được đặt ra là đất sẽ ứng xử đàn hồi khi

tải trọng nhỏ hơn một giá trị tải trọng nào đó và giá trị này phụ thuộc vào giá trị của tải

trọng giới hạn. Và sức chịu tải của đất cũng đạt một giá trị giới hạn khi trong nền xuất

hiện các vùng biến dạng dẻo ở một mức độ nào đó.

Mặt dù các giá trị tải trọng giới hạn có thể nhận được từ các thí nghiệm bàn nén

hiện trường nhưng việc xác định cụ thể đâu là giá trị chính xác của các tải trọng giới

hạn thì không lại dễ dàng. Tuy vậy đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu khác nhau

để tìm cách xác định các tải trọng giới hạn này bằng các phương pháp lý thuyết và đã

đạt được nhiều kết quả. Một vài công trình trong số đó được trình bày dưới đây.

Các tải trọng giới hạn

Từ kết quả thí nghiệm bàn nén hiện trường, người ta nhận thấy rằng nền đất làm

việc ở 3 giai đoạn khác nhau. Quan hệ tải trọng-biến dạng (lún) của nền thay đổi theo

từng giai đoạn:

20

Hình 2.1: Quan hệ tổng quát giữa tải trọng và độ lún của đất.

Giai đoạn OA: là giai đoạn mà ở đó nền đất còn làm việc như một môi trường

đàn hồi. Khi đó độ lún của nền chủ yếu do nén chặt đất, giảm độ rỗng. Quan hệ tải

trọng-biến dạng gần như tuyến tính. Đất làm việc ở giai đoạn này khi tải trọng tác dụng

nhỏ hơn một tải trọng giới hạn nhất định, tải trọng giới hạn này được gọi là tải trọng

giới hạn đàn hồi ple. Giá trị của ple được xác định theo biểu thức sau:

Theo N.P.Pouzirevski với zmax=0: nghĩa là vùng biến dạng dẻo chỉ mới bắt đầu

xuất hiện tại mép móng (điểm dẻo), nền còn làm việc như một môi trường đàn hồi.

2

..

2

2

+

+

+

++

ctg

ctgc

ctg

ctg

Dple (1.2)

Giai đoạn AB: là giai đoạn mà ở đó trong đất bắt đầu xuất hiện các vùng trượt cục

bộ, các hạt đất bắt đầu trượt lên nhau do đó độ lún của nền được tạo nên bởi cả chuyển

vị đứng và ngang của các hạt đất. Ở giai đoạn này, nền đất làm việc như một môi

trường đàn dẻo. Tuy nhiên ở một mức độ nào đó thì nền đất vẫn có thể được coi là đàn

hồi vì vậy, để tận dụng khả năng chịu tải của nền, các tác giả khác cũng đề nghị các

công thức sau:

Theo N.N.Maxlov với zmax=B.tg: tải trọng này có thể coi là tải trọng cho phép.

D

ctg

tg

cDbtg

pz

+

+

++

2

max (1.2)

O

S

P Pult PII = Rtc

Ple

A

B

C

21

Theo I.Y.Yaropolski với zmax=0,5.B.ctg(/4 – /2)

D

ctg

tg

cDctg

B

pz

+

+

++

2

242max (1.3)

Theo qui phạm, cho phép vùng biến dạng dẻo phát triển xuống độ sâu zmax=B/4

+

++

+

Dctgc

DB

ctg

mR tc

4

2

(1.4)

Giai đoạn BC: là giai đoạn trượt trong nền đất và có thể xem nền đất như một vật

thể đàn hồi-dẻo lý tưởng. Độ lún của nền là do sự dịch chuyển ngang của các hạt đất

chứ không phải do sự thay đổi thể tích. Tải trọng tác dụng lên nền không tăng được nữa

và dừng lại ở giá trị sức chịu tải cực hạn của đất. Tải trọng cực hạn này được xác định

bằng nhiều phương pháp khác nhau như:

phương pháp tính dựa trên giả thiết cân bằng giới hạn điểm (Prandtl, Terzaghi,

Buiman, Caquot, Sokolovski, Meyerhof, Hansen, …)

phương pháp tính dựa trên giả thiết mặt trượt phẳng (Bell và Peck)

các phương pháp thí nghiệm hiện trường khác nhau (SPT, CPT, thí nghiệm bàn

nén hiện trường…)

2.1 Sức chịu tải ngang của cọc trong tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam (TCXD 205-

1998):

Phương pháp này xác định moment và chuyển vị ngang dọc theo trục của một cọc

thẳng đứng chịu tác động một moment Mo và lực ngang Ho tại cao trình mặt đất, cũng

như xét ổn định của nền đất xung quanh cọc.

Xét một cọc có chiều dài L, chịu tải như hình 2.2:

22

n

NM

Lo

L

o Z

H

Maët ñaát

H Maët ñaát

HH

MH

L L

HM

Maët ñaát M

SÔ ÑOÀ TAÛI TROÏNG LEÂN COÏC SÔ ÑOÀ CHUYEÅN VÒ CUÛA COÏC

TRONG ÑAÁT

DO TAÙC DUÏNG CUÛA HO = 0

SÔ ÑOÀ CHUYEÅN VÒ CUÛA COÏC

TRONG ÑAÁT

DO TAÙC DUÏNG CUÛA MO = 1

Hình 2.2: Sơ đồ tác động của moment và tải ngang lên cọc

Đất xung quanh cọc xem như môi trường đàn hồi tuyến tính được mô phỏng bằng

mô hình nền Winkler.

yCyC

yz

y

z

yy

'

'

(2.1)

Phương trình trục uốn của cọc có dạng:

z

ybdz

ydIE +

4

4

(2.2)

Với hệ số nền theo phương ngang, KzC z

y , thay đổi tuyến tính theo chiều sâu.

Trong đó K-hệ số nền quy ước hay hệ số tỷ lệ,có thứ nguyên là /Tf 4m

( tra bảng 4.1/trang 243 sách „Nền Móng‟ của Châu Ngọc Ẩn,NXB ĐHQG TP.HCM)

Từ lời giải của phương trình trên ta suy ra các đại lượng cần thiết: áp lực tính toán

z ( /Tf 2m ), moment uốn ).( mTfM z , lực cắt )(TfQz , trong các tiết diện của cọc như sau:

23

404040

2

40

3

3

0

303030

2

13

0

12

0

1

0

10

.........

.......

)..

(

DHCMBEJAyEJQ

DH

CMBEJAyEJM

DEJ

HC

EJ

MBAyZ

K

bdbdbdZ

bd

bdbdZ

bdbdbd

e

bd

Z

++

++

++

(2.3)

Trong đó: eZ - chiều sâu tính đổi, zZ bde

el - chiều dài cọc trong đất tính đổi, ll bde

Hệ số biến dạng 5

IE

Kb

b

cbd

cb - chiều rộng quy ước của cọc. Theo TCXD 2005:1998, khi md 8,0 thì

mdbc 1+ và khi md 8,0 thì mdbc 5,05,1 +

Các chuyển vị MMMHHMHH ,,, của cọc ở cao trình mặt đất, do các ứng lực đơn

vị đặt cao trình này:

0

02

03

.

1

.

1

.

1

CEJ

BEJ

AEJ

bd

MM

bd

MH

bd

HH

(2.4)

oooo DCBA ,,, tra trong bảng G2(bảng 4.2/trang 253)

Moment uốn và lực cắt của cọc tại cao trình mặt đất

oo

o

HlMM

HH

+

(2.5)

Chuyển vị ngang oy và góc xoay 0 , tại cao trình mặt đất

HMHH MHy .. 000 + (2.6)

24

MMMH MH .. 000 +

(2.7)

Chuyển vị của cọc ở cao trình đặt lực hoặc đáy đài

EJ

lM

EJ

lHlyn

2

.

3

..

2

0

3

0

000 +++

(2.8)

Góc xoay của cọc ở cao trình đặt lực hoặc đáy đài

EJ

lM

EJ

lH 0

2

0

0

.

2

.++

(2.9)

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

0.0000 20.0000 40.0000 60.0000 80.0000 100.0000

MZ(KN.m)

Z(m

)

Hình 2.3: Bieåu ñoà moment cuûa coïc chòu taûi troïng ngang

25

0.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

-40.00 -30.00 -20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00

Q(KN)

Z(m

)

Hình 2.4: Bieåu ñoà löïc caét cuûa coïc chòu taûi trọng ngang

0.00

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

-30.00 -20.00 -10.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00

Z(T/m2)

Z(m

)

Hình 2.5: Bieåu ñoà aùp löïc ngang cuûa coïc chòu taûi troïng ngang

Ổn định nền quanh cọc:

Điều kiện ổn định nền đất xung quanh cọc khi có áp lực ngang do cọc tác động có

dạng sau: )(cos

4 '

21 IIv

I

z

y ctg

+

(2.10)

Trong đó: '

v - ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại độ sâu z

I - trọng lượng đơn vị thể tích tính toán của đất

IIc , - lực dính và góc ma sát trong tính toán của đất

26

- hệ số bằng 0,6 cho cọc nhồi và cọc ống, bằng 0,3 cho các cọc còn lại

1 - hệ số bắng 1 cho mọi trường hợp trừ công trình chắn đất,chắn nước lấy

bằng

0,7.

2 - hệ số xét đến tỷ lệ ảnh hưởng của phần tải trọng thường xuyên trong tổng

tải

vp

vp

MnM

MM

+

+2

Với pM - moment do tải thường xuyên

vM - moment do tải tạm thời

n- lấy bằng 2,5 trừ các trường hợp: + móng băng n=4

+ công trình quan trọng

5,2el lấy n = 4

5,2el lấy n = 2,5

Khi 5,2el : cọc ngắn hay cọc cứng, ổn định nền theo phương ngang

được kiểm tra tại hai độ sâu z = L va z = L/3

Khi 5,2el : cọc dài hay cọc chịu uốn, ổn định nền theo phương ngang

được kiểm tra tại độ sâu bd

z

85,0

2.2. Phƣơng pháp dự báo “sức chịu tải ngang” của Broms:

27

Trong phương pháp Broms, quan hệ giữa áp lực ngang của đất lên cọc và chuyển

vị ngang của cọc là quan hệ tuyến tính ( p = Kh. y), trong đó Kh là hệ số nền và là hằng

số theo phương pháp Broms.

Đầu tiên, ta phải xác định chiều sâu ngàm kB (từ đáy đài trở xuống). Trong phạm

vi này ta phải xác định xem loại đất chung là đất rời hay đất dính. Sau đó, thực hiện theo

các bước:

Bước 1: Tính hệ số nền theo phương ngang (Kh)

Đất dính: (2.11)

Đất rời: Lấy hệ số nền Kh1 theo Terzaghi ở Bảng sau:

Bảng 2.1:

Độ chặt Trên mực nƣớc ngầm Dƣới mực nƣớc ngầm

Rời rạc

Chặt vừa

Chặt

1900

8100

17600

1100

5400

10800

Bước 2: Hiệu chỉnh hệ số nền Kh theo điều kiện tải trọng trong từng loại đất:

Nếu tải động đất tác động trên đất rời:

Kh = 0.5 Kh1 với đất chặt vừa đến chặt;

Kh = 0.25 Kh1 với đất ở trạng thái rời.

Nếu tải trọng tác động lâu dài trên đất dính:

Kh = (0.17 – 0.33) Kh1 với đất yếu;

Kh = (0.25 – 0.5) Kh1 với đất cứng đến rất cứng.

