Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng dự đoán sức chịu tải cọc theo n spt phương pháp mô phỏng số

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu địa kỹ thuật xây dựng dự đoán sức chịu tải cọc theo n spt phương pháp mô phỏng số, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải

• Tác giả: Trần Quốc Hoàng
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Minh Tâm
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. HCM
• Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
• Đề tài: Dự Đoán Sức Chịu Tải Cọc Theo N - SPT & Phương Pháp Mô Phỏng Số
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Trong lĩnh vực địa kỹ thuật xây dựng, việc xác định sức chịu tải cọc là một nhiệm vụ quan trọng. Các phương pháp hiện tại thường dựa vào dữ liệu từ các thí nghiệm hiện trường, đặc biệt là thí nghiệm Xuyên động chuẩn (SPT). Bài viết này trình bày một phương pháp mới để dự đoán sức chịu tải cọc dựa trên giá trị N-SPT, kết hợp với mô phỏng số. Mục tiêu là cải thiện độ chính xác trong việc xác định sức chịu tải cọc trong điều kiện địa chất Việt Nam.

II. Cơ sở lý thuyết

Cơ sở lý thuyết cho việc xác định sức chịu tải cọc bao gồm các khái niệm về địa kỹ thuật và các phương pháp thí nghiệm. Thí nghiệm SPT là một trong những phương pháp phổ biến nhất để thu thập dữ liệu địa chất. Dữ liệu này được sử dụng để tính toán sức chịu tải cọc thông qua các công thức đã được phát triển. Tuy nhiên, các phương pháp hiện tại vẫn còn nhiều hạn chế, đặc biệt là trong việc áp dụng cho các điều kiện địa chất đa dạng của Việt Nam. Việc nghiên cứu và phát triển một phương pháp mới là cần thiết để cải thiện độ chính xác và tính khả thi trong thực tế.

III. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thu thập và phân tích dữ liệu từ các thí nghiệm nén tĩnh cọc có gắn đầu đo biến dạng. Dữ liệu này được sử dụng để xây dựng tương quan giữa giá trị N-SPT và sức chịu tải cọc. Mô hình hóa số được thực hiện bằng phần mềm Plaxis 2D, cho phép mô phỏng sự làm việc của cọc trong điều kiện thực tế. Phương pháp này không chỉ giúp xác định sức chịu tải cọc mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về hành vi của cọc dưới tải trọng.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả từ nghiên cứu cho thấy phương pháp dự đoán sức chịu tải cọc theo N-SPT có độ chính xác cao hơn so với các phương pháp hiện tại. Sự so sánh giữa kết quả mô phỏng và thực tế cho thấy rằng phương pháp này có thể được áp dụng rộng rãi trong ngành địa kỹ thuật. Việc xác định chính xác sức chịu tải cọc không chỉ giúp cải thiện thiết kế móng mà còn giảm thiểu rủi ro trong xây dựng. Các kết quả này mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực địa kỹ thuật.

V. Kết luận

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng việc dự đoán sức chịu tải cọc bằng phương pháp mô phỏng số có thể mang lại những lợi ích đáng kể trong việc thiết kế và thi công công trình. Phương pháp mới dựa trên giá trị N-SPT không chỉ cải thiện độ chính xác mà còn giúp tiết kiệm thời gian và chi phí trong quá trình thí nghiệm. Kết quả nghiên cứu có thể được áp dụng cho nhiều dự án khác nhau, góp phần nâng cao hiệu quả trong ngành địa kỹ thuật xây dựng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 Tổng quan về van dé nghiên cứu Chương 2 : Cơ sở lý thuyết Chương 3 Xây dựng tương quan giữa sức chịu tải cọc k pmq Chương 4 : Dự đoán sức chịu tải cọc theo giá tri N SPT và mô phỏng số sự làm việc của cọc cho một công trình thực tế Kết luận và kiến nghị KNGÀY GIAO NHIỆM VỤ MS ME OWN KNGÀY HOÀN THÀNH NHIỆMVỤ M)NOQOWN KCÁN BỘ HƯỚNG DÂN md pKTS. NGUYEN MINH TAM Tp. CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ M TRƯỞNG KHOA PGS. NGUYÊN MINH q md pKqpKi s ke mú pKTS.

