MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đề tài. Giá trị thực tiễn của đề tài. Mục đích nghiên cứu của đề tài.
Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài. Kết quả dự kiến của đề tài. CÁC PHƢƠNG PHÁP THÍNGHIỆM ĐÁNH GIÁ, KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI GIỚI HẠN CỌC. Phƣơng pháp thí nghiệm nén tĩnh.
Thiết bị thí nghiệm. Chuẩn bị thí nghiệm. Quy trình gia tải. Phƣơng pháp thí nghiệm thử động biến dạng lớn (PDA).
Nhận xét chƣơng. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN VÀ ĐÁNH GIÁ TẢI TRỌNG GIỚI HẠN TỪ KẾT QUẢ NÉN TĨNH. Mô hình CAPWAPđánh giá khả năng chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm PDA. Cơ sở lý thuyết mô hình CAPWAP.
Mô hình cọc. Mô hình đất nền. Giải thuật tính toán mô hình CAPWAP. Xử lý tín hiệu sóng.
Các phƣơng pháp đánh giá tải trọng giới hạn từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh. Phƣơng pháp Offset Limit. Phƣơng pháp Chin-Kondner. Phƣơng pháp De Beer.
Phƣơng pháp Decourt. Phƣơng pháp 80% Brinch Hansen. Phƣơng pháp 90% Brinch Hansen. Phƣơng pháp Mazurkiewicz.
Phƣơng pháp Fuller và Hoy. Phƣơng pháp Butler và Hoy. Nhận xét chƣơng. NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH TẢI TRỌNG GIỚI HẠN CỦA CỌC THEO KẾT QUẢTHÍ NGHIỆM NÉN TĨNH VÀ THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN ….1 Chọn lựa dữ liệu phục vụ nghiên cứu phân tích .2 Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn các cọc khi kết quả thí nghiệm nén tĩnh chƣa đạt phá hoại .3 Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn các cọc khi kết quả thí nghiệm nén tĩnh đạt phá hoại .4 Kết luận chƣơng.
53 TÀI LIỆU THAM KHẢO. 55 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Gia tải bằng kích thủy lực, sử dụng cọc neo làm hệ phản lực .2 Gia tải bằng kích thủy lực, sử dụng dàn chất tải và đối trọng làm hệ phản lực .3 Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đổi trọng kết hợp cọc neo làm phản lực .4 Biểu đồ quan hệ chuyển vị – thời gian .5 Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị .6 Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm thử động biến dạng lớn .7 Bƣớc sóng thu đƣợc từ CAPWAP .1 Mô hình cọc của Smith và mô hình cọc CAPWAP .2 Mô hình sức kháng của đất theo Smith .3 Sức kháng tĩnh thân cọc.4 Sức kháng tĩnh ở mũi cọc .5 Mô hình sức kháng đất thành bên và mũi Smith mở rộng .6 Phân tích tín hiệu sóng phù hợp .7 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Offset Limit .8 Phƣơng pháp Offset Limit – Đƣờng phá hoại Offset Limit không giao đƣờng cong tải trọng – chuyển vị .9 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Chin- Kondner…………………………………………………………………………….10 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp De Beer .11 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Decourt và biểu đồ kết quả thí nghiệm nén tĩnh tƣơng ứng .12 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp 80% Brinch Hansen .13 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp 90% Brinch Hansen .14 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Mazurkiewicz .15 Biểu đồ xác định sức chịu tải giới hạn Qu theo phƣơng pháp Fuller & Hoy và Butler & Hoy.1 Kết quả sức chịu tải của cọc P908 từ thí nghiệm PDA .2 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc P03) và PDA (cọc P908) .3 Kết quả sức chịu tải của cọc P925 từ thí nghiệm PDA .4 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc P03) và PDA (cọc P925) .5 Kết quả sức chịu tải của cọc P25 từ thí nghiệm PDA .6 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc N022) và PDA (cọc P25) .7 Kết quả sức chịu tải của cọc G282 từ thí nghiệm PDA.8 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc G6) và PDA (cọc G282).9 Kết quả sức chịu tải của cọc TN01 từ thí nghiệm PDA .10 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc 05) và PDA (cọc TN01) .11 Kết quả sức chịu tải của cọc TN02 từ thí nghiệm PDA .12 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc 05) và PDA (cọc TN02) .13 Kết quả sức chịu tải của cọc P3 từ thí nghiệm PDA .14 Quan hệ Q-S từ thí nghiệm nén tĩnh (cọc 05) và PDA (cọc P3) .15 Biểu đồ kết quả tải trọng giới hạn của cọc P03 từ các phƣơng pháp .16 Kết quả tải trọng giới hạn của cọc N022 từ các phƣơng pháp .17 Biểu đồ kết quả Qu của cọc G6 theo các phƣơng pháp .18 Biểu đồ quan hệ Q-S cọc 05 .19 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Offset Limit cọc 05 .20 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Chin-Kondner cọc 05 .21 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp De Beer cọc 05 .22 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Decourt cọc 05 .23 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp 80% Brinch Hansen cọc 05 .24 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp 90% Brinch Hansen cọc 05 .25 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Mazurkiewicz cọc 05 .26 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Fuller & Hoy cọc 05 .27 Biểu đồ xác định Qu theo phƣơng pháp Butler & Hoy cọc 05 .28 Biểu đồ kết quả Qu của cọc 05 theo các phƣơng pháp. 52 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thời gian theo dõi chuyển vị và ghi chép số liệu .2 Đánh giá cọc phá hoại theo chỉ tiêu chuyển vị giới hạn .1 Các thông số đầu vào trong mô hình CAPWAP .1 Đặc trƣng cơ lý của đất nền công trình .2 Kết quả các phƣơng pháp xác định tải trọng giới hạn cọc P03.3 Kết quả tải trọng giới hạn của cọc N022 từ các phƣơng pháp .4 Kết quả tải trọng giới hạn của cọc G6 từ các phƣơng pháp .5 Tỷ lệ chênh lệch kết quả sức chịu tải của cọc BTCT đúc sẵn theo thí nghiệm PDA và thí nghiệm nén tĩnh. 7 Tỷ lệ chênh lệch kết quả sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo thí nghiệm PDA và thí nghiệm nén tĩnh.