28

Các trường hợp khác: Kh = Kh1

Bước 3: Xác định moment cực hạn mà vật liệu cọc có thể làm được:

- Với cọc thép:

(2.12)

- Với cọc bê tông:

(2.13)

Bước 4: Xác định cọc là ngắn hay dài:

- Đất dính:

thì cọc là dài

thì cọc là trung bình

thì cọc là ngắn

Trong đó:

- Đất rời:

thì cọc là dài

thì cọc là trung bình

thì cọc là ngắn

Trong đó:

Bước 5: Xác định sức chịu tải ngang cực hạn Qu.( tra đồ thị). Trong đó, ta cần biết các

tham số sau:

29

Xét xem đầu cọc là ngàm hay tự do. Nếu đầu cọc tự do, cần tìm khoảng cách từ đầu cọc

đến mặt đất.

Với đất dính, cần tìm sức kháng cắt không thoát nước trung bình Su

Với đất rời, cần tìm giá trị , trong đó: là trọng lượng riêng trung bình của đất, có

tính hiệu ứng đẩy nổi cho phần đất nằm dưới MNN, còn chính là hệ

số áp lực đất bị động theo Rankine.

Bước 6: Xác định sức chịu tải ngang cho phép tối đa:

(2.14)

Bước 7: Nếu có quy định về chuyển vị ngang giới hạn , thì là sức tải trọng

ngang cho phép theo chuyển vị ; tra theo đồ thị.

Bước 8: Sức chịu tải ngang cho phép của cọc đơn là:

(2.15)

Bước 9: Đối với nhóm cọc, ta cần giảm sức chịu tải của một cọc trong nhóm cọc bởi hệ

số nhóm như sau:

(2.16)

2.3. Phƣơng pháp dự báo “sức chịu tải ngang” của Meyerhof:

Meyerhof (1995) phân cọc làm các loại cọc ngắn và dài theo tiêu chí như sau:

008.0rK thì cọc là ngắn (tức là cọc cứng )

012.0rK thì cọc là dài ( tức là cọc mềm )

012.0008.0 rK thì cọc là trung bình, khi đó ta cần tính toán cọc theo cả

trường hợp cọc ngắn và cọc dài, sau đó lấy giá trị sức chịu tải nhỏ nhất.

Trong đó: rK - độ cứng tương đối của cọc; ;4LE

EJK

d

r

30

EJ – độ cứng chống uốn của tiết diện cọc;

dE - mô đun biến dạng theo phương ngang của đất trong phạm

ngàm tính toán;

L – chiều dài cọc.

Trong đất rời:

- Với cọc ngắn thì sức chịu tải cực hạn là:

BLPQKBLQ Lubru 4.0;12.0 2'

Trong đó: ' - trọng lượng riêng của đất;

B- cạnh hoặc đường kính cọc;

L- chiều dài cọc;

brK - hệ số sức chịu tải ngang, tra trên hình vẽ;

LP - áp lực tới hạn thu được từ thí nghiệm nén ngang PMT.

Nếu không thí nghiệm PMT thì lấy PL:

tgetgP tg

L

+ )2/45(50 2 (kPa).

- Với cọc dài thì vẫn tính như trên nhưng sử dụng chiều dài quy đổi là Le

thay vì chiều dài thực L:

LLLKL ere ;65.1 12.0

Trong đó: Kr – độ cứng tương đối của cọc.

Trong đất dính:

- Với cọc ngắn thì sức chịu tải cực hạn là:

BLPQKBLSQ Lucruu 4.0;4.0

31

Trong đó: uS - sức kháng cắt không thoát nước;

crK - hệ số sức chịu tải ngang, tra trên hình vẽ;

LP - áp lực tới hạn thu được từ thí nghiệm nén ngang PMT.

Nếu không thí nghiệm PMT thì lấy PL:

uL SP 7 .

- Với cọc dài thì vẫn tính như trên nhưng sử dụng chiều dài quy đổi là Le

thay vì chiều dài thực L:

LLLKL ere ;50.1 12.0

Trong đó: Kr – độ cứng tương đối của cọc.

Hình 2.6: Hệ số Kbr và Kcr

2.4. Tính toán cọc làm việc đồng thời với đất nền:

2.4.1 Khái niệm:

Dưới tác dụng của tải trọng ngang, nền đất sẽ tương tác với cọc qua những gối đàn

hồi theo phương ngang (các gối y1i, y2i trên hình 2.4.1) . Quan hệ giữa phản lực (ký hiệu

là p) và chuyển vị ngang của các gối đàn hồi (ký hiệu là y) là p = kyy, với ky là độ cứng

của gối đàn hồi theo phương ngang. Quan hệ giữa p và y gọi là “ đường cong p-y”

32

Như vậy phương pháp này sử dụng phần tử hữu hạn kết hợp với mô hình nền

Winkler (tức là mô hình nền bằng các gối tựa đàn hồi làm việc độc lập) phi tuyến. Tóm

tắt của phương pháp này như sau:

- Chia cọc thành nhiều phần tử nhỏ;

- Trên mỗi đoạn, tương tác giữa cọc và đất được mô hình bởi các gối đàn hồi;

- Do khối lượng bài toán lớn, nên hiện nay ta thường dùng máy tính hoặc sử dụng

các phần mềm như COM624P, LATPILEUBC … để giải bài toán.

2.4.2 Đường cong p-y:

Ta biết rằng đất không phải là vật liệu đàn hồi tuyến tính, vì vậy độ cứng của gối

đàn hồi ngang (ky= p/y) không phải là hằng số như quan hệ tuyến tính như hình 2.6a mà

giảm dần như trong quan hệ phi tuyến trên hình 2.6b ( chuyển vị của cọc y càng lớn thì

gối đàn hồi càng mềm).

Trong hình 2.7 đường cong dạng 1 thường gặp cho hầu hết các loại đất thông

thường, riêng đường cong dạng 2 thường gặp ở một số loại sét cứng dưới tác dụng của

trọng động (có phá hoại giòn)

Hình 2.7: Quan hệ giữa tải trọng ngang p và chuyển vị ngang y; p-y

Hình dạng và độ dốc của đường cong không những phụ thuộc vào tính chất của

đất, mà còn phụ thuộc vào độ sâu đoạn cọc đang xét, kích thước cọc, mực nước ngầm,

dạng tải trọng ( tĩnh hay động)…

33

2.4.2.1 Đường cong p-y của đất sét yếu/dẻo dưới mực nước ngầm chịu tải tĩnh:

Matlock (1970) đã tiến hành thí nghiệm nén tĩnh ngang đối với các

cọc trong vùng đất sét yếu đến dẻo có sức kháng cắt không thoát nước Su(tức

Cu) từ 15-40 kPa và rút ra quan hệ tải trọng – biến dạng ngang như sau:

Hình 2.8: Quan hệ tải trọng – biến dạng ngang (đất sét yếu chịu tải

tĩnh)

33.0)(5.0c

uy

ypp (2.17)

yc – chuyển vị ngang của cọc khi p = 0.5pu ; yc còn gọi là y50

p đạt giá trị cực hạn pu khi y = yc . Sau khi y > 8yc thì lấy p= pu.

pu = NpSuB

Trong đó : B - đường kính cọc

Np - lấy giá trị nhỏ nhất trong hai giá trị sau:

Np = B

HJ

Su

vo ++'

3

Np = 9

J – hệ số phụ thuộc loại sét

J = 0.5 với sét yếu; J = 0.25 với sét trung bình(dẻo);

34

H - độ sâu tại phân đoạn cọc đang sét;

'

vo - ứng suất đứng hữu hiệu tại độ sâu H.

Giá trị yc được tính như sau: yc = 2.5Ɛ50B

Trong đó: Ɛ50- biến dạng của đất trong thí nghiệm nén 3 trục khi ứng suất bằng 50% của

ứng suất phá hoại. Nếu không tiến hành thí nghiệm 3 trục thì có thể tạm lấy Ɛ50 như trong

bảng sau:

Bảng 2.2:Giá trị 50 cho đất sét

Trạng thái đất sét Nhão Dẻo mềm/dẻo Dẻo cứng Cứng/rất cứng Rất rắn

Giá trị Su(kPa) 1224

2448

4895

95190

>190

Giá trị Ɛ50 0.02 0.01 0.007 0.005 0.004

2.4.2.2 Đường cong p-y của đất sét cứng dưới mực nước ngầm chịu tải tĩnh:

Reese, Cox và Koop (1975) tiến hành thí nghiệm nén tĩnh ngang đối với

các

Cọc trong vùng đất sét cứng có sức kháng cắt không thoát nước Su( tức

Cu)

từ 100-290kPa, các tác giả này cho rằng quan hệ tải trọng – biến dạng

ngang

(p.y) của đất này gồm 5 đoạn:

Đoạn 1: có quan hệ tuyến tính: p = KsHy (2.18)

Trong đó: Ks - hệ số tra bảng

H – độ sâu của đoạn cọc đang xét

35

Bảng 2.3: Giá trị K của đất sét

Su (kPa) 1224 1224 1224 1224 > 190

Ka cho tải tĩnh (N/cm 3 ) 8.14 27.15 136 271 543

Đoạn 2: có quan hệ parabol: c

uy

ypp 5.0 , Byc 50

(2.19)

Đoạn 3: cũng có quan hệ parabol:

25.1

055.05.0

cs

cs

u

c

uyA

yAyp

y

ypp (2.20)

Đoạn 4: là đoạn thẳng:

)6(0625.0

411.065.0 csu

c

usu yAypy

pApp (2.21)

Đoạn 5: cũng là đoạn thẳng: uss pAAp )411.075.0225.1(

(2.22)

2.4.2.3 Đường cong p-y của đất cát theo Reese:

Reese, Cox và Grubbs (1974) tiến hành thí nghiệm nén tĩnh ngang đối

với các cọc trong vùng đất cát ( cả trên và dưới mực nước ngầm), với

thiết hệ số áp lực ngang Ko = 0.4. Các tác giả cho rằng quan hệ tải

trọng – biến dạng ngang (p.y) gồm 4 đoạn:

Đoạn 1: có quan hệ tuyến tính: p=kHy (2.23)

Trong đó: k – hệ số tra bảng

H – độ sâu đoạn cọc đang xét

36

Bảng 2.4: Giá trị K (N/cm 3 )của đất cát

Cát rời Cát chặt vừa Cát chặt

Dưới mực nước ngầm 5.4 16.3 33.9

Trên mực nước ngầm 6.8 24.43 61

Đoạn 2: có quan hệ parabol: nyCp /1

1

(2.24)

Trong đó: m

m

my

Pn ,

n

m

m

y

pC

/11 , mu

m

yy

ppm

max

Đoạn 3: có quan hệ tuyến tính, độ dốc là m.

Đoạn 4: có quan hệ tuyến tính, độ dốc là o ( nằm ngang).

2.5. Xác định mô đun phản lực ngang theo nén ngang Menard:

Mô đun phản lực nền xác định theo công thức: x

pK

' . Với một cọc chịu tải trọng

ngang (H) hoặc moment (M) có thể xem chuyển vị (x) như là độ lún phương ngang của

một móng có chiều rộng B = 2R, và chiều dài vô hạn.

Trong trường hợp này ta có 65,22 và bỏ qua độ lún trong vùng cầu (theo lý

thuyết Menard) ta có công thức:

+

0

0 65,2..3

1

R

RRp

Ex (2.25)

Từ đó, ta có mô đun phản lực ngang kh:

+

0

0 65,2..3

11

R

RRp

Ekh

(2.26)

37

2.6 Phƣơng pháp phần tử hữu hạn:

2.6.1 Khái niệm về phương pháp phần tử hữu hạn

Phương pháp phần tử hữu hạn là một phương pháp số, nó cho phép tìm dạng gần đúng

của một hàm chưa biết trên từng miền con Ve (phần tử) thuộc miền xác định V.

Trong phương pháp phần tử hữu hạn, miền V được chia thành một số hữu hạn các

miền con, gọi là phần tử. Các phần tử này được nối kết với nhau tại các điểm định trước

trên biên phần tử gọi là nút. Trong phạm vi mỗi phần tử, đại lượng cần tìm được lấy xấp

xỉ trong dạng một hàm đơn giản được gọi là các hàm xấp xỉ. Và các hàm xấp xỉ này được

biễu diễn qua các giá trị của hàm (và có khi cả các giá trị đạo hàm của nó) tại các điểm

nút trên phần tử. Các giá trị này được gọi là các bậc tự do của phần tử và được xem là ẩn

số cần tìm của bài toán.

