Phân tích đánh giá một số vấn đề về tính toán cọc và móng cọc theo tiêu chuẩn tcxd 2081998 và tiêu chuẩn 22 tcn 272 05 luận án thạc sĩ khoa học kỹ thuật chuyên ngành xây dựng công trình giao thông

Phân tích và đánh giá các vấn đề liên quan đến tính toán cọc và móng cọc theo tiêu chuẩn TCXD 208:1998 và 22 TCN 272:05 trong xây dựng công trình giao thông.

• Tác giả: Ngô Thị Thanh Hương
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Minh Nghĩa
• Trường học: Trường Đại học Giao Thông Vận tải
• Chuyên ngành: Xây dựng Công trình Giao thông
• Đề tài: Phân tích và đánh giá một số vấn đề về tính toán cọc và móng cọc theo Tiêu chuẩn TCXD 205:1998 và Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2005
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÀNG CỌC VÀ CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MÀNG CỌC HIỆN HÀNH TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG Ở VIỆT NAM
• 1.1. Khái niệm chung về nền màng
• 1.2. Giới thiệu về Tiêu chuẩn TCXD 205:1998
• 1.3. Giới thiệu về Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05
• 2. CHƯƠNG II: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN CỌC VÀ MÀNG CỌC THEO TIÊU CHUẨN TCXD 205:1998
• 2.1. Phương pháp tính toán màng theo trạng thái giới hạn
• 2.1.1. Tải trọng tác động trên màng
• 2.1.2. Các trạng thái giới hạn
• 2.1.3. Các tổ hợp tải trọng tác động trên màng
• 2.1.4. Khái quát về phương pháp tính toán màng
• 2.1.4.1. Tải trọng tác động trên các đối với màng cọc bê tông
• 2.1.4.2. Tải trọng tác động trên các đối với màng cọc bê cao
• 2.1.5. Khả năng chịu tải trọng đặc trưng của các loại màng
• 2.1.5.1. Khả năng chịu tải trọng theo điều kiện vô cùng của vật liệu làm các loại màng
• 2.1.5.2. Một số phương pháp tính toán sơ chịu tải trọng của các loại theo đất nền
• 2.1.6. Tính các đối tác động đồng thời của tải trọng đứng, tải trọng ngang
• 2.1.6.1. Điều kiện kiểm tra chuyển vị ngang và góc xoay
• 2.1.6.2. Tính toán sơ chịu tải trọng ngang theo phương pháp của Broms (1964)
• 2.1.7. Đặc điểm thiết kế màng đối với vùng có động đất
• 2.1.8. Tính toán đè lớn của màng cọc
• 2.1.9. Tính toán đè lớn của nhám cọc
• 3. CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ VẤN ĐỀ TÍNH TOÁN CỌC VÀ MÀNG CỌC THEO TIÊU CHUẨN 22 TCN 272-05
• 3.1. Tính toán màng cọc theo tiêu chuẩn 22 TCN 272-05
• 3.2. Các trạng thái giới hạn
• 3.2.1. Hỗ sơ tải trọng và tổ hợp tải trọng
• 3.2.2. Vật liệu xây dựng màng cọc
• 3.2.3. Kiểm toán độ màng cọc
• 3.3. Sức kháng đứt tính toán của các loại cọc
• 3.3.1. Cấu tạo của các khoan
• 3.3.2. Sức kháng của các khoan
• 3.4. Chuyển vị ở trạng thái giới hạn sử dụng
• 3.4.1. Sức kháng nhám của nhám cọc
• 3.4.2. Tải trọng ngang
• 3.5. Khả năng chịu tải của nhám cọc
• 3.6. Thứ tự các và kiểm tra hiện trạng
• 3.6.1. Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh
• 3.6.2. Phương pháp thí nghiệm tải trọng động
• 3.7. So sánh sự khác nhau giữa TCXD 205:1998 và 22 TCN 272-05
• 3.7.1. Khoảng cách giữa các cọc
• 3.7.2. Khả năng chịu tải của nhám cọc (Sức kháng đứt đặc trưng của nhám cọc)
• 3.7.3. Biến dạng ổn của các loại cọc
• 3.7.4. Vấn đề tính toán
• 3.7.4.1. Dự án xây dựng cầu Thanh Trì
• 3.7.4.2. Công trình nhà làm việc Bế thường mại
• 4. CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHÂN PHỐI LỘ

Tóm tắt

I. Phân tích cọc và móng cọc theo TCXD 208 1998

Phân tích cọc và móng cọc theo TCXD 208:1998 tập trung vào việc tính toán các trạng thái giới hạn của cọc và móng. Phương pháp tính toán dựa trên các tải trọng tác dụng và các tổ hợp tải trọng bất lợi nhất. TCXD 208:1998 sử dụng phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn, bao gồm tính toán cường độ kết cấu, ổn định nền đất, và độ lún của nền. Các yếu tố như khả năng chịu tải của cọc, tải trọng ngang, và điều kiện địa chất công trình được xem xét kỹ lưỡng.

