Luận Văn Thạc Sĩ Địa Kỹ Thuật: Giải Pháp Móng Bè Cọc Cho Nhà Cao Tầng Với Phần Mềm Prab

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MÓNG BÈ CỌC NHÀ CAO TẦNG

1.1. GIỚI THIỆU MÓNG BÈ CỌC

1.2. ƯU ĐIỂM CỦA MÓNG BÈ CỌC

1.3. VẤN ĐỀ THIẾT KẾ MÓNG BÈ CỌC

1.3.1. Nguyên lý thiết kế móng bè cọc

1.3.2. Các quan điểm thiết kế móng bè cọc hiện nay

1.3.2.1. Quan điểm cọc chịu tải hoàn toàn

1.3.2.2. Quan điểm bè chịu tải hoàn toàn

1.3.2.3. Quan điểm bè và cọc đồng thời chịu tải

1.3.2.4. Quan điểm thiết kế móng bè cọc của các chuyên gia

1.3.2.5. Quan điểm thiết kế móng bè cọc ở Việt Nam

1.3.3. Quy trình lựa chọn móng bè cọc trong giai đoạn thiết kế

1.3.4. Điều kiện địa chất để lựa chọn giải pháp móng bè cọc

1.3.5. Hệ số phân bố tải trọng trong thiết kế

1.4. MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU QUỐC TẾ VÀ TRONG NƯỚC

1.4.1. Công trình Treptower, Berlin, nước Đức

1.4.2. Công trình Westend I Tower, Frankfurt, nước Đức

1.4.3. Trụ sở Công ty Tiền Phong, Hà Nội

1.4.4. Công trình móng bè cọc mang lại hiệu quả kinh tế ở TP. Hồ Chí Minh

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH MÓNG BÈ CỌC

2.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH MÓNG BÈ CỌC

2.1.1. Các phương pháp phân tích giản lược

2.1.1.1. Phương pháp Poulos - Davis - Randolph (PDR)

2.1.1.2. Phương pháp của Burland (1995)

2.1.2. Các phương pháp số gần đúng

2.1.2.1. Dãy móng trên nền lò xo (GASP)

2.1.2.2. Bản móng trên nền lò xo (GARP)

2.1.2.3. Phương pháp Randolph (1983)

2.1.2.4. Phương pháp Clancy & Randolph (1995)

2.1.3. Các phương pháp tính toán chính xác

2.1.3.1. Phương pháp phần tử biên (BEM)

2.1.3.2. Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)

2.1.3.3. Phương pháp kết hợp phần tử hữu hạn và phần tử biên

2.1.3.4. Phương pháp phần tử hữu hạn kết hợp với phần tử lớp

2.1.4. Các phương pháp thí nghiệm

2.1.4.1. Phương pháp thí nghiệm quay ly tâm

2.1.4.2. Phương pháp thí nghiệm bàn rung

2.2. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH MÓNG BÈ CỌC

2.2.1. Thông số đầu vào

2.2.2. Phương pháp phân tích

2.2.3. Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB

2.2.4. So sánh kết quả tính toán theo các phương pháp khác nhau

3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ SỐ PHÂN BỐ TẢI TRỌNG VÀ ĐỘ LÚN CỦA MÓNG BÈ CỌC