Người ta có thể phân tích bài toán theo 03 mô hình sau:

1. Mô hình 1: Mô hình tương thích.

Xem chuyển vị là đại lượng cầm tìm trước và hàm xấp xỉ biểu diễn gần đúng dạng

phân bố của chuyển vị trong phần tử. Các ẩn số được xác định từ hệ phương trình thiết

lập trên cơ sở nguyên lý thế năng toàn phần dừng hay nguyên lý biến phân Lagrange.

2. Mô hình 2: Mô hình cân bằng.

Hàm xấp xỉ biểu diển dạng gần đúng dạng phân bố của ứng suất hay nội lực trong

phần tử. Các ẩn số được xác định từ hệ phương trình thiết lập trên cơ sở nguyên lý năng

lượng toàn phần dừng hay nguyên lý biến phân về ứng suất (nguyên lý Castigliano).

3. Mô hình 3: Mô hình hổn hợp.

Coi các đại lượng chuyển vị và ứng suất là hai đại lượng độc lập. Các hàm xấp xỉ

biểu diễn gần đúng dạng phân bố của cả chuyển vị lẫn ứng suất trong phần tử. Các ẩn số

được xác định từ hệ phương trình thiết lập trên cơ sở nguyên lý biến phân Reisner.

38

Sau khi tìm được các ẩn số bằng việc giải hệ phương trình đại số vừa nhận được

thì cũng có nghĩa là ta tìm được các xấp xỉ biểu diễn đại lượng cần tìm trong tất cả các

phần tử, và từ đó cũng tìm được các đại lượng còn lại.

2.6.2. Trình tự phân tích bài toán theo phương pháp phần tử hữu hạn

Bài toán theo phương pháp phần tử hữu hạn gồm 6 bước sau:

Bước 1: Rời rạc hóa miền khảo sát (tạo lưới phần tử).

Miền khảo sát V được chia thành các miền con Ve (phần tử) có dạng hình học

thích hợp. Các phần tử liên kết với nhau tại các điểm nút, các nút này được xác định bằng

tọa độ của chúng.

Các phần tử thường có dạng hình học đơn giản.

1 - D 2 - D 3 - D

Hình 2.9: Dạng hình học đơn giản của các phần tử.

Với bài toán cụ thể, số phần tử, hình dạng hình học của phần tử cũng như kích

thước các phần tử phải được xác định rõ. Số điểm nút của mỗi phần tử không được lấy

một cách tùy tiện mà tùy thuộc vào hàm xấp xỉ định chọn.

Bước 2: Chọn hàm xấp xỉ thích hợp.

Vì đại lượng cần tìm là chưa biết nên ta giả thiết hàm xấp xỉ của nó sao cho đơn

giản đối với tính toán bằng máy tính nhưng phải thỏa mãn các tiêu chuẩn hội tụ. Hàm xấp

xỉ thường được chọn ở dạng đa thức. Sau đó biểu diễn hàm xấp xỉ theo tập hợp giá trị và

có thể cả các đạo hàm của nó tại các nút của phần tử eq .

Các tiêu chuẩn hội tụ của hàm xấp xỉ:

39

- Liên tục trong phần tử (Ve). Điều này hiển nhiên thỏa mãn khi xấp xỉ là đa

thức.

- Bảo đảm tồn tại trong phần tử trạng thái đơn vị (hằng số) và các đạo hàm riêng

của nó đến bậc cao nhất mà phiếm hàm I(u) đòi hỏi.

V

r dxuuuuxFuI ),...",',,()( )(

(2.27)

- Trên biên phần tử, u và các đạo hàm của nó đến cấp (r-1) là liên tục.

Các đa thức xấp xỉ được chọn sao cho không làm mất tính đẳng hướng hình học.

Muốn vậy, đối với bài toán 2 chiều, hàm xấp xỉ được chọn từ tam giác Pascal, bài toán 3

chiều, đa thức xấp xỉ được chọn từ tháp Pascal.

Bước 3: Xây dựng phương trình phần tử, hay thiết lập ma trận độ cứng phần

tử [K]e và véctơ tải phần tử eP .

Có nhiều cách thiết lập: trực tiếp, hoặc sử dụng nguyên lý biến phân, hoặc các

phương pháp biến phân,….

Kết quả nhận được có thể biểu diễn một cách hình thức như một phương trình

phần tử : eee PqK ][ .

Bước 4: Ghép nối các phần tử trên cơ sở mô hình tương thích mà kết quả là hệ

thống phương trình:

PqK ][ (2.28)

trong đó, có thể gọi:

][K : ma trận độ cứng tổng thể (hay ma trận hệ số toàn miền)

q : véctơ tập hợp các giá trị, đại lượng cần tìm tại các nút (còn gọi là véctơ

chuyển vị nút tổng thể)

40

P : véctơ các số hạng tự do tổng thể (hay véctơ tải tổng thể).

Rồi sau đó sử dụng điều kiện biên của bài toán, mà kết quả nhận được hệ phương

trình sau: *** ][ PqK . (2.29)

Đây chính là phương trình hệ thống hay còn gọi là hệ phương trình để giải.

Bước 5: Giải hệ phương trình đại số : *** ][ PqK

Kết quả là tìm được các chuyển vị của các nút.

- Đối với bài toán tuyến tính, việc giải hệ phương trình trên là đơn giản.

- Đối với bài toán phi tuyến thì nghiệm chỉ đạt được sau một chuỗi các bước lặp

mà sau mỗi bước ma trận độ cứng ][K thay đổi (đối với bài toán phi tuyến vật lý) hay

véctơ lực nút P thay đổi ( trong bài toán phi tuyến hình học).

Bước 6: Hoàn thiện

Từ kết quả trên, tiếp tục tìm ứng suất, chuyển vị hay biến dạng của tất cả các phần

tử.

2.6.3 Giới thiệu về mô phỏng trong Plaxis:

Moät vaøi ñieåm haïn cheá cuûa phaàn meàm PLAXIS (Haø Lan).

Phaàn meàm PLAXIS (Haø Lan), ñaõ cho pheùp chuùng ta phaân tích töông taùc giöõa

keát caáu heä töôøng coïc baûn coù 1 neo vaø ñaát neàn. Tuy vaäy, vaãn coù moät vaøi ñieåm haïn cheá

cuûa phaàn meàm PLAXIS (Haø Lan), ví duï nhö :

+ Trong thöïc teá, caùc vaán ñeà ñòa kyõ thuaät lieân quan caùc keát caáu töôøng chaén laø 3

chieàu. Tuy vaäy, PLAXIS chæ thöïc hieän ñöôïc baøi toaùn phaân tích öùng suaát phaúng 2 chieàu

hoaëc phaân tích ñoái xöùng.

+ Phaïm vi ngang vaø ñöùng cuûa löôùi PTHH coù aûnh höôûng quan troïng trong söï

tính toaùn, neáu noù khoâng ñuû lôùn . Do ñoù, laø quan troïng ñeå baûo ñaûm raèng caùc ñieàu kieän

41

bieân naøy taïi moät vò trí coù moät khoaûng caùch ñuû ñeå coù moät aûnh höôûng khoâng ñaùng keå.

Tuy vaäy, PLAXISù khoâng coù khaû naêng ñöa ra moät ñeà nghò toång quaùt ñoái vôùi moät phaïm

vi ngang vaø ñöùng cuûa löôùi PTHH bôûi vì chuùng phuï thuoäc vaøo ñoái töôïng ñöôïc phaân

tích, moâ hình cô baûn söû duïng ñoái vôùi ñaát vaø khía caïnh öùng xöû cuûa ñaát theo thôøi

gian.Trong thöïc teá PLAXIS chæ laø söï phaùn ñoaùn ñeå thöû nghieäm caùc löôùi phaàn töû khaùc

nhau veà kích thöôùc, tröø khi nhöõng kinh nghieäm thu ñöôïc töø caùc vaán ñeà töông töï trong

quaù khöù.

+ Moät töôøng chaén ñôn giaûn thöôøng coù 1 chieàu daøy khoâng ñoåi vaø do ñoù ñaëc

tröng vaät lieäu cuûa noù khoâng ñoåi doïc theo töôøng chaén. Nhöng töôøng coïc baûn khoâng coù 1

maët caét ngang khoâng ñoåi trong maët phaúng. PLAXIS chæ cho pheùp nhaäp vaøo 1 giaù trò beà

daøy töông ñöông, nhö vaäy noù seõ vi phaïm giaû thieát cô baûn cuûa caùc ñieàu kieän öùng suaát

phaúng vaø do ñoù caùc xaáp xæ naøy aûnh höôûng khi thöïc hieän phaân tích öùng suaát phaúng.

CCAAÁÁUU TTRRUUÙÙCC PPHHAAÀÀNN MMEEÀÀMM PPLLAAXXIISS

42

CHƢƠNG 3

TÍNH TOÁN CỤ THỂ CÔNG TRÌNH 2 TẦNG HẦM

SỬ DỤNG CỌC KHOAN NHỒI TIẾT DIỆN NHỎ

LÀM TƢỜNG VÂY VÀ CỌC D600 LÀM MÓNG

43

CHƢƠNG 3:

TÍNH TOÁN CỤ THỂ CÔNG TRÌNH 2 TẦNG HẦM SỬ DỤNG

CỌC KHOAN NHỒI TIẾT DIỆN NHỎ LÀM TƢỜNG VÂY

VÀ CỌC D600 LÀM MÓNG

3.1 Giới thiệu công trình:

Tên công trình: Cao ốc văn phòng – Thƣơng mại, căn hộ cao cấp Minh

Long

Địa điểm: 1006 Trƣờng Chinh - P.15 – Q.Tân Bình, Tp.HCM

Vị trí địa lý:

Công trình nằm trong khu vực trung tâm dân cư Quận Tân Bình, cách

UBND TP. HCM khoảng 15 phút đi xe máy.

- Hướng Tây Nam : Tiếp giáp với đất trống, một phần tiếp giáp với lối

vào từ đường Trường Chinh

- Hướng Đông Nam : Giáp đất thổ cư

- Hướng Tây Bắc : Giáp đất thổ cư

- Hướng Đông Bắc : Giáp đất thổ cư.

Khí hậu:

- Mực nước ngầm trung bình là 1,1m-1,7m tuỳ theo mùa, chất lượng nước nói

chung là nước ngọt có độ PH thấp.

- Lưu lượng mưa theo số liệu trạm Tân Sơn Nhất là :

44

Bảng3.1:Lượng mưa trung bình

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Tb

Năm

Lượng

mưa

TB

Mm

13,8 4,4 11,4 50,2 218,6 313,4 295,2 268,5 330,3 264,3 114,4 50,7 195,2

* Mùa mưa : tháng 5 đến tháng 10, gió Tây Nam

* Mùa khô : tháng 11 đến tháng 4, gió Đông Nam

- Gió, hướng gió và sức gió:

Bảng 3.2:Hướng gió và sức gió

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Hướng gió

khống chế

EN SE SE SE S SW SW W,WS W W N Nhân viên

Tốc độ m/s 2,5 2,8 3,2 3,2 2,7 3,1 3,2 3,3 2,9 2,5 2,3 2,3

- Hướng gió chủ đạo : Đông Nam và Tây Nam, vận tốc bình quân 2.5-3,3m/s.