1.1. Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn

Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn trong TCXD 208:1998 bao gồm ba trạng thái chính: trạng thái giới hạn thứ nhất (tính cường độ kết cấu), trạng thái giới hạn thứ hai (tính độ lún và chuyển vị), và trạng thái giới hạn thứ ba (kiểm tra khe nứt). Các hệ số vượt tải, hệ số đồng nhất, và hệ số điều kiện làm việc được áp dụng để đảm bảo an toàn và độ tin cậy của công trình.

1.2. Khả năng chịu tải của cọc

Khả năng chịu tải của cọc được tính toán dựa trên các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và kết quả thí nghiệm xuyên. TCXD 208:1998 đề cập đến các phương pháp tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền, bao gồm sức kháng mũi cọc và sức kháng thân cọc. Các hệ số an toàn được áp dụng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả tính toán.

II. Đánh giá cọc và móng cọc theo 22 TCN 272 05

Đánh giá cọc và móng cọc theo 22 TCN 272-05 tập trung vào việc áp dụng các tiêu chuẩn thiết kế cầu và móng cọc dựa trên tiêu chuẩn AASHTO-LRFD. Tiêu chuẩn này xem xét các yếu tố như hệ số tải trọng, sức kháng đỡ tính toán của cọc, và kiểm tra hiện trường. 22 TCN 272-05 cũng đề cập đến các phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh và động để kiểm tra chất lượng cọc.

2.1. Tính toán móng cọc theo 22 TCN 272 05

Tính toán móng cọc theo 22 TCN 272-05 dựa trên các trạng thái giới hạn và hệ số tải trọng. Tiêu chuẩn này yêu cầu kiểm toán đế móng và tính toán sức kháng đỡ của cọc. Các yếu tố như chuyển vị ở trạng thái giới hạn sử dụng và sức kháng nhổ của nhóm cọc được xem xét kỹ lưỡng.

2.2. Kiểm tra hiện trường và thí nghiệm tải trọng

22 TCN 272-05 yêu cầu thực hiện các thí nghiệm tải trọng tĩnh và động để kiểm tra chất lượng cọc. Các phương pháp thí nghiệm như Osterberg Cell và thí nghiệm động biến dạng lớn được áp dụng để đảm bảo độ tin cậy của kết quả kiểm tra.

III. So sánh TCXD 208 1998 và 22 TCN 272 05

So sánh giữa TCXD 208:1998 và 22 TCN 272-05 cho thấy sự khác biệt trong phương pháp tính toán và kiểm tra cọc. TCXD 208:1998 tập trung vào tính toán theo trạng thái giới hạn và các chỉ tiêu cơ lý của đất nền, trong khi 22 TCN 272-05 áp dụng các tiêu chuẩn AASHTO-LRFD và yêu cầu kiểm tra hiện trường nghiêm ngặt hơn.

3.1. Khác biệt trong phương pháp tính toán

TCXD 208:1998 sử dụng phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn với các hệ số vượt tải và hệ số đồng nhất. Trong khi đó, 22 TCN 272-05 áp dụng phương pháp tính toán dựa trên hệ số tải trọng và sức kháng, phù hợp với tiêu chuẩn quốc tế.

3.2. Khác biệt trong kiểm tra hiện trường

22 TCN 272-05 yêu cầu kiểm tra hiện trường nghiêm ngặt hơn so với TCXD 208:1998, bao gồm các thí nghiệm tải trọng tĩnh và động. Điều này giúp đảm bảo độ tin cậy và an toàn của công trình trong điều kiện thực tế.

IV. Kết luận và kiến nghị

Luận án đã phân tích và đánh giá các phương pháp tính toán cọc và móng cọc theo TCXD 208:1998 và 22 TCN 272-05. Kết quả cho thấy sự khác biệt trong phương pháp tính toán và kiểm tra, đồng thời đề xuất áp dụng rộng rãi 22 TCN 272-05 để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thiết kế công trình giao thông.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong lĩnh vực xây dựng công trình giao thông, việc tính toán và đánh giá mãng cắc (mảng cọc) đóng vai trò then chốt trong đảm bảo an toàn và độ bền vững của các công trình cầu, đường bộ và đường sắt. Theo báo cáo ngành, mãng cắc chiếm khoảng 20-30% tổng giá thành xây dựng công trình, thậm chí trong một số trường hợp có thể lên tới 50-60%. Tuy nhiên, thực tế nhiều công trình bị hư hỏng do chưa giải quyết triệt để vấn đề vên đò nòn mãng cắc, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ và chi phí bảo trì.

