Tài liệu Luận văn thạc sĩ xây dựng Tính toán cọc ngàm trong đá có xét đến khả năng chịu tải trọng ngang của các lớp đất bên trên

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ----------˜&™---------- TRẦN XUÂN TÂN TÍNH TOÁN CỌC NGÀM TRONG ĐÁ CÓ XÉT ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG CỦA CÁC LỚP ĐẤT BÊN TRÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ----------˜&™---------- TRẦN XUÂN TÂN KHÓA:2008-2011; LỚP:CH2008X1 TÍNH TOÁN CỌC NGÀM TRONG ĐÁ CÓ XÉT ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU TẢI TRỌNG NGANG CỦA CÁC LỚP ĐẤT BÊN TRÊN CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP Mà SỐ: 60.58.20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS. VƯƠNG VĂN THÀNH HÀ NỘI, 2011 LêI C¶M ¥N Lêi ®Çu tiªn, t«i xin ch©n thµnh c¶m ¬n Ban gi¸m hiÖu Tr­êng §¹i häc KiÕn tróc Hµ Néi, Khoa ®µo t¹o Sau ®¹i häc ®· dµnh nh÷ng ®iÒu kiÖn tèt nhÊt cho líp cao häc CH2008X1 cña chóng t«i trong qu¸ tr×nh häc tËp vµ nghiªn cøu t¹i tr­êng. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n c¸c thÇy c« Bé m«n §Þa kü thuËt vµ Bé m«n c«ng tr×nh ngÇm, n¬i ®· gióp t«i cã ®­îc kiÕn thøc rÊt quÝ vÒ c¬ ®Êt vµ nÒn mãng c«ng tr×nh. Xin göi lßng biÕt ¬n ch©n thµnh nhÊt ®Õn: TS. §oµn ThÕ T­êng, GS.TS. §ç Nh­ Tr¸ng, PGS.TS. NguyÔn §øc Ngu«n, TS. Nghiªm M¹nh HiÕn, TS. NguyÔn C«ng Giang, TS. NguyÔn V¨n Vi vµ còng nh­ c¸c thÇy c« gi¸o trong vµ ngoµi nhµ tr­êng, nh÷ng ng­êi ®· gióp ®ì t«i nhiÖt t×nh trong suèt qu¸ tr×nh t«i häc tËp vµ thùc hiÖn ®Ò tµi. §Æc biÖt, xin göi lêi biÕt ¬n s©u s¾c ®Õn ng­êi thÇy h­íng dÉn trùc tiÕp t«i lµ PGS.TS. V­¬ng V¨n Thµnh, ng­êi ®· tËn t×nh h­íng dÉn, gióp t«i cã thÓ hoµn thµnh ®­îc luËn v¨n tèt nghiÖp. Xin c¶m ¬n Ban gi¸m hiÖu Tr­êng Cao ®¼ng XD sè 3, Phßng §µo t¹o, cïng c¸c thÇy c« gi¸o trong nhµ tr­êng vµ c¸c ®ång nghiÖp ®· lu«n ®éng viªn vµ t¹o ®iÒu kiÖn cho t«i trong thêi gian theo häc vµ hoµn thµnh luËn v¨n. Vµ cuèi cïng, xin c¶m ¬n bè, mÑ cïng em t«i, gia ®×nh, hä hµng vµ c¸c b¹n h÷u ®· lu«n ®ång hµnh cïng t«i trªn mäi nÎo ®­êng cña cuéc ®êi, gióp t«i cã thªm nghÞ lùc ®Ó theo häc vµ hoµn thµnh luËn v¨n nµy. T¸c gi¶ MôC LôC Lêi c¶m ¬n Lêi cam ®oan Môc lôc Danh môc c¸c ký hiÖu Danh môc c¸c b¶ng, h×nh vÏ NéI DUNG Trang Më ®Çu 1 Ch­¬ng I: tæng quan vÒ mãng cäc chÞu t¶I ngang NGµM TRONG ®¸ 1.1 C¸c tr­êng hîp mãng cäc chÞu t¶i ngang ngµm trong ®¸ 4 1.2 Ph©n lo¹i cäc chÞu t¶i träng ngang ngµm trong ®¸ 7 1.2.1 Ph©n lo¹i theo liªn kÕt ®Çu cäc 7 a) Cäc cã ®Çu tù do 7 b) Cäc cã ®Çu ngµm tr­ît 8 c) Cäc cã ngµm c¸ch xa ®Ønh cäc 8 1.2.2 Ph©n lo¹i theo t¶i träng t¸c dông 8 a) Cäc chÞu t¶i träng tÜnh 8 b) Cäc chÞu t¶i träng ®éng 8 1.3 øng xö cña cäc ®¬n khi chÞu t¶i träng ngang cã mòi cäc 8 ngµm trong ®¸ 1.3.1 Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch theo ph¶n lùc nÒn 10 1.3.2 Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch theo m« h×nh ®µn håi liªn tôc 12 1.3.3 Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch cã kÓ tíi sù kh«ng liªn tôc cña ®¸ 15 1.4 Mét sè ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh gi¸ trÞ modun cña ®¸ 17 1.4.1 Ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp 17 a) ThÝ nghiÖm ®o ®é gi·n në 19 b) ThÝ nghiÖm kÝch trong læ khoan 21 c) ThÝ nghiÖm bµn nÐn 22 d) ThÝ nghiÖm kÝch d¹ng tÊm 24 1.4.2 Ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp 24 a) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Em víi chØ sè chÊt l­îng ®¸ RQD 27 b) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Em víi sè ®iÓm RMR hoÆc GSI 30 c) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Em víi chØ sè chÊt l­îng ®¸ Q 30 d) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Em víi ®é bÒn nÐn cña ®¸ 30 nguyªn d¹ng σc Ch­¬ng II: C¸c ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i ngang cña cäc ngµm trong ®¸ 2.1 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngang cña cäc ngµm trong ®¸ 33 2.1.1 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngang cña b¶n th©n kÕt cÊu cäc 33 2.1.2 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngang cña hèc ®¸ khi cäc 35 ngµm trong ®¸ 2.2 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc tuyÕn tÝnh theo c¸ch tiÕp 40 cËn cña Randolph (1981) vµ Carter and Kulhawy (1992) 2.3 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc phi tuyÕn 44 2.3.1 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc phi tuyÕn – øng xö 44 ®µn håi cña ®Êt vµ ®¸ 2.3.2 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc phi tuyÕn – øng xö ®µn dÎo cña ®Êt vµ ®¸ 48 2.4 æn ®Þnh cña cäc ngµm trong ®¸ khi chÞu t¶i träng ngang 51 2.4.1 HiÖn t­îng tr­ît ph¼ng 52 2.4.2 HiÖn t­îng nªm tr­ît 54 2.4.3 HiÖn t­îng lËt ®æ ®Ønh 54 2.4.4 HiÖn t­îng ph¸ hñy d¹ng cung trßn 54 Ch­¬ng III: c¸c VÝ dô tÝnh to¸n 3.1 Ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n 55 3.2 KÕt qu¶ ¸p dông ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n 57 3.2.1 Bµi to¸n BT1a 57 3.2.2 Bµi to¸n BT1b 59 3.2.3 Bµi to¸n BT1c 61 3.2.4 Bµi to¸n BT1d 63 3.2.5 Bµi to¸n BT2a 64 3.2.6 Bµi to¸n BT2b 66 3.2.7 Bµi to¸n BT2c 67 3.2.8 Bµi to¸n BT2d 69 KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ KÕt luËn 74 KiÕn nghÞ 76 Tµi liÖu tham kh¶o 77 DANH MôC C¸C Ký HIÖU CH¦¥NG i: tæng quan vÒ mãng cäc chÞu t¶I ngang NGµM TRONG ®¸ 1.2.1 Ph©n lo¹i theo liªn kÕt ®Çu cäc y = chuyÓn vÞ ngang cña ®Çu cäc L: chiÒu dµi cäc EI: ®é cøng cña cäc Pt : t¶i ngang ®Çu cäc 1.3.1 Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch theo ph¶n lùc nÒn EI = ®é cøng uèn cña cäc y = chuyÓn vÞ ngang cña cäc t¹i ®é s©u z Pz : t¶i däc lªn cäc p: ph¶n lùc ngang ®¬n vÞ ph©n bè trªn cäc w: t¶i ph©n bè theo chiÒu dµi lªn cäc 1.4.1 Ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp a) ThÝ nghiÖm ®o ®é gi·n në νm : hÖ sè Poisson cña ®¸ d: ®­êng kÝnh cña læ khoan thÝ nghiÖm ∆d: biÕn d¹ng h­íng t©m ®o ®­îc ∆p: sè gia ¸p lùc thay ®æi lªn mÆt læ khoan kS: ®é cøng thñy lùc kT = D/C: ®é cøng tæng thÓ cña hÖ thèng céng víi khèi l­îng ®Êt ®¸ ∆ncorr: sè vßng hiÖu chØnh L : ®é dµi cña mµng ¸p lùc ρ : h»ng sè b¬m (thÓ tÝch di dêi mçi l­ît b¬m) km : ®é cøng cña ®¸ ri & ro : b¸n kÝnh trong vµ ngoµi cña èng trô ®­îc hiÖu chØnh pi,corr : ¸p lùc hiÖu chØnh pi : ¸p lùc biÓu kiÕn n : sè vßng ®Ó ®¹t ®­îc pi mp : ®é dèc cña ®­êng cong ¸p lùc-®é gi·n trong kh«ng khÝ (MPa/turn) Em = Modun biÕn d¹ng cña ®¸ Gm = Modun biÕn d¹ng khi c¾t cña ®¸ Em = Modun biÕn d¹ng cña ®¸ GC = Modun biÕn d¹ng khi c¾t cña ®¸ ®­îc hiÖu chØnh νC : hÖ sè Poisson cña ®¸ ®­îc hiÖu chØnh b) ThÝ nghiÖm kÝch trong lç khoan Ecalc = Modun biÕn d¹ng tÝnh to¸n 0,86: hÖ sè khi kÓ ®Õn hiÖu øng 3 chiÒu 0,93: hÖ sè khi kÓ ®Õn hiÖu qu¶ thñy lùc d: ®­êng kÝnh læ khoan ∆d: sù thay ®æi ®­êng kÝnh lç khoan ∆Qh: ®é t¨ng cña dßng ¸p lùc thñy lùc T*: hÖ sè phô thuéc vµo hÖ sè poisson cña ®¸ (νm) c) ThÝ nghiÖm bµn nÐn Em = Modun biÕn d¹ng cña ®¸ δz : chuyÓn vÞ ®o ®­îc t¹i ®é s©u z tÝnh tõ mÆt d­íi cña tÊm nÐn p : ¸p suÊt t¸c dông lªn tÊm νm : hÖ sè poisson cña ®¸ R : b¸n kÝnh ngoµi cña tÊm r : b¸n kÝnh cña lç trung t©m tÊm (®Æt thiÕt bÞ ®o) C: h»ng sè d) ThÝ nghiÖm kÝch d¹ng tÊm Em = Modun biÕn d¹ng cña ®¸ p : ¸p lùc t¸c dông 2c : chiÒu dµi kÝch y : kho¶ng c¸ch tõ kÝch trung t©m ®Õn mçi cäc ®o 2∆y: kho¶ng c¸ch do ®Çu ghim ®o xª dÞch νm : hÖ sè poisson cña ®¸ 1.4.2. Ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp a) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Em víi chØ sè chÊt l­îng ®¸ RQD RQD = chØ sè chÊt l­îng ®¸ αE = yÕu tè suy gi¶m b) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Em víi sè ®iÓm RMR hoÆc GSI RMR = thang ®iÓm ®¸nh gi¸ chÊt l­îng ®¸ GSI = thang ®iÓm ®¸nh gi¸ chÊt l­îng ®¸ Q = HÖ thang ®iÓm ®¸nh gi¸ chÊt l­îng ®¸ d) Ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh Em víi ®é bÒn nÐn cña ®¸ nguyªn d¹ng σc σc = ®é bÒn nÐn cña ®¸ nguyªn d¹ng CH¦¥NG ii: C¸c ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i ngang cña cäc ngµm trong ®¸ 2.1.1 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngang cña b¶n th©n kÕt cÊu cäc δV = ®é lÖch do lùc c¾t; δM = ®é lÖch do moment θV = gãc xoay do lùc c¾t θM = gãc xoay do moment LδV = chiÒu dµi cét t­¬ng ®­¬ng tÝnh theo chuyÓn vÞ vµ lùc ngang LθM = chiÒu dµi cét t­¬ng ®­¬ng tÝnh theo gãc xoay vµ moment uèn LθV = chiÒu dµi cét t­¬ng ®­¬ng tÝnh theo gãc xoay vµ lùc ngang LδM = chiÒu dµi cét t­¬ng ®­¬ng tÝnh theo chuyÓn vÞ vµ moment uèn 2.1.2 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngang cña hèc ®¸ khi cäc ngµm trong ®¸ Hult = lùc ngang giíi h¹n τmax : søc kh¸ng c¾t lín nhÊt däc mÆt bªn cäc pL: øng suÊt giíi h¹n më réng trªn däc thµnh cäc σhi : øng suÊt ngang t¹i hiÖn tr­êng νm : hÖ sè poisson ϕm : gãc ma s¸t cm : lùc dÝnh ψm : gãc në Gm : modun khi c¾t cña ®¸ pult = søc kh¸ng giíi h¹n σc : c­êng ®é chÞu nÐn mét trôc cña ®¸ nguyªn d¹ng γ' : träng l­îng cã hiÖu cña ®¸ z : lµ ®é s©u ®iÓm kh¶o s¸t trong ®¸ 2.2 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc tuyÕn tÝnh theo c¸ch tiÕp cËn cña Randolph (1981) vµ Carter and Kulhawy (1992) Ee = modun ®µn håi Young's cña cäc G* = modun khi c¾t danh ®Þnh cña ®¸ Gm = modun khi c¾t cña ®¸ νm = hÖ sè poisson cña ®¸ u = chuyÓn vÞ ngang ®Çu cäc θ = gãc xoay ®Çu cäc LS : chiÒu dµy líp ®Êt su : c­êng ®é c¾t kh«ng tho¸t n­íc cña ®Êt Ho : lùc c¾t t¹i O Mo : moment uèn t¹i O γ' = träng l­îng ®¬n vÞ h÷u hiÖu cña ®Êt KP = hÖ sè ¸p lùc bÞ ®éng cña ®Êt theo Rankine 2.3.1 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc phi tuyÕn - øng xö ®µn håi cña ®Êt vµ ®¸ us = chuyÓn vÞ tæng hîp u cña cäc trong ®Êt um = chuyÓn vÞ tæng hîp u cña cäc trong ®¸ DANH MôC C¸C B¶NG & H×NH MINH HäA CH¦¥NG i: tæng quan vÒ mãng cäc chÞu t¶I ngang NGµM TRONG ®¸ 1.1 C¸c tr­êng hîp mãng cäc chÞu t¶i ngang ngµm trong ®¸ H×nh 1.1 - Cäc cã mòi c¾m trong ®¸ [9] H×nh 1.2 - S¬ ®å ph©n lo¹i mãng s©u [13] H×nh 1.3 - Cäc chñ ®éng chÞu lùc ngang bëi d©y neo [10] H×nh 1.4 - Cäc bÞ ®éng chÞu lùc ngang bëi ¸p lùc ®Êt [10] H×nh 1.5 - Cäc bÞ ®éng chÞu lùc ngang bëi kÕt cÊu bªn trªn vµ ¸p lùc ®Êt [10] 1.2 Ph©n lo¹i cäc chÞu t¶i träng ngang ngµm trong ®¸ H×nh 1.6.a, b, c. S¬ ®å ph©n lo¹i theo liªn kÕt ®Çu cäc [10] 1.3.1 Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch theo ph¶n lùc nÒn H×nh 1.7-M« h×nh phÇn tö cäc ph©n tÝch theo (Hetenyi 1946) [10] H×nh 1.8-M« h×nh ph¶n lùc nÒn theo (Reese 1984) [12] 1.3.3 Ph­¬ng ph¸p ph©n tÝch cã kÓ tíi sù kh«ng liªn tôc cña ®¸ H×nh 1.9-M« h×nh tr­ît cña c¸c khèi ®¸ khi chÞu t¶i ngang víi c¸c nªm tr­ît [9] 1.4.1 Ph­¬ng ph¸p trùc tiÕp H×nh 1.10-§­êng cong ¸p lùc-gi·n në [9] H×nh 1.11-ThÝ nghiÖm kÝch trong lç khoan, Heuze (1984) [9] H×nh 1.12-§­êng cong Ecalc vµ Em [9] H×nh 1.14-S¬ ®å thÝ nghiÖm víi tÊm nÐn trßn [9] H×nh 1.16-S¬ ®å kÝch ®o d¹ng tÊm ph¼ng [9] B¶ng 1.1-C¸c ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm trong phßng ®èi víi ®¸ [9] B¶ng 1.2-C¸c ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm hiÖn