- Một số thông số khác về khí hậu :

* Nhiệt dộ bình quân :270 C

* Nhiệt độ bình quân tháng cao nhất (tháng 4):290C

* Nhiệt độ bình quân tháng thấp nhất (tháng giêng):210C

45

* Độ ẩm bình quân : 79,5%

* Độ ẩm cao nhất (tháng 9):86,8%

* Độ ẩm thấp nhất (tháng 3):71,7%

Bảng 3.3 : Thời gian chiếu sáng

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Ngày 11.67 11,94 12,25 12,50 12,63 12,58 12,37 12,08 11,78 11,

59

11,59 11,

38

Bảng3.4: Bức xạ mặt trời – Kcal/cm2/tháng

Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

11,7 11,7 14,2 13,3 11,6 12,1 12,2 10,6 10,8 10,8 10,8 10,9

Hiện trạng xây dựng:

Khu đất xây dựng hiện là đất trống đã được san lấp, có cao độ tương đối bằng

phẳng, trung bình +1.81 m (so với cốt Quốc Gia).

Quy mô đầu tƣ :

- Tổng diện tích khu đất : S = 3.012,4 m2

- Tổng diện tích xây dựng : Sxd = 1.432 m2

- Tổng diện tích giao thông sân bãi: Sgt = 1.193 m2

- Mật độ xây dựng công trình : Kxd = Sxd / S = 47,54 %

- Mật độ đường giao thông: Kgt = Sgt / S = 39,60 %

Công trình 16 tầng : gồm 02 tầng hầm, 02 tầng thương mại và văn phòng, 14 tầng

chung cư, sân thượng.

46

Hình 3.1 : Mô hình kết cấu công trình

3.2. Số liệu địa chất:

Căn cứ vào kết quả khảo sát tại hiện trường và kết quả thí nghiệm trong phòng của Công

47

ty TNHH Xây dựng và Dịch vụ Môi trƣờng Miền Nam, địa tầng tại khu vực khảo sát có

thể được chia thành các lớp đất chính:

Lớp 1A: Xà bần san lấp

Lớp 1: Sét pha lẫn sỏi sạn laterit, nâu đỏ - nâu hồng, nửa cứng – cứng.

Lớp 2: Sét pha nặng, nâu đỏ - xám trắng, nửa cứng.

Lớp 3A: Sét, xám vàng – xám trắng, nửa cứng – cứng.

Lớp 3B: Sét pha nặng, xám trắng – nâu vàng, nửa cứng.

Lớp 3: Cát pha lẫn sỏi sạn thạch anh, nâu vàng – xám hồng, chặt vừa.

Lớp 4: Sét, nãu vàng – nâu hồng, nửa cứng – cứng.

Lớp 1:

Mô tả: Sét pha lẫn sỏi sạn laterit, nâu đỏ - nâu hồng, nửa cứng – cứng.

Thành phần hạt:

+ Hạt sạn : 30.7 %

+ Hạt cát : 33.8 %

+ Hạt bột : 13.0 %

+ Hạt sét : 22.5 %

Độ ẩm tự nhiên (W) : 19.24 %

Dung trọng tự nhiên () : 1.98 g/cm3

Dung trọng khô (K) : 1.66 g/cm3

Dung trọng đẩy nổi (đn) : 1.05 g/cm3

48

Tỷ trọng () : 2.74

Độ bão hòa (G) : 81 %

Độ rỗng (n) : 39 %

Hệ số rỗng (0) : 0.651

Giới hạn Atterberg:

+ Giới hạn chảy (WL) : 35.5 %

+ Giới hạn dẻo (WP) : 20.0 %

+ Chỉ số dẻo (IP) : 15.5 %

+ Độ sệt (B) : -0.05

Góc nội ma sát () : 16032‟ độ

Lực dính (C) : 0.275 kG/cm2

SPT : 14 – 35 Búa

Lớp 2:

Mô tả: Sét pha nặng, nâu đỏ - xám trắng, nửa cứng.


+ Hạt sạn : 8.7 %

+ Hạt cát : 52.1 %

+ Hạt bột : 17.7 %

+ Hạt sét : 21.5 %


49




Tỷ trọng () : 2.71


Độ rỗng (n) : 38 %

Hệ số rỗng (0) : 0.614




+ Chỉ số dẻo (IP) : 14.2 %

+ Độ sệt (B) : 0.11



SPT : 9 – 22 Búa

Lớp 3A:

Mô tả: Sét, xám vàng – xám trắng, nửa cứng – cứng.


+ Hạt sạn : - %

50

+ Hạt cát : 44.5 %

+ Hạt bột : 21.3 %

+ Hạt sét : 34.2 %





Tỷ trọng () : 2.73


Độ rỗng (n) : 38 %

Hệ số rỗng (0) : 0.615




+ Chỉ số dẻo (IP) : 18.4 %

+ Độ sệt (B) : 0.02



SPT : 18 – 31 Búa

51

Lớp 3B:

Mô tả: Sét pha nặng, xám trắng – nâu vàng, nửa cứng.


+ Hạt sạn : 1.4 %

+ Hạt cát : 55.8 %

+ Hạt bột : 21.1 %

+ Hạt sét : 21.7 %





Tỷ trọng () : 2.71


Độ rỗng (n) : 39 %

Hệ số rỗng (0) : 0.63




+ Chỉ số dẻo (IP) : 14.7 %

52

+ Độ sệt (B) : 0.13



SPT : 15 – 16 Búa

Lớp 3:

Mô tả: Cát pha lẫn sỏi sạn thạch anh, nâu vàng – xám hồng, chặt vừa.


+ Hạt sạn : 7.8 %

+ Hạt cát : 83.0 %

+ Hạt bột : 5.4 %

+ Hạt sét : 3.8 %





Tỷ trọng () : 2.66


Độ rỗng (n) : 35 %

Hệ số rỗng (0) : 0.539

53


+ Giới hạn chảy (WL) : NP %

+ Giới hạn dẻo (WP) : NP %

+ Chỉ số dẻo (IP) : - %

+ Độ sệt (B) : -



SPT : 11 – 47 Búa

Lớp 4:

Mô tả: Sét, nãu vàng – nâu hồng, nửa cứng – cứng.


+ Hạt sạn : - %

+ Hạt cát : 44.0 %

+ Hạt bột : 21.4 %

+ Hạt sét : 34.6 %





54

Tỷ trọng () : 2.75


Độ rỗng (n) : 37 %

Hệ số rỗng (0) : 0.596




+ Chỉ số dẻo (IP) : 19.8 %

+ Độ sệt (B) : -0.06



SPT : 46 – 49 Búa

BẢNG 3.5: BẢNG TÓM TẮT CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT

Chỉ tiêu

Lớp đất

1 2 3A 3B 3 4

Hạt sạn (%) 30.7 8.7 - 1.4 7.8 -

Hạt cát (%) 33.8 52.1 44.5 55.8 83.0 44.0

Hạt bột (%) 13.0 17.7 21.3 21.1 5.4 21.4

Hạt sét (%) 22.5 21.5 34.2 21.7 3.8 34.6

Độ ẩm tự nhiên, W (%) 19.24 18.97 19.52 16.69 16.61 17.83

55

Dung trọng tự nhiên,

(g/cm3)

1.98 2.00 2.03 1.99 2.02 2.03

Dung trọng khô, K

(g/cm3)

1.66 1.68 1.69 1.66 1.73 1.72

Dung trọng đẩy nổi, đn

(g/cm3)

1.05 1.06 1.07 1.05 1.08 1.09

Tỷ trọng, 2.74 2.71 2.73 2.71 2.66 2.75

Độ bão hòa, G (%) 81 84 87 85 82 82

Độ rỗng, n (%) 39 38 38 39 35 37

Hệ số rỗng, 0 0.651 0.614 0.615 0.630 0.539 0.596

Giới hạn chảy, WL (%) 35.5 31.6 37.6 32.5 NP 38.9

Giới hạn dẻo, WP (%) 20.0 17.4 19.2 17.8 NP 19.1

Chỉ số dẻo, IP (%) 15.5 14.2 18.4 14.7 - 19.8

Độ sệt, B -0.05 0.11 0.02 0.13 - -0.06

Góc nội ma sát, (độ) 16032‟ 15

042‟ 17

013‟ 15

004‟ 26

001‟ 17

029‟

Lực dính, C (kG/cm2) 0.275 0.250 0.328 0.280 0.067 0.365

SPT (búa) 14 - 35 9 - 22 18 - 31 15 - 16 11 - 47 46 - 49

3.3 Bài Toán 1: Sử dụng cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ làm tƣờng vây:

Công trình có 2 tầng hầm:

- Tầng hầm 2 cao 4m

56

- Tầng hầm 1 cao 3m.

Sử dụng cọc khoan nhồi D300, L=12,5m làm tường vây trong quá trình thi công đào tầng

hầm.

CUÏC KEÂ

BEÂTOÂNG TROØN

MAËT CAÉT 1-1

CHI TIEÁT COÏC NHOÀI CHAÉN ÑAÁT

Ñai xoaén

CAO ÑOÄ BEÂ TOÂNG ÑAÀU COÏC

CAO ÑOÄ MAËT ÑAÁT TÖÏ NHIEÂN

TREO LOÀNG SAÉT

Ñai xoaén

Hình 3.2 : Chi tiết cọc khoan nhồi

57

Tính toán nội lực trong cọc theo các phƣơng pháp:

3.3.1 Tính theo phƣơng pháp PLAXIS:

Bảng 3.6: Các số liệu cần thiết để khai báo trong phần mềm PLAXIS

LỚP γn(KN/m3) γnn(KN/m3) C(KN/m2) φ(độ) Eo µ β

Lớp 1 19,8 10,5 27,5 16,5 46,3 0,35 0,623

Lớp 2 20 10,6 25 15,75 45,13 0,35 0,623

Lớp 3 20,2 10,8 6,7 26 47,72 0,3 0,743

Lớp

3A

20,3 10,7 32,8 17,13 45,3 0,35 0,623

Lớp

3B

19,9 10,5 28 15 44,5 0,35 0,623

Lớp 4 20,3 10,9 36,5 17,5 50,92 0,25 0,833

Trong đó:

1

21

2

, được lấy như sau:

- Đất cát: 30,025,0

- Đất sét cứng: 30,02,0

- Đất sét pha: 37,033,0

- Đất sét dẻo: 45,038,0

Quá trình tính toán : gồm 5 giai đoạn được thể hiện như hình dưới đây:

58

LAØM COÏC

1ÑAØO ÑAÁT2

LAØM MOÙNG

3

CHOÁNG XIEÂN

4

ÑAØO ÑAÁT

5

Hình 3.3: Các giai đoạn tính toán của bài toán

Giai đoạn 1: Ép cọc khoan nhồi D300, L=12,5m làm tường vây

Giai đoạn 2: Tiến hành đào 8m hố đào, trừ phần đất phía trong chống xiên

Giai đoạn 3: Làm móng cọc ép D600

Giai đoạn 4: Chống xiên I 24a

Giai đoạn 5: Đào đất phía trong phần chống xiên

Hình 3.4: Hình dạng mẫu trong cửa sổ đầu vào

59

Kết quả tính toán:

Hình 3.5: Giai đoạn 1


60



61

Hình 3.9: Giai đoạn kết thúc

Hình 3.10: Ứng suất thực tế giai đoạn kết thúc

(Ứng suất chính)

62

Hình 3.11: Đồ thị thể hiện chuyển vị của tất cả các nút

Hình 3.12: Biểu đồ thể hiện màu sắc của giá trị chuyển vị

63

Hình 3.13: Biểu đồ lực cắt

Của cọc

Hình 3.14: Biểu đồ moment uốn

của cọc

Hình 3.15: Đường cong biến đổi tải trọng của cọc

64

Bảng 3.7: Một phần chuyển vị của bài toán

65

Bảng 3.8: Một phần giá trị ứng suất nền đất của bài toán

66

Bảng 3.9: Một phần giá trị nội lực của bài toán

67

3.3.2 Tính theo phƣơng pháp giải tích kết hợp với SAP 2000:

Tính áp lực đất tác dụng lên cọc khoan nhồi làm tường vây:

z

0

x

Hình 3.16: Sơ đồ tính áp lực đất

Hệ số áp lực đất chủ động: )2

45( 02 tgKa

Lớp 1: 558,0)2

5,1645()

245(

002102

1 tgtgKa

Lớp 2: 573,0)2

75,1545()

245(

002202

2 tgtgKa

Ứng suất do trọng lượng bản thân của đất gây ra:

iiz hz ..