Luận văn tập trung phân tích, đánh giá một số vấn đề về tính toán các vên đò và mãng cắc theo hai tiêu chuẩn thiết kế phổ biến hiện nay tại Việt Nam là TCXD 205:1998 và 22 TCN 272-05. Mục tiêu nghiên cứu nhằm làm rõ sự khác biệt trong quy trình tính toán, phương pháp phân tích và hiệu quả áp dụng của hai tiêu chuẩn này, từ đó đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả thiết kế và thi công mãng cắc trong công trình giao thông.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm các công trình cầu bê tông cốt thép và bê tông cốt thép dự ứng lực tại Việt Nam, với dữ liệu thu thập từ các dự án xây dựng trong giai đoạn 1998-2005. Ý nghĩa nghiên cứu được thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho các tư vấn thiết kế, nhà thầu thi công và cơ quan quản lý trong việc lựa chọn tiêu chuẩn phù hợp, đảm bảo an toàn, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng công trình.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên hai khung lý thuyết chính:

1. Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn: Đây là phương pháp hiện đại thay thế cho phương pháp ứng suất cho phép truyền thống, tập trung vào việc xác định các trạng thái giới hạn về cường độ, biến dạng và ổn định của kết cấu và nền đất. Các khái niệm chính bao gồm: hệ số an toàn, hệ số điều kiện làm việc, trạng thái giới hạn thứ nhất, thứ hai và thứ ba.

2. Phương pháp xác suất độ tin cậy: Áp dụng để đánh giá độ tin cậy của kết cấu dựa trên xác suất xảy ra các sự kiện bất lợi, từ đó xác định hệ số an toàn phù hợp. Khái niệm chính gồm: hệ số tin cậy, phân bố xác suất tải trọng và sức chịu tải, phương pháp Monte Carlo.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng được sử dụng gồm: mãng cắc bê tông cốt thép, vên đò nòn mãng cắc, tải trọng tiêu chuẩn, hệ số an toàn, trạng thái giới hạn, hệ số điều kiện làm việc, hệ số tin cậy, phương pháp thử nghiệm tĩnh và động, ma sát bên, tải trọng xuyên tiêu chuẩn (SPT), tải trọng xuyên tĩnh (CPT).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ các dự án xây dựng cầu bê tông cốt thép tại Việt Nam trong giai đoạn 1998-2005, bao gồm số liệu thí nghiệm tải trọng, kết quả khảo sát địa chất, và hồ sơ thiết kế theo hai tiêu chuẩn TCXD 205:1998 và 22 TCN 272-05.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• So sánh quy trình tính toán vên đò và mãng cắc theo hai tiêu chuẩn.
• Phân tích số liệu thí nghiệm tĩnh và động để đánh giá sức chịu tải thực tế của các cọc và mãng cắc.
• Sử dụng mô hình toán học dựa trên phương pháp trạng thái giới hạn để tính toán tải trọng và biến dạng.
• Áp dụng phương pháp xác suất để đánh giá độ tin cậy và hệ số an toàn.

Timeline nghiên cứu kéo dài khoảng 12 tháng, bao gồm các giai đoạn thu thập dữ liệu, phân tích lý thuyết, thực nghiệm và tổng hợp kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Sự khác biệt trong quy trình tính toán: Tiêu chuẩn TCXD 205:1998 chủ yếu dựa trên phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn với hệ số an toàn chung, trong khi 22 TCN 272-05 áp dụng phương pháp xác suất độ tin cậy, cho phép điều chỉnh hệ số an toàn theo điều kiện làm việc cụ thể. Kết quả cho thấy tải trọng tiêu chuẩn tính theo 22 TCN 272-05 có thể giảm từ 10-15% so với TCXD 205:1998 mà vẫn đảm bảo an toàn.

2. Đánh giá sức chịu tải thực tế: Thí nghiệm tĩnh và động trên các công trình cầu tại một số địa phương cho thấy sức chịu tải thực tế của mãng cắc thường cao hơn 20-30% so với tính toán theo TCXD 205:1998, nhưng phù hợp hơn với kết quả tính toán theo 22 TCN 272-05.

3. Ảnh hưởng của điều kiện địa chất: Mãng cắc trong vùng đất có lớp đất yếu dày trên 4m cần được tính toán với hệ số điều chỉnh cao hơn, đặc biệt khi lớp đất yếu có độ chặt thấp (IL ≤ 0,5). Hệ số an toàn trong tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 được điều chỉnh linh hoạt theo đặc điểm này, giúp giảm thiểu rủi ro hư hỏng.

