Phân tích sức chịu tải của đất nền xung quanh cọc theo đường quan hệ tải trọng - chuyển vị từ kết quả thí nghiệm O-cell

Đề tài nêu lên thí nghiệm Osterberg (O-cell) là giải pháp hữu hiệu để đánh giá sức chịu tải thực tế của cọc và xác định một số thông số khác như độ cứng của cọc, tải trọng phân bố dọc cọc, ma sát da của cọc. Từ kết quả thí nghiệm O-cell, có thể xây dựng mối quan hệ giữa tải trọng (T) và chuyển vị cọc (Z) cho từng lớp đất. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích sức chịu tải của đất nền xung quanh cọc theo đường quan hệ tải trọng - chuyển vị từ kết quả thí nghiệm O-cell PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN XUNG QUANH CỌC THEO ĐƯỜNG QUAN HỆ TẢI TRỌNG - CHUYỂN VỊ TỪ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM O-CELL LÊ BÁ VINH*,** NGUYỄN TRUNG DUY*** TÔ LÊ ƢƠNG* Analysis of the load-bearing capacity of piles by establishing stress- displacement relationship from the O-cell test result Abstract: The Osterberg (O-cell) test is an effective solution to evaluate the actual load-bearing capacity of the pile and determine some other parameters such as stiffness of the pile, load distributed along the pile, skin friction of pile. From the O-cell experiment results, it is possible to build the relationship between the load (T) and the pile displacement (Z) for each soil layer. Through the O-cell test results of two actual bored piles with different diameters, the frictional mobilisation of the soil along the pile, as well as the resistance of the soil at pile tip is analyzed and compared with theoretical results, and also draw differences in skin friction of two piles. 1. GIỚI THIỆU * kết quả thí nghiệm O-cell của 2 cọc khoan nhồi Cọc khoan nhồi đƣợc áp dụng ngày càng thực tế có đƣờng kính khác nhau, sự huy động nhiều vào các công trình xây dựng cao tầng nhƣ ma sát của đất ở dọc thân cọc, cũng nhƣ sức một trong những giải pháp nền móng hiệu quả. kháng của đất ở mũi cọc đƣợc phân tích, đối Việc hiểu rõ cơ chế làm việc của cọc khoan chiếu theo các phƣơng pháp phân tích trên. nhồi, tƣơng tác với đất nền xung quanh là rất 2. CƠ SỞ LÝ THUY T cần thiết để các kỹ sƣ lựa chọn phƣơng án thiết 2.1. ƣờng quan hệ giữa tải trọng và kế, tính toán hợp lý nhất. Đƣờng quan hệ giữa chuyển vị theo Coyle và Reese (1966) tải trọng (T) và chuyển vị cọc (Z) cho từng lớp Hình ảnh đƣờng quan hệ (T-Z) theo Coyle và đất đƣợc sử dụng rộng rãi khi nghiên cứu cọc Reese đƣợc thể hiện ở hình 1. Mô hình đƣờng chịu tải trọng dọc trục. Mối quan hệ (T-Z) cũng quan hệ này gồm 2 đoạn, đàn hồi tuyến tính và đã đƣợc nhiều nhà nghiên cứu ở trong và ngoài chảy dẻo. Cọc đạt đến giá trị tải trọng giới hạn nƣớc tìm hiểu, phân tích nhƣ: Phạm Tuấn Anh của giai đoạn đàn hồi là T max khi đạt đƣợc (2016) [2], Coyle và Reese (1966) [3], Mosher chuyển vị giới hạn đàn hồi Zcr. Sau đó tải trọng [5], Randolph và Wroth (1978) [6], Bohn và không tăng nhƣng chuyển vị tăng dần. cộng sự (2015)[4]. Thí nghiệm Osterberg (O- cell) là một giải pháp hữu hiệu để đánh giá sức chịu tải thực tế của cọc khoan nhồi (Nguyễn Hữu Đẩu , 2004)[1]. Trong bài báo này, dựa vào * Bộ môn Địa cơ - Nền móng, Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM ** Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh *** Học viên Cao học, Bộ môn Địa cơ - Nền móng, Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Bách khoa TP.HCM Hình 1. Đường quan hệ (T-Z) theo Coyle và Reese Email tác giả liên hệ: lebavinh@hcmut.edu.vn ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 89 Theo Coyle và Reese, chuyển vị giới hạn P1: Tải trọng tại đầu đo số 1 (kN). đàn hồi của đất lấy gần đúng là Zcr = 2,5mm. P2: Tải trọng tại đầu đo số 2 (kN). Công thức xác định tải trọng từ số liệu đo C: Chu vi của cọc (m). biến dạng: L1-2: Khoảng cách của 2 đầu đo biến dạng (m). (2) 2.2. ƣờng quan hệ giữa tải trọng và - Trong đó chuyển vị theo Mosher P: Tải trọng dọc trục (kN). Mosher (1984) dựa trên việc đánh giá các tài εavg: Biến dạng trung bình trên diện tích mặt liệu và tiến hành các thí nghiệm đã đề xuất các cắt ngang. quan hệ giữa lực ma sát bên và sức kháng mũi AES : Độ cứng thân cọc. theo chuyển vị của cọc trong đất cát nhƣ Hình 2 Công thức xác định ma sát đơn vị: và Hình 3. Theo đó, lực ma sát bên của cọc có thể đạt đến giá trị cực hạn khi chuyển vị là (3) 6.5mm, trong khi đó chuyển vị của mũi cọc cần - Trong đó phải là 2.5cm để sức kháng mũi cọc có thể đƣợc F: Lực ma sát đơn vị (kN/m2). huy động tối đa. Hình 2. Đường quan hệ ma sát bên - chuy n vị Hình 3. Đường quan hệ sức kháng mũi cọc - (T-Z)cho đất cát theo Mosher chuy n vị (Q-Z)cho đất cát theo Mosher 3. PHÂN TÍCH SỨC CHỊU TẢI CỦA HAI - Lớp 5: Cát sét- cát bụi màu xám xanh trạng CỌC KHOAN NHỒI TRONG THỰC TẾ thái chặt, SPT 18-24 búa. 3.1. Cấu tạo địa chất của nền đất - Lớp 6: Cát bụi màu xám tro trạng thái rất Dữ liệu địa chất đƣợc lấy từ hồ sơ địa chất chặt, SPT 28-64 búa. của một dự án ở Quận 1, TP.HCM, gồm các lớp - Mực nƣớc ngầm thƣờng xuyên ở cao độ - đất nhƣ sau: 1,5m so với mặt đất tự nhiên. - Lớp 0: Đất đắp nền đƣờng hiện hữu hay đất 3.2. Thông số kỹ thuật của cọc khoan nhồi mặt, gồm cát lẫn đá dăm vàng ...