chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỌC TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM OSTERBERG.1 Tổng quan thí nghiệm OSTERBERG (O-CELL) [9],[10] .2 Thiết bị và nguyên lý thí nghiệm .3 Quy trình thí nghiệm và diễn dịch kết quả .4 Cơ sở lý thuyết ngoại suy biểu đồ thử tĩnh cọc .1 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị đầu cọc tương đương.2 Ngoại suy đường quan hệ tải trọng – chuyển vị .5 Các phương pháp tính khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm nén tĩnh [8] .1 Phương pháp Offset Limit .2 Phương pháp Chin-Kondner .3 Phương pháp De Beer .4 Phương pháp Decourt .5 Phương pháp 80% Brinch Hansen .6 Phương pháp của Cannadian Foundation Engineering Manual (1985) 49 2.7 Phương pháp Fuller và Hoy .8 Phương pháp Butler và Hoy .6 Kết luận chương 2. PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỌC THEO THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG CHO CÔNG TRÌNH LANCASTER, QUẬN 4.1 Giới thiệu dự án và các dữ liệu sử dụng .1 Giới thiệu dự án .2 Điều kiện địa chất công trình [16] .3 Hệ thống kết cấu nền móng .4 Thí nghiệm Osterberg kiểm tra khả năng chịu tải cọc khoan nhồi .2 Phân tích đánh giá khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm Osterberg.1 Tính đàn hồi thân cọc.2 Tải phân bố dọc theo thân cọc từ dữ liệu đo bằng strain gauges .3 Tính ma sát đơn vị .4 Quan hệ tải trọng – chuyển vị đầu cọc .5 Tính toán khả năng chịu tải cọc theo các phương pháp.3 Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm trong phòng và hiện trường cho công trình Lancaster, quận 4 .1 Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý .2 Khả năng chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ .3 Khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT .4 Khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm nén ngang trong hố khoan .4 Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải cọc theo các phương pháp tính toán từ thí nghiệm hiện trường và thí nghiệm Osterberg kiểm tra .1 Ma sát thân cọc theo thí nghiệm thử cọc O-Cell và thí nghiệm hiện trường SPT, PMT .2 Đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo thí nghiệm trong phòng, hiện trường và thử tĩnh cọc O-Cell .5 Kết luận chương 3. 92 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .93 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
106 xi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Biểu đồ xác định hệ số .2 Biểu đồ xác định hệ số p và fL.3 Sơ đồ xác định áp lực giới hạn tương đương dưới mũi cọc .4 Cách tính diện tích và chu vi một số loại cọc .5 Biểu đồ xác định ma sát hông fL của cọc theo pL.6 Biểu đồ xác định ma sát hông qs của cọc theo pL (Bustamante et al.1 Sơ đồ thí nghiệm Osterberg .3 Sơ đồ thí nghiệm Osterberg cho cọc đúc sẵn .4 Sơ đồ thí nghiệm Osterberg cho cọc nhồi .5 Ký hiệu các chuyển vị .6 Biểu đồ lực dọc trong cọc .7 Biểu đồ chuyển vị của O-cell và đầu cọc .8 Biểu đồ chu kì gia tải .9 Biểu đồ chuyển vị theo thời gian gia tải .10 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị đầu cọc tương đương .11 Phương pháp ngoại suy biểu đồ tải trọng – chuyển vị theo Chin-Kondner .12 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Offset Limit .13 Đường phá hoại Offset Limit không giao với đường cong tải trọng – chuyển vị .14 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Chin - Konder .15 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp De Beer .16 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Decourt và biểu đồ kết quả thí nghiệm tương ứng .17 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp 80% Brinch Hansen .18 Phương pháp của Cannadian Foundation Engineering Manual (1985) .19 Biểu đồ xác định tải trọng giới hạn Qu theo phương pháp Fuller và Hoy , Butler và Hoy .1 Phối cảnh và vị trí dự án Lancaster,quận 4 .2 Mặt bằng vị trí các hố khoan .3 Mặt cắt địa chất công trình tại hố khoan BH1, BH2, BH3, BH4 và BH5 .4 Biểu đồ trị số N, dung trọng γ và độ ẩm W theo độ sâu .5 Biểu đồ hệ số rỗng e, giới hạn chảy LL và chỉ số dẻo IP theo độ sâu .6 Biểu đồ lực dính c, góc ma sát φ theo độ sâu và áp lực nén ngang theo độ sâu thí nghiệm PMT .7 Mặt bằng cọc khoan nhồi tháp T2 .8 O-cell được lắp đặt bên trong lồng thép cọc khoan nhồi.9 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị cọc TP01 .10 Biểu đồ tải trọng – thời gian cọc TP01 .11 Biểu đồ chuyển vị - thời gian cọc TP01 .12 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị lên và chuyển vị xuống của O-cell .13 Biểu đồ ngoại suy của Chin – Kondner .14 Biểu đồ tải trọng – chuyển vị lên, xuống và tương đương.15 Biểu đồ quan hệ tải trọng - chuyển vị tương đương .16 Biểu đồ độ cứng thân cọc TP01 .17 Biểu đồ phân phối tải trọng ứng với từng cấp gia tải.18 Ma sát đơn vị dọc thân cọc TP01 ứng với từng cấp tải .19 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị tại