4. Tác động của tải trọng ngang và momen xoắn: Việc tính toán tải trọng ngang và momen xoắn theo phương pháp Broms (1964) trong 22 TCN 272-05 cho kết quả chính xác hơn, đặc biệt với các mãng cắc chịu tải trọng ngang phức tạp, so với phương pháp truyền thống trong TCXD 205:1998.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân của sự khác biệt chủ yếu do phương pháp tính toán và hệ số an toàn được áp dụng trong hai tiêu chuẩn. TCXD 205:1998 sử dụng hệ số an toàn cố định, chưa phản ánh đầy đủ điều kiện làm việc thực tế và đặc điểm địa chất đa dạng tại Việt Nam. Trong khi đó, 22 TCN 272-05 áp dụng phương pháp xác suất, cho phép điều chỉnh hệ số an toàn dựa trên dữ liệu thực nghiệm và điều kiện địa phương, nâng cao tính chính xác và hiệu quả kinh tế.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế, tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 tương đồng với tiêu chuẩn AASHTO-LRFD của Mỹ và BS 8004 của Anh về phương pháp tính toán và đánh giá độ tin cậy. Điều này giúp Việt Nam hội nhập với hệ thống tiêu chuẩn quốc tế, đồng thời phù hợp với điều kiện khí hậu, địa chất và công nghệ xây dựng trong nước.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh tải trọng tiêu chuẩn và tải trọng thực tế, bảng hệ số an toàn theo từng điều kiện địa chất, và biểu đồ phân bố tải trọng ngang và momen xoắn trên mãng cắc.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 làm chuẩn thiết kế chính thức: Động từ hành động là "triển khai", mục tiêu là nâng cao độ chính xác và an toàn thiết kế, thời gian trong vòng 1-2 năm, chủ thể thực hiện là Bộ Giao thông Vận tải và các đơn vị tư vấn thiết kế.

2. Tăng cường đào tạo và chuyển giao công nghệ cho cán bộ kỹ thuật: Động từ "tổ chức", mục tiêu nâng cao năng lực áp dụng tiêu chuẩn mới, thời gian 6-12 tháng, chủ thể là các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng.

3. Phát triển hệ thống thí nghiệm và khảo sát địa chất hiện đại: Động từ "đầu tư", mục tiêu nâng cao chất lượng dữ liệu đầu vào cho thiết kế, thời gian 2-3 năm, chủ thể là các cơ quan quản lý và doanh nghiệp thi công.

4. Xây dựng cơ sở dữ liệu quốc gia về đặc tính mãng cắc và đất nền: Động từ "xây dựng", mục tiêu hỗ trợ nghiên cứu và thiết kế chính xác hơn, thời gian 3-5 năm, chủ thể là Bộ Xây dựng phối hợp với Bộ Giao thông Vận tải.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Tư vấn thiết kế công trình giao thông: Giúp cập nhật kiến thức về tiêu chuẩn thiết kế mãng cắc, nâng cao chất lượng bản vẽ và tính toán kỹ thuật.

2. Nhà thầu thi công cầu và nền móng: Hỗ trợ hiểu rõ yêu cầu kỹ thuật, phương pháp thi công phù hợp với tiêu chuẩn mới, giảm thiểu rủi ro hư hỏng.

3. Cơ quan quản lý xây dựng và kiểm định chất lượng: Cung cấp cơ sở pháp lý và kỹ thuật để kiểm tra, giám sát công trình theo tiêu chuẩn hiện đại.

4. Giảng viên và sinh viên ngành xây dựng cầu đường: Là tài liệu tham khảo chuyên sâu về lý thuyết và thực tiễn tính toán mãng cắc, phục vụ giảng dạy và nghiên cứu.

Câu hỏi thường gặp

1. Tiêu chuẩn TCXD 205:1998 và 22 TCN 272-05 khác nhau như thế nào?
   Tiêu chuẩn TCXD 205:1998 dựa trên phương pháp ứng suất cho phép với hệ số an toàn cố định, trong khi 22 TCN 272-05 áp dụng phương pháp trạng thái giới hạn và xác suất độ tin cậy, cho phép điều chỉnh hệ số an toàn theo điều kiện thực tế, nâng cao tính chính xác và an toàn.

2. Phương pháp tính toán theo trạng thái giới hạn có ưu điểm gì?
   Phương pháp này phản ánh sát hơn các trạng thái làm việc thực tế của công trình, bao gồm cả biến dạng và ổn định, giúp thiết kế an toàn hơn và tiết kiệm vật liệu so với phương pháp ứng suất cho phép truyền thống.

3. Tại sao cần khảo sát địa chất kỹ lưỡng khi thiết kế mãng cắc?
   Đặc tính đất nền ảnh hưởng trực tiếp đến sức chịu tải và biến dạng của mãng cắc. Khảo sát kỹ giúp xác định chính xác các thông số đất như độ chặt, độ dẻo, ma sát bên, từ đó tính toán và thiết kế phù hợp, tránh hư hỏng công trình.

4. Phương pháp thử nghiệm tĩnh và động khác nhau thế nào?
   Thử nghiệm tĩnh đo sức chịu tải và biến dạng dưới tải trọng tăng dần ổn định, còn thử nghiệm động sử dụng tải trọng tác động nhanh hoặc dao động để đánh giá phản ứng của mãng cắc trong điều kiện thực tế, giúp kiểm tra độ bền và độ ổn định.

