Nghiên cứu quy luật ứng xử của ma sát bên t z và mũi cọc q z từ thí nghiệm Osterberg và nén tĩnh

LÝ LỊCH KHOA HỌC

LỜI CAM ĐOAN

CẢM TẠ

TÓM TẮT

ABSTRACT

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

1. MỞ ĐẦU

2. TỔNG QUAN VỀ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH ĐO BIẾN DẠNG DỌC THÂN CỌC

2.1. Tổng quan về sức chịu tải cực hạn của cọc và đường truyền tải trọng dọc thân cọc

2.2. Vấn đề xác định sức chịu tải cực hạn của cọc

2.3. Mức độ huy động sức kháng của cọc

2.4. Xác định sức chịu tải của cọc từ thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc

2.5. Thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc

2.6. Tổng quan về xử lý số liệu nén tĩnh đo biến dạng

2.7. Tổng quan về thí nghiệm Osterberg

2.7.1. Giới thiệu về thí nghiệm Osterberg

2.7.2. Thiết bị thí nghiệm Osterberg

2.7.3. Nguyên lý đường cong T-Z

2.7.4. Phân tích đường truyền tải trong cọc bằng phương pháp truyền tải trọng

2.7.5. Sức kháng ma sát của cọc

2.7.6. Sức kháng mũi

2.7.7. Sức chịu tải cực hạn

2.7.8. Đường cong truyền tải trọng trong cọc

2.7.9. Xác định độ lún sơ cấp của đất nền theo phương pháp của Janbu

2.7.10. Xác định quy luật quan hệ tải trọng và chuyển vị theo quan hệ phi tuyến

2.7.11. Phương pháp Chin-Kondner Extrapolation

2.7.12. Phương pháp Hansen 80%

2.7.13. Phương pháp Decourt

2.7.14. Phương pháp Ratio

2.7.15. Phương pháp Exponental

2.7.16. Xác định đường truyền tải của cọc bằng thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc

2.7.17. Các thiết bị thí nghiệm nén tĩnh kết hợp đo biến dạng dọc thân cọc

2.7.18. Xác định biến dạng dọc thân cọc

2.7.19. Xác định module đàn hồi của cọc

2.7.20. Một số khái niệm về mô đun Young, mô đun cát tuyến và mô đun tiếp tuyến của bê tông

2.7.21. Một số phương pháp để xác định mô đun của vật liệu làm cọc (Carlos Lam & Stephan A.)

2.7.22. Phương pháp diện tích quy đổi

2.7.23. Phương pháp mô đun cát tuyến (Shi, 1996; Deschamps & Richards, 2005; GEO, 2006)

2.8. Xác định nội lực dọc thân cọc

2.9. Xác định sức kháng bên đơn vị

2.10. Xác định đường truyền tải của cọc bằng thí nghiệm Osterberg

2.10.1. Nguyên lý thí nghiệm Osterberg

2.10.2. Phân tích kết quả thử tải

2.10.3. Phân tích quan hệ chuyển vị và tải trọng đầu cọc từ kết quả O-cell dựa trên lý thuyết co ngắn đàn hồi trên cơ sở đường phát triển sức kháng cắt dọc thân cọc

2.10.4. Cơ chế huy động ma sát bên và sức kháng mũi của cọc theo biến dạng

2.10.5. Dự báo đường truyền tải trong cọc theo phương pháp API (2005)

2.10.6. Đường cong t - z với ma sát bên - trường hợp nền đất dính

2.10.7. Đường cong q - z với ma sát bên - trường hợp nền đất rời

2.10.8. Đường cong q-z cho mũi cọc

2.10.9. Xác định quan hệ t-z, q-z từ kết quả thí nghiệm hiện trường

2.10.10. Các bước xác định đường phi tuyến

3. PHÂN TÍCH ĐƯỜNG TRUYỀN TẢI TRONG CỌC CÔNG TRÌNH ROYAL TOWER

3.1. Tổng hợp địa chất công trình Royal Tower

3.2. Giới thiệu chung về địa chất dự án Royal Tower

3.3. Tổng hợp kết quả thống kê địa chất

3.4. Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc bằng thí nghiệm nén dọc trục tĩnh kết hợp quan trắc biến dạng dọc thân cọc công trình Royal Tower

3.5. Thông số cọc thí nghiệm

3.6. Kết quả thí nghiệm nén tĩnh đầu cọc

3.7. Xác định đường truyền tải trong cọc từ kết quả đo biến dạng dọc thân cọc

3.8. Xác định nội lực dọc thân cọc bằng phương pháp độ cứng pháp tuyến

3.9. Xác định sức kháng bên đơn vị

4. PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỌC KHOAN NHỒI CÔNG TRÌNH SUNRISE CITY

4.1. Tổng hợp địa chất công trình

4.2. Giới thiệu chung về địa chất

4.3. Cọc khoan nhồi

4.4. Kết quả thí nghiệm Osterberg

4.5. Kết quả đo biến dạng

4.6. Phân tích số liệu thí nghiệm

4.7. Tính toán độ cứng

4.8. Tính toán lực dọc trong cọc

4.9. Tính toán ma sát đơn vị

4.10. Tính toán chuyển vị dọc thân cọc

4.11. Xác định quy luật t-z cho từng lớp đất

4.12. Xác định quy luật q-z cho mũi cọc

4.13. Tính toán sức chịu tải của cọc theo phần mềm Unipile

4.14. Tính toán sức chịu tải của cọc theo phương pháp giải tích

5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về quy luật ứng xử của ma sát bên t z và mũi cọc q z