tr­êng ®èi víi ®¸ [9] B¶ng 1.3-C¸c gi¸ trÞ cña T* øng víi νm (Hueze, 1984) [9] 1.4.2 Ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp H×nh 1.17-Quan hÖ øng suÊt - biÕn d¹ng trong thÝ nghiÖm hiÖn tr­êng [9] H×nh 1.18- Quan hÖ gi÷a RQD vµ tØ lÖ Em/Er [9] H×nh 1.19-Quan hÖ cña RQD vµ tØ lÖ Em/Er [9] B¶ng 1.4-C¸c gi¸ trÞ RQD øng víi chÊt l­îng ®¸ [9] B¶ng 1.5-C¸c gi¸ trÞ RMR øng víi c¸c ®Æc tr­ng cña ®¸ [9] B¶ng 1.6-Gi¸ trÞ GSI ®èi víi c¸c lo¹i ®¸ [9] B¶ng 1.7-Gi¸ trÞ Q ®èi víi c¸c lo¹i ®¸ [9] Ch­¬ng II: C¸c ph­¬ng ph¸p x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i ngang cña cäc ngµm trong ®¸ 2.1 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i ngang cña cäc ngµm trong ®¸ B¶ng 2.1-C¸c gi¸ trÞ mi (Hoek & Brown,1997) [9] H×nh 2.1-S¬ ®å ph©n tÝch kÕt cÊu cäc vÒ chiÒu dµi ngµm [12] H×nh 2.2-S¬ ®å truyÒn ¸p lùc ®Êt lªn cäc trong ®¸ [9] H×nh 2.3-S¬ ®å truyÒn t¶i lªn cäc theo Zhang [9] H×nh 2.4-Søc kh¸ng PL cña ®¸ vµ tr¹ng th¸i øng suÊt t­¬ng øng [9] 2.2 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc tuyÕn tÝnh theo c¸ch tiÕp cËn cña Randolph (1981) vµ Carter and Kulhawy (1992) H×nh 2.5 (a)-S¬ ®å tÝnh to¸n cäc trong ®¸ theo Randolph vµ (b) cho cäc trong ®¸ cã líp ®Êt bªn trªn [9] H×nh 2.6 (a)-S¬ ®å biÕn d¹ng cña cäc thùc; (b)-Ph¶n lùc ®Êt vµ bµi to¸n t­¬ng ®­¬ng tõ s¬ ®å (a) [9] H×nh 2.7-S¬ ®å cäc c¾m qua líp ®Êt cã ¸p lùc vµ chiÒu s©u LS [9] H×nh 2.8-S¬ ®å cäc c¾m qua líp ®Êt cã ¸p lùc vµ chiÒu s©u LS [9] 2.3.1 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc phi tuyÕn – øng xö ®µn håi cña ®Êt vµ ®¸ H×nh 2.9-S¬ ®å cäc-modun t¨ng tuyÕn tÝnh vµ hÖ trôc täa ®é cùc [9] 2.3.2 Ph­¬ng ph¸p gÇn ®óng liªn tôc phi tuyÕn – øng xö ®µn dÎo cña ®Êt vµ ®¸ H×nh 2.10-S¬ ®å tÝnh kÓ tíi vïng dÎo trong ®Êt/®¸ [9] 2.4 æn ®Þnh cña cäc ngµm trong ®¸ khi chÞu t¶i träng ngang H×nh 2.11 a, b, c & d - C¸c d¹ng mÊt æn ®Þnh cña cäc ngµm trong ®¸ [9] H×nh 2.12a, b - MÆt tr­ît ph¼ng [9] H×nh 2.13-X¸c ®Þnh Wi vµ Ri theo Einstein [9] Ch­¬ng III: c¸c VÝ dô tÝnh to¸n 3.1 Ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n B¶ng 3.1-M« t¶ c¸c d¹ng bµi to¸n ®­îc ph©n tÝch H×nh 3.1 – C¸c s¬ ®å tÝnh to¸n cho BT1a, BT1b, BT1c & BT1d H×nh 3.2 – C¸c s¬ ®å tÝnh to¸n cho BT2a, BT2b, BT2c & BT2d 3.2 KÕt qu¶ ¸p dông ph­¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n B¶ng 3.2-Tæng hîp c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n H×nh 3.3 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®Êt vµ moment uèn cña cäc H×nh 3.4 - BiÓu ®å lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ ngang cña cäc H×nh 3.5 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®Êt vµ moment uèn cña cäc H×nh 3.6 - BiÓu ®å lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ ngang cña cäc H×nh 3.7 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®¸ vµ moment uèn cña cäc H×nh 3.8 - BiÓu ®å lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ ngang cña cäc H×nh 3.9 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®¸ vµ moment uèn cña cäc H×nh 3.10 - BiÓu ®å lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ ngang cña cäc H×nh 3.11 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®Êt vµ moment uèn cña cäc H×nh 3.12 - BiÓu ®å lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ ngang cña cäc H×nh 3.13 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®Êt vµ moment uèn cña cäc H×nh 3.14 - BiÓu ®å lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ ngang cña cäc H×nh 3.15 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®¸ H×nh 3.16 - BiÓu ®å Moment uèn, lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ cña cäc H×nh 3.17 - BiÓu ®å øng suÊt ngang cã hiÖu trong ®¸ H×nh 3.18 - BiÓu ®å Moment uèn, lùc c¾t vµ chuyÓn vÞ cña cäc Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan luËn v¨n “TÝnh to¸n cäc ngµm trong ®¸ cã xÐt ®Õn kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng ngang cña c¸c líp ®Êt bªn trªn” lµ kÕt qu¶ nghiªn cøu cña riªng t«i. Néi dung luËn v¨n cã tham kh¶o tõ c¸c tµi liÖu theo danh môc tµi liÖu tham kh¶o cña luËn v¨n. T¸c gi¶ luËn v¨n TrÇn Xu©n T©n 1 Më §ÇU TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi: - Víi sù biÕn ®æi kh«ng ngõng cña khÝ hËu toµn thÕ giíi theo h­íng tiªu cùc, c¸c quèc gia nh­ ViÖt Nam víi bê biÓn tr¶i dµi ®· chÞu ¶nh h­ëng lín cña sù thay ®æi nµy. Trong ®ã hiÖn t­îng ®éng ®Êt lµ biÓu hiÖn s©u ®Ëm nhÊt, g©y ra nh÷ng tµn ph¸ kinh hoµng nhÊt ®èi víi con ng­êi vµ b¶n th©n c¸c kÕt cÊu x©y dùng nãi chung. - §Ó cã thÓ kh¸ng l¹i nh÷ng lùc ngang lín vÝ dô nh­ lùc ®éng ®Êt t¸c dông vµo c«ng tr×nh x©y dùng cã sö dông mãng cäc trong tiªu chuÈn thiÕt kÕ th­êng khuyÕn c¸o nªn h¹ mòi cäc vµo líp ®Êt c¸t th« vµ chÆt hoÆc nªn c¾m s©u vµo tÇng ®¸ gèc. - C«ng t¸c kh¶o s¸t, thiÕt kÕ vµ thi c«ng cäc nhåi cã kinh phÝ lín. Vµ thùc sù tèn kÐm h¬n nÕu mòi cäc sÏ h¹ vµo trong ®¸. - C¸c c«ng tr×nh cã t¶i träng lín ë khu vùc Trung vµ Nam Trung Bé ngµy cµng nhiÒu trong khi ®iÒu kiÖn nÒn ®Êt mµ c¸c c«ng tr×nh nµy hay gÆp chñ yÕu lµ c¸t, sÐt vµ ®¸ gèc n»m ë ®é s©u 40 – 60 mÐt. Víi t¶i träng lín nªn tr­êng hîp cäc ®­îc c¾m s©u vµo ®¸ lµ rÊt hay gÆp trong thiÕt kÕ. - Qua ph©n tÝch sù lµm viÖc cña cäc ngµm trong ®¸ cã kÓ ®Õn søc chÞu t¶i cña c¸c líp ®Êt bªn trªn khi chÞu t¶i ngang sÏ gióp cho chóng ta ®¸nh gi¸ ®­îc øng xö cña cäc ë tr¹ng th¸i tÜnh. Vµ gãp phÇn vµo viÖc ®¸nh gi¸ còng nh­ nªu c¸c kiÕn nghÞ phï hîp cho c«ng t¸c thiÕt kÕ lùa chän chiÒu