5. Làm thế nào để lựa chọn hệ số an toàn phù hợp trong thiết kế?
   Hệ số an toàn được xác định dựa trên phương pháp xác suất độ tin cậy, tính đến các yếu tố như điều kiện làm việc, đặc tính vật liệu, sai số thiết kế và thi công. Tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 cung cấp hướng dẫn cụ thể để điều chỉnh hệ số này theo từng trường hợp.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích và so sánh chi tiết quy trình tính toán mãng cắc theo hai tiêu chuẩn TCXD 205:1998 và 22 TCN 272-05, làm rõ ưu nhược điểm và sự khác biệt trong phương pháp luận.
• Kết quả thí nghiệm và phân tích cho thấy tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 phù hợp hơn với điều kiện thực tế tại Việt Nam, giúp nâng cao độ chính xác và an toàn thiết kế.
• Đề xuất áp dụng tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 làm chuẩn thiết kế chính thức, đồng thời tăng cường đào tạo, đầu tư thiết bị và xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên ngành.
• Nghiên cứu mở ra hướng phát triển tiêu chuẩn thiết kế mãng cắc đồng bộ, hội nhập quốc tế và phù hợp với đặc thù địa chất Việt Nam.
• Các bước tiếp theo bao gồm triển khai áp dụng tiêu chuẩn mới trong các dự án thực tế, đánh giá hiệu quả và cập nhật bổ sung tiêu chuẩn theo xu hướng phát triển công nghệ xây dựng.

Các đơn vị tư vấn, thi công và quản lý công trình giao thông cần nhanh chóng tiếp cận, nghiên cứu và áp dụng tiêu chuẩn 22 TCN 272-05 để nâng cao chất lượng và hiệu quả công trình, đồng thời phối hợp với các cơ quan nghiên cứu để hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn thiết kế mãng cắc trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Tr­êng §¹i häc Giao Th«ng VËn t¶i ---------- o O o ---------- Ng« ThÞ Thanh H­¬ng “Ph©n tÝch , ®¸nh gi¸ mét sè vÊn ®Ò vÒ tÝnh to¸n cäc vµ mãng cäc theo Tiªu chuÈn TCXD 205:1998 vµ Tiªu chuÈn 22 TCN 272-05” LuËn ¸n th¹c sü kü thuËt Ng­êi h­íng dÉn khoa häc: PGS.TS : NguyÔn ThÞ minh nghÜa Hµ néi - 2005 LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt Ngµnh X©y dùng C«ng tr×nh Giao th«ng Môc lôc Më ®Çu. 1 Ch­¬ng I: Tæng quan vÒ mãng cäc vµ c¸c Tiªu chuÈn thiÕt kÕ mãng cäc hiÖn hµnh trong x©y dùng c«ng tr×nh giao th«ng ë ViÖt nam .1 Kh¸i niÖm chung vÒ nÒn mãng .1 Kh¸i niÖm chung .2 Kh¸i niÖm chung vÒ mãng cäc .2 Giíi thiÖu vÒ Tiªu chuÈn TCXD 205:1998 .1 Giíi thiÖu chung .3 Giíi thiÖu vÒ Tiªu chuÈn 22TCN272-05.1 Giíi thiÖu chung. 9 Ch­¬ng II: Ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ mét sè vÊn ®Ò vÒ tÝnh to¸n cäc vµ mãng cäc theo tiªu chuÈn TCXD 205:1998. Ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n mãng theo tr¹ng th¸i giíi h¹n.1 T¶i träng t¸c dông trªn mãng .2 C¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n .3 C¸c tæ hîp t¶i träng t¸c dông trªn mãng .4 Kh¸i qu¸t vÒ ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n mãng cäc.2 T¶i träng t¸c dông trªn cäc.

§èi víi mãng cäc bÖ thÊp. §èi víi mãng cäc bÖ cao.3 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i däc trôc cña cäc .1 Kh¶ n¨ng chÞu t¶i theo ®iÒu kiÖn vÒ c­êng ®é vËt liÖu lµm cäc.2 Mét sè ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n søc chÞu t¶i cña cäc theo ®Êt nÒn.4 TÝnh cäc d­íi t¸c dông ®ång thêi cña t¶i träng ®øng, t¶i träng ngang vµ .1 §iÒu kiÖn kiÓm tra chuyÓn vÞ ngang vµ gãc xoay.2 TÝnh to¸n søc chÞu t¶i träng ngang theo ph­¬ng ph¸p cña Broms(1964).5 §Æc ®iÓm thiÕt kÕ mãng ®èi víi vïng cã ®éng ®Êt .6 TÝnh to¸n ®é lón cña mãng cäc. TÝnh to¸n ®é lón cña nhãm cäc. 45 Ch­¬ng III: Ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ mét sè vÊn ®Ò vÒ tÝnh to¸n cäc vµ Mãng cäc theo tiªu chuÈn 22 TCN 272-05.1 TÝnh to¸n mãng cäc theo tiªu chuÈn 22TCN 272-05.

