Đánh giá sức chịu tải cọc khoan nhồi từ thí nghiệm nén tỉnh cọc trên nền địa chất thành phố Hồ Chí Minh

Bài báo trình bày kết quả phân tích sức chịu tải của cọc, thông qua việc tính toán sức kháng thành, sức kháng mũi của cọc, từ kết quả của thí nghiệm nén tĩnh kết hợp với đo biến dạng dọc trục của cọc khoan nhồi. Kết quả phân tích giúp đánh giá được khả năng chịu tải thực tế của cọc và cũng cho thấy nhược điểm của phương pháp thử tĩnh sử dụng hệ phản lực với đối trọng có trọng lượng lên tới 28MN.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá sức chịu tải cọc khoan nhồi từ thí nghiệm nén tỉnh cọc trên nền địa chất thành phố Hồ Chí Minh ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI TỪ THÍ NGHIỆM NÉN TỈNH CỌC TRÊN NỀN ĐỊA CHẤT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Lê Thành Trung1 1. Trường Đại học Thủ Dầu MộtTÓM TẮT Công trình Hotel des Art Saigon với qui mô 18 tầng được xây dựng tại quận 3, Tp. HCMđược thiết kế với 40 cọc khoan nhồi đường kính 1.2m và dài 70.7 m. Đặc điểm địa tầng tại khuvực bao gồm lớp cát san lấp dày khoảng 1m, nằm trên lớp đất sét pha đến độ sâu khoảng 10.4m,tiếp theo là lớp cát hạt trung đến độ sâu khoảng 43m, phía dưới là lớp sét và sét pha trạng tháicứng đến độ sâu khoảng 60m và sau cùng là lớp cát mịn trạng thái chặt. Cọc thử được lắp 24strain gages tại 10 cao trình khác nhau, dọc theo thân cọc. Thí nghiệm thử tĩnh cọc được tiếnhành sau 35 ngày kể từ ngày thi công cọc và việc gia tải được thực hiện trong hai chu kỳ. Tạicấp tải lớn nhất (23MN, 200% tải thiết kế), độ lún đo được tại đầu cọc là 43 mm. Phân tích kếtquả đo biến dạng cọc xác định được mô đun dàn hồi trung bình của cọc là 43GPa. Trị số masát đơn vị tại các cao trình gần đầu cọc đạt giá trị khá lớn cho thấy sự phản ánh chưa đúngđiều kiện địa chất tại đây. Từ khóa: Cọc khoan nhồi, E- mô đun đàn hồi, nén tĩnh cọc , phân tích biến dạng cọc,..1. GIỚI THIỆU Công trình Hotel des Arts Saigon tọa lạc tại số 76 -78 Nguyễn Thị Minh Khai, quận 3,Tp Hồ Chí Minh có quy mô gồm 3 tầng hầm và 18 tầng nổi, chiều cao khoảng 75m. Khách sạncó quy mô 168 phòng theo tiêu chuẩn 5 sao, được khởi công vào đầu năm 2013 và chính thứcđi vào hoạt động từ tháng 10/2015. Công trình được thiết kế tổng cộng 40 cọc khoan nhồi có đường kính 1.2m với chiều dàicọc 70.7m, có sức chịu tải theo thiết kế là 11.5MN. Cọc thử được lắp đặt tổng cộng 24 đầu đobiến dạng (strain gages) tại 10 cao trình khác nhau dọc theo thân cọc, mỗi cao trình gắn từ 2đến 3 strain gages và thí nghiệm thử tĩnh cọc được tiến hành trong 3 ngày từ ngày 3/3/2013 đếnngày 6/3/2013. Bài báo trình bày kết quả phân tích sức chịu tải của cọc, thông qua việc tính toán sứckháng thành, sức kháng mũi của cọc, từ kết quả của thí nghiệm nén tĩnh kết hợp với đo biếndạng dọc trục của cọc khoan nhồi. Kết quả phân tích giúp đánh giá được khả năng chịu tải thựctế của cọc và cũng cho thấy nhược điểm của phương pháp thử tĩnh sử dụng hệ phản lực với đốitrọng có trọng lượng lên tới 28MN.2. SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT Công tác khoan khảo sát địa chất thực hiện trong vòng một tháng từ ngày 22/10/2012 đến22/11/2012 với 5 lỗ khoan tới độ sâu 90m kể từ mặt đất tự nhiên cho thấy cấu trúc địa tầng tạiđịa điểm xây dựng gồm 5 lớp đất chính: Dưới lớp cát san lấp dày 1m, phủ lên trên lớp sét pha 860ở trạng thái mềm đến nửa cứng, có chiều dày 2.9m; Lớp thứ 2 là đất sét pha lẫn sỏi sạn laterittrạng thái rắn đến rất rắn, có chiều dày 6.4m ; Lớp thứ 3 là cát hạt mịn đến trung, trạng thái từrời đến chặt vừa, chiều dày khoảng 35.9m; Lớp thứ 4 là sét màu nâu vàng, đỏ, trạng thái cứngđến rất cứng, chiều dày 14m; Lớp đất thứ 5 cát hạt mịn đến thô trạng thái chặt. Mực nước ngầmxuất hiện tại độ sâu -3m, so với mặt đất tự nhiên. Hình 1 thể hiện mặt cắt địa chất tại hố khoan2 là hố khoan gần nhất với vị trí cọc thử. Hình 1. Mặt cắt địa chất, dung trọng tự nhiên (w) và dung trọng khô (dry) của các lớp đất Hình 2 là các đồ thị biểu diễn: độ ẩm (Wn -%), giới hạn chảy (WL -%), giới hạn dẻo(WL-%), và chỉ số SPT (N) của từng lớp đất, được tổng hợp từ báo cáo địa chất.Hình 2. Độ ẩm (%) - giới hạn chảy (%) - giới hạn dẻo (%) và chỉ số SPT (N) của từng lớp đất 8613. THI CÔNG CỌC Cọc được đổ bê tông hoàn tất 45 ngày trước khi tiến hành thí nghiệm nén tĩnh. Bê tôngcọc có cấp độ bền C35 (theo BS 8110: 1997), độ sụt của bê tông được quy định trong khoảng20 ± 2 mm. Các đầu đo biến dạng (strain gage) được cố định vào thép chủ của cọc và được lắpđặt, kiểm tra trong vòng 24h trước khi hạ lồng thép đổ bê tông cọc. Việc cố định cáp truyền tínhiệu từ các đầu đo đến hộp thu tín hiệu được thực hiệu liên tục trong giai đoạn hạ lồng thép vàđược bảo vệ cẩn thận trong suốt quá trình thi công bê tông cọc. Hình 3. Các vị trí lắp đặt Strain gages trên cọc khoan nhồi Các cao trình được lắp đặt strain gage dọc theo thân của cọc thử thể hiện trên Hình 3. Cọcđược lắp đặt tổng số 24 strain gages cho 10 cao trình khác nhau. Ở 6 cao trình liên tiếp kể từđầu cọc, mỗi cao trình được gắn 2 strain gages, 4 cao trình tiếp theo có 3 strain gages cho mỗicao trình. Biến dạng dọc trục của cọc tại từng cao trình được tính bằng trị số trung bình của cácstrain gages tương ứng với cao trình đó.4. QUI TRÌNH THÍ NGHI ỆM Thí nghiệm nén tĩnh và đo biến dạng của cọc khoan nhồi được thực hiện từ ngày 3/3/20 ...