Nghiên cứu ứng dụng cọc ống thép trong xử lý nền móng đập trụ đỡ

LỜI CẮM ƠN

BẢN CAM KẾT

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ỨNG DỤNG CỌC ỐNG THÉP XỬ LÝ NỀN

1.1. Ứng dụng các dạng móng cọc ống thép để xử lý nền

1.1.1. Ngoài nước

1.1.2. Trong nước

1.1.3. Kết luận chung

2. CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ THI CÔNG MÓNG CỌC ỐNG THÉP DẠNG GIẾNG

2.1. Đặc điểm kết cấu móng cọc ống thép dạng giếng

2.2. Kết cấu tổng thể

2.3. Kết cấu chi tiết

2.4. Phân loại móng cọc ống thép dạng giếng

2.5. Vật liệu gia công cọc ống thép

2.6. Biện pháp, trình tự thi công móng cọc ống thép dạng giếng

2.6.1. Trình tự thi công

2.6.2. Sàn thi công

2.6.3. Hệ khung dẫn hướng

2.6.4. Công tác lắp dựng cọc ống thép vào hệ khung dẫn hướng

2.6.5. Phương pháp đồng cọc ống thép

2.6.6. Xử lý mối nối

2.6.7. Bơm bê tông vào lòng cọc ống thép

2.6.8. Đào đất trong giếng

2.6.9. Thi công bê tông bít đáy

2.6.10. Lắp đặt hệ khung chống

2.6.11. Công tác cắt cọc ống thép trong nước

2.7. Kết luận chung

3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ MÓNG CỌC ỐNG THÉP DẠNG GIẾNG ĐỂ XỬ LÝ NỀN CHO MÓNG BẠP TRỤ BỐ TRONG TRƯỜNG HỢP CỘT NƯỚC SÂU

3.1. Tổng quan thiết kế móng cọc ống thép dạng giếng

3.2. Cơ sở tính toán thiết kế

3.3. Trình tự thiết kế

3.4. Hệ số phản lực nền đất

3.4.1. Hệ số phản lực của nền đất theo phương nằm ngang

3.4.2. Hệ số phản lực của nền đất theo phương thẳng đứng

3.4.3. Hệ số phản lực của nền đất theo phương ngang tại đáy giếng

3.5. Sức chịu tải cho phép của cọc ống thép

3.5.1. Sức chịu tải nén đứng cho phép

3.5.2. Sức chịu tải ngang cho phép

3.6. Thiết kế cơ bản móng cọc ống thép dạng giếng

3.6.1. Chuyển vị ngang và góc xoay

3.6.2. Lực tác dụng đứng lên miệng ống thép

3.6.3. Ứng suất trong mỗi cọc ống thép tưởng và giếng

3.6.4. Ứng suất tổng hợp của cọc ở phần tưởng và giếng

3.6.5. Ứng suất của cọc đơn đóng bên trong giếng

3.6.6. Mô men uốn của cọc giếng tại vị trí liên kết với bệ móng

3.7. Ví dụ thiết kế ứng dụng cho một công trình cụ thể

3.7.1. Tổng quan công trình áp dụng

3.7.2. Đặc điểm địa hình

3.7.3. Đặc điểm địa chất

3.7.4. Kết cấu trụ cho cống Mương Chuối

3.7.5. Kết cấu móng cọc tính toán

3.7.6. Tải trọng tính toán

3.7.7. Tính toán hệ số phản lực nền

3.7.8. Sức chịu tải ngang và mô men uốn của giếng cọc

3.7.9. Sức chịu tải cho phép của cọc ống thép

3.7.10. Lực tác dụng lên từng cọc và ứng suất trong cọc

3.7.11. Kết luận chung

3.8. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Chỉ tiêu cơ lý đất nền công Mương Chuối

Phụ lục 2. Mặt bằng móng cọc ống thép dạng giếng áp dụng

Phụ lục 3. Tính toán hệ số phản lực nền

Phụ lục 4. Sức chịu tải ngang và mô men uốn

Phụ lục 5. Sức chịu tải cho phép của cọc ống thép

Phụ lục 6. Lực tác dụng lên từng cọc và ứng suất

I. Tổng quan ứng dụng cọc ống thép xử lý nền

Cọc ống thép đã trở thành một giải pháp quan trọng trong việc xử lý nền móng cho các công trình xây dựng, đặc biệt là trong điều kiện địa chất phức tạp. Cọc ống thép được ứng dụng rộng rãi trên toàn cầu, với nhiều hình thức khác nhau như cọc ống thép đơn và cọc ống thép dạng giếng. Đặc biệt, trong những năm gần đây, loại cọc này đã được sử dụng nhiều cho các kết cấu trong vùng nước sâu và nền đất yếu, như tại sân bay quốc tế Tokyo. Việc ứng dụng cọc ống thép không chỉ giúp tăng cường khả năng chịu tải mà còn giảm thiểu các rủi ro liên quan đến thi công trong môi trường nước. Theo nghiên cứu, cọc ống thép có khả năng chịu lực lớn và khả năng đồng xiên tốt, giúp tăng cường khả năng chịu tải ngang cho công trình. Điều này đặc biệt quan trọng trong các công trình như đập trụ đỡ, nơi mà lực ngang có thể rất lớn.