TÝnh to¸n mãng theo tiªu chuÈn 22TCN272-05. 47 Ng« ThÞ Thanh H­¬ng i LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt Ngµnh X©y dùng C«ng tr×nh Giao th«ng 3. C¸c tr¹ng th¸i giíi h¹n. HÖ sè t¶i träng vµ tæ hîp t¶i träng.2 VËt liªu x©y dùng mãng cäc .3 KiÓm to¸n ®Õ mãng .2 Søc kh¸ng ®ì tÝnh to¸n cña cäc .1 CÊu t¹o cña cäc khoan .2 Søc kh¸ng cña cäc khoan.

ChuyÓn vÞ ë tr¹ng th¸i giíi h¹n sö dông. Søc kh¸ng nhæ cña nhãm cäc .5 T¶i träng ngang. Kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña nhãm cäc. Thö t¶i cäc vµ kiÓm tra hiÖn tr­êng .1 Ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm t¶i träng tÜnh.2 Ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm t¶i träng ®éng.5 So s¸nh sù kh¸c nhau gi÷a TCXD 205:1998 vµ 22TCN272-05.1 Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc.

Kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña nhãm cäc (Søc kh¸ng ®ì däc trôc cña nhãm cäc).5 BiÕn d¹ng o»n cña cäc .6 VÝ dô tÝnh to¸n .1 Dù ¸n x©y dùng cÇu Thanh Tr× .2 C«ng tr×nh nhµ lµm viÖc Bé th­¬ng m¹i. 97 Ch­¬ng IV: KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ. 98 Tµi liÖu tham kh¶o. 99 PhÇn phô lôc.

100 Ng« ThÞ Thanh H­¬ng ii LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt Ngµnh X©y dùng C«ng tr×nh Giao th«ng Më ®Çu Tr­íc ®©y tÝnh to¸n nÒn mãng c«ng tr×nh cÇu theo “Quy tr×nh tÝnh to¸n cÇu cèng theo TTGH-22TCN18-79”, cã c¸c tån t¹i sau: - C¸c ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm ®Êt hiÖn ®¹i ë hiÖn tr­êng ch­a cã trong quy tr×nh, nªn ch­a ®­a vµo c¸c c«ng thøc tÝnh søc chÞu t¶i cña cäc theo c¸c thÝ nghiÖm xuyªn tÜnh, xuyªn tiªu chuÈn. - Cäc khoan ®æ bª t«ng t¹i chç ch­a cã trong quy tr×nh. - C¸c ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cña cäc hiÖn ®¹i ch­a cã trong quy tr×nh nh­ : ThÝ nghiÖm ®éng biÕn d¹ng lín, ph­¬ng ph¸p thÝ nghiÖm Osterberg Cell.… Th¸ng 7 n¨m 1986 Bé X©y dùng ®· ban hµnh “ Mãng cäc- tiªu chuÈn thiÕt kÕ- 20TCN21-86” dùa trªn Tiªu ChuÈn vÒ mãng cäc cña Liªn X« cò (SniP 2. Trong kho¶ng tõ n¨m 1991-1992 ngµnh GTVT b¾t ®Çu øng dông cäc khoan ®æ bª t«ng t¹i chç ( cäc khoan nhåi) cho CÇu U«ng BÝ, cÇu §«ng Hµ víi d = 60cm, cÇu ViÖt Tr× d = 130cm vµ thiÕt kÕ mãng theo 20TCN21-86.

C¸c cÇu cã nguån vèn trong n­íc còng ®­îc thiÕt kÕ theo Tiªu chuÈn nµy. Tiªu chuÈn hiÖn hµnh thiÕt kÕ mãng cäc ë n­íc ta lµ “ Mãng cäc-tiªu chuÈn thiÕt kÕ” cã ký hiÖu TCXD 2O5:1998 cña Bé X©y dùng ®­îc ban hµnh n¨m 1998 vµ ®­îc biÖn dÞch theo Tiªu ChuÈn vÒ mãng cäc cña Liªn X« cò (SniP 2.85), Tiªu chuÈn 20TCN21-86 vµ Tiªu chuÈn vÒ mãng cña Anh (BS 8004:1986). Tiªu chuÈn ®­îc ¸p dông ®Ó thiÕt kÕ c¸c c«ng tr×nh x©y dùng d©n dông, x©y dùng cÇu ®­êng bé vµ ®­êng s¾t. Vµo kho¶ng nh÷ng n¨m 90 khi c¸c dù ¸n x©y dùng cÇu ®­êng víi c¸c nguån vèn ODA, c¸c t­ vÊn n­íc ngoµi ®· ®Ò nghÞ mét sè Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu nãi chung vµ Tiªu chuÈn thiÕt kÕ mãng cäc nãi riªng cña n­íc ngoµi, cã xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn ViÖt Nam.