NGUYÊN MINH TÂM -iv- LOI CAM ON Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thé quý Thay cô trong Bộ môn Địa Cơ Nền Móng — Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạt những bài học, những kinh nghiệm chuyên ngành quý giá, giúp tác giả có đầy đủ nền tảng kiến thức để thực hiện dé tai nghiên cứu này cũng như áp dụng vào thực tế trong công việc tương lai. Tiếp theo, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết on sâu săc đến Thay PGS. Nguyễn Minh Tâm, Thay đã truyền đạt kiến thức, hướng dẫn tận tâm, định hướng cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu. Sau cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn chân thành, sâu sắc đến gia đình và ban bè, đồng nghiệp về sự quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác giả trong suốt chặn đường thực hiện dé tài nghiên cứu nay.

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2015 Học viên Tran Quôc Hoàng TÓM TẮT Trong những năm gan đây, việc xác định sức chịu tải coc từ dữ liệu thí nghiệm hiện trường đã được sử dụng rộng rãi bởi các kỹ sư địa kỹ thuật. Trong bài báo này, các phương pháp khác nhau dé xác định sức chịu tải cọc từ kết qua thí nghiệm Xuyên động chuẩn (SPT) được trình bày va phân tích. Một phương pháp mới dự đoán sức chịu tải coc theo N — SPT đã được xây dựng dựa trên kết quả tổng hợp các thí nghiệm nén tĩnh cọc có găn các đầu đo biến dạng dọc theo thân cọc. Nguyên tắc lây giá trị trung bình, vùng phá hoại ở mũi cọc, và cách xác định sức chịu tải cọc từ kết quả thử tĩnh cũng được trình bày trong phương pháp mới.

Dữ liệu thực té sử dung trong phân tích được tổng hop từ 30 cọc thử tĩnh hiện trường và 15 cọc thử tĩnh có găn các đầu đo biến dang dọc theo thân cọc. Kết quả thí nghiệm SPT của các hỗ khoan gan vị trí thử tinh cọc cũng được tổng hợp để làm cơ sở phân tích tương quan. Khi so sánh kết quả của các phương pháp hiện tại băng lý thuyết xác suất tích lũy (Cumulative Propability) và hàm phân phối chuẩn (Log-Normal Approaches) cho thây phương pháp được dé xuất dự đoán sức chịu tải cọc có độ chính xác cao và ít sai số hơn so với các phương pháp khác. Kết quả dự đoán phù hợp với kết quả thực tế cho thấy phương pháp đề xuất có thể được sử dụng để tham khảo và so sánh khi xác định sức chịu tải cọc trong ngành địa kỹ thuật.

ABSTRACT In recent years, determining bearing capacity of piles from in-situ testing data as a complement of static and dynamic analysis has been used by geotechnical engineers. In this paper, different approaches for estimating the bearing capacity of piles from SPT data have been explained and compared. A new method based on the N-value from SPT is presented and calibrated. Data averaging, failure zone extension, and plunging failure of piles has been noticed in the proposed approach.

A data base has been compiled including 30 full scale static pile load tests and 15 test piles with strain gauge system. The SPT data were performed close to pile locations are also included in the data base. A comparison of current methods by error investigation with cumulative probability and Log-Normal approaches demonstrates that the proposed method predicts pile capacity with more accuracy and less scatter than other methods. Results of prediction with good agreement to measured capacities indicate that the proposed method can be used as an alternative for determining the bearing capacity of piles in geotechnical practice.

- VỊ- LỜI CAM ĐOAN Tác giả cam kết nội dung của Luận Văn Thạc Sĩ “ DU DOAN SUC CHIU TAI COC THEO N-SPT & PHƯƠNG PHAP MO PHONG SỐ” do chính tác giả thực hiện, không sao chép bất kỳ tài liệu hay luận văn khác. Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 12 Năm 2015 Học Viên Trần Quôc Hoàng - Vil- 02 0 7 1. TINH CAP THIẾT CUA DE TÀI.21 1 112111211211121 1211112111 n2 HH HH HH HH re 7 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CUA DE TÀI.

