Đánh giá hiệu quả của thí nghiệm thử động cọc truyền thống ở khu vực huyện Cần Đước, Tỉnh Long An

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VÕ THẾ ANH

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM

THỬ ĐỘNG CỌC TRUYỀN THỐNG Ở KHU VỰC

HUYỆN CẦN ĐƯỚC, TỈNH LONG AN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

TP. Hồ Chí Minh, Năm 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

VÕ THẾ ANH

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM

THỬ ĐỘNG CỌC TRUYỀN THỐNG Ở KHU VỰC

HUYỆN CẦN ĐƯỚC, TỈNH LONG AN

Chuyên ngành : Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số chuyên ngành : 60 58 02 08

LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG

Người hướng dẫn khoa học:

TS. VÕ NGUYỄN PHÚ HUÂN

TP. Hồ Chí Minh, Năm 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, đề tài: “Đánh giá hiệu quả của

thí nghiệm thử động cọc truyền thống ở khu vực huyện Cần Đước, tỉnh Long

An” là bài nghiên cứu của chính tôi.

Ngoại trừ những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tôi cam

đoan rằng toàn phần hay những phần nhỏ của luận văn này chưa từng được công bố

hoặc được sử dụng để nhận bằng cấp ở những nơi khác.

Không có sản phẩm/nghiên cứu nào của người khác được sử dụng trong luận

văn này mà không được trích dẫn theo đúng quy định.

Luận văn này chưa bao giờ được nộp để nhận bất kỳ bằng cấp nào tại các

trường đại học hoặc cơ sở đào tạo khác.

TP. Hồ Chí Minh, năm 2019

Võ Thế Anh

ii

LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp này được hoàn thành không chỉ bằng nỗ lực của bản thân

học viên mà còn nhờ vào sự tận tình giúp đỡ, hướng dẫn của quý Thầy Cô, các đồng

nghiệp và bạn bè thân hữu.

Trước tiên, học viên xin được chân thành cảm ơn quý Thầy Cô trong Khoa Xây

dựng, trường Đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình quan tâm giúp đỡ

và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp học viên hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Đặc biệt, học viên bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Võ Nguyễn Phú

Huân, người đã trực tiếp hướng dẫn, dành nhiều thời gian quan tâm, truyền đạt

những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ tôi thực hiện

luận văn này.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp và bạn bè thân hữu đã luôn

bên cạnh ủng hộ, chia sẻ khó khăn và động viên tinh thần để tôi có thể hoàn thành

việc học tập của mình một cách tốt nhất.

Kính chúc quý thầy cô, quý đồng nghiệp thật nhiều sức khỏe !

Xin trân trọng cảm ơn !

Tp.HCM, ngày 25 tháng 12 năm 2019

Học viên

Võ Thế Anh

iii

TÓM TẮT

Hiện nay có nhiều phương pháp thí nghiệm hiện trường để xác định khả năng

chịu tải của cọc, trong đó phương pháp nén tĩnh và phương pháp thử động cọc biến

dạng lớn (PDA) được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất, cho kết quả đáng tin cậy.

Tuy nhiên các phương pháp này đều có giá thành cao, phương pháp thí nghiệm đòi

hỏi trình độ chuyên môn cao.

Thực tế ở Việt Nam hiện nay trong các công trình cảng, công trình cầu vừa và

nhỏ có kết cấu móng cọc, để tiết kiệm chi phí thì việc xác định sức chịu tải cọc thực

tế để quyết định chiều dài cọc thi công đại trà chủ yếu dựa vào kết quả quan trắc độ

chối đóng cọc. Phương pháp này thực hiện tương đối đơn giản, chi phí thấp, có thể

tiến hành đại trà trên nhiều cọc, tuy nhiên độ chính xác chưa cao. Do đó cần phải

nghiên cứu để đánh giá hiệu chỉnh, làm hoàn thiện hơn cho phương pháp này, giúp

tiết kiệm chi phí, giảm giá thành cho công trình.

Trong luận văn này, học viên sẽ so sánh đối chiếu kết quả sức chịu tải cọc tính

toán từ độ chối thử động truyền thống với sức chịu tải cọc từ thí nghiệm PDA (với

số lượng 4 cọc thử trên một công trình), so sánh với kết quả sức chịu tải cọc mô

phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D. Từ đó đánh giá, kết luận về mức độ tin cậy của

sức chịu tải cọc tính toán từ độ chối thử động truyền thống.

Từ khóa: thử động cọc, phương pháp thử động biến dạng lớn, sức chịu tải cọc,

độ chối cọc.

iv

ABSTRACT

Nowadays, there are many field experiments to determine pile loading

capacity; where the static compression method and the pile dynamic analysis testing

method (PDA) are used very popularly and get these reliable results. However,

these methods have a high cost, and require a high level of expertise.

In Viet Nam, these infrastructure projects with a pile of foundations, with

saving construction cost intent, to determine the exactly pile loading capacity and

the length of pile which based on the results of the rejection of piling. This method

were performed relatively simple with low cost and can be applied on multiple

piles, however the rersult of this method is still not accuracy. Therefore, it is

necessary to assess the calibration and to perfect this method which the purpose of

saving construction cost.

