Chương 1: TONG QUAN 1. Tinh hinh nghién ctru trén thé gidi 1. Tinh hinh nghiên cứu trong nước 1. Kết luận chương Chương 2: CƠ SO LÝ THUYET Giới thiệu chương Diễn giải cơ sở lý thuyết, lý luận, giả thiết khoa học và phương pháp nghiên cứu sử dụng: Tổng hop, thu thập, phân tích, đánh giá các số liệu trên co sở lý thuyết, gia thiết khoa học để giải quyết van dé mà dé tài quan tâm.
Kết luận chương Chương 3: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN Giới thiệu chương Kết luận chương PHAN KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo. 2 ¬ = x a # `NV 8 &§CIN E DS eRe RY SREYì A WY RPE BP A r =.NES YSEE PEAT SURTS CHUONG i: TONG QUAN VE VAN BE NGHIEN CUT 4 Ñ kì kì 1.1 Giới thiệu Hầu hết cọc là được thiết kế chịu tải chủ động. Tải chủ động từ kết cấu bên trên truyền một cách trực tiếp đến bệ cọc và móng cọc. Tuy nhiên trong nhiều trường hợp cọc không được thiết kế chịu được tải bị động, tải bị động được tạo ra do bởi biến dạng va chuyền vị của đất xung quanh cọc do trọng lượng khối đất và tải trọng tạm thời.
Tải bị động nói trên có thé dẫn đến những sự cố và hư hỏng của kết cau. Ví dụ cho những trường hop này bao gém cọc đỡ mồ cầu với nền đắp liền kề, móng cọc có săn với việc đóng cọc, các hoạt động đào đường hâm. Dưới tác dụng của áp lực đât, hoạt tải xe sau mô và lực ngang do sự dịch chuyên của lớp dat yêu tác dụng vào coc gây ảnh hưởng lớn dén sự làm việc cua mô câu cũng như kêt câu bên trên. Nội dung luận văn cao học này tập trung phân tích ảnh hưởng của khối đất đến ứng suât và biên dạng của móng cọc khoan nhôi của mô câu.
” x FAN Mã 12 Tông quan về sự cô của nền dap sat m6 và của mo 1.1 Tông quan về mồ câu và các tác động vào móng mồ câu.1 M6 cau [2] Trong công trình cầu, mồ thuộc kết cau phan dưới được chôn trong dat, nam trong vùng âm ướt chịu xâm thực của xói lở. M6 có các chức năng cơ ban: - Chiu tải trọng thắng đứng va năm ngang từ kết cau nhịp; - Chiu áp lực đất day ngang; - Chong xói lở bờ sông. “TA | = : | Y ~\ \ ' sl ‘ \ \\ ee I L \ ` “„ j £ Y ` a N | = =` \ we %1 N/ ¬¬ bỲ cm - ~ © Hinh 1.1 Cau tao chung cua mo cau 1) Tường đỉnh, 2) Mũ mo, 3) Tường trước, 4) Tường cánh, 5) Móng mo, 6) Dat dap nón mo.2 Các tác động tương tác giữa đất va coc khi cọc di qua lớp đất yếu Móng cọc mồ câu đặt trên nền đất thường gặp ảnh hưởng tương tác cọc đất và sự di chuyển của đất theo phương ngang. Thay thế lớp đất đắp có thể dẫn đến tải trọng ngang tác dụng lên hệ móng mô.
Sự chuyên vị của móng mô cân được xem xét kĩ lưỡng dé đảm bảo 6n định cho kết câu (Moulton et al, 1985). Bridge bearing and expansion joint Abutment wall Bridge deck Wing walls be. \ 5 \ 2A ay Se — / xá44, —Abutment Embankment: SSeet oS Paso structure Shear transfer ˆ | l ` tý Clay layer Soil movement > TT Passive loading 2 nS Suff RB s resistance Piles: (‘front’) (‘rear’) Hình 1.2 Các lực tác động vào coc [3] Embankment influence Lateral load on abutment on soft clay clayer wall due to embankment Pressure Surface Surcharge q granular —” Soft clay | Soil ~_ layer J movement SÁ Stiff S +4 substratum Front Rear N Z4 Bending moment Deflection Bending momenf Trong qua trình dap nên đường đâu câu gân mô câu, đã gay ra các tải trọng ngang tac dụng lên mô câu và lên cọc gôm các thành phân sau: - Ap lực đất chủ động tác dụng lên tường mồ gây ra lực tác dụng ngang lên mé cầu F, M đây là thành phần lực tác dụng chủ yếu và được khả năng chịu tải ngang của cọc chông lại. - Tai trọng đất đắp và hoạt tải gây tải trọng lên lớp đất bên dưới là đất yếu cho nên nó gây ra sự dịch chuyên ngang lớn và tạo nên áp lực tác dụng vào cọc Pm - _ Do sự dịch chuyền tương đối giữa lớp đất đắp và lớp đất yếu gây ứng suất cat chuyên tiép F; tác dụng vào mô câu.