Y NGHĨA VÀ GIA TRI THỰC TIEN CUA DE TÀI. 2 S221 212E211211521111 2t tt ggưyg 7 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. HAN CHE CUA NGHIÊN CỨU.

HƯỚNG PHAT TRIÊN CUA DE TÀI. 2 1 E1E1212112111212211 1E 1 ng HH HH uê 9 CHUONG 1: TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CUU. TINH HÌNH NGHIÊN CUU TREN THE GIOL. TINH HÌNH NGHIÊN CUU TRONG NƯỚC.

u20 12 HH HH HH HH ng ng rêu 20 CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÊT. _ THÍ NGHIỆM XUYEN DONG CHUAN SPT VÀ TI SO NĂNG LƯỢNG Eạ. THÍ NGHIỆM THU TAI TĨNH COC CÓ GẮN ĐẦU ĐO BIEN DẠNG. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SUC CHIU TAI COC TỪ THÍ NGHIỆM NEN TĨNH.

PHAN TÍCH BÀI TOÁN COC BANG MO PHONG SO SỬ DUNG PHAN MEM PLAXIS 2D. 41 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG TƯƠNG QUAN GIỮA SUC CHIU TAI COC THEO N-SPT. TONG HOP, PHAN TÍCH CÁC KET QUA THÍ NGHIEM THU TAI TĨNH COC THUC TE. TƯƠNG QUAN GIUA GIA TRI MA SÁT HONG VÀ SUC CHIU MUI DON VI THEO N — Sh Ta :-Í›Ÿ:Ÿ.

75 CHUONG 4: DU DOAN SUC CHIU TAI COC THEO GIÁ TRI N-SPT VÀ MO PHONG SO SỰ LAM VIỆC CUA COC CHO MOT CÔNG TRÌNH THUC T. S2 EU E515 555511 5n HH HH nhờ 88 4. _ GIỚI THIEU VE CÔNG TRINH VA DIEU KIEN DIA CHÁT. DU DOAN SỨC CHIU TAI COC.

5 2 TEEn nh nh HH nhờ 97 43. _ THÍ NGHIỆM THU TĨNH COC HIỆN TRUONG CÓ GAN CAC ĐẦU ĐO BIEN DẠNG. SO SÁNH KET QUA GIỮA PHƯƠNG PHÁP DE XUẤT, THUC TẾ VA MO PHONG SO. 107 KET LUAN VÀ KIÊN NGHỊ.Ẳ2 2 SE SE 55h nh nen nh HH nh nh nh nh nh nh nha 110 1.222222222222 0202022 nh nh nhe Huy 111 TAI LIEU THAM KHẢO.

T225 5n nh HH nh nh nh nh nh nh nhe nong 112 -Vill- Hình 1 Tương quan giữ a iéik SPT và ma sat hông don vi i Bi ì Em -ấtF. 12 Hình 2 Tương quan giữa độ ứ b tủa đấi óá á lêi k — pHg.ằĂSieeeererreea 17 Hình 3 Modun bi angEtrongtuo i OG â t€iSPT (N) theo d6 ì HãF. 21 e da iéiti ônăng lượ bạ uacdc phương pháp thí nghiệã pm â¬ỪỮ 26 e Sq đi (do bie a —piê á A Ì rrrceccccccccresesvevsvsvssrssvsvsvsusesscsvevsvsussececevevsvivsvsusacavecevevsvees 29 e Tq đệm nén tinh tad oc theo phương pháp OSter berg.ccccccccccccccccccccccccsccecccesesseessestssseeeeenses 29 e q đệm nén tĩnh theo phương pháp iéi é i ống và theo phương phápO `. 33 e V đu đồ i éuw— i é ¡ theo phương pháp nén tinh tuyề 6 Õ —.

