Luận văn thạc sĩ về hệ số nhóm cọc trong địa kỹ thuật xây dựng tại quận 7, TP Hồ Chí Minh

Móng cọc là một loại móng sâu, thường được sử dụng khi tải trọng công trình lớn hoặc lớp đất tốt nằm rất sâu dưới lòng đất. Hai loại cọc phổ biến nhất là cọc chế sẵn và cọc nhồi. Khi các phương án móng nông không còn thích hợp, người ta thường chuyển sang sử dụng móng cọc để truyền tải trọng đến những lớp đất chịu lực tốt hơn. Theo nghiên cứu của Chau Ngọc An (2005), cọc được sử dụng rất phổ biến trong các công trình dân dụng và giao thông. Việc lựa chọn loại cọc phù hợp và tính toán chính xác hệ số nhóm cọc là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho công trình.

Trong thiết kế móng cọc, sự làm việc của cọc đơn khác với sự làm việc của nhóm cọc. Khi khoảng cách giữa các cọc lớn, cọc sẽ hoạt động như cọc đơn. Tuy nhiên, trong thực tế, khoảng cách giữa các cọc thường nhỏ hơn, dẫn đến sự tương tác giữa các cọc trong nhóm. Để biểu thị sự khác nhau này, người ta tính toán hệ số nhóm cọc. Hệ số này phụ thuộc vào số lượng cọc trong nhóm và sức chịu tải của từng cọc đơn. Nghiên cứu cho thấy rằng hệ số nhóm cọc có thể lớn hơn sức chịu tải của các cọc đơn khi khoảng cách giữa các cọc được tối ưu hóa. Điều này cho thấy tầm quan trọng của việc nghiên cứu và tính toán chính xác hệ số nhóm cọc trong thiết kế móng cọc.

Phương pháp Converse Labarre là một trong những phương pháp phổ biến để tính toán hệ số nhóm cọc. Phương pháp này dựa trên nguyên lý rằng sức chịu tải của nhóm cọc phụ thuộc vào số lượng cọc và khoảng cách giữa chúng. Nghiên cứu cho thấy rằng khi số lượng cọc trong nhóm tăng lên, hệ số nhóm cọc cũng sẽ tăng, tuy nhiên, sự gia tăng này không phải là tuyến tính. Điều này có nghĩa là việc bố trí cọc một cách hợp lý là rất quan trọng để tối ưu hóa khả năng chịu tải của nhóm cọc. Các kết quả từ phương pháp này đã được so sánh với các phương pháp khác và cho thấy tính chính xác cao trong việc dự đoán hệ số nhóm cọc.

Phương pháp Tezaghi & Peck cũng được sử dụng để tính toán hệ số nhóm cọc. Phương pháp này tập trung vào việc phân tích ứng xử của cọc trong nền đất và ảnh hưởng của các yếu tố như kích thước cọc, chiều dài cọc và khoảng cách giữa các cọc. Kết quả từ phương pháp này cho thấy rằng hệ số nhóm cọc có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, và việc hiểu rõ về các yếu tố này sẽ giúp các kỹ sư thiết kế có thể đưa ra các quyết định chính xác hơn trong việc bố trí cọc. Sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn trong việc tính toán hệ số nhóm cọc là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho các công trình.

Công trình nghiên cứu được thực hiện tại quận 7, TP Hồ Chí Minh, nơi có nền đất yếu và tốc độ xây dựng cao tầng nhanh chóng. Việc lựa chọn địa điểm này là rất hợp lý để nghiên cứu hệ số nhóm cọc. Các thông số địa chất của khu vực đã được thu thập và phân tích để xây dựng mô hình mô phỏng. Kết quả từ mô phỏng sẽ giúp các kỹ sư có cái nhìn tổng quát hơn về ứng xử của nhóm cọc trong điều kiện thực tế.

Tính toán sức chịu tải của cọc là một phần quan trọng trong nghiên cứu hệ số nhóm cọc. Các thí nghiệm nén tĩnh đã được thực hiện để xác định sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc. Kết quả từ các thí nghiệm này sẽ được sử dụng để hiệu chỉnh mô hình trong phần mềm Plaxis 3D Foundation. Việc xác định chính xác sức chịu tải của cọc sẽ giúp đảm bảo an toàn cho công trình và tối ưu hóa thiết kế móng cọc.