3.1. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

3.1.1. Giới thiệu chương trình PRAB

3.1.2. Giới thiệu phần mềm Plaxis 3D Foundation

3.1.2.1. Thông số đầu vào của phần mềm Plaxis 3D Foundation

3.1.3. Lựa chọn thông số đất nền và mô hình để phân tích

3.1.3.1. Thông số đất nền

3.1.3.2. Mô hình phân tích

3.2. PHÂN TÍCH CÁC ẢNH HƯỞNG

3.2.1. Ảnh hưởng do cường độ tải trọng khác nhau

3.2.1.1. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây

3.2.1.2. Phân tích ảnh hưởng của cường độ tải trọng tác dụng lên bè đến thông số độ lún và hệ số phân phối tải trọng

3.2.1.3. Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB

3.2.1.4. Nhận xét và kết luận

3.2.2. Ảnh hưởng chiều dày bè khác nhau

3.2.2.1. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây

3.2.2.2. Phân tích ảnh hưởng của chiều cao bè móng đến thông số độ lún và hệ số phân phối tải trọng

3.2.2.3. Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB

3.2.2.4. Nhận xét và kết luận

3.2.3. Ảnh hưởng của cọc

3.2.3.1. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu trước đây

3.2.3.2. Nhận xét và kết luận

3.2.4. Ảnh hưởng điều kiện địa chất công trình

3.2.4.1. Móng bè cọc trên nền đất cát (chặt trung bình)

3.2.4.2. Móng bè cọc trên nền đất sét (dẻo trung bình)

3.2.4.3. Nhận xét và kết luận

4. CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP MÓNG BÈ CỌC CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

4.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

4.2. KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

4.3. SO SÁNH CÁC PHƯƠNG ÁN NÊN MÓNG ĐỀ XUẤT

4.3.1. Phương án 01: Móng cọc khoan nhồi (58 cọc D1000; L=61,25 m)

4.3.2. Phương án 02: Cọc ly tâm ứng suất trước (118 cọc D600/400; L=25 m)

4.3.3. Phương án 3a: Móng bè trên nền cọc khoan nhồi (78 cọc D1000; L thay đổi từ 30 đến 40 m)

4.3.3.1. Mô hình phân tích

4.3.3.2. Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB

4.3.4. Phương án 3b: Móng bè trên nền cọc ly tâm ứng suất trước (110 cọc D600/400; L=20 m)

4.3.4.1. Mô hình phân tích

4.3.4.2. Kết quả phân tích bằng chương trình PRAB

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về Luận Văn Thạc Sĩ Địa Kỹ Thuật

Luận Văn Thạc Sĩ Địa Kỹ Thuật với đề tài 'Giải Pháp Móng Bè Cọc Cho Nhà Cao Tầng Với Phần Mềm Prab' được thực hiện bởi Nguyễn Thiên An tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích và thiết kế móng bè cọc cho các công trình nhà cao tầng, sử dụng phần mềm Prab để tối ưu hóa thiết kế. Luận văn đã được bảo vệ vào tháng 06 năm 2014, với sự hướng dẫn của PGS.TS Châu Ngọc Ấn. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ xây dựng hiện đại vào thực tiễn tại Việt Nam.

1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là nghiên cứu và đề xuất giải pháp móng bè cọc hiệu quả cho các công trình nhà cao tầng tại Việt Nam. Nghiên cứu sử dụng phần mềm Prab để phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến độ lún và hệ số phân bố tải trọng của móng bè cọc. Kết quả nghiên cứu nhằm cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn cho việc thiết kế móng bè cọc, giúp giảm chi phí xây dựng và tăng độ ổn định cho công trình.

1.2. Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp phân tích số học và mô phỏng bằng phần mềm Prab để đánh giá hiệu quả của móng bè cọc. Các yếu tố như cường độ tải trọng, chiều dày bè, và điều kiện địa chất được phân tích chi tiết. Ngoài ra, nghiên cứu còn so sánh kết quả tính toán với các phương pháp khác như phần tử hữu hạn (FEM) và phần tử biên (BEM) để đảm bảo độ chính xác.

II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp phân tích

Luận văn trình bày cơ sở lý thuyết về móng bè cọc, bao gồm các nguyên lý thiết kế và các phương pháp phân tích hiện đại. Nghiên cứu sử dụng phần mềm Prab để mô phỏng và phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến độ lún và hệ số phân bố tải trọng của móng bè cọc. Các phương pháp phân tích bao gồm phương pháp Poulos - Davis - Randolph (PDR), phương pháp Randolph (1983), và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM).

2.1. Phương pháp Poulos Davis Randolph PDR

Phương pháp PDR là một trong những phương pháp phân tích móng bè cọc phổ biến, dựa trên nguyên lý tương tác giữa cọc và đất nền. Phương pháp này cho phép tính toán chính xác độ lún và hệ số phân bố tải trọng của móng bè cọc. Kết quả phân tích bằng phương pháp PDR được so sánh với các phương pháp khác để đảm bảo độ tin cậy.

