(Luận Án Tiến Sĩ) Nghiên Cứu Khả Năng Chịu Tải Cọc Khoan Nhồi Đặt Trong Tầng Đá Phong Hóa Nứt Nẻ.pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

LÊ ĐỨC TIẾN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU TẢI

CỌC KHOAN NHỒI ĐẶT TRONG TẦNG ĐÁ

PHONG HÓA NỨT NẺ

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 12/2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

LÊ ĐỨC TIẾN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU TẢI

CỌC KHOAN NHỒI ĐẶT TRONG TẦNG ĐÁ

PHONG HÓA NỨT NẺ

Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông

Chuyên ngành: Xây dựng cầu hầm

Mã số : 62.58.02.05

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS Nguyễn Ngọc Long

PGS.TS. Bùi Tiến Thành

Hà Nội - 12/2019

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi. Các

kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong các công

trình khác.

Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2019

Tác giả

Lê Đức Tiến

ii

LỜI CẢM ƠN

Luận án được thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Nguyễn

Ngọc Long và PGS.TS Bùi Tiến Thành. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy

hướng dẫn đã chỉ dẫn tận tình và đã đóng góp các ý kiến quý báu để giúp tôi

thực hiện luận án này.

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại học Giao thông Vận

tải, lãnh đạo khoa Công trình, Phòng Đào tạo Sau đại học, bộ môn Cầu Hầm đã

tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập nghiên cứu.

Cuối cùng tôi bày tỏ cảm ơn các đồng nghiệp, gia đình người thân đã giúp

đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu.

Hà Nội, ngày 17 tháng 12 năm 2019

Tác giả

Lê Đức Tiến

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN....................................................................................................... I

LỜI CẢM ƠN ...........................................................................................................II

MỤC LỤC...............................................................................................................III

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

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI TRONG

TẦNG ĐÁ PHONG HÓA NỨT NẺ.......................................................................... 5

1.1. Giới thiệu chung về cọc khoan nhồi ................................................................... 5

1.1.1. Giới thiệu chung ................................................................................................ 5

1.1.2. Thi công cọc khoan nhồi .................................................................................... 7

1.2. Tổng kết địa chất của khu vực miền Trung đặc trƣng của lớp đá phong hóa

nứt nẻ.......................................................................................................................... 9

1.3. Định nghĩa và đặc điểm của lớp đất trung gian IGM...................................... 13

1.4. Tổng quan một số phƣơng pháp tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi

trong nền đá phong hóa nứt nẻ tại Việt nam.......................................................... 15

1.4.1. Tính sức kháng theo nền và biến dạng của cọc khoan nhồi trong tầng phong hóa

nứt nẻ theo tiêu chuẩn cầu đường bộ TCVN 11823-10:2017 [5] ................................ 15

1.4.2. Dự tính độ lún của cọc khoan trong tầng phong hóa nứt nẻ dưới tác dụng của tải

trọng dọc trục............................................................................................................. 19

1.4.3. Tính toán sức kháng cọc khoan nhồi đặt trong tầng phong hóa nứt nẻ dựa theo

các nghiên cứu nước ngoài......................................................................................... 22

1.5. Kết luận chƣơng 1............................................................................................. 34

CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ SỨC

CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI TRONG TẦNG ĐÁ PHONG HOÁ NỨT NẺ . 35

2.1. Tổng quan về các phƣơng pháp xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi có

gắn các thiết bị đo dọc theo thân cọc tại Việt nam. ................................................ 35

2.2. Tổng quan về các phƣơng pháp xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi có

gắn các thiết bị đo dọc theo thân cọc trên thế giới ................................................. 38

2.2.1. Thí nghiệm thử tải cọc cho cọc khoan nhồi tại Ấn Độ ...................................... 40

2.2.2. Thí nghiệm thử tải cọc cho cọc khoan nhồi tại Nashville (Mỹ)......................... 41

2.2.3. Thí nghiệm thử tải cọc cho cọc khoan nhồi tại Kazakhstan .............................. 50

2.2.4. Thí nghiệm thử tải cọc khoan nhồi tại Maylaysia ............................................. 53

iv

2.2.5. Thí nghiệm thử tải cọc khoan tại Đài Loan....................................................... 55

2.3. Nghiên cứu bố trí thí nghiệm hiện trƣờng sức chịu tải của cọc ...................... 58

2.4. Kết luận chƣơng 2............................................................................................. 62

CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HIỆN TRƢỜNG NÉN TĨNH VÀ

NHỔ CỌC CỦA CỌC KHOAN NHỒI ĐẶT TRONG TẦNG ĐÁ PHONG HÓA

NỨT NẺ ................................................................................................................... 63