Lớp 1: )/(4,593.8,19. 2

111 mKNhz

Lớp 2: )/(4,1595.204,59.. 2

22112 mKNhhz ++

68

Áp lực đất tác dụng lên tường chắn:

zax k .

Lớp 1: )/(15,334,59.558,0. 2

111 mKNk záx

Lớp 2: )/(34,914,159.573,0. 2

222 mKNk záx

x2

z

0

x1

3000

5000

Hình 3.17: Kết quả áp lực đất tác dụng lên cọc

Vì đào đất đến độ sâu 8m để làm tầng hầm nên áp lực đất tác dụng lên cọc khoan

nhồi làm tường vây chỉ có áp lực đất chủ động.

Còn đoạn cọc dài 4,5m ở các lớp đất phía dưới, ta thay áp lực của đất tác dụng lên

cọc bằng các lò xo có độ cứng tương ứng đặc trưng cho mỗi lớp đất.

Lớp 2: Sét pha, nửa cứng, IL = 0,11 => Hệ số nền K = 500(Tf/m4)

Lớp 3: Cát pha lẫn sỏi sạn, chặt vừa, e = 0,539 => hệ số nền K=800(Tf/m4)

Tiếp theo dùng phần mềm SAP 2000 để giải.

70

Hình 3.18: Biểu đồ moment của cọc

71

Hình 3.19: Biểu đồ lực cắt của cọc

72

3.4 Bài toán 2: Sử dụng cọc D600 làm móng:

Tính cho một cọc đơn có đường kính D = 600mm, chiều dài cọc L = 25m.

Cọc chịu tải trọng như sau:

H = 2,18(T)

Mx = 0,17(T.m)

My = 3,25(T.m)

Theo số liệu địa chất cọc dài 25m cắm xuống lớp đất 3 là lớp cát pha.

3.4.1 Tính cọc chịu tải trọng ngang theo TCXD 205: 1998:

Momen quán tính tiết diện ngang của cọc:

)(0108,012

6.06.0

12

. 433

mxhb

J

Độ cứng tiết diện ngang của cọc:

E.J = 3x107x0,018 = 32400(KN.m

2)

)(739.13)3.07.0(1000

1957501.065.03

KNxx

xxPng

- Chiều rộng qui ước bc của cọc: theo TCXD 205:1998, với

d = 0.6m<0.8m => bc = 1.5d+0.5m =1.5x0.6 +0.5= 1,4m

- Hệ số tỷ lệ: tra bảng 4.1/trang 243 sách Nền Móng ta được

K = 8000(KN/m4)

- Hệ số biến dạng: )(510,032400

4,18000. 155 m

x

EJ

bK c

bd

- Chiều dài cọc trong đất tính đổi:

73

le = bd . l = 0.510x25= 12,755 > 5: cọc dài hay cọc chịu uốn,ổn định theo phương ngang

được kiểm tra tại độ sâu: )(66604.1510.0

85.085.0mz

bd

( Trang 245 sách Nền Móng).

Các chuyển vị HH,HM,MH,MM của cọc ở cao trình mặt đất, do các ứng lực đơn vị

đặt cao trình này(trang 244 sách Nền Móng)

)(000106,0751.132400510.0

1

.

1

)(000192,0621.132400510.0

1

.

1

)/(000567,0441.232400510.0

1

.

1

11

0

1

202

303

KNmxx

CEJ

KNxx

BEJ

KNmxx

AEJ

bd

MM

bd

MH

bd

HH

( Tra bảng 4.2/trang 253 sách Nền Móng được:A0 =2.441; B0 =1.621; C0 =

1.751).

Moment uốn & lực cắt của cọc tại cao trình mặt đất(tính cho 1 cọc)

).(25,39

26,29

)(18,29

58,19

0

0

mKNn

MM

Tn

HH

c

tt

c

tt

Chuyển vị ngang y0 & góc xoay 0 tại cao trình mặt đất:

cmmxxMHy HMHH 9.10019,0000192,025,3000567,018,2.. 000 ++

radianxxMH MMMH 0008,0000106,025,3000192,018,2.. 000 ++

Áp lực tính toán Z(KN/m2), moment uốn MZ(KN.m) và lực cắt QZ(KN) trong các

tiết diện của cọc được tính theo các công thức sau:

74

404040

2

40

3

3

0

303030

2

13

0

12

0

1

0

10

.........

.......

..(

DHCMBEJAyEJQ

DH

CMBEJAyEJM

DEJ

HC

EJ

MBAyZ

K

bdbdbdZ

bd

bdbdZ

bdbdbd

e

bd

Z

++

++

++

Các giá trị A1,A3,A4,B1,B3,B4,C1,C3,C4,D1,D3,D4 tra trong bảng G3 của TCXD 205-1998(

bảng 4.3/trang 254 sách Nền Móng).Và ze chiều sâu tính đổi , ze = bd.z

Bảng 3.10: Bảng tính moment uốn Mz dọc thân cọc

Z Ze A3 B3 C3 D3 Mz

(T.m)

0 0 0 0 1 0 3,251

0,196 0,1 0 0 1 0,1 3,678

0,392 0,2 -0,001 0 1 0,2 4,088

0,588 0,3 -0,004 -0,001 1 0,3 4,480

0,784 0,4 -0,011 -0,002 1 0,4 4,810

0,980 0,5 -0,021 -0,005 0,999 0,5 5,114

1,176 0,6 -0,036 -0,011 0,998 0,6 5,377

1,372 0,7 -0,057 -0,02 0,996 0,699 5,577

1,568 0,8 -0,085 -0,034 0,992 0,799 5,728

1,764 0,9 -0,121 -0,055 0,985 0,897 5,823

1,960 1 -0,167 -0,083 0,975 0,994 5,836

2,156 1,1 -0,222 -0,122 0,96 1,09 5,826

2,352 1,2 -0,287 -0,173 0,938 1,183 5,775

75

2,548 1,3 -0,365 -0,238 0,907 1,273 5,654

2,744 1,4 -0,455 -0,319 0,866 1,358 5,493

2,940 1,5 -0,559 -0,42 0,811 1,437 5,294

3,136 1,6 -0,676 -0,543 0,739 1,507 5,074

3,332 1,7 -0,808 -0,691 0,646 1,566 4,819

3,528 1,8 -0,956 -0,867 0,53 1,612 4,536

3,724 1,9 -1,118 -1,074 0,385 1,64 4,254

3,920 2 -1,295 -1,314 0,207 1,646 3,951

4,116 2,1 -1,487 -1,59 -0,01 1,627 3,633

4,312 2,2 -1,693 -1,906 -0,271 1,575 3,316

4,508 2,3 -1,912 -2,263 -0,582 1,486 2,991

4,704 2,4 -2,141 -2,663 -0,949 1,352 2,678

4,900 2,5 -2,379 -3,109 -1,379 1,165 2,373

5,096 2,6 -2,621 -3,6 -1,877 0,917 2,091

5,292 2,7 -2,865 -4,137 -2,452 0,598 1,805

5,488 2,8 -3,103 -4,718 -3,108 0,197 1,554

5,684 2,9 -3,331 -5,34 -3,852 -0,295 1,303

5,880 3 -3,54 -6 -4,688 -0,891 1,086

6,076 3,1 -3,722 -6,69 -5,621 -1,603 0,860

6,272 3,2 -3,864 -7,403 -6,653 -2,443 0,684

6,468 3,3 -3,955 -8,127 -7,785 -3,424 0,520

76

6,664 3,4 -3,979 -8,847 -9,016 -4,557 0,386

6,860 3,5 -3,919 -9,544 -10,34 -5,854 0,277

7,056 3,6 -3,757 -10,196 -11,751 -7,325 0,175

7,252 3,7 -3,471 -10,776 -13,235 -8,979 0,093

7,448 3,8 -3,036 -11,252 -14,774 -10,821 0,055

7,644 3,9 -2,427 -11,585 -16,346 -12,854 0,021

7,840 4 -1,614 -11,731 -17,919 -15,075 0,024

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6

Mz (T.m)

z (m

)

Hình 3.20: Biểu đồ moment của cọc chịu tải trọng ngang

Bảng 3.11: Bảng tính lực cắt Qz dọc thân cọc

Z Ze A4 B4 C4 D4 Qz (T)

0 0 0 0g 0 1 1,3765

0,196 0,1 -0,005 0 0 1 1,351

0,392 0,2 -0,02 -0,003 0 1 1,286

0,588 0,3 -0,045 -0,009 -0,001 1 1,181

77

0,784 0,4 -0,08 -0,021 -0,003 1 1,048

0,980 0,5 -0,125 -0,042 -0,008 0,999 0,897

1,176 0,6 -0,18 -0,072 -0,016 0,997 0,727

1,372 0,7 -0,245 -0,114 -0,03 0,994 0,547

1,568 0,8 -0,32 -0,171 -0,051 0,989 0,368

1,764 0,9 -0,404 -0,243 -0,082 0,98 0,188

1,960 1 -0,499 -0,333 -0,125 0,967 0,008

2,156 1,1 -0,603 -0,443 -0,183 0,946 -0,163

2,352 1,2 -0,716 -0,575 -0,259 0,917 -0,319

2,548 1,3 -0,838 -0,73 -0,356 0,876 -0,465

2,744 1,4 -0,967 -0,91 -0,479 0,821 -0,591

2,940 1,5 -1,105 -1,116 -0,63 0,747 -0,713

3,136 1,6 -1,248 -1,35 -0,815 0,652 -0,810

3,332 1,7 -1,396 -1,613 -1,036 0,529 -0,890

3,528 1,8 -1,547 -1,906 -1,299 0,374 -0,951

3,724 1,9 -1,699 -2,227 -1,608 0,181 -1,004

3,920 2 -1,848 -2,578 -1,966 -0,057 -1,032

4,116 2,1 -1,992 -2,956 -2,379 -0,345 -1,052

4,312 2,2 -2,125 -3,36 -2,849 -0,692 -1,051

4,508 2,3 -2,243 -3,785 -3,379 -1,104 -1,041

4,704 2,4 -2,339 -4,228 -3,973 -1,592 -1,018

78

4,900 2,5 -2,407 -4,683 -4,632 -2,161 -0,984

5,096 2,6 -2,437 -5,14 -5,355 -2,821 -0,941

5,292 2,7 -2,42 -5,591 -6,143 -3,58 -0,890

5,488 2,8 -2,346 -6,023 -6,99 -4,445 -0,836

5,684 2,9 -2,2 -6,42 -7,892 -5,423 -0,772

5,880 3 -1,969 -6,765 -8,84 -6,52 -0,703

6,076 3,1 -1,638 -7,034 -9,822 -7,739 -0,640

6,272 3,2 -1,187 -7,204 -10,822 -9,082 -0,562

6,468 3,3 -0,599 -7,243 -11,819 -10,549 -0,491

6,664 3,4 0,147 -7,118 -12,78 -12,133 -0,419

6,860 3,5 1,074 -6,789 -13,692 -13,826 -0,345

7,056 3,6 2,205 -6,212 -14,496 -15,613 -0,271

7,252 3,7 3,563 -5,338 -15,151 -17,472 -0,199

7,448 3,8 5,173 -4,111 -15,601 -19,374 -0,133

7,644 3,9 7,059 -2,473 -15,779 -21,279 -0,061

7,840 4 9,244 -0,358 -15,61 -23,14 0,008

79

0

1

2

3

4

5

6

7

8

-2 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5

Q (T)

z (m

)