đầu cọc TP01 .20 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo De Beer.21 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Decourt .22 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo 80% Brinch Hansen 73 Hình 3.23 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Fuller&Hoy .24 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Davission-Offset Limit .25 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo Chin-Kondner.26 Biểu đồ xác định khả năng chịu tải cọc TP01 theo CFEM .27 Khả năng chịu tải cọc TP01 từ thí nghiệm Osterberg theo các phương pháp .28 So sánh khả năng chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý và cường độ (UU và CU) .29 So sánh khả năng chịu tải cọc theo thí nghiệm SPT và PMT .30 Ma sát đơn vị dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell và PMT .31 Ma sát đơn vị dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell và SPT .32 Ma sát đơn vị dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell, PMT và SPT .33 Ma sát dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell và PMT .34 Ma sát dọc thân cọc giữa thí nghiệm O-Cell, PMT và SPT .35 Trung bình khả năng chịu tải cọc theo các phương pháp .91 xiv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc đóng hoặc ép qb.2 Cường độ sức kháng trên thân cọc đóng hoặc ép fi .3 Các hệ số điều kiện làm việc của đất cq và cf cho cọc đóng hoặc ép .4 Tên đất theo phân phối hạt .5 Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất cf .6 Các hệ số 1, 2 , 3 và 4 trong công thức (1.7 Cường độ sức kháng qb của đất dính dưới mũi cọc nhồi .8 Giá trị các hệ k, ZL và N’q cho cọc trong đất cát .9 Các hệ số hiệu chỉnh cho thí nghiệm SPT (Skempton, 1986) .10 Giá trị k cho cọc theo tóm tắt LCPC - SETRA (1985) .11 Chọn loại đường cong để xác định giá trị fL .12 Mô tả phân loại 418 cọc được phân tích (Bustamante et al.13 Giá trị hệ số khả năng chịu tải kp (Bustamante et al.14 Chọn loại đường cong Qi để xác định giá trị ma sát hông qs.1 Chi tiết kỹ thuật hộp Osterberg sử dụng cho cọc TP1 .2 Thông số thân cọc .3 Quan hệ tải trọng – chuyển vị thân cọc. Tính cấp thiết của đề tài Đối với các công trình có tải trọng lớn, móng cọc là giải pháp nền móng có nhiều ưu điểm nổi bật về khả năng chịu lực, thuận tiện thực hiện thi công do đa dạng về phương pháp thi công. Việc đánh giá khả năng chịu tải của cọc chính xác có vai trò quan trọng và cấp thiết trong tính toán thiết kế nền móng công trình, đặc biệt với công trình có tải trọng lớn. Do thí nghiệm hiện trường thể hiện ứng xử của nền đất phù hợp với điều kiện thực tế nên các giá trị thu nhận được cho phép sử dụng để tính toán thiết kế nền móng phù hợp và đáng tin cậy hơn.
Theo tiêu chuẩn khảo sát Địa kỹ thuật cho nhà cao tầng, thí nghiệm nén ngang là yêu cầu bắt buộc. Tuy nhiên, các hồ sơ thiết kế thường sử dụng các đặc trưng cơ lý từ kết quả thí nghiệm trong phòng để dự tính khả năng chịu tải của cọc và kết quả tính toán thường chênh lệch đáng kể so với kết quả thí nghiệm cọc hiện trường. Nội dung của luận văn “Phân tích, đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường cho công trình Lancaster quận 4” nhằm tổng hợp các phương pháp tính toán khả năng chịu tải của cọc từ thí nghiệm trong phòng, hiện trường và so sánh giá trị khả năng chịu tải của cọc tính toán được với kết quả thí nghiệm Osterberg kiểm tra khả năng chịu tải cọc tại hiện trường. Kết quả này cho phép đánh giá mức độ tin cậy về giá trị tính toán khả năng chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm trong phòng, hiện trường nhằm kiến nghị lựa chọn phương pháp tính toán phù hợp.
Mục tiêu nghiên cứu Căn cứ các kết quả tính toán khả năng chịu tải cọc từ các thí nghiệm hiện trường, phân tích so sánh giá trị khả năng chịu tải tính toán theo các phương pháp khác nhau. Phân tích đặc điểm tính toán đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm nén ngang trong hố khoan (PMT) và đánh giá mức độ tin cậy của phương pháp này. -2- Phân tích so sánh giá trị khả năng chịu tải với kết quả kiểm tra thực tế. Kết luận về độ tin cậy của kết quả tính toán từ đó lựa chọn phương pháp đánh giá khả năng chịu tải hợp lí cho cọc.
Phương pháp nghiên cứu Thu thập các tài liệu nghiên cứu liên quan đến việc tính toán khả năng chịu tải cọc theo các thí nghiệm trong phòng, hiện trường (SPT và PMT) và thí nghiệm thử cọc Osterberg. Thu thập dữ liệu địa chất với đầy đủ các thí nghiệm được sử dụng trong nghiên cứu này và thông số cọc được thiết kế, cụ thể trong dự án Lancaster quận 4. Từ dữ liệu địa chất, tiến hành tính toán và đánh giá các giá trị khả năng chịu tải cọc theo các thí nghiệm trong phòng, hiện trường (SPT và PMT). Sau đó, sử dụng số liệu thử cọc theo Osterberg để tính toán và đánh giá khả năng chịu tải cọc.
Qua đó, đánh giá các phương pháp tính toán khả năng chịu tải cọc và lựa chọn giá trị phù hợp.
