Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. - Chương 2: Cơ sở lý thuyết và các phương pháp nghiên cứu. - Chương 3: Phân tích ảnh hưởng ma sát âm đến móng bè cọc khi hạ mực nước ngầm bằng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) và phương pháp giải tích. - Chương 4: Áp dụng - phân tích tính toán công trình giả định - Chương 5: Kết luận và kiến nghị 3.
NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/1/2015 4. NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 14/6/2015 5. CÁN BO HUONG DÂN: TS. Lê Bá Vinh và TS.
Trần Văn Tuan TP. HCM, ngày 14 thang 6 năm 2015 CÁN BỘ HUONG CÁN BỘ HUỚNG CHỦ NHIỆM KHOA OL CHUYEN DAN DAN BO MON NGANH TS. Lé Ba Vinh TS. Tran Văn Tuấn TS.Lê BáVinh TS.
Nguyén Minh Tâm LOI CAM ON Trai qua thời gian hoc tập cao học chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm tại trường đại học Bách Khoa TP.Hồ Chi Minh, em đã có được những kiến thức quý báu từ sự truyền đạt tận tâm của các thầy cô trong bộ môn, em xin cảm ơn các thây PGS.TS Châu Ngọc Ân, PGS.TS Võ Phán, TS. Lê Bá Vinh, PGS.TS Bùi Trường Sơn, TS. Nguyễn Minh Tâm, TS. Lê Trọng Nghĩa, TS.
Đỗ Thanh Hải, TS. Trần Tuấn Anh, TS. Lê Bá Khánh và các thầy cô trong bộ môn địa cơ nền móng. Em xin gửi lời biết ơn sâu sac đến thay TS.
Lê Bá Vinh, TS. Trần Văn Tuan đã hướng dẫn tận tình, đôn đốc và tạo điều kiện thuận lợi giup em có những định hướng cụ thể trong nghiên cứu của mình, hỗ trợ cho em những tài liệu, kiến thức quý báo trong quá trình học tập, nghiên cứu. Em xin cảm ơn các thầy cô phòng đào tạo sau đại học đã điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua. Cuôi cùng em xin tri ân sau sac nhât đên gia đình đã quan tâm, động viên va tạo mọi điêu kiện tot nhat trong quá trình học tập nghiên cứu vừa qua.
HỌC VIÊN PHAN MANH HIEN TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ 1. Tên dé tài: Phân tích và tính toán ứng xử trong móng bè cọc khi xét đến ma sát âm do hạ mực nước ngâm. Tóm tắt: Hiện nay, ở Việt Nam móng bè cọc đã trở nên phố biến và được ứng dụng nhiều trong các công trình dân dụng, công nghiệp. Công trình nhà cao tang tại các đô thị lớn thường sử dụng giải pháp móng bè cọc và làm tang ham dé mở rộng diện tích sử dụng, vì vậy việc hạ mực nước ngâm để thi công tầng ham trở nên pho biến, việc này là một trong những nguyên nhân xuất hiện ma sát âm đối với các công trình lân cận.
Khi hạ mực nước ngầm làm tăng ứng suất thắng đứng hữu hiệu của nên đất. Vì vậy, làm đây nhanh tốc độ lún cô kết của nên đất. Lúc đó, tốc độ lún của đất xung quanh cọc lớn hơn tốc độ lún của cọc và kéo cọc đi xuống, gây ra hiện tượng ma sát âm trong cọc. Có rất nhiều phương pháp tính toán về ma sát âm, trong đó có thé chia thành 3 nhóm chính như sau: theo kinh nghiệm, phương pháp truyền tải trọng và phương pháp phan tử hữu hạn.