Hình 3.21: Biểu đồ lực cắt của cọcchịu tải trọng ngang

Bảng 3.12: Bảng tính ứng suất Z theo phương ngang của mặt bên của cọc

Z Ze A1 B1 C1 D1 sy

(T/m2)

0 0 1 0 0 0 0

0,196 0,1 1 0,1 0,005 0 0,173

0,392 0,2 1 0,2 0,02 0,001 0,317

0,588 0,3 1 0,3 0,045 0,004 0,433

0,784 0,4 1 0,4 0,08 0,011 0,524

0,980 0,5 1 0,5 0,125 0,021 0,590

1,176 0,6 0,999 0,6 0,18 0,036 0,634

1,372 0,7 0,999 0,7 0,245 0,057 0,659

1,568 0,8 0,997 0,799 0,32 0,085 0,665

1,764 0,9 0,995 0,899 0,405 0,121 0,655

1,960 1 0,992 0,997 0,499 0,167 0,634

80

2,156 1,1 0,987 1,095 0,604 0,222 0,600

2,352 1,2 0,979 1,192 0,718 0,288 0,554

2,548 1,3 0,969 1,287 0,841 0,365 0,503

2,744 1,4 0,955 1,379 0,974 0,456 0,448

2,940 1,5 0,937 1,468 1,115 0,56 0,390

3,136 1,6 0,913 1,553 1,264 0,678 0,328

3,332 1,7 0,882 1,633 1,421 0,812 0,265

3,528 1,8 0,843 1,706 1,584 0,961 0,202

3,724 1,9 0,795 1,77 1,752 1,126 0,143

3,920 2 0,735 1,823 1,924 1,308 0,086

4,116 2,1 0,662 1,863 2,098 1,506 0,030

4,312 2,2 0,575 1,887 2,272 1,72 -0,018

4,508 2,3 0,47 1,892 2,443 1,95 -0,065

4,704 2,4 0,347 1,874 2,609 2,195 -0,102

4,900 2,5 0,202 1,83 2,765 2,454 -0,137

5,096 2,6 0,033 1,755 2,907 2,724 -0,171

5,292 2,7 -0,162 1,643 3,03 3,003 -0,195

5,488 2,8 -0,385 1,49 3,128 3,288 -0,213

5,684 2,9 -0,64 1,29 3,196 3,574 -0,233

5,880 3 -0,928 1,037 3,225 3,858 -0,248

6,076 3,1 -1,251 0,723 3,207 4,133 -0,253

81

6,272 3,2 -1,612 0,343 3,132 4,392 -0,264

6,468 3,3 -2,011 -0,112 2,991 4,626 -0,265

6,664 3,4 -2,45 -0,648 2,772 4,826 -0,267

6,860 3,5 -2,928 -1,272 2,463 4,98 -0,264

7,056 3,6 -3,445 -1,991 2,05 5,075 -0,263

7,252 3,7 -4 -2,813 1,52 5,097 -0,256

7,448 3,8 -4,59 -3,742 0,857 5,029 -0,256

7,644 3,9 -5,21 -4,784 0,047 4,853 -0,249

7,840 4 -5,854 -5,941 -0,927 4,548 -0,245

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

-0,5 -0,3 -0,1 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5

z (T/m2)

z (m

)

Hình 3.22: Biểu đồ áp lực ngang của cọcchịu tải trọng ngang

3.4.2 Tính theo mô hình WINKLER (SAP 2000):

Ta thay các lớp đất bằng một lớp đất đồng nhất, ta lấy lớp đất 3. Sau đó ta thay lớp

đất xung quanh cọc bằng hệ số nền qui ước, tra bảng 4.1( Giá trị hệ số nền K ), trang 243

sách “Nền Móng” của CHÂU NGỌC ẨN ta được K = 800(Tf/m4).

Ta chia cọc thành 50 đoạn (mỗi đoạn 0,5m), và gắn lò xo tại vị trí các nút.

82

Độ cứng của lò xo được tính: Cz = K.z

Cz tuyến tính theo độ sâu z (z = 0 25m)

Hình 3.23: Mô hình cọc trong SAP 2000

83

Hình 3.24: Mô hình lò xo trong SAP 2000 Hình 3.25: Giá trị hệ số nền Cz

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN:

84

Hình 3.26: Biểu đồ lực cắt của cọc

85

Hình 3.27: Biểu đồ moment của cọc

86

3.4.3 Tính theo mô hình PLAXIS:

3.4.3.1 Trường hợp nền nhiều lớp:


87

Hình 3.29: Lưới biến dạng

Hình 3.30: Đồ thị thể hiện chuyển vị của tất cả các nút

Hình 3.31: Ứng suất thực tế giai đoạn kết thúc

88

Hình 3.32: Biểu đồ thể hiện màu sắc của giá trị chuyển vị

Hình 3.33: Kết quả chuyển vị của bài toán

89

Hình 3.34: Biểu đồ moment của cọc Hình 3.35: Biểu đồ lực cắt của cọc

3.4.3.2 Trường hợp lớp tương đương:

Theo đề xuất của TS. Nguyễn Ngọc Phúc thay thế nền nhiều lớp bằng lớp tương đương.

90

1

2

3

4

K1

K2

K3

K4E04

E03

E02

E01h1

h2

h3

h4

K

h

E0td= +

h1

E01

h2

E02+

h3

E03

h4

E04+

Ta có:

γtd = 2,20113153

113,20312,2052038,19

4321

44332211

+++

+++

+++

+++ xxxx

hhhh

hhhh (KN/m

3)

Ctd =

3,16113153

115,36317,652535,27

4321

44332211

+++

+++

+++

+++ xxxx

hhhh

hChChChC(KN/m

2)

φtd = 023113153

115,17312657,1535,16

4321

44332211

+++

+++

+++

+++ xxxx

hhhh

hhhh

11

92,50

31

72,47

5

13,45

3

3,46

504

4

3

3

2

2

1

1++++++

Etd

h

E

h

E

h

E

h

E

h

Etd

95,1013 Etd (KN/m2)

Ta nhập các số liệu trên vào Plaxis để tính nội lực cho cọc:

91


KẾT QUẢ TÍNH TOÁN:

Hình 3.37: Biểu đồ moment của cọc Hình 3.38: Biểu đồ lực cắt của cọc

92

PHẦN SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

Cọc móng:

Bảng 3.13: Bảng kết quả nội lực theo lời giải Broms

ZMmax

(m)

Zmmin

(m)

Mmax

(T.m)

Mmin

(T.m)

TCXD

205:1998 1,96 7,644 5,856 0,021

SAP 2000 0 3,865 3,55 0

Bảng 3.14: Bảng so sánh kết quả nội lực theo lời giải Broms

ZMmax/L

(m)

ZMmin/L

(m)

Mmax

(T.m)

Mmin

(T.m)

TCXD

205:1998 1/13 1/3 5,856 0,021

SAP

2000 0 1/7 3,55 0

Giá trị

7,8 % 50 % 40 % 2,1 %

Bảng 3.15: Bảng kết quả nội lực trong Plaxis

PLAXIS

ZMmax

(m)

Zmmin

(m)

Mmax

(T.m)

Mmin

(T.m)

Nền nhiều

lớp 0 3,3 3,719 0

93

Nền tƣơng

đƣơng 0 3 3,765 0

Bảng 3.16: Bảng so sánh kết quả nội lực trong Plaxis

PLAXIS

ZMmax/L

(m)

ZMmin/L

(m)

Mmax

(T.m)

Mmin

(T.m)

Nền

nhiều lớp 0 1/7 3,719 0

Nền

tƣơng

đƣơng

0 1/8 3,765 0

Giá trị

0 9 % 1,2 % 0

Cọc khoan nhồi làm tƣờng vây:

Bảng 3.17: Bảng kết quả nội lực

ZMmax

(m)

Zmmin

(m)

Mmax

(T.m)

Mmin

(T.m)

SAP 2000 8,1 11,4 9,66 0

PLAXIS 4,848 8,8 11,787 0

Bảng 3.18: Bảng so sánh kết quả nội lực

ZMmax/L

(m)

ZMmin/L

(m)

Mmax

(T.m)

Mmin

(T.m)

SAP 2/3 3/4 9,66 0

94

2000

PLAXIS 1/3 8/9 11,787 0

Giá trị

40 % 23 % 18 % 0

95

PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

KẾT LUẬN:

Kết luận cho trƣờng hợp cọc móng D600:

* Từ bảng so sánh (Bảng 3.14) ta đưa ra kết luận như sau:

Kết quả tính toán trên lời giải giải tích theo TCXD 205:1998 cho kết quả

nội lực lớn hơn so với SAP 2000.

* Từ bảng so sánh (Bảng 3.14) ta đưa ra kết luận như sau:

Kết quả tính toán trên lời giải theo mô hình PLAXIS đối với nền nhiều lớp

và nền tương đương cho kết quả nội lực chênh lệch rất nhỏ.

Kết luận cho trƣờng hợp cọc khoan nhồi làm tƣờng vây:

Từ bảng so sánh (Bảng 3.14) ta đưa ra kết luận như sau:

Kết quả tính toán trên lời giải theo mô hình SAP 2000 có kết quả nội lực trong kết

cấu lớn hơn lời giải theo mô hình PLAXIS.

KẾT LUẬN CHUNG:

Qua tính toán và so sánh kết quả 2 trường hợp trên, ta đưa ra kết luận như sau:

Việc tính toán cọc chịu tải trọng ngang theo mô hình PLAXIS cho kết quả

moment uốn cực đại gần đầu cọc nhất và phù hợp với kết quả mà TS.Châu Ngọc Ẩn đã

viết ở trang 236 trong [2]. Tác giả mô tả thí nghiệm cọc chịu tải ngang có đo đạc cẩn

thận với các đầu đo ứng suất biến dạng dọc bên mặt cọc. Kết quả cho thấy cọc chịu tải

ngang bị phá hoại dọc một đoạn cọc (ngàm trượt) khá gần với mặt đất, điều này cho thấy

cọc đứng chịu tải ngang có moment uốn cực đại nằm gần đầu cọc và phần gánh đỡ tải

ngang chủ yếu là do lớp đất trên mặt.

Vì vậy, khi tính toán cọc đứng chịu tải ngang nên sử dụng lời giải theo mô hình

PLAXIS.

96

KIẾN NGHỊ:

1. Các lời giải của Broms, TCXD 205:1998, mô hình SAP 2000, mô hình

PLAXIS… cho kết quả nội lực nguy hiểm trong cọc khi chịu H & M, nhưng

không cho kết quả nội lực khi cọc chịu đồng thời N, H, M.

2. Các lời giải trên không đánh giá sức chịu tải của cọc theo đất nền khi chịu đồng

thời N, H, M.

3. Bài toán chưa xét đến sự thay đổi các thông số độ bền của đất nền và của cọc

theo thời gian.

4. Bài toán chưa xét đến yếu tố đổi chiều của tải trọng tương ứng với sự làm việc

của công trình khi chịu các yếu tố thay đổi của tải trọng bên trên.

97

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Vũ Công Ngữ, GS & Nguyễn Thái, ThS, “Móng cọc Phân tích và thiết kế”, NXB

Khoa học và Kỹ thuật,Hà Nội, 2006.

[2] Châu Ngọc Ẩn, TS, “Nền Móng”, NXB Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh, 2005.

[3] Nguyễn Khánh Hùng, KS, “Tính nội lực cốt thép bằng Sap 2000”, NXB Thống Kê,

Hà Nội, 2006.

[4] Nguyễn Văn Quảng, GS.TSKH, “Nền móng và tầng hầm nhà cao tầng”, NXB Xây

Dựng, Hà Nội, 2008.

[5] TCXD 205:1998, “Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế”

[6] Nguyễn Văn Quảng, GS.TSKH, “Nền móng nhà cao tầng”, NXB Khoa học và kỹ

thuật, 2007.

