Phân tích sức chịu tải đoạn cọc bên dưới O'CELL theo mô hình động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ---------------------------------------------------------------------

ĐỖ THÀNH DANH

PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI ĐOẠN CỌC BÊN

DƯỚI O’CELL THEO MÔ HÌNH ĐỘNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ---------------------------------------------------------------------

ĐỖ THÀNH DANH

PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI ĐOẠN CỌC BÊN

DƯỚI O’CELL THEO MÔ HÌNH ĐỘNG

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng

Mã số chuyên ngành : 8580201

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Trọng Phước

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

GIẤY XÁC NHẬN

Tôi tên là: ĐỖ THÀNH DANH

Ngày sinh: 13/07/1986 Nơi sinh: TP-HCM

Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã học viên:

1785802080005.

Tôi đồng ý cung cấp toàn văn thông tin luận văn tốt nghiệp hợp lệ về bản quyền cho

Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh. Thư viện trường đại học Mở

Thành phố Hồ Chí Minh sẽ kết nối toàn văn thông tin luận văn tốt nghiệp vào hệ

thống thông tin khoa học của Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh.

Ký tên

ĐỖ THÀNH DANH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

Ý KIẾN CHO PHÉP BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN TRỌNG PHƯỚC

Học viên thực hiện: ĐỖ THÀNH DANH Lớp: MCON017A

Ngày sinh: 13/07/1986 Nơi sinh: TP.HCM

Tên đề tài: PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI ĐOẠN CỌC BÊN DƯỚI O’CELL THEO MÔ

HÌNH ĐỘNG

Ý kiến của giáo viên hướng dẫn về việc cho phép học viên Đỗ Thành Danh được

bảo vệ luận văn trước Hội đồng chấm Luận văn thạc sỹ của Trường Đại học Mở TPHCM.

Nhìn chung, Luận văn đã được hoàn thành theo mục tiêu ban đầu với kết quả số có ý

nghĩa khoa học và thực tiễn; Tuy vậy, phần trình bày còn đôi chỗ chưa bài bản và có lỗi

chính tả.

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 10 năm 2021

Người nhận xét

Nguyễn Trọng Phước

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng luận văn “Phân tích sức chịu tải đoạn cọc bên dưới Ocell

theo mô hình động ” 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.

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2021

Đỗ Thành Danh

ii

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, tôi xin cảm ơn chân thành đến PGS.TS. Nguyễn Trọng Phước,

người thầy hướng dẫn Luận văn này; Thầy đã tận tâm hướng dẫn, động viên và tạo

điều kiện tốt để tôi thực hiện Luận văn; Những tài liệu tham khảo và kiến thức do

Thầy cung cấp giúp tôi nhận định đúng đắn trong việc nghiên cứu.

Bên cạnh đó, tôi cũng gửi lời cảm ơn quý Thầy Cô giảng dạy lớp Cao học

ngành Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại Mở Thành phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt

cho tôi nhiều kiến thức quý giá trong chuyên ngành; đồng thời tôi cũng cảm ơn các

bạn cùng khóa học đã đồng hành cùng tôi trải qua chương trình đào tạo này.

Cuối cùng, tôi xin ghi nhận sự giúp đỡ của gia đình đã luôn bên cạnh động

viên khuyến khích tôi trong suốt thời gian học tập vừa qua.

Xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2021

Đỗ Thành Danh

vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt, kí hiệu

COV Tổ hợp sai số lực dính góc ma sát trong

SDOF Hệ một bậc tự do dao động tự do

c Lực dính



Góc ma sát trong

Qs Sức chịu tải cọc

Fi Sức kháng hông đơn vị

Fm Sức kháng mũi đơn vị

po Tải trọng

m Khối lượng của kết cấu một bậc tự do

k Độ cứng của kết cấu một bậc tự do

c Độ cản của kết cấu một bậc tự do

t Thời gian gia tải

tr Thời gian tăng tải

 Chuyển vị của hệ



Tần số góc riêng của hệ kết cấu

iii

TÓM TẮT

Móng cọc đã được dùng khá phổ biến trong các công trình xây dựng khác

nhau và liên tục được cải tiến về vật liệu và phương pháp tính toán. Hiện nay, có

rất nhiều tiêu chuẩn với các công thức tính toán khác nhau nhằm tính sức chịu tải

móng cọc. Dù vậy, bài toán sức chịu tải cọc vẫn chưa có lời giải chính xác, mọi

kết quả vẫn chỉ xem là dự báo. Các thí nghiệm xác định sức chịu tải cọc tiêu biểu

là thí nghiệm O’cell vẫn là phương pháp khả tín để xác định xác sức chịu tải cọc.