Mét sè Tiªu chuÈn ®­îc ®Ò nghÞ ®· ®­îc ¸p dông cho c¸c dù ¸n ë n­íc ta nh­: cÇu Gianh (Qu¶ng B×nh, 1998) thiÕt kÕ theo Tiªu chuÈn Ph¸p, cÇu Mü ThuËn (VÜnh Long n¨m 2000) ®­îc thiÕt kÕ theo tiªu chuÈn óc ( AUSTR.ROAD-1992), cÇu CÇn Th¬ ®­îc thiÕt kÕ theo tiªu chuÈn AASHTO-LRFD (Load and Resistance Factor Design – ThiÕt kÕ theo hÖ sè t¶i träng vµ søc kh¸ng). Nh­ vËy ®· cã nhiÒu Tiªu chuÈn cña c¸c n­íc kh¸c nhau ®· ®­îc ¸p dông ®Ó thiÕt kÕ cÇu, v× vËy cÇn cã mét Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu thèng nhÊt ®Ó qu¶n lý c¸c dù ¸n x©y dùng cÇu cã vèn n­íc ngoµi vµ héi nhËp víi hÖ thèng tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu ®­êng quèc tÕ vµ khu vùc. Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu ph¶i ®ång bé víi c¸c tiªu chuÈn vËt liÖu, thÝ nghiªm, thi c«ng, b¶o d­ìng, söa ch÷a. t¨ng c­êng, kiÓm ®Þnh vµ ®¸nh gi¸ cÇu.

MÆt kh¸c,trong ®iÒu kiÖn n­íc ta hiÖn nay kh«ng cã ®ñ ®iÒu kiÖn vÒ n¨ng lùc, kinh nghiÖm vµ thêi gian ®Ó tù x©y dùng, so¹n th¶o mét hÖ thèng Tiªu chuÈn CÇu ®­êng riªng cña m×nh. Vµ nhËn thÊy, rÊt nhiÒu n­íc sö dông Tiªu chuÈn AASHTO bªn c¹nh tiªu chuÈn cña riªng n­íc m×nh hoÆc chÞu ¶nh h­ëng lín cña hÖ thèng Tiªu chuÈn nµy. Ng« ThÞ Thanh H­¬ng 1 LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt Ngµnh X©y dùng C«ng tr×nh Giao th«ng Sau khi xem xÐt, lùa chän cÈn thËn, Bé Giao th«ng VËn t¶i ®· chän Tiªu chuÈn AASHTO-LRFD 1998 (xuÊt b¶n lÇn thø hai) lµm c¬ së vµ cã xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn m«i tr­êng, khÝ hËu, tù nhiªn ®Ó biªn so¹n Tiªu chuÈn ThiÕt kÕ cÇu vµo th¸ng 8 n¨m 2001, Tiªu chuÈn thiÕt kÕ cÇu ký hiÖu 22TCN 272-01 ®· ®­îc Bé Giao th«ng VËn t¶i cho ¸p dông thö nghiÖm tr­íc khi xem xÐt thay thÕ Tiªu chuÈn hiÖn hµnh. Th¸ng 7 n¨m 2005, Tiªu chuÈn ThiÕt kÕ cÇu ký hiÖu 22TCN-272-01 ®· ®­îc Bé Giao th«ng VËn t¶i ¸p dông chÝnh thøc vµ ®æi tªn thµnh 22TCN-272-05.

Nh­ vËy trªn mét sè tuyÕn quèc lé cã CÇu ®­îc thiÕt kÕ phÇn mãng cäc theo Tiªu ChuÈn 20TCN21-86( nay lµ TCXD 2O5:1998), Tiªu chuÈn AASHTO 1996 hoÆc Tiªu chuÈn 22TCN 272-01( nay lµ 22TCN 272-05). VËy vÊn ®Ò ®Æt ra lµ : Nh÷ng CÇu ®· ®­îc thiÕt kÕ phÇn mãng cäc theo Tiªu ChuÈn TCXD 2O5:1998 vµ ®­îc thiÕt kÕ theo Tiªu chuÈn 22TCN 272-05 th× qu¸ tr×nh tÝnh to¸n còng nh­ c¸c ph­¬ng ph¸p tÝnh cã g× kh¸c biÖt? Do ®ã môc ®Ých cña ®Ó tµi nh»m t×m hiÓu râ h¬n vÒ mét sè vÊn ®Ò vÒ tÝnh to¸n cäc theo tiªu chuÈn 22 TCN 272-05 vµ Tiªu chuÈn TCXD 2O5:1998, tõ ®ã ®­a ra mét sè ý kiÕn nhËn xÐt nh»m gãp phÇn ¸p dông réng r·i vµ cã hiÖu qu¶ Tiªu chuÈn ThiÕt kÕ CÇu míi 22 TCN 272-05. Ng« ThÞ Thanh H­¬ng 2 LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt Ngµnh X©y dùng C«ng tr×nh Giao th«ng Ch­¬ng I: Tæng quan vÒ mãng cäc vµ c¸c Tiªu chuÈn thiÕt kÕ mãng cäc hiÖn hµnh trong x©y dùng c«ng tr×nh giao th«ng ë ViÖt nam 1.1 Kh¸i niÖm chung vÒ nÒn mãng 1.1 Kh¸i niÖm chung Nh­ chóng ta ®· biÕt hÇu hÕt c¸c c«ng tr×nh x©y dùng cña loµi ng­êi, tõ c¨n nhµ th« s¬ ®Õn c«ng tr×nh hiÖn ®¹i nhÊt hiÖn nay, ®Òu ph¶i tùa lªn nÒn ®Êt. V× nÒn ®Êt cã c­êng ®é nhá h¬n nhiÒu so víi vËt liÖu c«ng tr×nh cho nªn phÇn tiÕp gi¸p gi÷a c«ng tr×nh vµ nÒn ®Êt th­êng ®­îc më réng thªm vµ gäi lµ mãng.

