I. Phân tích ứng xử nền đất
Phân tích ứng xử nền đất là trọng tâm của luận văn, tập trung vào việc đánh giá sự thay đổi trạng thái ứng suất và biến dạng của nền đất trong quá trình thi công đóng cọc. Phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng để mô phỏng quá trình này, dựa trên điều kiện địa chất thực tế của khu vực. Kết quả phân tích cho thấy sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng và ứng suất trong đất xung quanh cọc, đặc biệt là ở khu vực dưới mũi cọc. Những thay đổi này có thể ảnh hưởng đến độ ổn định của nền đất và khả năng chịu tải của cọc.
1.1. Ứng xử cơ học của đất
Ứng xử cơ học của đất được nghiên cứu thông qua sự thay đổi độ chặt và đặc trưng cơ học của đất nền sau khi đóng cọc. Kết quả cho thấy, việc đóng cọc làm giảm 15% cường độ chống cắt và 30% độ chối của cọc. Độ bền và độ chối mất đi sẽ được phục hồi sau khoảng thời gian 3 tháng. Điều này cho thấy sự ảnh hưởng đáng kể của quá trình đóng cọc đến tính chất cơ học của đất nền.
1.2. Ảnh hưởng của đóng cọc đến nền đất
Ảnh hưởng của đóng cọc đến nền đất được đánh giá thông qua sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng và sự xáo trộn đất. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, áp lực nước lỗ rỗng tăng đáng kể trong quá trình đóng cọc, đặc biệt ở khu vực gần mũi cọc. Sự gia tăng này có thể gây ra hiện tượng chảy ngầm và làm giảm độ ổn định của nền đất. Tuy nhiên, áp lực này sẽ tiêu tán dần sau khoảng thời gian 8 tháng.
II. Thi công đóng cọc
Thi công đóng cọc là quá trình quan trọng trong xây dựng nền móng, đặc biệt ở các khu vực có đất yếu như Thành phố Hồ Chí Minh và Đồng bằng sông Cửu Long. Luận văn tập trung vào việc phân tích các phương pháp đóng cọc và ảnh hưởng của chúng đến môi trường đất xung quanh. Các phương pháp như phương pháp động, phương pháp CASE, và phương pháp CAPWAP được sử dụng để đánh giá sức chịu tải của cọc và ảnh hưởng của quá trình đóng cọc đến nền đất.
2.1. Phương pháp động
Phương pháp động bao gồm các công thức như Gersévanov, ENR, và Gates, được sử dụng để dự báo sức chịu tải của cọc. Phương pháp này dựa trên nguyên lý truyền sóng và đo lường độ chối của cọc. Tuy nhiên, độ tin cậy của phương pháp này không cao do khó xác định chính xác năng lượng đóng cọc và tổn thất năng lượng trong quá trình đóng.
2.2. Phương pháp CASE và CAPWAP
Phương pháp CASE và CAPWAP là các phương pháp tiên tiến hơn, sử dụng đầu đo biến dạng và gia tốc để phân tích ứng suất và biến dạng trong cọc. CAPWAP có độ tin cậy cao hơn và thường được sử dụng để so sánh với kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc. Phương pháp này cho phép đánh giá chính xác hơn về sức chịu tải của cọc và ảnh hưởng của quá trình đóng cọc đến nền đất.
III. Kỹ thuật địa chất xây dựng
Kỹ thuật địa chất xây dựng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và thi công nền móng. Luận văn tập trung vào việc phân tích các đặc tính địa chất của khu vực nghiên cứu, đặc biệt là các lớp đất yếu trên bề mặt. Kết quả nghiên cứu cho thấy, việc đóng cọc vào các lớp đất yếu có thể gây ra sự xáo trộn đáng kể trong đất nền, làm thay đổi trạng thái ứng suất và biến dạng của đất.
3.1. Đánh giá nền đất
Đánh giá nền đất được thực hiện thông qua các thí nghiệm địa kỹ thuật và phân tích mô phỏng. Kết quả cho thấy, các lớp đất yếu có độ chặt thấp và khả năng chịu tải kém, đòi hỏi phải có các biện pháp xử lý nền đất phù hợp trước khi thi công đóng cọc.
3.2. Xử lý nền đất
Xử lý nền đất là bước quan trọng để đảm bảo độ ổn định của nền móng. Các biện pháp như gia cố nền đất, sử dụng cọc cát, hoặc cọc xi măng đất được đề xuất để cải thiện khả năng chịu tải của nền đất và giảm thiểu ảnh hưởng của quá trình đóng cọc.