[7] Nguyễn Bá Kế (chủ biên), PGS.TS, “Móng nhà cao tầng kinh nghiệm nước ngoài”,

NXB Xây dựng, Hà Nội, 2008.

[8] Nguyễn Văn Quảng, GS.TS, Nguyễn Hữu Kháng, KS, “Hướng dẫn đồ án Nền và

móng”, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2009.

[9] Trần Thanh Giám, Tạ Tiến Đạt, “Tính toán thiết kế công trình ngầm”, NXB Xây

dựng, 2002.

[10] Lê Văn Kiểm, “Hư hỏng sửa chữa gia cường nền móng”, NXB Đại học quốc gia

thành phố Hồ Chí Minh, 2001.

[11] Nguyễn Hữu Đẩu, TS, “Neo trong đất”, NXB Xây dựng, Hà Nội, 2001.

[12] Trần Văn Việt, “ Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật”, NXB Xây dựng, Hà Nội,

2004.

[13] http:// www.ketcau.com

[14] http:// www.diendanxaydung.vn

http://www.ketcau.com/

http://www.diendanxaydung.vn/

98

[15] http:// www.cauduongbkdn.com

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1: Kết quả nội lực cọc làm tƣờng vây(SAP 2000)

TABLE: Element Forces - Frames

Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 M3

Text m Text Text Ton Ton Ton Ton-m

1 0 DEAD LinStatic 0 0 0

1 1,5 DEAD LinStatic -0,2651 -1,2431 0,62156

1 3 DEAD LinStatic -0,5301 -4,9725 4,9725

2 0 DEAD LinStatic -0,5301 -4,9725 4,9725

2 2,5 DEAD LinStatic -0,9719 -16,897 30,79385

2 5 DEAD LinStatic -1,4137 -36,095 95,51833

4 0 DEAD LinStatic -1,4137 -5,2067 95,51833

4 0,1023 DEAD LinStatic -1,4318 -5,2067 96,05084

4 0,2046 DEAD LinStatic -1,4499 -5,2067 96,58334

5 0 DEAD LinStatic -1,4499 17,3137 96,58334

5 0,1023 DEAD LinStatic -1,4679 17,3137 94,81262

5 0,2046 DEAD LinStatic -1,486 17,3137 93,0419

6 0 DEAD LinStatic -1,486 32,781 93,0419

6 0,1023 DEAD LinStatic -1,5041 32,781 89,6893

6 0,2046 DEAD LinStatic -1,5222 32,781 86,3367

7 0 DEAD LinStatic -1,5222 42,4576 86,3367

7 0,1023 DEAD LinStatic -1,5402 42,4576 81,99444

http://www.cauduongbkdn.com/

99

7 0,2046 DEAD LinStatic -1,5583 42,4576 77,65218

8 0 DEAD LinStatic -1,5583 47,5125 77,65218

8 0,1023 DEAD LinStatic -1,5764 47,5125 72,79295

8 0,2046 DEAD LinStatic -1,5944 47,5125 67,93371

9 0 DEAD LinStatic -1,5944 48,9946 67,93371

9 0,1023 DEAD LinStatic -1,6125 48,9946 62,92291

9 0,2046 DEAD LinStatic -1,6306 48,9946 57,9121

10 0 DEAD LinStatic -1,6306 47,8197 57,9121

10 0,1023 DEAD LinStatic -1,6487 47,8197 53,02145

10 0,2046 DEAD LinStatic -1,6667 47,8197 48,1308

11 0 DEAD LinStatic -1,6667 44,7672 48,1308

11 0,1023 DEAD LinStatic -1,6848 44,7672 43,55233

11 0,2046 DEAD LinStatic -1,7029 44,7672 38,97386

12 0 DEAD LinStatic -1,7029 40,4836 38,97386

12 0,1023 DEAD LinStatic -1,721 40,4836 34,8335

12 0,2046 DEAD LinStatic -1,739 40,4836 30,69313

13 0 DEAD LinStatic -1,739 35,491 30,69313

13 0,1023 DEAD LinStatic -1,7571 35,491 27,06337

13 0,2046 DEAD LinStatic -1,7752 35,491 23,43361

14 0 DEAD LinStatic -1,7752 30,1999 23,43361

14 0,1023 DEAD LinStatic -1,7933 30,1999 20,34498

14 0,2046 DEAD LinStatic -1,8113 30,1999 17,25635

15 0 DEAD LinStatic -1,8113 24,9227 17,25635

15 0,1023 DEAD LinStatic -1,8294 24,9227 14,70743

100

15 0,2046 DEAD LinStatic -1,8475 24,9227 12,15852

16 0 DEAD LinStatic -1,8475 19,8886 12,15852

16 0,1023 DEAD LinStatic -1,8655 19,8886 10,12446

16 0,2046 DEAD LinStatic -1,8836 19,8886 8,0904

17 0 DEAD LinStatic -1,8836 15,2582 8,0904

17 0,1023 DEAD LinStatic -1,9017 15,2582 6,52991

17 0,2046 DEAD LinStatic -1,9198 15,2582 4,96941

18 0 DEAD LinStatic -1,9198 11,1377 4,96941

18 0,1023 DEAD LinStatic -1,9378 11,1377 3,83033

18 0,2046 DEAD LinStatic -1,9559 11,1377 2,69124

19 0 DEAD LinStatic -1,9559 7,5915 2,69124

19 0,1023 DEAD LinStatic -1,974 7,5915 1,91484

19 0,2046 DEAD LinStatic -1,9921 7,5915 1,13843

20 0 DEAD LinStatic -1,9921 4,6538 1,13843

20 0,1023 DEAD LinStatic -2,0101 4,6538 0,66248

20 0,2046 DEAD LinStatic -2,0282 4,6538 0,18653

21 0 DEAD LinStatic -2,0282 2,3379 0,18653

21 0,1023 DEAD LinStatic -2,0463 2,3379 -0,05258

21 0,2046 DEAD LinStatic -2,0643 2,3379 -0,29168

22 0 DEAD LinStatic -2,0643 0,6451 -0,29168

22 0,1023 DEAD LinStatic -2,0824 0,6451 -0,35766

22 0,2046 DEAD LinStatic -2,1005 0,6451 -0,42364

23 0 DEAD LinStatic -2,1005 -0,4296 -0,42364

23 0,1023 DEAD LinStatic -2,1186 -0,4296 -0,37969

101

23 0,2046 DEAD LinStatic -2,1366 -0,4296 -0,33575

24 0 DEAD LinStatic -2,1366 -0,8927 -0,33575

24 0,1023 DEAD LinStatic -2,1547 -0,8927 -0,24446

24 0,2046 DEAD LinStatic -2,1728 -0,8927 -0,15316

25 0 DEAD LinStatic -2,1728 -0,7488 -0,15316

25 0,1023 DEAD LinStatic -2,1909 -0,7488 -0,07658

25 0,2046 DEAD LinStatic -2,2089 -0,7488 6,825E-15

PHỤ LỤC 2: Kết quả nội lực cọc D600 làm móng(SAP 2000)

TABLE:

