I. Sức chịu tải cọc và địa kỹ thuật xây dựng
Nghiên cứu tập trung vào sức chịu tải cọc trong điều kiện địa kỹ thuật xây dựng, đặc biệt là ảnh hưởng của chuyển vị đất nền. Cọc trong xây dựng thường chịu tác động từ các yếu tố địa chất như lún, cố kết, và từ biến của đất. Chuyển vị đất nền xung quanh cọc gây ra ma sát âm, ảnh hưởng trực tiếp đến tải trọng cọc và độ lún của công trình. Phân tích sức chịu tải cần xem xét các yếu tố như đặc tính đất nền, mô hình hóa chuyển vị, và phương pháp thử tải. Nghiên cứu này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tính toán chính xác sức chịu tải để đảm bảo an toàn và bền vững cho công trình.
1.1. Ảnh hưởng của chuyển vị đất nền
Chuyển vị đất nền là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức chịu tải cọc. Khi đất nền lún, ma sát âm xuất hiện trên thân cọc, làm tăng lực kéo xuống và giảm sức chịu tải của cọc. Nghiên cứu chỉ ra rằng chuyển vị đất nền lớn hơn chuyển vị cọc sẽ gây ra ma sát âm, ảnh hưởng đến độ lún và tải trọng cọc. Việc xác định vị trí mặt phẳng trung hòa (nơi chuyển vị tương đối giữa cọc và đất bằng 0) là cần thiết để đánh giá chính xác sức chịu tải.
1.2. Phương pháp tính toán sức chịu tải
Nghiên cứu sử dụng phương pháp thống nhất và phương pháp phần tử hữu hạn để tính toán sức chịu tải cọc. Phương pháp thống nhất tập trung vào việc xác định sức kháng ma sát và sức kháng mũi, trong khi phương pháp phần tử hữu hạn mô phỏng chính xác chuyển vị đất nền và tải trọng cọc. Cả hai phương pháp đều nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xem xét chuyển vị đất nền trong thiết kế cọc.
II. Mô hình hóa và phân tích chuyển vị đất nền
Nghiên cứu sử dụng mô hình hóa chuyển vị để phân tích ảnh hưởng của chuyển vị đất nền đến sức chịu tải cọc. Mô hình Mohr-Coulomb và mô hình Soft Soil được áp dụng để mô phỏng các đặc tính của đất nền. Kết quả cho thấy chuyển vị đất nền ảnh hưởng đáng kể đến sức kháng ma sát và sức kháng mũi của cọc. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mặt phẳng trung hòa thay đổi theo thời gian, dẫn đến sự thay đổi của ma sát âm và lực dọc trong cọc.
2.1. Mô hình Mohr Coulomb và Soft Soil
Mô hình Mohr-Coulomb được sử dụng để mô phỏng hành vi của đất trong điều kiện đàn hồi và dẻo, trong khi mô hình Soft Soil phù hợp với đất yếu và có tính chất cố kết. Cả hai mô hình đều giúp phân tích chính xác chuyển vị đất nền và ảnh hưởng của nó đến sức chịu tải cọc.
2.2. Phân tích kết quả mô phỏng
Kết quả mô phỏng cho thấy chuyển vị đất nền lớn hơn chuyển vị cọc sẽ gây ra ma sát âm, làm tăng lực kéo xuống và giảm sức chịu tải của cọc. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mặt phẳng trung hòa thay đổi theo thời gian, dẫn đến sự thay đổi của ma sát âm và lực dọc trong cọc.
III. Ứng dụng thực tế và kiến nghị
Nghiên cứu đưa ra các kiến nghị về phương pháp thiết kế sức chịu tải cọc có xét đến chuyển vị đất nền. Các phương pháp này được áp dụng cho các công trình thực tế như Cảng Hiệp Phước và Nhà máy Điện Dầu Cà Mau. Kết quả cho thấy việc xem xét chuyển vị đất nền trong thiết kế cọc giúp tăng độ chính xác và đảm bảo an toàn cho công trình.
3.1. Phương pháp thiết kế mới
Nghiên cứu đề xuất phương pháp thiết kế mới để tính toán sức chịu tải cọc có xét đến chuyển vị đất nền. Phương pháp này tập trung vào việc xác định mặt phẳng trung hòa và ma sát âm, giúp đánh giá chính xác sức chịu tải và độ lún của cọc.
3.2. Ứng dụng trong công trình thực tế
Phương pháp được áp dụng thành công trong các công trình thực tế như Cảng Hiệp Phước và Nhà máy Điện Dầu Cà Mau. Kết quả cho thấy việc xem xét chuyển vị đất nền giúp tăng độ chính xác và đảm bảo an toàn cho công trình.