Móng bè cọc có rất nhiều nghiên cứu của các chuyên gia trên thế giới trong đó có Poulos & Davis (1980), Fleming và các cộng sự (1992), Randolph (1994), Burland (1995), Katzenbach (1998) và những nghiên cứu gan đây của Poulos (1994, 2001a, 2001b). Áp dụng phương trình Midlin bán không gian đàn hôi vào trong bài toán bè - cọc và những thử nghiệm thực tế dé phân tích ngược bài toán nay, Poulos (1994) đã đưa ra một mô hình gân với thực tế. Mô hình này được chấp nhận rộng rãi, được áp dung để xây dựng nhiễu công trình và tiếp tục được phát triển. Trong luận văn nay tác gia sẽ sử dụng phương pháp PDR (Poulos-Davis- Randolph) đề tính toán móng bè cọc và sử dụng phần mềm Plaxis 3D foundation để so sánh với kết quả tính toán.
Bên cạnh đó, tác giả cũng sử dụng phần mềm Plaxis 3D foundation để xác định lực dọc trục của coc, đường cong tải trọng và độ lún của be, sự phan bồ tải trọng tác dụng lên nhóm cọc và bè, momen, lực cắt của bè trong điều kiện bình thường va ma sát âm do hạ mực nước ngầm. SUMMARY OF THESIS Title: Analysis and calculation behavior of piled raft foundation when considering the negative friction due to lower groundwater levels. Abstract Currently, in Vietnam piled raft foundation have become popular and is used extensively in the civil engineering and industry. High-rise buildings in large cities often use solutions of piled raft foundation and basement to expand the area of use, thus lowering the groundwater levels became popular, it was one of the causes appearing negative friction for neighbor buildings.
When lowering groundwater level increases vertical effective stress of soil. So do speed up the consolidation of ground subsidence. At that time, the speed of ground subsidence around the piles are larger than piles sunk and pulled away down the pile, causing a negative friction. There are many methods of calculating the negative friction, which can be divided into three main groups as follows: according to experience, significant transmission method and FEM method.
Piled raft foundation have been many studies of the world's experts including Poulos & Davis (1980 ), Fleming and colleagues (1992), Randolph (1994 ), Burland (1995 ), Katzenbach (1998 ) and the recent studies by Poulos (1994 , 2001la , 2001b ). Applying equation of haft- space elastic of Midlin in raft - piles and the real test to back analyze this problem, Poulos (1994 ) gave a model close to reality. This model has been widely accepted and applied to build many buildings and continue to be developing. In this thesis, the author will use the method PDR (Poulos - Davis- Randolph ) to calculate the piled raft foundation and use the software Plaxis 3D foundation for comparison with the calculated results.
Besides, the author also uses Plaxis 3D foundation for determining the axial force of piles, the curve of load and the settlement of piled raft foundation, the distribution of the load exerted on the piles and raft, the moments and shear of raft in conditions of normal and negative friction by lowering water level. Đặt vẫn đề Móng bè cọc hay còn được gọi là móng bè trên nền cọc. Móng bè cọc có rất nhiều ưu điểm so với các loại móng khác, như chịu được tải trọng lớn, độ cứng lớn, không gian tự do thông thoáng thuận lợi cho việc bố trí tang ham, liên kết giữa bè và kết cầu chịu lực bên trên như vách, cột có độ cứng lớn phù hợp sơ đồ làm việc của công trình. Các tòa nhà cao tầng của nước ngoài thường sử dụng giải pháp móng bè cọc, chủ yếu là móng bè trên cọc nhồi và cọc barrette.
Ngày nay móng bè cọc đã trở nên pho biến và được ứng dụng nhiều trong các công trình dân dụng và công nghiệp ở Việt Nam. Sở dĩ phải làm móng bè cọc vì trường hợp đất yếu rất dày, bố trí cọc theo đài đơn hay băng cọc không đủ. Cần phải bố trí cọc trên toàn bộ diện tích xây dựng mới mang đủ tải trọng của công trình. Hơn nữa bè coc sé làm tăng tính cứng tổng thé của nên móng bu dap lại sự yếu kém của nên đất.