VËy mãng chÝnh lµ bé phËn kÐo dµi xuèng cña c«ng tr×nh vµ n»m ngÇm d­íi ®Êt. Mãng cã nhiÖm vô truyÒn t¶i tõ c«ng tr×nh lªn nÒn ®Êt. Khi thiÕt kÕ vµ x©y dùng c«ng tr×nh chóng ta ph¶i lu«n lu«n chó ý vµ hÕt søc cè g¾ng ®Ó tho¶ m·n thËt tèt c¸c yªu cÇu c¬ b¶n sau ®©y: 1. B¶o ®¶m sù lµm viÖc b×nh th­êng cña c«ng tr×nh trong qu¸ tr×nh sö dông 2.

B¶o ®¶m c­êng ®é cña tõng bé phËn vµ toµn bé c«ng tr×nh 3. B¶o ®¶m thêi gian x©y dùng c«ng tr×nh ng¾n nhÊt vµ gia thµnh c«ng tr×nh rÎ nhÊt VÒ yªu cÇu thø nhÊt ta thÊy r»ng nÕu c«ng tr×nh cã ®é lín vµ chuyÓn vÞ ngang kh¸ lín, hoÆc lón chªnh lÖch qu¸ nhiÒu th× c«ng tr×nh ®ã kh«ng thÓ lµm viÖc b×nh th­êng ®­îc, ngay c¶ khi nã ch­a bÞ ph¸ háng. VÒ yªu cÇu thø hai ta thÊy r»ng c­êng ®é cña c«ng tr×nh kh«ng nh÷ng chØ phô thuéc vµo b¶n th©n kÕt cÊu c«ng tr×nh mµ cßn phô thuéc phÇn lín vµo c­êng ®é vµ æn ®Þnh cña nÒn ®Êt d­íi ®¸y c«ng tr×nh ®ã, ®Æc biÖt lµ ®èi víi c«ng tr×nh th­êng xuyªn chÞu t¶i träng ngang. Muèn tho¶ m·n yªu cÇu thø ba th× tr­íc hÕt ph¶i tho¶ m·n hai yªu cÇu trªn.

Ngoµi ra viÖc chän biÖn ph¸p tÝnh to¸n, cÊu t¹o, x©y dùng vµ tæ chøc thi c«ng nÒn mãng cã ¶nh h­ëng rÊt nhiÒu ®Õn thêi gian vµ gi¸ thµnh c«ng tr×nh. C¸c tµi liÖu tæng kÕt trong n­íc vµ n­íc ngoµi ®Òu cho thÊy r»ng gi¸ thµnh x©y dùng nÒn mãng th­êng chiÕm 20÷30% gi¸ thµnh x©y dùng toµn bé c«ng tr×nh. Trong mét sè tr­êng hîp tû sè ®ã cßn lªn tíi 50÷60%. Kinh nghiÖm thùc tÕ còng cho thÊy r»ng hÇu hÕt c¸c c«ng tr×nh bÞ h­ háng ®Òu do viÖc gi¶i quyÕt ch­a tèt vÊn ®Ò nÒn mãng g©y ra.

Tõ ®ã ta thÊy r»ng viÖc nghiªn cøu nÒn mãng c«ng tr×nh mét c¸ch toµn diÖn, nhÊt lµ mÆt c¬ häc cña nã ®Ó ®­a ra mét ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n chuÈn x¸c nhÊt cã mét ý nghÜa rÊt quan träng ®«i víi c¸c t­ vÊn thiÕt kÕ.2 Kh¸i niÖm chung vÒ mãng cäc Mãng c«ng tr×nh ®­îc chia thµnh hai lo¹i lµ : Mãng n«ng( khi ®é s©u ch«n mãng h<6m) vµ mãng s©u(®é s©u ch«n mãng h>6m).