3.1. Nghiên cứu công thức tính toán lý thuyết dự tính sức chịu tải của cọc khoan

nhồi trong điều kiện đá phong hóa nứt nẻ .............................................................. 63

3.1.1. Tính toán theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành ...................................... 63

3.1.2. Một số hướng dẫn tính toán theo các tiêu chuẩn nước ngoài và một số nghiên

cứu khác .................................................................................................................... 65

3.2. Thí nghiệm hiện trƣờng xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi ....................... 71

3.2.1. Điều kiện địa chất cầu Ái Tử............................................................................ 71

3.2.2. Giới thiệu tổng quan về thí nghiệm .................................................................. 73

3.2.3. Thí nghiệm nén tĩnh dọc trục............................................................................ 74

3.2.4. Thí nghiệm nhổ cọc.......................................................................................... 85

3.3. Nghiên cứu theo phân tích ngƣợc kết hợp lí thuyết và kết quả đo đạc trong

quá trình thí nghiệm................................................................................................ 89

3.3.1. Sức chịu tải của cọc theo lý thuyết ................................................................... 89

3.3.2. Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm ................................................................ 89

3.3.3. Giải thích kết quả ............................................................................................. 91

3.4. Thí nghiệm siêu âm........................................................................................... 96

3.5. Kết luận chƣơng 3............................................................................................. 96

CHƢƠNG 4. PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI TRONG

TẦNG PHONG HÓA NỨT NẺ THEO PHƢƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN

VÀ SO SÁNH ĐỐI CHỨNG VỚI KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

HIỆN TRƢỜNG...................................................................................................... 98

4.1. Lựa chọn phần mềm tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi vào tầng

phong hóa nứt nẻ ..................................................................................................... 98

4.2. Tính toán theo mô hình phần mềm FB-Pier .................................................... 99

4.2.1. Phần mềm FB-Pier, giới thiệu và phân tích nguyên lí....................................... 99

4.2.2. Mô hình tính toán ........................................................................................... 100

v

4.2.3. Kết quả tính toán............................................................................................ 109

4.3. So sánh kết quả tính toán giữa FB-Pier và kết quả thí nghiệm thực tế........ 110

4.3.1. Kết quả tính toán bằng phần mềm FB-Pier ..................................................... 110

4.3.2. Dự tính theo phần mềm Fb-pier...................................................................... 111

4.3. Kết luận chƣơng 4........................................................................................... 113

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 114

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ................... 120

PHỤ LỤC............................................................................................................... 121

vi

DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1: Cấu tạo cọc khoan nhồi móng cầu Kiền (Hải Phòng) ................................... 7

Hình 1-2 Phân loại công nghệ khoan tạo lỗ.................................................................. 8

Hình 1-3: Một số mẫu đá phiến sét ............................................................................ 10

Hình 1-4: Hệ số α với loại địa chất trung gian giữa đất và đá IGM [30] ..................... 17

Hình 1-5: Thông số n của thành hố nhẵn trong hố khoan nền đá mềm IGM [41]........ 21

Hình 1-6: Hệ số α cho IGM (O’Neill và cộng sự, 1996-1999)[41] ............................. 24

Hình 1-7: Quan hệ giữa hệ số M và độ sụt của bêtông cọc nhồi (O’Neill [42]) ......... 24

Hình 1-8: Giá trị n trường hợp thành nhẵn ................................................................. 26

Hình 1-9: Quan hệ giữa Ncs với góc nghiêng ω và sức kháng cắt ............................... 31

Hình 2-1: Cấu tạo thiết bị đo biến dạng – Model 491 ................................................. 35

Hình 2-2 Biến dạng ứng với từng cấp tải trọng theo độ sâu ....................................... 36

Hình 2-3: Đường truyền tải trong cọc. ....................................................................... 37

Hình 2-4:Mô hình phân tích Plaxis. ........................................................................... 37