Tuy nhiên đối với những công trình được xây dựng trên nền đất yếu mới san lấp, nên công trình có lớp đất yếu dày hoặc khu vực chịu ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm. thì thường gây ra hiện tượng ma sát âm đối với cọc, tăng độ lún công trình, nội lực trong bè thay đổi có thé gây ra các sự cô công trình nói chung và móng bè cọc nói riêng. Hiện nay, các công trình cao tang trong đô thị thường lam tầng ham dé mở rộng diện tích sử dụng, vì vậy việc hạ mực nước ngầm để thi công tầng ham là phổ biễn nên việc phân tích và tính toán ứng xử trong móng bè cọc khi xét đến ảnh hưởng của ma sát âm do hạ mực nước ngầm là cần thiết. Mục tiêu nghiên cứu: - Xác định đường cong tải trọng và độ lún của bè, cọc trong điều kiện bình thường và ma sát âm.
- Xác định phan bồ tải trọng tác dụng lên bè, nhóm cọc trong điều kiện bình thường và ma sát âm. - Xác định lực dọc trục của cọc trong điều kiện bình thường và ma sát âm. - Xác định momen và lực cat của bè trong điêu kiện bình thường và ma sat âm. Phương pháp nghiên cứu: 3.1 Phương pháp giải tích: - Phương pháp PDR (Poulos — David — Randolph) 3.2 Phương pháp phan tử hữu han (FEM): - Dung phan mém Plaxis 3D foundation 4.
Y nghĩa khoa học và Tính thực tiễn: - Việc xác định được tải trọng dọc trục trong cọc, nội lực trong bè sẽ được dùng để tính toán kết cau bè - cọc. - Việc xác định đường cong tải trọng và độ lún từ đó giúp người thiết kế có được sự lựa chon sức chịu tải của công trình khi thiết kế móng bè cọc. Giới hạn nghiên cứu của đề tài: - Do không có công trình thực tế và số liệu quan trắc nên nghiên cứu còn mang tính tổng hợp các lý thuyết đã học và sưu tầm, dùng phần mềm Plaxis 3D foundation dé phân tích móng bè cọc trong điều kiện bình thường và có ma sát âm. - Chỉ dùng phương pháp PDR để tính toán móng bè cọc mà không dùng các phương pháp khác để so sánh kết quả.
TONG QUAN VE VAN ĐÈ NGHIÊN CUU 1.1 Mong bé coc: Bè hay dai cọc có nhiệm vụ liên kết và phan phoi tai trong tu chan kết cau cho Các coc, dong thoi truyén mot phan tai trong xudng dat nén tại vi trí tiếp xúc giữa đáy bè và đất nên. Các cọc làm nhiệm vụ truyền tải trọng xuống nên đất dưới chân cọc thông qua sức kháng mũi và vào nền đất xung quanh cọc thông qua sức kháng bên. Có thể bố trí cọc trong đài thành nhóm hay riêng rẽ, bố trí theo đường lối hay bố trí bat kỳ tuỳ thuộc vào mục đích của người thiết kế, nhằm điều chỉnh lún không đều, giảm áp lực lên nền ở đáy bè hay giảm nội lực trong bè. Có rất nhiều nghiên cứu của các chuyên gia trên thế giới nghiên cứu móng bè cọc trong đó có Poulos & Davis (1980), Fleming và các cộng sự (1992), Randolph (1994), Burland (1995), Katzenbach (1998) và những nghiên cứu gần đây của Poulos (1994, 2001a, 2001b).
Ap dụng phương trình Midlin bán không gian dan hồi vao trong bài toán bè - cọc và những thử nghiệm thực tế để phân tích ngược (back analysis) bài toán này, Poulos (1994) đã đưa ra một mô hình gần với thực tế. Mô hình này được chấp nhận rộng rãi, được áp dụng để xây dựng nhiều công trình va tiếp tục phát triển.