Luận văn này thiết lập mô hình động lực học phân tích chuyển vị đất nền

dưới mũi cọc dưới tác dụng tải trọng xung trong thí nghiệm O’cell. Mô hình

động lực học được thiết lập dựa trên lý thuyết hệ một bậc tự do chịu tác động tải

trọng xung, với đất nền là một lò xo, tải trọng xung do O’cell tác dụng lên thông

qua đoạn cọc. Từ mô hình này, lời giải lý thuyết được suy ra và có so sánh với

kết quả số từ 03 thí nghiệm O’cell trong những khu vực địa chất khác nhau tại

Thành Phố Hồ Chí Minh. Kết quả so sánh cho thấy sự phù hợp của mô hình

động lực học và cũng còn có những hạn chế nên cần có những cải tiến trong quá

trình thí nghiệm mới có thể kiểm tra độ chính xác của mô hình.

iv

ABSTRACT

Pile foundation has been used quite commonly in different construction projects

and has been continuously improved in terms of materials and calculation

methods. Currently, there are many standards with different calculation formulas

to calculate the pile foundation bearing capacity. However, the pile bearing

capacity problem still has no exact solution, all results are still considered as

forecasts. The tests to determine the pile load capacity, typically the O'cell test,

are still a reliable method to determine the pile load capacity.

This thesis establishes a dynamic model to analyze the ground displacement

under the pile tip under the effect of pulsating load in the O'cell experiment. The

dynamic model is established based on the theory of a one-degree-of-freedom

system subjected to impulse loads, with the ground ground being a spring, the

impulse load exerted by O'cells through the pile segment. From this model, the

theoretical solution is inferred and compared with numerical results from 03

O'cell experiments in different geological areas in Ho Chi Minh City. The

comparison results show the suitability of the dynamic model and there are

limitations, so it is necessary to improve in the experimental process to check the

accuracy of the model.

v

MỤC LỤC

Lời cam đoan .....................................................................................................i

Lời cảm ơn ....................................................................................................ii

Tóm tắt .................................................................................................. iii

Abstract ...................................................................................................iv

Mục lục ....................................................................................................v

Danh mục các chữ viết tắt.................................................................................vi

Danh mục các bảng biểu và hình vẽ ................................................................vii

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU .............................................................................1

1.1 Đặt vấn đề............................................................................................1

1.2 Mục tiêu của luận văn..........................................................................7

1.3 Đối tượng nghiên cứu..........................................................................8

1.4 Cấu trúc luận văn.................................................................................8

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN............................................................................8

2.1 Mở đầu.................................................................................................8

2.2 Một số nghiên cứu trong nước.............................................................9

2.3 Một số nghiên cứu nước ngoài ..........................................................12

2.3.1 Mô hình động lực học tương tác cọc – đất theo Novak...................12

2.3.2 Mô hình Lumped Mass (mô hình Novak cải tiến) ..........................13

2.3.3 Mô hình Beam On Dynamic Winkler .............................................15

2.4 Nhật xét..............................................................................................17

CHƯƠNG 3 MÔ HÌNH ĐỘNG LỰC HỌC ĐẤT NỀN............................18

3.1 Mở đầu...............................................................................................18

3.2 Cơ sờ lý thuyết động lực học.............................................................18

3.2.1 Thông số vật lý và phương trình chủ đạo........................................18

3.2.2 Lời giải với tải trọng xung...............................................................19

vi

3.2.3 Bài toán động lực học trong thí nghiệm O’cell ................................20

3.2.4 Các thông số trong bài toán động lực học .........................................22

3.3 Thí nghiệm O’cell..............................................................................25

3.3.1 Giới thiệu thí nghiệm O’cell..............................................................25

3.3.2 Quy trình và một số kết quả trong thí nghiệm O’cell........................25

3.4 Áp dụng kết quả thí nghiệm O’cell ...................................................30

3.4.1 Thời gian gia tải và chuyển vị ...........................................................30

3.4.2 Tải trọng gia tải và độ cứng danh nghĩa ............................................31

3.5 Kết luận chương ................................................................................31

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ SỐ..........................................................................32

4.1 Mở đầu...............................................................................................32

4.2 Giới thiệu kết quả thí nghiệm O’cell.................................................32

4.3 Các thông số liệu ghi nhận lại từ kết quả thí nghiệm O’cell .............38

4.3.1 Số liệu của thí nghiệm O’cell công trình chung cư Sunrise city.......38

4.3.2 Số liệu của thí nghiệm O’cell công trình M&C Tower Quận 1 ........42

4.3.3 Số liệu của thí nghiệm O’cell công trình cầu Bình Lợi.....................46

4.4 Mô hình động lực học mô tả ứng xử đất nền dưới tác dụng tải

trọng O’cell......................................................................................49

4.4.1 Ứng xử đất nền chịu tải trọng O’cell bên dưới mũi cọc TBP1 ........49

4.4.2 Ứng xử đất nền chịu tải trọng O’cell bên dưới mũi cọc BP146........54

CHƯƠNG 5 NHẬN XÉT KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......74

5.1 Nhận xét.............................................................................................74

5.2 Kết quả thu được ...............................................................................74

5.3 Kiến nghị ...........................................................................................75

5.4 Hạn chế của đề tài..............................................................................75

5.5 Hướng phát triển................................................................................75