Hình 2-5: Kết quả thử tĩnh và Plaxis.......................................................................... 38

Hình 2-6: Biểu đồ so sánh kết quả ............................................................................. 38

Hình 2-7: Điều kiện địa chất điển hình tại vị trí cọc thí nghiệm và sơ đồ bố trí thiệt bị

đo (strain gauges) trên cọc. ........................................................................................ 40

Hình 2-8: Lực dọc thân cọc cho toàn bộ các cấp tải trọng .......................................... 40

Hình 2-9: Lực dọc thân cọc trong các lớp địa chất khác nhau..................................... 41

Hình 2-10: Vị trí thí nghiệm tại Mỹ ........................................................................... 42

Hình 2-11: Bố trí thiết bị đo....................................................................................... 43

Hình 2-12: Vị trí thí nghiệm và lỗ khoan.................................................................... 43

Hình 2-13: Tỉ lệ thu hồi lõi khoan.............................................................................. 44

Hình 2-14: Chỉ số RQD tại theo độ sâu...................................................................... 44

Hình 2-15: Cường độ mẫu đá theo độ sâu .................................................................. 45

Hình 2-16: Thiết bị thi công....................................................................................... 45

Hình 2-17: Vị trí gắn Thiết bị thí nghiệm................................................................... 46

Hình 2-19: Sức kháng ma sát đơn vị và chuyển vị tương ứng..................................... 47

Hình 2-20: Sức chịu tải và chuyển vị ......................................................................... 48

Hình 2-21: Sức chịu tải và chuyển vị ......................................................................... 49

Hình 2-22: Thí nghiệm nén tĩnh cọc........................................................................... 50

vii

Hình 2-23: Điều kiện địa chất tại vị trí thí nghiệm và chi tiết bố trí thiết bị đo ........... 51

Hình 2-24: Thiết bị thí nghiệm O-cell ........................................................................ 51

Hình 2-25: Phân bố tổng lực thiết kế lên cọc PTP-1 và PTP-2 theo phương pháp O-cell

.................................................................................................................................. 52

Hình 2-26: Đường cong tải trong – lún của thí nghiệm cọc khoan.............................. 52

Hình 2-27: So sánh kết quả thí nghiệm O-cell và nén tĩnh.......................................... 52

Hình 2-28: Thí nghiệm nén tĩnh cho cọc theo phương pháp gắn các thiết bị đo chuyển

vị và biến dạng dọc theo thân cọc khoan nhồi ............................................................ 53

Hình 2-29: Phương pháp thí nghiệm dùng phương pháp mới đo chuyển vị của cọc... 54

Hình 2-30: Một số hình ảnh bố trí thiết bị đo theo lồng cốt thép................................. 54

Hình 2-31: Bố trí thiết bị đo loại mới cho cọc có đường kính 750mm và chiều dài =

47.0m ........................................................................................................................ 55

Hình 2-32: Biểu đồ phân bố lực tác dụng theo chiều sâu............................................ 55

Hình 2-33: Bố trí thí nghiệm trên mặt đứng ............................................................... 55

Hình 2-34: Bố trí thí nghiệm trên bằng, các vị trí gắn đầu đo trên mặt bằng............... 56

Hình 2-35: Thiết bị đo biến dạng của thanh cốt thép .................................................. 56

Hình 2-36: Thiết bị đo biến dạng của cọc................................................................... 57

Hình 2-37: Phân bố sức kháng thân cọc theo chiều sâu .............................................. 57

Hình 2-38: Biểu đồ t-z ............................................................................................... 58

Hình 2-39: Bố trí các thiết bị cho thí nghiệm nén tĩnh cọc kết hợp đầu đo biến dạng

dọc theo thân cọc ....................................................................................................... 58

Hình 2-40: Hình ảnh thiết bị đo biến dạng gắn vào lồng cọc khoan nhồi.................... 59

Hình 3-1: Biểu đồ xác định hệ số sức chịu tải mũi cọc ............................................... 67

Hình 3-2: Hình trụ lỗ khoan tại vị trí cầu Ái Tử ......................................................... 71

Hình 3-3: Bố trí các thiết bị đo dọc theo lồng cốt thép ............................................... 76

Hình 3-4: Thiết bị đo chuyển vị đầu cọc .................................................................... 76

Hình 3-5: Thiết bị đo biến dạng của cọc..................................................................... 77