Tính cấp thiết của đề tài Do cấu tạo địa chất có các lớp đất yếu trên bề mặt nên các công trình có tải trọng vừa và lớn thƣờng đƣợc thiết kế với biện pháp móng cọc. Tải trọng công trình thông qua cọc truyền xuống các lớp đất tốt bên dƣới qua sức chịu tải đầu mũi và ma sát bên giữa cọc và đất. Việc tính toán đánh giá khả năng chịu tải của cọc chủ yếu căn cứ các đặc trƣng cơ lý đƣợc xác định từ thí nghiệm trong phòng hoặc các kết quả thí nghiệm hiện trƣờng cũng nhƣ tải trọng phần bên trên công trình truyền xuống. Việc chọn lựa kích thƣớc cọc và thi công cọc ở công trƣờng đƣợc thực hiện căn cứ kết quả thiết kế.
Sau khi thi công cọc, để đánh giá chính xác khả năng chịu tải của cọc, các thí nghiệm hiện trƣờng đƣợc thực hiện để kiểm tra. Các phƣơng pháp này nhằm kiểm tra độ chính xác của các giá trị thiết kế và chất lƣợng toàn bộ quá trình thi công tại hiện trƣờng. Hiện nay ở nƣớc ta, phƣơng pháp nén tĩnh là giải pháp truyền thống đƣợc tin cậy và sử dụng rộng rãi. Trong thực tế, kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc thƣờng cho thấy đa số các cọc còn làm việc trong phạm vi đàn hồi nên khó có thể cho phép rút ra các nhận định đúng đắn về giá trị tải trọng giới hạn.
Đề tài “Phân tích đánh giá tải trọng giới hạn cọc theo kết quả nén tĩnh và thử động biến dạng lớn PDA” đƣợc lựa chọn cho luận văn nhằm phân tích đánh giá tải trọng giới hạn của cọc từ thí nghiệm nén tĩnh và thử động biến dạng lớn. Từ đó, phân tích so sánh kết quả của hai phƣơng pháp thí nghiệm. Giá trị thực tiễn của đề tài Hiện nay, phƣơng pháp thì nghiệm nén tĩnh cọc đƣợc áp dụng rộng rãi ở Việt Nam. Tuy nhiên, trong tiêu chuẩn xây dựng chỉ kiến nghị một số phƣơng pháp phân tích kết quả mà không có các chỉ dẫn cụ thể nên có thể có một số phƣơng pháp không áp dụng đƣợc.
Do đó, yêu cầu cần phải phân tích chi tiết hơn về các phƣơng pháp này căn cứ dữ liệu thực tế. Việc phân tích kết quả thí nghiệm nén tĩnh nhằm rút ra các nhận xét để khắc phục các nhƣợc điểm của việc xử lý kết quả thí nghiệm, góp phần xây dựng phƣơng pháp kiểm tra sức chịu tải của cọc ở hiện trƣờng có độ tin cậy cao. Ngoài ra, phƣơng pháp thử động biến dạng lớn là phƣơng pháp có thời gian thí nghiệm ngắn nhƣng có thể cho phép đánh giá hợp lý tải trọng giới hạn. Mục đích nghiên cứu của đề tài Đề tài được thực hiện với các mục đích chính như sau: Ứng dụng phƣơng pháp thí nghiệm thử động biến dạng lớn và phƣơng pháp nén tĩnh xác định sức chịu tải giới hạn của cọc.
Tính toán và đánh giá kết quả xác định sức chịu tải của phƣơng pháp thí nghiệm thử động biến dạng lớn trên cơ sở so sánh với kết quả xác định sức chịu tải của cọc từ kết quả nén tĩnh theo các phƣơng pháp khác nhau. Phƣơng pháp nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm: Nghiên cứu tổng quan các phƣơng pháp thí nghiệm xác định sức chịu tải giới hạn của cọc ở hiện trƣờng. Nghiên cứu lý thuyết phƣơng pháp thử động biến dạng lớn, bao gồm nguyên lý truyền sóng trong thanh một chiều, các mô hình, chƣơng trình tính toán tự động Pile Driving Analyser và CAPWAP. Thu thập số liệu hiện trƣờng xác định sức chịu tải của cọc bằng hai phƣơng pháp thử động biến dạng lớn và nén tĩnh ở công trình thực tế.
Tính toán, phân tích kết quả thí nghiệm và phân tích so sánh. Kết quả dự kiến của đề tài Đánh giá tải trọng giới hạn của cọc theo phƣơng pháp thí nghiệm nén tĩnh cọc và phƣơng pháp thử động biến dạng lớn. Phân tích so sánh và nhận xét về tính phù hợp của phƣơng pháp thí nghiệm cọc trong đánh giá tải trọng giới hạn. Phân tích đánh giá giá trị tải trọng giới hạn hợp lý từ kết quả thí nghiệm kiểm tra.
CÁC PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ, KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI GIỚI HẠN CỌC Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở hiện trƣờng đƣợc xem là phƣơng pháp đáng tin cậy để đánh giá khả năng chịu tải giới hạn của cọc.
