Nghiên cứu ứng xử của cọc ống bê tông gia cố nền đất yếu dưới nền đường đắp bằng phân tích PTHH

Bài viết này trình bày các phân tích ứng suất và biến dạng của bài toán cọc PCC gia cố nền đất yếu dưới nền đường sắt có đắp cao bằng phương pháp PTHH, sử dụng mô hình 3D qua phần mềm Plaxis 3D.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu ứng xử của cọc ống bê tông gia cố nền đất yếu dưới nền đường đắp bằng phân tích PTHHNGHIÊN CỨU ỨNG XỬ CỦA CỌC ỐNG BÊ TÔNG GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG ĐẮP BẰNG PHÂN TÍCH PTHH PHAN HUY ĐÔNG* Study on the behaviours of Large Diameter Cast-in-place Concrete Pipe Pile for piled embankment reinforcement by FEM Abstract: This paper presents a three-dimensional (3D) numerical analysis of a case study of a piled embankment project using the “Large diameter cast in-place concrete pipe pile (PCC pile). At this site, PCC pile with diameter of 1m, length of 16m were installed to support the design load of 150 kPa, which are generated by embankment height in range of 3m to 6m and train load. In 3D analysis, the actual shape of PCCs and their installation pattern with the in-situ soil parameters were simulated. Therefore, the behaviours of Pile under the embankment were analysed with different Pile spacing, Pile length and with or without Pile cap. The 3D analysis found that the differential settlement between piles and soil can be controlled by both pile spacing and pile length. In addition, selection of length of PCC pile should consider its characteristic since PCC pile is non-reinforcement. 1. GIỚI THIỆU* kế bằng búa rung đến độ sâu thiết kế. Trong quá Bài toán gia cố nền đất yếu dưới nền đường trình rung và hạ ống vách, do mũi cọc dạng hìnhđắp bằng cọc là một trong những giải pháp tin nêm làm cho đất xung quanh thành cọc bị néncậy và hiệu quả nhất khi áp dụng xử lý nền đất chặt để tạo khoảng rỗng đúng bằng chiều dàyyếu dưới nền đường đắp cao, ví dụ như đường thành cọc. Sau đó, tiến hành đổ bê tông vàodẫn đầu cầu, đường cao tốc, đường sắt,…. thành rỗng giữa hai ống thép và vừa rung ốngTrong đó, giải pháp cọc bê tông ống đường kính vừa rút ống vách lên, bê tông dưới trọng lượnglớn đổ tại chỗ, gọi tắt là cọc PCC đã được áp bản thân được đổ toàn vẹn bên trong ống vách,dụng ở Việt Nam trong những năm gần đây lực rung của máy có tác dụng đầm chặt bê tông(Dong PH, 2016; Phan Huy Đông 2017). Với ưu cọc đảm bảo chất lượng cọc đồng thời cũng đầmđiểm chính là dạng cọc ống, thành mỏng, chỉ chặt đất xung quanh cọc.dùng bê tông mà không dùng cốt thép, đường Nhằm đánh giá ứng sử của cọc PCC dướikính lớn, cọc PCC được phát triển riêng cho gia nền đường đắp một cách chính xác hơn, khảocố nền đất yếu. Cọc PCC được chế tạo tại chỗ sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả làmtrong ống vách gồm hai ống thép được hàn nối việc của cọc (chiều sâu cọc, khoảng cách cọc,đồng trục, phía dưới mũi giữa hai ống thép được chiều cao lớp đất đắp), bài báo này trình bàycấu tạo bản lề bịt để bảo vệ ngăn không cho đất các phân tích ứng suất và biến dạng của bàixâm nhập vào trong ống vách trong khi hạ. Ống toán cọc PCC gia cố nền đất yếu dưới nềnvách được rung và hạ liên tục xuống độ sâu thiết đường sắt có đắp cao bằng phương pháp PTHH, sử dụng mô hình 3D qua phần mềm* Bộ môn Cơ học đất-Nền móng, Đại học Xây dựng Plaxis 3D. Qua đó, đề xuất phương pháp thiết E-mail: dongph@nuce.edu.vn kế phù hợp với loại cọc này.ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3 - 2019 3 2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ ỨNG Phương pháp PTHH là đang được ứng dụngDỤNG PHƯƠNG PHÁP PTHH PHÂN rộng rãi trong tính toán thiết kế các bài toán vềTÍCH BÀI TOÁN CỌC GIA CỐ NỀN Địa kỹ thuật (David and Zdravkovic-2001). Nhìn chung, thiết kế cọc dưới nền đắp Trong đó, các phân tích tính toán hiện nay chủthường theo hai phương pháp: yếu áp dụng bài toán phẳng (2D). Khi đó cọc 1) Coi nền sau khi gia cố cọc làm việc như được mô hình hóa là các phần tử tấm (plate)một nền “tương đương”: Phương pháp này hoặc phần tử neo (node to node”). Theo cáchthường chỉ áp dụng cho trường hợp khi vật liệu mô tả này có một số tồn tại sau:cọc có độ cứng không quá lớn so với nền đất (ví - Phần tử dạng neo node to node: Cọcdụ: trụ đất xi măng, cọc đá,…). Khi đó, nền đất được mô tả bằng phần tử dạng neo với hai điểmsau khi gia cố sẽ được qui đổi về một nền tương đầu và cuối cố định, cọc chỉ chịu kéo hoặc nén,đương với các chỉ tiêu cơ lý được tính đổi tru ...