In this research, the comparison between the result of the refection piling with

the result of PDA testing (with 4 test piles on a construction) were displayed in

every detail. Furthermore, pile loading capacity were also estimated by using Plaxis

2D software which get more knowledge of pile when piling. From that, this

research have enough data to assess and conclude about reliability of traditional

piling dynamic test.

Keyword: piling dynamic test, pile dynamic alnalysis (PDA), capacity, impact

testing.

v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................... ii

TÓM TẮT .............................................................................................................. iii

DANH MỤC HÌNH .............................................................................................. vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................... ix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. x

MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN

TRƯỜNG XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỌC ........................................................ 5

1.1 Phương pháp nén tĩnh ................................................................................. 5

1.2 Phương pháp thử động biến dạng lớn (PDA) .............................................. 6

1.3 Phương pháp thử động truyền thống ........................................................... 7

1.4 Ưu điểm và nhược điểm của các phương pháp ........................................... 9

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC ............. 10

2.1 Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ......................................... 10

2.2 Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) ......................... 11

2.3 Sức chịu tải cọc từ thí nghiệm PDA .......................................................... 12

2.4 Sức chịu tải cọc theo độ chối thử động ..................................................... 14

CHƯƠNG 3 SO SÁNH KẾT QUẢ SCT CỌC TÍNH TOÁN THEO ĐỘ CHỐI

THỬ ĐỘNG VỚI SCT CỌC TÍNH TOÁN THEO CÁC CÔNG THỨC LÝ

THUYẾT VÀ SCT CỌC TỪ THÍ NGHIỆM PDA. ............................................... 17

3.1 Giới thiệu công trình ................................................................................ 17

3.2 Số liệu địa chất công trình ........................................................................ 25

3.3 Kết quả sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ............................ 32

vi

3.4 Kết quả sức chịu tải cọc theo SPT ............................................................ 35

3.5 Kết quả sức chịu tải cọc từ thí nghiệm PDA ............................................. 38

3.6 Kết quả sức chịu tải cọc theo độ chối thử động ......................................... 38

3.7 So sánh kết quả sức chịu tải cọc theo các phương pháp ............................ 39

3.8 Nhận xét và đánh giá ................................................................................ 41

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG PLAXIS 2D MÔ PHỎNG THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG

CỌC BIẾN DẠNG LỚN (PDA) ............................................................................ 42

4.1 Giới thiệu ................................................................................................. 42

4.2 Xác định các thông số đầu vào ................................................................. 43

4.3 Mô hình tính toán ..................................................................................... 47

4.4 Kết quả tính toán ...................................................................................... 54

4.5 So sánh kết quả plaxis .............................................................................. 62

4.6 Nhận xét và đánh giá ................................................................................ 64

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 67

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ................................................................................... 68

PHỤ LỤC KẾT QUẢ PDA ................................................................................... 69

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng làm phản lực .... 5

Hình 1.2 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực .............................. 5

Hình 1.3 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc neo

làm phản lực ........................................................................................................... 6

Hình 1.4 Hệ thống thiết bị cho thí nghiệm PDA ...................................................... 6

Hình 1.5 Đóng cọc trên sàn đạo bằng búa diezel đặt trên sà lan .............................. 7

Hình 1.6 Quan trắc độ chối thử động cọc bằng máy thủy bình ................................ 8

Hình 3.1 Bản đồ vị trí công trình .......................................................................... 17

Hình 3.2 Mặt bằng định vị công trình ................................................................... 19

Hình 3.3 Mặt bằng cọc công trình ......................................................................... 20

Hình 3.4 Mặt cắt ngang kết cấu công trình ............................................................ 21

Hình 3.5 Đóng cọc thử công trình ......................................................................... 22

Hình 3.6 Hoàn thành đóng cọc toàn bộ công trình ................................................ 23

Hình 3.7 Thi công kết cấu dầm sàn BTCT bên trên nền cọc .................................. 23

Hình 3.8 Hoàn thiện kết cấu bến dầm sàn BTCT trên nền cọc .............................. 24

Hình 3.9 Mặt cắt địa chất công trình ..................................................................... 28

Hình 3.10 Biểu đồ thí nghiệm SPT hố khoan HK-KT01 ....................................... 29

Hình 3.11 Biểu đồ thí nghiệm SPT hố khoan HK-KT02 ....................................... 30

Hình 3.12 Biểu đồ thí nghiệm SPT hố khoan HK-KT02 (tiếp theo) ...................... 31

Hình 3.13 Biểu đồ so sánh kết quả SCT cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền - theo SPT –

theo PDA – theo độ chối ....................................................................................... 40

Hình 4.1 Quan hệ ứng suất - biến dạng theo mô hình Mohr-Coulomb và mô hình

Hardening Soil ..................................................................................................... 42

Hình 4.2 Module E50 và Eur trong thí nghiệm nén 3 trục ..................................... 43

Hình 4.3 Module

ref E0ed trong thí nghiệm nén 1 trục ............................................... 44

Hình 4.4 Quan hệ giữa module đàn hồi Es và chỉ số SPT ..................................... 45

Hình 4.5 Giá trị hệ số poisson của đất ................................................................... 46

Hình 4.6 Mô hình tính Plaxis cọc A3 .................................................................... 54