Tính toán ma sát âm trên cơ sở khảo sát vị trí cân bằng tĩnh giữa tải trọng tác dụng và các lực tương tác cọc – đất

Ma sát âm (MSÂ) là một hiện tượng khá phổ biến đối với móng cọc trong đất yếu. Cường độ lực MSÂ phụ thuộc lớn vào chiều sâu ảnh hưởng (Hah) của nó. Hiện nay, một số tài liệu trong nước đã chỉ dẫn tính toán Hah trên sự tương quan giữa độ lún của cọc và độ lún cố kết của đất nền xung quanh cọc. Trong bài báo này giới thiệu một phương pháp khác để xác định Hah, phương pháp này thực hiện dựa trên cơ sở khảo sát cân bằng tĩnh giữa tải trọng và các lực tương tác cọc – đất; bên cạnh đó tác giả luận bàn về một số ý kiến khác nhau của các nhà nghiên cứu liên quan đến hiện tượng này.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán ma sát âm trên cơ sở khảo sát vị trí cân bằng tĩnh giữa tải trọng tác dụng và các lực tương tác cọc – đất56 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 TÍNH TOÁN MA SÁT ÂM TRÊN CƠ SỞ KHẢO SÁT VỊ TRÍ CÂN BẰNG TĨNH GIỮA TẢI TRỌNG TÁC DỤNG VÀ CÁC LỰC TƯƠNG TÁC CỌC – ĐẤT CALCULATION OF NEGATIVE SKIN FRICTION BASED ON THE EXAMINATION OF THE EQUILIBRIUM POINT BETWEEN DEADLOAD AND PILE-SOIL INTERACTION FORCE Hoàng Thị Xuân Trung tâm KT&KĐCL, Trường ĐH Giao thông vận tải Tp. HCM Tóm tắt: Ma sát âm (MSÂ) là một hiện tượng khá phổ biến đối với móng cọc trong đất yếu.Cường độ lực MSÂ phụ thuộc lớn vào chiều sâu ảnh hưởng (Hah) của nó. Hiện nay, một số tài liệutrong nước đã chỉ dẫn tính toán Hah trên sự tương quan giữa độ lún của cọc và độ lún cố kết của đấtnền xung quanh cọc. Trong bài báo này giới thiệu một phương pháp khác để xác định Hah, phươngpháp này thực hiện dựa trên cơ sở khảo sát cân bằng tĩnh giữa tải trọng và các lực tương tác cọc –đất; bên cạnh đó tác giả luận bàn về một số ý kiến khác nhau của các nhà nghiên cứu liên quan đếnhiện tượng này. Từ khóa: Ma sát âm, mặt phẳng trung hòa, vị trí cân bằng, tải trọng, lực tương tác cọc – đất. Abstract: Negative skin friction (NSF) is a popular phenomenon in pile foundation in soft soil.The intensity of NSF depends strongly on its affected range (Hah). Currently the value of Hahcalculated based on the correlation between the settlements of a pile and of the surrounding soil hasbeen shown in some dosmetic reports. In this study, we introduce another approach based on theexamination of the steady equilibrium between deadload and pile-soil interaction force. Besides, somerelated ideas have also been discussed. Keywords: Negative skin friction, neutral plane, the point of equilibrium, deadload, the shaftresistance and the toe resistance. 1. Giới thiệu xác định Hah. Theo phương pháp này, Hah MSÂ là một trong những yếu tố tác động tính toán liên quan trực tiếp đến độ lún củatiêu cực đến hoạt động của móng cọc. Lực cọc và độ lún cố kết của đất nền xung quanhMSÂ trong cọc có thể phát triển lên đến một cọc. Hiện nay, một phương pháp khác để xácgiá trị rất lớn so với sức chịu tải của cọc. định Hah đang được sử dụng phổ biến trongJohannessen và Bjerrum (1965), Bjerrum và các tiêu chuẩn xây dựng và tài liệu trên thếcác cộng sự (1969), Bozozuk (1972) đã công giới [5, 6, 8] là phương pháp khảo sát vị tríbố các kết quả nghiên cứu cho thấy lực MSÂ cân bằng tĩnh giữa tĩnh tải tác dụng, sứcđã vượt quá tải trọng tác dụng cho phép của kháng ma sát dương, sức kháng mũi và lựccọc. Bjerrum và các cộng sự (1969) công bố MSÂ (CBL).kết quả của thí nghiệm đo lực MSÂ trên cọc Trong bài báo này tác giả sẽ giới thiệu:thép với đường kính 500mm được đóng Những nét đặc trưng của phương pháp CBL;xuyên qua đất dày 55m đến lớp đá cứng, lớp trình bày ví dụ tính toán minh họa; khảo sátđất bị lún dưới ảnh hưởng của khối gia tải và ảnh hưởng của một số tham số đến sự phátgiá trị lực MSÂ đo được là 4000kN. Trong triển của MSÂ và luận bàn về một số ý kiếnphạm vi thử nghiệm bởi Bjerrum, cọc đóng của các nhà nghiên cứu khác nhau về hiệnđến lớp đá, đẫn đến phát sinh lực MSÂ kéo tượng MSÂ.cọc xuyên vào bên trong lớp đá [6]. Rõ ràng, 2. Hiện tượng ma sát âm (negativeMSÂ có thể gây hư hại đến công trình; nếu skin friction)trong thiết kế chúng ta không xét đến ảnh Cọc khi hạ vào nền đất, nếu độ lún củahưởng của MSÂ thì đây là một thiếu sót cọc nhiều hơn của đất nền sẽ làm phát sinhnguy hiểm. Một số tài liệu trong nước hiện sức kháng bên trong chống lại sự dịchnay có đề cập và hướng dẫn tính MSÂ [1, 2]; chuyển của cọc. Ngược lại, khi độ lún củavà phương pháp xác định lực MSÂ dựa trên 57 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016đất nền lớn hơn độ lún của cọc thì sẽ tạo ra Qd + Qn = Rt + Rs (1)hiện tượng MSÂ (hình 1). Tại vị trí MPTH ma sát tiếp xúc dọc theo Hiện tượng MSÂ có thể xuất hiện trong cọc thay đổi từ ma sát bên âm thành sứcmột phân đoạn cọc hoặc toàn bộ chiều dài kháng bên dương.cọc, phụ thuộc vào chiều dày lớp đất yếu và 3. Tính toán giá trị lực MSÂ lớn nhấttốc độ lún của nền đất xung quanh cọc [2, 3, Trước khi xây dựng công trình, mặt nền4]. thường đượ ...