Hình 3-6 Thiết bị đo biến dạng bê tông...................................................................... 78

Hình 3-7 Các thiết bị đo và dây nối sau khi lắp vào lồng cốt thép .............................. 78

Hình 3-8: Sơ đồ bố trí thiết bị đo ............................................................................... 79

Hình 3-9: Sơ đồ bố trí thiết bị đo ............................................................................... 79

Hình 3-10 Thí nghiệm nén tĩnh cọc thực tế tại Cầu Ái Tử.......................................... 85

viii

Hình 3-11 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nhổ cọc ................................................................ 86

Hình 3-12 Thí nghiệm nhổ cọc thực tế tại Cầu Ái Tử................................................. 87

Hình 3-13 Biểu đồ sức kháng ma sát dọc theo thành cọc theo độ sâu với các cấp tải

trọng khi nén tĩnh....................................................................................................... 92

Hình 3-14: Biểu đồ lực tác dụng theo độ sâu với các cấp tải trọng khi nén tĩnh.......... 92

Hình 3-15: Biểu đồ tải trọng độ lún thí nghiệm nén tĩnh ............................................ 92

Hình 3-16: Biểu đồ sức kháng ma sát dọc theo thành cọc theo độ sâu với các cấp tải

trọng khi nhổ cọc ....................................................................................................... 93

Hình 3-17: Biểu đồ tải trọng độ lún thí nghiệm nhổ cọc............................................. 93

Hình 4-1: Mô hình hoá cọc đường khoan nhồi ........................................................... 98

Hình 4-2: Mô hình hoá móng cọc trong Geo 5 ........................................................... 99

Hình 4-3: Kết quả tính toán cho móng cọc khoan nhồi............................................... 99

Hình 4-4: Bảng thiết lập dữ liệu mô hình cho chương trình tính toán ....................... 101

Hình 4-5: Mô hình cho phần tử cọc (Pile)................................................................ 101

Hình 4-6: Bảng điều khiển và thiết lập mô hình các lớp đất (Lớp 1) ........................ 103

Hình 4-7: Chỉ tiêu của lớp đất thứ nhất .................................................................... 103

Hình 4-8: Mô hình lớp đất thứ 2 (Sét pha/Bùn) ........................................................ 104

Hình 4-9: Các chỉ tiêu của lớp thứ 2......................................................................... 104

Hình 4-10: Bảng mô hình lớp đất thứ 3.................................................................... 105

Hình 4-11:: lớp đất số 3 ........................................................................................... 105

Hình 4-12: Mô hình lớp đất thứ 4............................................................................. 106

Hình 4-13: Chỉ tiêu của lớp...................................................................................... 106

Hình 4-14: Mô phỏng tải trọng và quá trình gia tải thí nghiệm Nén tĩnh .................. 108

Hình 4-15: Biểu đồ độ lún từng vị trí của cọc qua các cấp tải................................... 109

Hình 4-16: Độ lún các vị trí trên cọc qua các cấp tải ................................................ 110

Hình 4-17: Mô hình tính toán bằng phần mềm FB-Pier ............................................ 110

Hình 4-18: Kết quả so sánh tính toán phần mềm FB-Pier với kết quả thực tế ........... 111

Hình 4-19: Kết quả so sánh tính toán phần mềm FB-Pier ......................................... 111

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-1: Phạm vi thích dụng của các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ ..................... 9

Bảng 1-2: Phân loại đá theo cường độ theo Attewell & Farmer 1976[34].............. 10

Bảng 1-3: Phân bố của đá phong hóa nặng tại vị trí một số cầu tại Đà Nẵng [11]....... 10

Bảng 1-4: Phân bố của đá phong hóa nặng tại vị trí một số cầu tại Quảng Bình. ........ 11

Bảng 1-5: Phân bố của đá phong hóa nặng tại vị trí một số cầu tại Quảng Trị [12] . ... 11

Bảng 1-6: Định nghĩa loại đất trung gian theo các tác giả [13, 42] ............................. 13

Bảng 1-7: Đánh giá hệ số αE từ môđun biến dạng....................................................... 25

Bảng 1-8: Đánh giá hệ số αE từ chỉ tiêu RQD của đá.................................................. 25

Bảng 1-9: Giá trị của s và m [33] ............................................................................... 29

