I. Bối cảnh và tính cấp thiết của đề tài
Trong lĩnh vực xây dựng, sức kháng cọc là một yếu tố quan trọng quyết định đến độ an toàn và ổn định của công trình. Việc sử dụng cọc khoan nhồi trong nền đá phong hóa đã trở thành một giải pháp phổ biến cho các công trình có tải trọng lớn. Tuy nhiên, việc dự báo sức kháng cọc trong điều kiện địa chất này vẫn còn nhiều vấn đề chưa được thống nhất. Tiêu chuẩn thiết kế hiện hành như TCVN 10304:2014 không đề cập cụ thể đến tính toán sức kháng cọc trong nền đá phong hóa, gây khó khăn trong việc áp dụng cho các công trình thực tế. Hơn nữa, nhiều nghiên cứu trước đó chỉ đưa ra các phương pháp dự báo dựa trên kết quả thí nghiệm ở những khu vực cụ thể, chưa có sự kiểm chứng toàn diện. Do đó, việc nghiên cứu và phân tích sức kháng cọc trong nền đá phong hóa là cần thiết để cung cấp những thông tin hữu ích cho các kỹ sư và nhà thiết kế trong quá trình lập kế hoạch và thực hiện công trình.
II. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích sức kháng cọc khoan nhồi chịu tải dọc trục trong nền đá phong hóa yếu. Các số liệu khảo sát được thu thập từ các công trình thực tế và kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc sẽ được sử dụng để mô phỏng ứng xử của cọc. Đặc biệt, phần mềm PLAXIS 3D sẽ được áp dụng để mô hình hóa và phân tích, nhằm xác định các thông số ảnh hưởng đến sức kháng cọc. Nghiên cứu cũng sẽ so sánh các kết quả từ mô hình với kết quả thực nghiệm để kiểm chứng tính chính xác của phương pháp. Điều này không chỉ giúp làm rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng cọc mà còn tạo ra cơ sở dữ liệu cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực địa kỹ thuật.
III. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định và phân tích sức kháng cọc khoan nhồi trong nền đá phong hóa yếu. Qua đó, nghiên cứu sẽ mô phỏng ứng xử của cọc bằng phần mềm PLAXIS 3D, kiểm chứng kết quả với các thí nghiệm nén tĩnh cọc thực tế. Nghiên cứu cũng sẽ đề xuất các thông số phù hợp cho việc dự báo sức kháng cọc trong giai đoạn thiết kế ban đầu, đặc biệt là trong các điều kiện khảo sát địa chất còn hạn chế. Kết quả nghiên cứu sẽ cung cấp những thông tin quý giá cho các kỹ sư trong việc lựa chọn phương pháp thiết kế và dự báo sức kháng cọc một cách chính xác hơn.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sẽ được thực hiện thông qua ba phương pháp chính: thu thập và phân tích số liệu khảo sát, tổng hợp lý thuyết tính toán sức kháng cọc khoan nhồi, và mô phỏng ứng xử của cọc bằng phần mềm PLAXIS 3D. Các số liệu về đặc điểm tính chất của nền đá phong hóa sẽ được thu thập từ các công trình thực tế và kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc. Sau đó, các lý thuyết hiện có sẽ được áp dụng để dự báo sức kháng cọc và so sánh với các kết quả thực nghiệm để đánh giá tính chính xác của phương pháp. Phương pháp này không chỉ giúp làm rõ các yếu tố ảnh hưởng đến sức kháng cọc mà còn cung cấp cơ sở cho việc phát triển các tiêu chuẩn thiết kế trong tương lai.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nghiên cứu này không chỉ bổ sung vào kho tàng kiến thức về sức kháng cọc trong nền đá phong hóa mà còn có ý nghĩa thực tiễn quan trọng. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp các kỹ sư và nhà thiết kế có thêm thông tin để đưa ra các quyết định chính xác hơn trong việc thiết kế và thi công các công trình. Hơn nữa, việc sử dụng phần mềm PLAXIS 3D để mô phỏng ứng xử của cọc sẽ mở ra hướng đi mới trong việc áp dụng công nghệ hiện đại vào lĩnh vực địa kỹ thuật, từ đó nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong thiết kế. Nghiên cứu cũng sẽ tạo cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực này, góp phần phát triển các tiêu chuẩn thiết kế phù hợp với điều kiện địa chất Việt Nam.