2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn FEM

Phương pháp FEM được sử dụng để mô phỏng và phân tích móng bè cọc trong điều kiện thực tế. Phương pháp này cho phép xác định chính xác độ lún và phản lực đầu cọc của móng bè cọc. Kết quả phân tích bằng FEM được sử dụng để kiểm chứng và hiệu chỉnh các kết quả tính toán từ phần mềm Prab.

III. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến móng bè cọc

Luận văn phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến độ lún và hệ số phân bố tải trọng của móng bè cọc, bao gồm cường độ tải trọng, chiều dày bè, và điều kiện địa chất. Nghiên cứu sử dụng phần mềm Prab để mô phỏng và phân tích các yếu tố này, từ đó đề xuất các giải pháp thiết kế tối ưu cho móng bè cọc.

3.1. Ảnh hưởng của cường độ tải trọng

Nghiên cứu chỉ ra rằng cường độ tải trọng có ảnh hưởng đáng kể đến độ lún và hệ số phân bố tải trọng của móng bè cọc. Khi tải trọng tăng, độ lún của móng cũng tăng theo, đòi hỏi phải tăng cường độ và số lượng cọc để đảm bảo độ ổn định của công trình.

3.2. Ảnh hưởng của chiều dày bè

Chiều dày bè cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ lún của móng bè cọc. Nghiên cứu cho thấy, khi chiều dày bè tăng, độ lún của móng giảm đáng kể. Tuy nhiên, việc tăng chiều dày bè cũng làm tăng chi phí xây dựng, đòi hỏi phải cân nhắc kỹ lưỡng trong thiết kế.

IV. Giải pháp móng bè cọc cho công trình thực tế

Luận văn đề xuất các giải pháp móng bè cọc cho công trình thực tế tại TP. HCM, bao gồm các phương án thiết kế và phân tích kết quả bằng phần mềm Prab. Nghiên cứu so sánh các phương án thiết kế khác nhau, từ đó đề xuất phương án tối ưu nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật.

4.1. Phương án móng cọc khoan nhồi

Phương án móng cọc khoan nhồi được đề xuất cho công trình tại TP. HCM, với số lượng cọc và chiều dài cọc được tính toán dựa trên điều kiện địa chất và tải trọng của công trình. Kết quả phân tích bằng phần mềm Prab cho thấy phương án này đảm bảo độ ổn định và kinh tế.

4.2. Phương án móng bè cọc ly tâm ứng suất trước

Phương án móng bè cọc ly tâm ứng suất trước cũng được đề xuất, với số lượng cọc và chiều dài cọc được điều chỉnh phù hợp với điều kiện địa chất của công trình. Kết quả phân tích cho thấy phương án này có độ lún thấp hơn so với phương án móng cọc khoan nhồi, nhưng chi phí xây dựng cao hơn.

V. Kết luận và kiến nghị

Luận văn kết luận rằng móng bè cọc là giải pháp hiệu quả cho các công trình nhà cao tầng, đặc biệt là trong điều kiện địa chất phức tạp tại Việt Nam. Nghiên cứu đề xuất việc sử dụng phần mềm Prab để phân tích và thiết kế móng bè cọc, giúp tối ưu hóa thiết kế và giảm chi phí xây dựng. Ngoài ra, luận văn cũng kiến nghị việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế móng bè cọc tại Việt Nam để đảm bảo tính thống nhất và hiệu quả trong thực tiễn.

5.1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn, cung cấp cơ sở lý thuyết và phương pháp phân tích hiện đại cho việc thiết kế móng bè cọc. Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng rộng rãi trong các công trình nhà cao tầng tại Việt Nam, giúp nâng cao hiệu quả và độ ổn định của công trình.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Luận văn đề xuất hướng phát triển trong tương lai, bao gồm việc nghiên cứu sâu hơn về tương tác giữa cọc và đất nền, cũng như ứng dụng các công nghệ xây dựng mới trong thiết kế móng bè cọc. Ngoài ra, việc xây dựng tiêu chuẩn thiết kế móng bè cọc tại Việt Nam cũng là một hướng phát triển quan trọng.

Nghiên Cứu Giải Pháp Móng Bè Cọc Cho Nhà Cao Tầng Bằng Phần Mềm Prab Trong Luận Văn Thạc Sĩ Địa Kỹ Thuật