Ta khảo sát các thành phần lực trên: Thanh phan F; 1 = Dat dap h, F¡ F, : a— F, Fy H, H; Cọc trước Cọc sau V Hình 1.4 Xác định thành phan F' [4] F,=(F,+F,)-{F,+(F, + Fy)) (1.4) Cmob — : lực dính động giữa lớp đất dap và lớp đất yếu. Ys : dung trọng của lớp đất yếu Ka, Ky :hệ số áp lực chủ động và bị động Fp : lực ngang trên một đơn vi mồ cầu Fy=Hp/s Hp tong luc cắt tại đỉnh coc của coc trước và coc sau. S : khoảng cách giữa hai cọc trong cùng hàng cọc Xác định áp lực ngang tác dụng lên cọc pm Theo các tác giả Baguelin (1977), Springman (1989), Bolton (1990) giá tri ap lực ngang tác dung lên coc trong lớp đất yếu có thé xác định cho mỗi cọc don trong điều kiện không thoát nước như sau: Đụ — 3 KHDDr- ) G.5) Trong đó: q — : tải trong tác dụng lên lớp đất yếu. d : đường kính cọc Gm : mô đun chống cat của đất yéu ở độ sâu giữa lớp đất yéu Giá trị 75cu < Gm < 100cu cho đất rất yếu và 100cu < Gm< 200cu cho đất yếu G; : Mô đun chống cắt của vùng đất xung quanh cọc Theo Springman (1989) thì Gm/Gr = 1.5 cho cọc đóng và 2.5~3 cho cọc khoan nhồi h : chiều dày lớp đất yếu S : khoảng cách giữa hai cọc trong cùng hàng cọc Eplp : độ cứng chống uốn của cọc Cy : sức chống cắt không thoát nước Phương trình (1.5) được dẫn xuất từ giả thuyết đất yếu là đồng nhất và đăng hướng.
Khi tải trọng lớp đất gia tăng trong quá trình xây dựng nên đường trước mồ cầu. Tải trọng dat dap gia tăng làm cho lớp đất yếu dưới tiễn đến ngưỡng dẻo và do đó lớp đất yếu này sẽ di chuyển ngang khi đang ở trạng thái dẻo — áp lực ngang tac dụng vào cọc sẽ là lớn nhất có thể trong lớp đất yếu (đất sét không thoát nước). Khi này nếu có một sự gia tăng tải trọng nào nữa thì nền đất bên dưới sẽ phá hoại. Theo Randolph & Houlsby (1984) thì giá trị lớn nhất của áp lực pm là 9.94cu cho coc trơn láng và cọc nhám, giá trị thường dùng là 10.5cu được dé nghi Broms (1964) va Poulos & Davis (1980) cho dat sét yéu.2 Các hiện tượng sự cố về mồ cầu và công trình tương tự 1.1 Sự cố cầu Xáng Củ Chi, Tp.
Hồ Chí Minh [5] Tháng 9 năm 1993, xảy ra sự cô đối với m6 Cầu Xáng, mồ cầu bị trượt và phải thay bằng mồ mới lùi vào phía trong, đường vảo cầu phía Củ Chỉ lại bị trượt sâu dù có bệ phản áp. Nguyên nhân: - Không xét đến đất yếu, thực tế lại là có lớp bùn sét hữu cơ day 6 m nhão loãng, lớp dưới 11 m sét dẻo mém dẻo nhão, lớp tiếp theo là cát mịn bột loãng rời. - Không xét và tính đúng 6n định và biến dạng của công trình trên đất yếu. Do đó khi xử lý công trình này thì chúng ta phải xem xét và nghiên cứu thật kỹ 2 nguyên nhân trên.2 Sự cô cầu Trường Phước [5] Vào tháng 4 năm 1999, tại mồ B (phía xã Long Trường) đường vào cầu Trường Phước bị trượt.
