Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
(Luận Văn Thạc Sĩ) Nghiên Cứu, Phân Tích - Tính Toán Sức Chịu Tải Của Cọc Khoan Nhồi Theo Lý Thuyết
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số
liệu kết quả trình bày trong luận văn này là đúng sự thật, có nguồn gốc rõ ràng và chưa
được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào.
Tác giả
Đinh Hoàng Hải
ii
LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành là thành quả của sự cố gắng, nỗ lực hết mình và sự giúp đỡ
tận tình của các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội,
đặc biệt dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy TS. Nguyễn Văn Lộc.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, đã tận tâm hướng dẫn trong
suốt quá trình từ khi lựa chọn đề tài, xây dựng đề cương đến khi hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Công
trình đã giúp đỡ và tạo điều kiện tác giả hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Tác giả
Đinh Hoàng Hải
iii
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC VÀ MÓNG CỌC .............................................. 3
1.1. Khái niệm chung về cọc và móng cọc: ..................................................................... 3
1.2. Khái quát về cọc khoan nhồi .................................................................................... 4
1.3. Công nghệ thi công cọc khoan nhồi: ........................................................................ 5
1.3.1. Phương pháp khoan dùng ống vách: ..................................................................... 5
1.3.2. Phương pháp khoan không dùng ống vách: .......................................................... 6
1.3.3 Các bước thi công cọc khoan nhồi: ........................................................................ 9
1.3.3.1. Chuẩn bị:............................................................................................................. 9
1.3.3.2. Dung dịch khoan: ............................................................................................... 9
1.3.3.3. Tạo lỗ khoan: .................................................................................................... 10
1.3.3.4. Gia công và hạ lồng thép: ................................................................................. 11
1.3.3.5. Vệ sinh hố khoan: ............................................................................................. 13
1.3.3.6. Đổ bê tông: ....................................................................................................... 15
1.4. Kết luận chương I: .................................................................................................. 16
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỌC VÀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI
....................................................................................................................................... 17
2.1. Khái niệm về sức chịu tải của cọc đơn ................................................................... 17
2.2. Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo độ bền vật liệu ............................ 17
2.3 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền ................................................................... 19
2.4. Phương pháp thí nghiệm cọc tại hiện trường: ........................................................ 35
2.5. Kết luận chương 2: ................................................................................................. 42
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH BỆNH VIỆN MẮT Ở
THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG ......................................................................................... 44
3.1. Giới thiệu về công trình .......................................................................................... 44
3.2. Tính toán các loại tải trọng tác dụng lên công trình và tính toán nội lực cho từng
chân cột .......................................................................................................................... 49
3.3. Phân tích và đề xuất các phương án móng. ........................................................... 52
3.3.1 Phương án móng nông trên nền thiên nhiên. ........................................................ 52
iv
3.3.2 Phương án móng sâu – móng cọc. ........................................................................ 52
3.3.2.1. Cọc khoan nhồi ................................................................................................. 53
3.3.2.2. Cọc barrette : .................................................................................................... 53
3.3.2.3. Cọc bê tông ứng suất trước :............................................................................. 54
3.4. Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi ............................................................. 55
3.4.1. Chọn loại móng cọc và vật liệu làm cọc. ........................................................... 55
3.4.1.1 Chọn loại móng cọc. ........................................................................................ 55
3.4.1.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc. ....................................................................... 55