Element

Forces -

Frames

Frame Station OutputCase CaseType P V2 V3 M3

Text m Text Text Ton Ton Ton Ton-m

3 0 DEAD LinStatic 0 -2,18 -3,55

3 0,25 DEAD LinStatic -0,1767 -2,18 -3,005

3 0,5 DEAD LinStatic -0,3534 -2,18 -2,46

4 0 DEAD LinStatic -0,3534 -2,042 -2,46

4 0,25 DEAD LinStatic -0,5301 -2,042 -1,9495

4 0,5 DEAD LinStatic -0,7069 -2,042 -1,439

5 0 DEAD LinStatic -0,7069 -1,7954 -1,439

5 0,25 DEAD LinStatic -0,8836 -1,7954 -0,99014

5 0,5 DEAD LinStatic -1,0603 -1,7954 -0,54127

6 0 DEAD LinStatic -1,0603 -1,4765 -0,54127

102

6 0,25 DEAD LinStatic -1,237 -1,4765 -0,17215

6 0,5 DEAD LinStatic -1,4137 -1,4765 0,19697

7 0 DEAD LinStatic -1,4137 -1,1223 0,19697

7 0,25 DEAD LinStatic -1,5904 -1,1223 0,47755

7 0,5 DEAD LinStatic -1,7671 -1,1223 0,75814

8 0 DEAD LinStatic -1,7671 -0,7669 0,75814

8 0,25 DEAD LinStatic -1,9439 -0,7669 0,94986

8 0,5 DEAD LinStatic -2,1206 -0,7669 1,14159

9 0 DEAD LinStatic -2,1206 -0,4378 1,14159

9 0,25 DEAD LinStatic -2,2973 -0,4378 1,25104

9 0,5 DEAD LinStatic -2,474 -0,4378 1,36049

10 0 DEAD LinStatic -2,474 -0,1547 1,36049

10 0,25 DEAD LinStatic -2,6507 -0,1547 1,39917

10 0,5 DEAD LinStatic -2,8274 -0,1547 1,43785

11 0 DEAD LinStatic -2,8274 0,0708 1,43785

11 0,25 DEAD LinStatic -3,0041 0,0708 1,42016

11 0,5 DEAD LinStatic -3,1809 0,0708 1,40247

12 0 DEAD LinStatic -3,1809 0,2346 1,40247

12 0,25 DEAD LinStatic -3,3576 0,2346 1,34381

12 0,5 DEAD LinStatic -3,5343 0,2346 1,28516

13 0 DEAD LinStatic -3,5343 0,3391 1,28516

13 0,25 DEAD LinStatic -3,711 0,3391 1,20039

13 0,5 DEAD LinStatic -3,8877 0,3391 1,11562

14 0 DEAD LinStatic -3,8877 0,3909 1,11562

103

14 0,25 DEAD LinStatic -4,0644 0,3909 1,01789

14 0,5 DEAD LinStatic -4,2412 0,3909 0,92016

15 0 DEAD LinStatic -4,2412 0,3997 0,92016

15 0,25 DEAD LinStatic -4,4179 0,3997 0,82023

15 0,5 DEAD LinStatic -4,5946 0,3997 0,72029

16 0 DEAD LinStatic -4,5946 0,3764 0,72029

16 0,25 DEAD LinStatic -4,7713 0,3764 0,62618

16 0,5 DEAD LinStatic -4,948 0,3764 0,53207

17 0 DEAD LinStatic -4,948 0,3318 0,53207

17 0,25 DEAD LinStatic -5,1247 0,3318 0,44913

17 0,5 DEAD LinStatic -5,3014 0,3318 0,36619

18 0 DEAD LinStatic -5,3014 0,2754 0,36619

18 0,25 DEAD LinStatic -5,4782 0,2754 0,29734

18 0,5 DEAD LinStatic -5,6549 0,2754 0,22848

19 0 DEAD LinStatic -5,6549 0,2154 0,22848

19 0,25 DEAD LinStatic -5,8316 0,2154 0,17463

19 0,5 DEAD LinStatic -6,0083 0,2154 0,12078

20 0 DEAD LinStatic -6,0083 0,1578 0,12078

20 0,25 DEAD LinStatic -6,185 0,1578 0,08133

20 0,5 DEAD LinStatic -6,3617 0,1578 0,04189

21 0 DEAD LinStatic -6,3617 0,1066 0,04189

21 0,25 DEAD LinStatic -6,5384 0,1066 0,01523

21 0,5 DEAD LinStatic -6,7152 0,1066 -0,01142

22 0 DEAD LinStatic -6,7152 0,0642 -0,01142

104

22 0,25 DEAD LinStatic -6,8919 0,0642 -0,02746

22 0,5 DEAD LinStatic -7,0686 0,0642 -0,0435

23 0 DEAD LinStatic -7,0686 0,0312 -0,0435

23 0,25 DEAD LinStatic -7,2453 0,0312 -0,05131

23 0,5 DEAD LinStatic -7,422 0,0312 -0,05911

24 0 DEAD LinStatic -7,422 0,0075 -0,05911

24 0,25 DEAD LinStatic -7,5987 0,0075 -0,06099

24 0,5 DEAD LinStatic -7,7754 0,0075 -0,06286

25 0 DEAD LinStatic -7,7754 -0,0081 -0,06286

25 0,25 DEAD LinStatic -7,9522 -0,0081 -0,06084

25 0,5 DEAD LinStatic -8,1289 -0,0081 -0,05882

26 0 DEAD LinStatic -8,1289 -0,017 -0,05882

26 0,25 DEAD LinStatic -8,3056 -0,017 -0,05458

26 0,5 DEAD LinStatic -8,4823 -0,017 -0,05034

27 0 DEAD LinStatic -8,4823 -0,0207 -0,05034

27 0,25 DEAD LinStatic -8,659 -0,0207 -0,04516

27 0,5 DEAD LinStatic -8,8357 -0,0207 -0,03998

28 0 DEAD LinStatic -8,8357 -0,0209 -0,03998

28 0,25 DEAD LinStatic -9,0124 -0,0209 -0,03476

28 0,5 DEAD LinStatic -9,1892 -0,0209 -0,02954

29 0 DEAD LinStatic -9,1892 -0,0188 -0,02954

29 0,25 DEAD LinStatic -9,3659 -0,0188 -0,02483

29 0,5 DEAD LinStatic -9,5426 -0,0188 -0,02013

30 0 DEAD LinStatic -9,5426 -0,0155 -0,02013

105

30 0,25 DEAD LinStatic -9,7193 -0,0155 -0,01624

30 0,5 DEAD LinStatic -9,896 -0,0155 -0,01236

31 0 DEAD LinStatic -9,896 -0,0119 -0,01236

31 0,25 DEAD LinStatic -10,0727 -0,0119 -0,00939

31 0,5 DEAD LinStatic -10,2494 -0,0119 -0,00642

32 0 DEAD LinStatic -10,2494 -0,0084 -0,00642

32 0,25 DEAD LinStatic -10,4262 -0,0084 -0,00432

32 0,5 DEAD LinStatic -10,6029 -0,0084 -0,00223

33 0 DEAD LinStatic -10,6029 -0,0054 -0,00223

33 0,25 DEAD LinStatic -10,7796 -0,0054 -0,00088

33 0,5 DEAD LinStatic -10,9563 -0,0054 0,00046

34 0 DEAD LinStatic -10,9563 -0,003 0,00046

34 0,25 DEAD LinStatic -11,133 -0,003 0,00121

34 0,5 DEAD LinStatic -11,3097 -0,003 0,00195

35 0 DEAD LinStatic -11,3097 -0,0012 0,00195

35 0,25 DEAD LinStatic -11,4864 -0,0012 0,00227

35 0,5 DEAD LinStatic -11,6632 -0,0012 0,00258

36 0 DEAD LinStatic -11,6632 -9E-05 0,00258

36 0,25 DEAD LinStatic -11,8399 -9E-05 0,0026

36 0,5 DEAD LinStatic -12,0166 -9E-05 0,00262

37 0 DEAD LinStatic -12,0166 0,00059 0,00262

37 0,25 DEAD LinStatic -12,1933 0,00059 0,00248

37 0,5 DEAD LinStatic -12,37 0,00059 0,00233

38 0 DEAD LinStatic -12,37 0,00091 0,00233

106

38 0,25 DEAD LinStatic -12,5467 0,00091 0,0021

38 0,5 DEAD LinStatic -12,7235 0,00091 0,00187

39 0 DEAD LinStatic -12,7235 0,00099 0,00187

39 0,25 DEAD LinStatic -12,9002 0,00099 0,00163

39 0,5 DEAD LinStatic -13,0769 0,00099 0,00138

40 0 DEAD LinStatic -13,0769 0,0009 0,00138

40 0,25 DEAD LinStatic -13,2536 0,0009 0,00115

40 0,5 DEAD LinStatic -13,4303 0,0009 0,00093

41 0 DEAD LinStatic -13,4303 0,00074 0,00093

41 0,25 DEAD LinStatic -13,607 0,00074 0,00074

41 0,5 DEAD LinStatic -13,7837 0,00074 0,00056

42 0 DEAD LinStatic -13,7837 0,00056 0,00056

42 0,25 DEAD LinStatic -13,9605 0,00056 0,00042

42 0,5 DEAD LinStatic -14,1372 0,00056 0,00028

43 0 DEAD LinStatic -14,1372 0,00038 0,00028

43 0,25 DEAD LinStatic -14,3139 0,00038 0,00018

43 0,5 DEAD LinStatic -14,4906 0,00038 8,73E-05

44 0 DEAD LinStatic -14,4906 0,00023 8,73E-05

44 0,25 DEAD LinStatic -14,6673 0,00023 2,95E-05

44 0,5 DEAD LinStatic -14,844 0,00023 -2,84E-05

45 0 DEAD LinStatic -14,844 0,00012 -2,84E-05

45 0,25 DEAD LinStatic -15,0207 0,00012 -5,76E-05

45 0,5 DEAD LinStatic -15,1975 0,00012 -8,69E-05

46 0 DEAD LinStatic -15,1975 3,7E-05 -8,69E-05

107

46 0,25 DEAD LinStatic -15,3742 3,7E-05 -9,62E-05

46 0,5 DEAD LinStatic -15,5509 3,7E-05 -0,00011

47 0 DEAD LinStatic -15,5509 -1E-05 -0,00011

47 0,25 DEAD LinStatic -15,7276 -1E-05 -0,0001

47 0,5 DEAD LinStatic -15,9043 -1E-05 -9,88E-05

48 0 DEAD LinStatic -15,9043 -4E-05 -9,88E-05














52 0,5 DEAD LinStatic -17,6715 -2E-05 6,99E-20

PHỤ LỤC 3: Kết quả nội lực cọc làm tƣờng vây(PLAXIS)

Plate Element Node X Y N Q M

108

[m] [m] [kN/m] [kN/m] [kNm/m]

1 1 1349 0 50 23,79591 22,99371 0

coc 1342 0 49,25 16,99998 22,87217 17,10874

1341 0 48,5 10,4035 23,1706 34,45379

1340 0 47,75 1,92357 22,94439 51,74158

1339 0 47 -10,5227 21,24896 68,46266

2 1339 0 47 -8,66802 22,01775 68,46266

coc 1335 0 46,07609 -19,9524 16,9761 86,71895

1334 0 45,15217 -33,0583 8,079767 98,67509

1333 0 44,22826 -47,788 -5,30663 100,2703

1473 0 43,30435 -63,9439 -23,8185 87,26165

3 1473 0 43,30435 -64,104 -23,9489 87,26165

coc 1268 0 42,97826 -70,2866 -32,0812 78,15109

1267 0 42,65217 -76,6222 -41,0867 66,24411

1266 0 42,32609 -83,0783 -51,0148 51,249

1265 0 42 -89,6226 -61,9151 32,86813

4 1265 0 42 -67,7562 -56,8737 32,86813

coc 1251 0 40,75 -63,2239 -20,4706 -14,2034

1250 0 39,5 -49,6145 2,813306 -23,6957

1249 0 38,25 -31,1667 12,01489 -13,033

1255 0 37 -12,1186 6,171225 0

PHỤ LỤC 4: Kết quả nội lực cọc D600 làm móng- nền nhiều lớp(PLAXIS)

109



1 1 729 16 42

-

1,35464 -17,6099 37,19296

coc600 732 16 40,7109

-

12,6641 -12,6337 17,66615

731 16 39,4218

-

24,4989 -7,9798 4,531962

730 16 38,13269

-

34,6961 -4,29566 -3,32865

761 16 36,84359

-

41,0926 -2,22876 -7,28737

2 761 16 36,84359

-

42,3427 -2,08079 -7,28737

coc600 757 16 35,55449

-

49,8492 -0,79999 -9,0756

756 16 34,26539

-

56,5844 -0,00746 -9,56996

755 16 32,97628

-

62,6199 0,440778 -9,2427

819 16 31,68718

-

68,0273 0,688721 -8,50921

3 819 16 31,68718

-

68,0254 0,687044 -8,50921

coc600 815 16 30,39808

-

72,7921 0,767083 -7,56641

814 16 29,10897

-

76,8494 0,749063 -6,57049

110

813 16 27,81987

-

80,2264 0,589926 -5,69533

845 16 26,53077

-

82,9523 0,246618 -5,13178

4 845 16 26,53077

-

82,7804 0,041143 -5,13178

coc600 831 16 25,78077

-

84,1089 -0,224 -5,21135

830 16 25,03077 -85,184 -0,36499 -5,43459

829 16 24,28077

-

85,9474 -0,43288 -5,74069

835 16 23,53077 -86,341 -0,47876 -6,08057

5 835 16 23,53077

-

86,3656 -0,52816 -6,08057

coc600 780 16 22,66346

-

86,2699 -0,47007 -6,51524

779 16 21,79615

-

85,5076 -0,27921 -6,86267

778 16 20,92885

-

83,7779 0,14831 -6,93129

777 16 20,06154

-

80,7801 0,916368 -6,50195

6 777 16 20,06154

-

80,9097 1,570168 -6,50195

coc600 773 16 19,29615

-

76,4738 2,236803 -5,02159

772 16 18,53077

-

69,8438 2,461824 -3,18766

771 16 17,76538

-

61,1048 2,179669 -1,38156

111

803 16 17 -50,342 1,324773 1E-12

PHỤ LỤC 5: Kết quả nội lực cọc D600 làm móng- nền lớp tƣơng đƣơng(PLAXIS)



1 1 729 16 42

-

1,67009 -17,8481 37,64751

coc600 732 16 40,7109

-

13,0558 -13,4956 17,42398

731 16 39,4218

-

25,0545 -9,40621 2,777252

730 16 38,13269

-

35,4944 -6,06056 -7,15218

761 16 36,84359

-

42,2037 -3,93927 -13,4111

2 761 16 36,84359

-

43,4436 -3,82795 -13,4111

coc600 757 16 35,55449

-

51,2818 -2,33192 -17,3299

756 16 34,26539

-

58,3729 -1,21858 -19,5938

755 16 32,97628

-

64,7843 -0,39908 -20,5985

819 16 31,68718

-

70,5832 0,215432 -20,7046

3 819 16 31,68718 -70,596 0,212168 -20,7046

coc600 815 16 30,39808 -

0,660489 -20,1262

112

75,7456

814 16 29,10897

-

80,2616 0,992398 -19,054

813 16 27,81987

-

84,0693 1,240824 -17,6028

845 16 26,53077

-

87,0943 1,438696 -15,8743

4 845 16 26,53077

-

87,1007 1,438425 -15,8743

coc600 831 16 25,78077

-

88,4366 1,534889 -14,7591

830 16 25,03077

-

89,4292 1,623431 -13,5739

829 16 24,28077

-

90,0305 1,703969 -12,3254

835 16 23,53077

-

90,1925 1,776422 -11,02

5 835 16 23,53077

-

90,2335 1,780587 -11,02

coc600 780 16 22,66346

-

89,7668 1,845262 -9,44803

779 16 21,79615

-

88,4598 1,892534 -7,82338

778 16 20,92885

-

86,1583 1,905444 -6,17438

777 16 20,06154

-

82,7082 1,867035 -4,53384

6 777 16 20,06154

-

82,5746 1,874536 -4,53384

coc600 773 16 19,29615 -

1,764692 -3,14476

113

77,7654

772 16 18,53077 -70,98 1,594193 -1,84325

771 16 17,76538 -62,145 1,253738 -0,74719

803 16 17

-

51,1872 0,634029 6E-12

PHpẦN MỞ ĐẦUlaxis

Documents

Transcript of PHpẦN MỞ ĐẦUlaxis