Nghiên cứu quy luật ứng xử của ma sát bên (t-z) và mũi cọc (q-z) là một phần quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật xây dựng. Đặc biệt, thí nghiệm Osterberg và thí nghiệm nén tĩnh đã cung cấp những dữ liệu quý giá để phân tích và đánh giá sức chịu tải của cọc. Quy luật này không chỉ giúp xác định khả năng chịu tải của cọc mà còn ảnh hưởng đến thiết kế và thi công các công trình xây dựng. Việc hiểu rõ về ứng xử của ma sát trong các điều kiện địa chất khác nhau là rất cần thiết để đảm bảo tính an toàn và hiệu quả của công trình. Theo nghiên cứu, mối quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị được thể hiện qua các đường cong t-z và q-z, cho thấy sự tương tác giữa cọc và nền đất.

1.1. Tầm quan trọng của thí nghiệm Osterberg

Thí nghiệm Osterberg đã trở thành một phương pháp tiêu chuẩn trong việc đánh giá sức chịu tải của cọc. Phương pháp này cho phép đo lường trực tiếp sức kháng của cọc trong điều kiện thực tế, từ đó xác định được quy luật ứng xử của ma sát bên và mũi cọc. Kết quả từ thí nghiệm này cung cấp thông tin quan trọng cho việc tính toán và thiết kế cọc, giúp giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Việc áp dụng thí nghiệm này tại nhiều công trình lớn ở Việt Nam đã chứng minh tính hiệu quả và độ tin cậy của nó trong việc xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi và cọc barrette.

II. Phân tích đường truyền tải trong cọc

Phân tích đường truyền tải trong cọc là một bước quan trọng trong việc xác định sức chịu tải của cọc. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết hợp giữa thí nghiệm nén tĩnh và đo biến dạng dọc thân cọc giúp xác định chính xác hơn đường truyền tải trọng trong cọc. Các phương pháp phân tích như sử dụng phần mềm Unipile cho phép mô phỏng và đánh giá mối quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị. Kết quả từ các thí nghiệm cho thấy rằng ma sát bên và sức kháng mũi cọc có ảnh hưởng lớn đến khả năng chịu tải của cọc. Việc xác định chính xác các thông số này không chỉ giúp tối ưu hóa thiết kế mà còn đảm bảo an toàn cho công trình.

2.1. Các phương pháp phân tích đường truyền tải

Các phương pháp phân tích đường truyền tải trong cọc bao gồm việc sử dụng các mô hình toán học và phần mềm chuyên dụng. Phần mềm Unipile, ví dụ, cho phép phân tích mối quan hệ giữa ma sát bên và sức kháng mũi cọc một cách chi tiết. Kết quả từ các mô hình này có thể so sánh với kết quả thực nghiệm để đánh giá độ tin cậy của phương pháp. Việc áp dụng các phương pháp này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác trong tính toán mà còn hỗ trợ trong việc đưa ra các quyết định thiết kế hợp lý hơn cho các công trình xây dựng.

III. Đánh giá và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu về quy luật ứng xử của ma sát bên và mũi cọc từ thí nghiệm Osterberg và nén tĩnh có giá trị thực tiễn cao trong ngành xây dựng. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp cơ sở lý thuyết mà còn có thể áp dụng trực tiếp vào thực tiễn thi công. Việc hiểu rõ về ứng xử của ma sát trong các điều kiện địa chất khác nhau giúp các kỹ sư đưa ra các giải pháp thiết kế tối ưu, giảm thiểu rủi ro và chi phí cho các công trình. Hơn nữa, nghiên cứu này cũng mở ra hướng đi mới cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực địa kỹ thuật.

3.1. Ứng dụng trong thiết kế và thi công

Kết quả từ nghiên cứu có thể được áp dụng trong thiết kế cọc cho các công trình xây dựng lớn. Việc xác định chính xác quy luật ứng xử của ma sát bên và mũi cọc giúp các kỹ sư có thể dự đoán được khả năng chịu tải của cọc trong các điều kiện địa chất khác nhau. Điều này không chỉ giúp tối ưu hóa thiết kế mà còn đảm bảo an toàn cho công trình. Hơn nữa, việc áp dụng các phương pháp thí nghiệm hiện đại như thí nghiệm Osterberg sẽ giúp nâng cao độ tin cậy trong việc đánh giá sức chịu tải của cọc, từ đó góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành xây dựng.

Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu quy luật ứng xử của ma sát bên t z và mũi cọc q z