Bảng 1-10: Loại đá để tìm m...................................................................................... 29

Bảng 2-1 Bảng liệt kê các phương pháp xác định độ cứng của cọc [10] ..................... 36

Bảng 2-2: Thống kê sơ bộ thiết bị đo cần thiết cho 1 cọc khoan nhồi......................... 60

Bảng 3-1: Sức kháng đơn vị ma sát thành cọc [1] ................................................... 64

Bảng 3-2: Sức kháng đơn vị mũi cọc [12] ............................................................... 64

Bảng 3-3: Phân loại đá phong hóa theo giá trị SPT ngoại suy ................................ 65

Bảng 3-4: Sức chịu tải thành bên cực hạn của cọc trong đá ........................................ 66

Bảng 3-5: Quan hệ giữa chất lượng chung và hằng số vật liệu sử dụng trong xác định

cường độ phi tuyến của đá ......................................................................................... 69

Bảng 3-6: Mô đun đàn hồi của đá .............................................................................. 69

Bảng 3-7 Số lượng cọc thí nghiệm............................................................................. 74

Bảng 3-8 Bảng thiết bị cần thiết cho thí nghiệm nén tĩnh cọc..................................... 74

Bảng 3-9: Chu trình thí nghiệm.................................................................................. 80

Bảng 3-10: Quy trình gia tải cụ thể ............................................................................ 87

Bảng 3-11: Sức kháng ma sát của cọc tại lớp đá phong hóa nứt nẻ............................. 89

Bảng 3-12: Tóm tắt tổng hợp kết quả đo lún cọc khoan nhồi...................................... 89

Bảng 3-13: Tóm tắt kết quả đo chuyển vị cọc khoan nhồi .......................................... 91

Bảng 3-14: So sánh kết quả tính toán theo IGM và kết quả thí nghiệm nén cọc.......... 93

Bảng 3-15 So sánh kết quả tính toán theo IGM và kết quả thí nghiệm nhổ cọc .......... 93

Bảng 3-16 Kết quả thí nghiệm siêu âm cọc tại trụ T6................................................. 96

Bảng 4-1 Tham số đầu vào của các lớp đất đá theo mô hình FB-pier ....................... 107

x

THUẬT NGỮ VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

 RQD (Rock quality Designation): Chỉ số xác định chất lượng đá

 IGM (Intermediate Geological Material): lớp địa chất trung gian giữa đất

và đá

 t-z đường cong ứng suất - biến dạng theo phương thẳng đứng

 qu: cường độ nén 1 trục cho mẫu đá

 N: chỉ số búa SPT

 FB-Pier: phần mềm tính toán cọc theo phương pháp phần tử hữu hạn

 Load cell: thiết bị đo lực

 FHWA: Cục quản lý đường bộ liên bang Mỹ

 AASHTO-LRFD: Tiêu chuẩn thiết kế của Mỹ

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay ở nước ta việc thiết kế cọc khoan nhồi thường tuân thủ theo

TCVN 10304 :2014 (áp dụng theo tiêu chuẩn AASHTO LRFD đối với ngành

giao thông vận tải) hoặc TCVN 11823-10:2017. Trong các tiêu chuẩn này việc

dự tính sức chịu tải của cọc được chia ra làm hai trường hợp, khi cọc đặt vào đất

thì sử dụng các công thức liên quan đến sức kháng của nền đất như góc ma sát

trong của đất rời, sức kháng nén có nở hông trong điều kiện không thoát nước qu

cho đất dính, sử dụng kết quả thí nghiệm hiện trường như CPT, SPT… còn khi

cọc ngàm vào đá thì có thể sử dụng sức kháng nén của đá qu. Tuy nhiên ở những

khu vực có chiều dày tầng đá phong hóa tương đối lớn từ: 5m÷25m ví dụ như

khu vực miền Trung và tỉnh Quảng Trị, trong nhiều trường hợp cọc khoan nhồi

khi thi công vào tầng đá phong hoá mạnh, cường độ nhỏ hơn so với đá nhưng lại

lớn hơn nhiều so với đất, lớp đất đá phong hóa nứt nẻ này được gọi là IGM (lớp

địa chất trung gian giữa đất và đá), điều này dẫn tới khó khăn trong việc áp dụng

tiêu chuẩn tính toán cũng như kiểm tra. Trên thế giới, hiện nay nhiều tác giả đưa

ra khái niệm lớp địa chất trung gian giữa đất và đá (Intermediate Geological

Material - IGM) vào tính toán thiết kế, như vậy có thể sử dụng kết quả thí

nghiệm SPT- N hoặc có thể sử dụng kết quả thí nghiệm nén nở hông qu để xác

định sức chịu tải cho cọc trong trường hợp này.