s©u cäc hîp lÝ h¬n. Môc ®Ých nghiªn cøu, nhiÖm vô nghiªn cøu: Môc ®Ých: 2 - §¸nh gi¸ ®­îc kh¶ n¨ng chÞu t¶i träng ngang cña cäc nhåi ngµm vµo ®¸ khi kÓ ®Õn søc chÞu t¶i ngang cña c¸c líp ®Êt bªn trªn. - X¸c ®Þnh néi lùc vµ chuyÓn vÞ cña cäc nhåi ngµm vµo ®¸ khi cã kÓ ®Õn søc chÞu t¶i ngang cña c¸c líp ®Êt bªn trªn. NhiÖm vô: - Nghiªn cøu ¸p dông c¸c lÝ thuyÕt vÒ tÝnh to¸n cäc chÞu t¶i träng ngang khi mòi cäc ngµm trong ®¸. - ¸p dông ch­¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®Ó m« pháng vµ ph©n tÝch bµi to¸n cäc nÒn cïng ®ång thêi lµm viÖc. §èi t­îng vµ ph¹m vi nghiªn cøu: - §èi t­îng nghiªn cøu lµ c¸c c«ng tr×nh x©y dùng cã kÕt cÊu mãng cäc ngµm trong ®¸. - Ph¹m vi nghiªn cøu lµ c¸c c¬ së khoa häc cña c¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n cäc chÞu t¶i ngang ngµm trong ®¸ vµ c¸c øng dông trong ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ nh»m ®­a ra c¸i nh×n tæng qu¸t cho vÊn ®Ò cÇn nghiªn cøu. Néi dung nghiªn cøu: - Ph©n tÝch cäc ngµm trong ®¸ chÞu t¶i träng ngang cã kÓ ®Õn ¶nh h­ëng cña c¸c líp ®Êt bªn trªn. H­íng kÕt qu¶ nghiªn cøu: - Ph©n tÝch c¸c øng xö cña cäc ngµm trong ®¸ khi chÞu t¶i ngang cã xÐt tíi c¸c líp ®Êt bªn trªn. - Trong mãng cäc chÞu t¶i ngang ngµm trong ®¸ nªn kÓ ®Õn kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña c¸c líp ®Êt bªn trªn ®Ó kh«ng ph¶i khoan s©u vµo trong ®¸, tr¸nh l·ng phÝ. 3 ý nghÜa khoa häc vµ tÝnh thùc tiÔn cña ®Ò tµi: - §­a ra tæng quan vÒ tÝnh to¸n cäc chÞu t¶i ngang ngµm vµo ®¸ cho c«ng tr×nh cã t¶i träng ngang lín. - §­a ra ®­îc kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ gãp phÇn n©ng cao ®é chÝnh x¸c cña viÖc tÝnh to¸n cäc chÞu t¶i träng ngang ngµm vµo ®¸. 4 ch­¬ng I: tæng quan vÒ mãng cäc chÞu t¶I ngang ngµm trong ®¸ 1.1 C¸c tr­êng hîp mãng cäc chÞu t¶i ngang ngµm trong ®¸ Khi cã yªu cÇu vÒ chÞu lùc lín vµ æn ®Þnh cña mãng th× viÖc truyÒn t¶i träng cña c«ng tr×nh vµo c¸c líp ®Êt tèt bªn d­íi lµ mét gi¶i ph¸p, khi ®ã lo¹i cäc dïng ph­¬ng ph¸p khoan t¹o lç vµ nhåi bª t«ng cèt thÐp vµo lç khoan cã mÆt c¾t ngang d¹ng h×nh trßn hoÆc ch÷ nhËt (hoÆc c¸c d¹ng ch÷ H…®­îc tæ hîp tõ c¸c d¹ng ch÷ nhËt) th­êng ®­îc dïng (cã søc chÞu t¶i vËt liÖu lín, ®é cøng lín, phï hîp víi thùc tÕ) mµ chóng ta hay gäi lµ cäc khoan nhåi (d¹ng trßn) hay cäc barret (d¹ng ch÷ nhËt). §«i khi c¸c lo¹i cäc nµy ph¶i ®­îc c¾m vµo ®¸ tíi ®é s©u trong ®¸ hîp lý (Xem h×nh 1.1) nh»m chÞu t¶i träng ngang, t¶i träng däc, moment uèn xo¾n lín nh­ ®èi víi c«ng tr×nh cÇu, ®­êng cao tèc trªn cao, giµn khoan, c¸c c«ng tr×nh cao tÇng vµ siªu cao tÇng…mµ thùc tÕ hiÖn nay trªn thÕ giíi vµ ë ViÖt Nam chóng ta ®ang ¸p dông nhiÒu. §Êt èng v¸ch (nÕu cÇn) §¸ H×nh 1.1 – Cäc cã mòi c¾m trong ®¸ [9]