3.4.2. Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo vật liệu làm cọc ........................ 56
3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền : ....................................................... 57
3.4.3.1 Theo Meyerhof : ................................................................................................ 57
3.4.3.2 Theo TCXD 197- 1997 : .................................................................................... 57
3.4.4 Xác định số lượng cọc ........................................................................................ 58
3.3.4.1. Xác định số lượng cọc cột điển hình. ............................................................... 58
3.4.4.2. Bố trí cọc. ......................................................................................................... 59
3.4.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc. ................................................................... 60
3.4.6 Kiểm tra móng cọc và nền của nó theo trạng thái giới hạn về cường độ. ........ 62
3.4.7 Kiểm tra độ lún của móng cọc. ........................................................................... 66
3.5. Xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm hiện trường ................................... 70
3.6. Sử dụng phần mềm Geoslop tính toán sức chịu tải của cọc. .................................. 75
3.6.1 Trường hợp tính toán ............................................................................................ 75
3.6.2 Tính ứng suất và biến dạng cho móng cọc theo modul SIGMA/W ..................... 77
3.7. Phân tích các kết quả tính và nhận xét. .................................................................. 83
3.8. Kết luận chương 3 .................................................................................................. 84
KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 85
1. Kết luận và kiến nghị ................................................................................................. 85
2. Một số điểm còn tồn tại ............................................................................................. 85
3. Hướng nghiên cứu tiếp theo ...................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 87
v
DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Cấu tạo móng cọc ............................................................................................. 3
Hình 1.2 Mô phỏng quá trình thi công cọc khoan nhồi ................................................... 5
Hình 1.3 Thi công cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách ................................................ 6
Hình 1.4 Ống vách trong thực tế thi công ....................................................................... 6
Hình 1.5: Thi công cọc khoan nhồi không dùng ống vách .............................................. 7
Hình 1.6: Phương pháp khoan gầu .................................................................................. 8
Hình 1.7: Thi công cọc khoan nhồi ................................................................................. 9
Hình 1.8: Lồng thép đã hoàn chỉnh ............................................................................... 12
Hình 1.9: Vệ sinh lỗ khoan ............................................................................................ 15
Hình 2.1: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực ................................ 35
Hình 2.2: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng làm phản lực ...... 36
Hình 2.3 Quan hệ giữa tải trọng và độ lún của cọc ....................................................... 36
Hình 2.4: Mô hình thí nghiệm Osterberg ...................................................................... 37
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý thử động biến dạng lớn PDA ............................................ 39
Hình 3.1: Mặt bằng tầng 1 tòa nhà chính bệnh viện ...................................................... 41
Hình 3.2: Mặt cắt đứng tòa nhà chính theo phương ngắn ............................................. 46
Hình 3.3 : Mặt cắt địa chất khu vực xây dung bệnh viện .............................................. 47
Hình 3.4 : Mô phỏng mô hình tòa nhà chính của bệnh viện trên Sap ........................... 49
Hình 3.5 : Số thứ tự chân cột trong Sap2000 ................................................................ 50
Hình 3.7 : Mặt cắt móng cọc trong đất .......................................................................... 55
Hình 3.8 : Bố trí cọc trong đài 4 cọc. ............................................................................ 60
Hình 3.9: Bố trí móng cọc cho toàn bộ các cột của công trình ..................................... 60
Hình 3.10: Sơ đồ khối móng quy ước của đài 4 cọc .................................................... 63
Hình 3.11a. Biểu đồ quan hệ giữa độ lún và tải trọng tác dụng lên cọc ....................... 73
Hình 3.11b. Biểu đồ quan hệ giữa độ lún và thời gian tác dụng lực ............................ 74
Hình 3.12. Sơ đồ tính lún cho móng cọc ....................................................................... 77