Các tiêu chuẩn thiết kế cọc khoan nhồi ở Việt Nam và ngành giao thông

vận tải trước đây như: AASHTO-LRFD 1998, tiêu chuẩn Thiết kế cầu 22 TCN￾272-05, móng cọc tiêu chuẩn thiết kế 205-98 của Bộ xây dựng cũng chưa đề cập

cụ thể đến phương pháp tính toán sức kháng của cọc khi qua lớp đá phong hoá

nứt nẻ (IGM) mà coi như các lớp đất theo các công thức nửa thực nghiệm (đất

dính) hoặc công thức dựa trên thí nghiệm hiện trường SPT (đất cát). Tác giả Vũ

Công Ngữ cũng giới thiệu loại đất IGM này dựa vào tiêu chuẩn của Mỹ, tuy

nhiên chưa trình bày nhiều về việc dự tính sức chịu tải của cọc khoan nhồi cho

lớp đất này. Điều này gây khó khăn cho việc tính toán thiết kế cọc khoan nhồi

2

vào tầng đá phong hoá nứt nẻ.

Thí nghiệm nén tĩnh đo biến dạng dọc thân cọc đã được áp dụng từ những

năm 1969 cho các cọc bê tông cốt thép đúc sẵn ở rất nhiều nước trên thế giới để

xác định mức độ huy động ma sát bên dọc thân cọc. Đến những năm 1980 các

nghiên cứu thực nghiệm trên cọc khoan nhồi cũng được tiến hành, đề xuất các

phương pháp phân tích ngược để xác định đường truyền tải trong cọc từ đó xác

định được ma sát bên đơn vị cũng như sức kháng mũi đơn vị của cọc. Ngoài ra

việc nghiên cứu sức chịu tải của cọc khoan nhồi có đo biến dạng thân cọc cũng

được nghiên cứu.

Hiện nay, tiêu chuẩn AASHTO-LRFD 2012 hoặc tiêu chuẩn thiết kế cầu

đường bộ TCVN 11823-10:2017 (dựa trên AASHTO-LRFD 2010) đã đưa vào

định nghĩa lớp địa chất trung gian giữa đất và đá tương tự như lớp đá phong hoá

nứt nẻ, tuy nhiên trong thực tế việc tính toán và áp dụng vẫn còn nhiều vấn đề,

ngoài ra chưa có nghiên cứu thực nghiệm cho sức chịu tải của cọc khoan nhồi

khi đặt vào tầng đá phong hóa nứt nẻ tại Việt Nam. Vì vậy cần có thêm các

nghiên cứu về lý thuyết và thí nghiệm hiện trường về sức kháng của cọc khoan

nhồi đặt trong tầng đá phong hóa nứt nẻ để làm rõ và áp dụng phù hợp trong

thiết kế và thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc ở Việt Nam. Do vậy luận án

“NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI ĐẶT TRONG

TẦNG ĐÁ PHONG HÓA NỨT NẺ” trình bày kết quả nghiên cứu sức chịu tải

cọc khi thi công vào tầng đá phong hoá nứt nẻ ở khu vực Miền Trung và tỉnh

Quảng Trị, thông qua kết quả thí nghiệm nén tĩnh và nhổ cọc có đo ứng suất,

biến dạng theo thân cọc và mũi cọc. Kết quả phân bố ứng suất đo được trong thí

nghiệm nén tĩnh và nhổ cọc xác định lại mô hình làm việc của cọc trong nền có

tầng đá phong hóa nứt nẻ, từ đó đề xuất các kiến nghị để có ứng xử phù hợp khi

thiết kế và thí nghiệm kiểm tra khả năng chịu tải của cọc trong tầng đá phong

hóa nứt nẻ.

Tên luận án “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỌC KHOAN

NHỒI ĐẶT TRONG TẦNG ĐÁ PHONG HÓA NỨT NẺ”.