35 Hình 10 Xacdi tứ fi lái éa 2. 36 Hình 11 XGc di tứ là ldÍ 7 AC —. QHỀHTSH SH TH TH nhện 36 Hình 12 Xdc di tứ l lái BI .HHh HH HH hhệt 36 Hình 13 Xdcdi tứ — †ì lải theo phương pháp giao điểể .ĂcSccccncrEEsrEErrrererrrerrree 37 Hình l4 Xácđị tứ ] taitheo phuongé ÌÍ CCC. 37 Hình 15 Xácdđị tứ †ì tai theo phương pháp lÚ?⁄S.cĂĂĂĂSSSSSssssseks 37 Hình l6 Xácđị tứ †ì lái theo phương pháp Fuller & lÏqy.e-ẶẶẶ 2+5 c+sssese 38 Hình 17 Xacdi tứ †ì tai theo phương pháp Vander V€eH.S5555<<<<<<+<sss2 38 Hình lSXácđị tứ ] lái phương pháp S0%CÚ 6e —Đ.ệý 38 Hình I9 Xácdđị tứ iii tai theo phương pháp 9O% CU e Đ.

39 Hình 20 Xácđị tứ †ì tai theo phương pháp CTHH. 39 Hình 21 Xácdđị tứ — †ì lái theo phương pháp MÍAZHFĂIGWICZ 'S.ĂẶ5 52s SS++ssS2 40 Hình 22 Xácdđị tứ †ì tai theo phương pháp SAU ( ÍH. hà, 47 Hình 26 Các đườ ¿ ứ oa a lê] % HH. 48 Hình 27 Định nghĩa module Eoed ref trong thí nghiệã nn 48 e O° đặ ¿ iê đặš Eé- Fua Ẽh.

&= 49 e WV šăí ẻ íê á wi lái ủ a epE_M'. 49 Hình 30 Đườ é@ a édé wéii ad ởiê i $ã P iéuc thoát nướ. 50 Hình 31 Sơ đồ o í @a iwtinhTPs ba 1 ự sáiá e kóộệá. 54 -Vill- 32 Biéu dé quan hệ giữa ma sát hông don vị va chuyến vị coc du án Vietin Bank Hà Noi.

55 33 Biéu dé quan hé gitta suc khang miti don vi va chuyén vị mũi coc dự an Vietin Bank Ha Nội ¬— 55 34 So đồ cọc thí nghiệm thie tĩnh bằng O-cell dự án MC TOW€FF. G3211 v3 xa 56 35 Sự phân bố lực theo chiếu sâu trong kết quả nén tinh dự án MC TOW€F. 7c ceccssc: 57 36 Ma sát hông huy động và chuyển vị trung bình đất trên vị trí đặt O — cell dự án MC Tower 57 37 Ma sát hông huy động và chuyển vị trung bình đất dưới vị trí đặt O — cell dự án MC Tower58 38 Tải trong đầu cọc tương đương trong kết quả thử tinh cọc dự án MC Tower. 58 39 Tương quan giữa giả trị N— SPT đã hiệu chỉnh và ma sát hông don vi (kPA).

--- 59 40 Sự phân bố tương quan giữa N — SPT và hệ số ma sát hông đơn vị Ky .ccceccccccccscscscssesseceveveees 75 41 Biểu đồ tương quan giữa N— SPT và hệ số ma sát hông Ấy. cc St nrerrrerreereee 76 42 Kết quả tương quan giữa N— SPT và hệ số ma sát hông KS. 5c Sc St rererrrrreersee 77 43 Vùng phá hoại mũi coc thep các gid tri góc nội ma sát của AGL .eeecccceceesecescscscesssesvetstetseeees 78 44 Sự phân bố hệ số sức kháng mũi Kp theo giá trị N - SPT. ccccctcE HE re reo 79 45 Tương quan giữa sức kháng mũi don vị và chỉ số N - ST.

ác tr tt reo 79 46 Tương quan giữa sức chịu mũi cực hạn so với tổng sức Chiu tải cực hqH. acc s2 81 47 Biểu đồ xác suất tích lũy giữa các phương pháp khác nhau xác định sức chịu tải coc theo ¬— 84 48 Biểu đồ ham phân bố chuẩn của các phương pháp khác nhau trong xác định sức chịu tải cọc ¬— 86 49 Vi trí dự án German FÍOfS© .ccccccccccccccccccecececccccecusecececccecauueeececcceeuausecececececaauteeeeceerauausetesenens 88 50 Phối cảnh dự Grn German HOUSE ooccccccccccccscsccscscsscscsssscssssssssscssvacssvecsssecssvavstvscssvavstvscstvecsevavseees 89 31 Mat bang dinh vi coc va mat bang dự án German FÏOLIS©.