Hình 3.13 Phác họa sơ đồ tính bằng Sigma/W ............................................................. 78
Hình 3.14 Sơ đồ mô hình tính toán của bài toán ......................................................... 79
Hình 3.15: Kiểm tra lỗi bài toán .................................................................................... 80
vi
Hình 3.16 : Chạy bài toán .............................................................................................. 80
Hình 3.17 Lưới chuyển vị ........................................................................................... 81
Hình 3.18 Đường đẳng chuyển vị theo phương đứng .................................................. 81
Hình 3.19 Đường đẳng chuyển vị ngang ...................................................................... 82
Hình 3.20: Giá trị độ lún tại điểm tâm móng .............................................................. 82
Hình 3.21 Biểu đồ chuyển vị theo phương Y ............................................................... 83
vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Bảng xác định hệ số ktc ................................................................................. 19
Bảng 2.2. Sức kháng ma sát giữa thành cọc và đất fi
.................................................... 20
Bảng 2.3. Hệ số mf
........................................................................................................ 21
Bảng 2.4- các hệ số của công thức (2.4) ........................................................................ 22
Bảng 2.5- Trị số qp ........................................................................................................ 23
Bảng 2.6. Bảng xác định hệ số Kc
và α theo loại đất .................................................... 27
Bảng 2.7. Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất γcf ............................................. 32
Bảng 2.8 - Các hệ số α1, α2 , α3 và α4 trong công thức (2.24) ................................... 33
Bảng 2.9. Cường độ sức kháng qb, của đất dính dưới mũi cọc nhồi ............................. 34
Bảng 3.1 : Kích thước nhà dự án: .................................................................................. 45
Bảng 3.2 : Bảng các chỉ tiêu cơ lí có được từ thí nghiệm ............................................ 48
Bảng 3.3: Kết quả tính toán nội lực chân cột từ phần mềm Sap2000v14 ..................... 50
Bảng 3.4: Tính ứng suất tại tâm móng. ......................................................................... 68
Bảng 3.5: Biểu ghi số liệu thí nghiệm. ...................................................................... 6872
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của đất nước, những tòa nhà cao
tầng xuất hiện ngày càng nhiều tại Việt Nam. Giải pháp cọc khoan nhồi được coi là
một giải pháp nền móng hiệu quả để chịu lực cho các công trình lớn.Vì vậy, cọc khoan
nhồi ngày càng được áp dụng tại Việt Nam. Ước tính hàng năm tại nước ta thi công từ
50000 – 70000 mét dài cọc khoan nhồi. Hiện nay, có rất nhiều đề tài nghiên cứu về
cọc khoan nhồi, trong đó đề tài nghiên cứu xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi là
khâu quan trọng nhất. Để dự báo sức chịu tải của cọc khoan nhồi có thể sử dụng nhiều
phương pháp khác nhau như theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, chỉ tiêu cường độ đất nền hay
theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT... Hiện nay, đề tài “Nghiên cứu, phân tích – tính
toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường” là
rất cần thiết, nhằm xác định hệ số hiệu chỉnh kết quả tính toán theo lý thuyết dựa trên
thực tế ứng dụng cho từng khu vực có địa chất tương đồng.
Vì vậy việc nghiên cứu, phân tích – tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo lý thuyết
và theo thí nghiệm hiện trường là hết sức cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiến.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài:
- Nghiên cứu mô phỏng tính toán trên cơ sở lý thuyết và kết quả thí nghiệm thực tế.
- Phân tích, so sánh đánh giá kết quả tính toán lý thuyết với kết quả thí nghiệm thực tế,
tối ưu hóa trong việc tính toán sức chịu tải móng công trình xây dựng.
- Kiến nghị và khuyến cáo khi sử dụng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Phân tích, xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo lý thuyết và theo thí nghiệm
hiện trường
- Ứng dụng tính toán xử lý nền cho công trình Bệnh viện mắt Sóc Trăng.
2
4. Nội dung nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu tổng quan về cọc khoan nhồi, phân loại cọc khoan nhồi.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi.
- Một số phương pháp xác định, kiểm tra sức chịu tải của cọc bằng thí nghiệm hiện
trường.
- Tính toán ứng dụng cho công trình Bệnh viện mắt Sóc Trăng.
5. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp phân tích lý thuyết: nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán sức chịu tải
của cọc khoan nhồi.
- Phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm.
- Phương pháp phần tử hữu hạn, với việc sử dụng phần mềm Geo-slope, Plaxis để
phân tích, kiểm tra biến dạng.
6. Kết quả dự kiến đạt được
- Hiểu biết cơ sở lý thuyết tính toán móng cọc khoan nhồi.
- Ứng dụng tính toán móng cọc khoan nhồi xử lý nền cho công trình Bệnh viện mắt
Sóc Trăng.