Đất dap sỏi đỏ đường vào cau bị trượt trôi qua khoảng cách 1.5 m giữa các cọc bê tông cốt thép 35 em x 35 em dài 12 m đã đóng gia cường dọc theo bờ sông nhánh. Giữa các cọc, đã được sử dụng lớp cừ tràm đặt ngang, sau đó lấp đất sỏi đỏ mở rộng nền đường cũ. Chiều cao đất đắp từ chân taluy đến đỉnh tường đắp mới là 6 m. Nếu tính từ mặt đường cũ là 2.
Dat trượt đã đạp gãy lớp cir tram ngang trên chiêu dài hơn 30 m đường vào câu.3 Sự có đường dau cầu Thông Lưu, QL 1, Tỉnh Tiền Giang. [5] Cầu Thông Lưu trên Quốc lộ 1, tại Huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang vừa khánh thành ngày 14/05/1999, đến ngày 23/05/1999 bi sat taluy 1/3 nền đường dau cau, làm trượt 3 căn nhà xuống sông, phải tốn thêm 1.1 tỷ đồng sữa chữa.4 Sự có mồ cầu Kinh Ngang, Quận 8, Tp. Hồ Chi Minh. [6] Ngày 08/01/2000, tường kè bê tông cốt thép trên hệ cọc 35 em x 35 em đóng sâu 24 m dọc đường vào Câu Kênh Ngang, Phường 15, quận 8, bi sat day ra Kênh Tau Ht 4.5 m; làm sụp đồ mồ cau, phải tốn thêm hơn 3 tỷ đồng sữa chữa.6 Ảnh về sự cô cau Kênh Ngang số 2 1.5 Sự có mất ồn định chuyền dich móng cọc mồ cầu Kỳ Hà IV [6] Cau Kỳ Hà IV được xây dựng trên đường Vành đai phía Đông thành phố Hồ Chí Minh.
Đất yếu ở khu vực này có chiều dày tương đối lớn. Trong quá trình xây dựng, vào thang 5 năm 2009, các mồ cau đã bị dich chuyền. Đến tháng 6 năm 2009 cầu Kỳ Hà IV đã được đồ bê tông xong. Khi kiểm tra kích thước trước khi gác dầm lên mồ người ta thay các mồ này đều dịch chuyền về phía lòng rạch với độ dịch chuyển thay đổi từ 5.6 cm đến 9 em.
Số liệu quan trac được tại từng mồ được tong hợp trong Bảng 1.1 dưới đây Bang 1.1 Chuyên vị của mô cau À Cau Mok Gia tri dich chuyén ° (cm) y Thời điềm nhận 5 ghi Cau Kỳ HàIV- | MI 6.0 10/09/2009 Cau Kỳ HàIV- | MI 5.8 20/05/2009 Cát vẫn còn trên mặt cầu J |! SANG E hia sông ane! "' ==: ae Dong Nai 4⁄2 ~S II Mố MA Cọc T2 Hình 1.8 Sự cô mô cau Kỳ Hà IV, Quận 2, TP Hô Chi Minh 1.6 Sự cố sập m6 cầu Trà Nién, Can Thơ. [5] Năm 2010, khi cầu Trà Niền (huyện Phong Điền, Cần Thơ) vừa được cho xe lưu thông tạm thì xảy ra sự cố. Khoảng 100 m đường đầu cau bị sat xuống sông Can Thơ kéo theo nha dân, gây thiệt hại nghiêm trọng. Lớp đất yếu dày cùng với việc dưới tác động của dòng chảy có thé là nguyên nhân gây ra sự có.9 Hiện trưởng vu sat lở đường dân vào cấu va sap mo cấu.7 Sự cố cầu An Nghĩa trên đường Nhà Bè, Cân Giờ.
[5] Hiện tượng: M6 cầu chuyền dịch về phía trước 6 m, gây phá hoại công trình.