1.1. Ứng dụng cọc ống thép trong nước

Tại Việt Nam, cọc ống thép đã được áp dụng trong nhiều công trình lớn, bao gồm các dự án như cầu Nhật Tân và cầu Thanh Trì. Việc sử dụng cọc ống thép giúp giảm thiểu chi phí và thời gian thi công, đồng thời đảm bảo tính ổn định cho các công trình. Cọc ống thép có thể được thi công với chiều dài lớn mà không gây ảnh hưởng đến các công trình xung quanh. Các loại cọc này thường được sử dụng trong các công trình ngăn sông, nơi mà địa chất phức tạp và yêu cầu kỹ thuật cao. Nghiên cứu cho thấy, việc sử dụng cọc ống thép không chỉ cải thiện khả năng chịu lực mà còn tạo ra những giải pháp thiết kế tối ưu cho các công trình chịu tải trọng lớn.

II. Đặc điểm kết cấu và thi công móng cọc ống thép dạng giếng

Cọc ống thép dạng giếng, hay còn gọi là móng cọc SPSP, đã được phát triển để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho các công trình chịu tải trọng lớn. Kết cấu móng cọc ống thép dạng giếng được thiết kế để tối ưu hóa khả năng chịu lực và giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh. Việc thi công móng cọc ống thép dạng giếng đòi hỏi sự chính xác cao trong quá trình lắp đặt và liên kết giữa các cọc với bệ móng. Các biện pháp thi công như cọc khoan nhồi và cọc bê tông cũng được nghiên cứu để đảm bảo tính ổn định cho công trình. Đặc biệt, trong các công trình như đập trụ đỡ, việc sử dụng cọc ống thép dạng giếng giúp cải thiện khả năng chịu lực ngang, điều này rất quan trọng trong điều kiện địa chất yếu.

2.1. Kết cấu tổng thể

Kết cấu tổng thể của cọc ống thép dạng giếng bao gồm các phần chính như thân cọc, bệ móng và hệ thống liên kết. Cọc thép được thiết kế với độ bền cao, có khả năng chịu lực tốt và chống ăn mòn, giúp tăng cường tuổi thọ cho công trình. Việc sử dụng cọc khoan nhồi kết hợp với cọc ống thép giúp tối ưu hóa khả năng chịu tải và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Đặc biệt, trong các công trình đập trụ đỡ, mô hình kết cấu này đã cho thấy hiệu quả vượt trội trong việc chịu lực ngang, giảm thiểu sự biến dạng và đảm bảo an toàn cho công trình.

III. Phương pháp thiết kế móng cọc ống thép dạng giếng

Thiết kế móng cọc ống thép dạng giếng yêu cầu sự tính toán kỹ lưỡng về khả năng chịu tải và ứng suất trong cọc. Các yếu tố như tải trọng, địa chất nền, và phương pháp thi công đều phải được xem xét kỹ lưỡng. Việc xác định hệ số phản lực nền là rất quan trọng trong quá trình thiết kế. Các nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng các phương pháp tính toán hiện đại giúp cải thiện độ chính xác trong thiết kế, từ đó nâng cao khả năng chịu tải của móng cọc. Điều này đặc biệt quan trọng trong các công trình như đập trụ đỡ, nơi mà tải trọng ngang rất lớn có thể ảnh hưởng đến tính ổn định của công trình.

3.1. Cơ sở tính toán thiết kế

Cơ sở tính toán thiết kế móng cọc ống thép dạng giếng dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành và các nghiên cứu thực nghiệm. Việc tính toán sức chịu tải của cọc và ứng suất trong cọc được thực hiện bằng các phần mềm chuyên dụng. Kết cấu cọc phải được thiết kế sao cho đảm bảo an toàn và hiệu quả trong điều kiện làm việc thực tế. Các yếu tố như độ sâu của cọc, tải trọng tác động, và đặc điểm địa chất đều phải được xem xét kỹ lưỡng. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc áp dụng các công nghệ mới trong thiết kế và thi công có thể giúp nâng cao hiệu quả và độ bền của móng cọc ống thép.

Luận văn thạc sĩ về ứng dụng cọc ống thép trong xử lý nền cho móng đập trụ đỡ