PHẦN MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài:

Hiện nay, đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa,

nền kinh tế đang phát triển rất mạnh mẽ. Cùng với các lĩnh vực khác, xây dựng cơ sở hạ

tầng được đặt lên hàng đầu để đáp ứng yêu cầu phát triển về kinh tế cũng như xã hội. Do

đó xây dựng cơ sở hạ tầng phải bền vững và độ an toàn cao.

Việt Nam là một nước mà địa lý nằm giáp ranh với bờ biển Thái Bình

Dương nên mật độ và cường độ của gió rất lớn gây ảnh hưởng lên các công trình ven

sông biển như bến cảng, bờ kè, giàn khoan, các công trình nhà cao tầng

Đối với việc sử dụng giải pháp móng cọc cho các công trình nhà cao tầng,

bến cảng, bờ kè thì vấn đề quan trọng là sức chịu tải của công trình, đặc biệt là vấn đề

chịu tải trọng ngang.

Đối với móng cọc chịu tải trọng ngang, các yếu tố quan trọng sau đây là ảnh

hưởng chính:

 Sức kháng của đất nền xung quanh cọc;

 Các đặc trưng của nền đất xung quanh cọc, nén của vật liệu cọc;

 Chiều sâu ngàm của cọc trong đất;

 Loại tải trọng tác dụng;

 Liên kết đầu cọc.

Các tải trọng ngang thường gặp: do tăng hoặc giảm tốc độ xe; tải trọng gió; sóng;

dòng chảy; do tàu bè va chạm; do động đất; lở đất;

Có nhiều phương pháp tính tải trọng ngang của cọc như phương pháp dự báo của

Broms; Meyerhof; cọc chịu tải ngang theo TCVN 205:1998 Tuy nhiên, khi tính toán

mỗi phương pháp cho kết quả khác nhau. Do đó đề tài được chọn nhằm so sánh cách

tính của mỗi phương pháp để từ đó đề xuất phương pháp tính tối ưu và thông dụng, có

thể áp dụng vào thực tế thiết kế móng cọc.

2. Tổng quan lịch sử nghiên cứu của đề tài:

Vấn đề sức chịu tải trọng ngang của cọc đã được các nhà khoa học trên thế giới

cũng như ở Việt Nam nghiên cứu rất nhiều, chẳng hạn:

- Lời giải của Broms: từ nhiều thực nghiệm Broms đưa ra tóm tắt ứng xử cọc chịu

tải trọng ngang gồm loại đầu cọc ngàm vào đài cứng và đầu cọc tự do. Quan hệ giữa áp

lực ngang của đất lên cọc và chuyển vị ngang của cọc là quan hệ tuyến tính.

- Brinch Hansen (1961) và Broms (1964) dùng mô hình nền Winkler để giải. Theo

mô hình này, đất nền xung quanh cọc được xem như môi trường đàn hồi tuyến tính. Nền

đất xung quanh cọc được thay thế bằng các liên kết chống chuyển vị ngang và được biểu

diễn bằng các lò xo độc lập riêng rẽ có độ dài như nhau và có độ cứng bằng hệ số nền

quy ước K.

- Phương pháp “m” của Trung Quốc thì giả thiết hệ số nền tăng tuyến tính theo

chiều sâu để mô phỏng tương tác cọc đất.

- Ở Mỹ, mô phỏng tương tác cọc - đất theo lý thuyết đường cong p-y, các đường

cong p-y này được xây dựng trên cơ sở các thông số về cọc và các chỉ tiêu đất nền thu

thập được.

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam: đất xung quanh cọc được xem như môi trường đàn

hồi tuyến tính được mô phỏng bằng mô hình nền Winkler. Hệ số nền theo phương ngang

thay đổi tuyến tính theo chiều sâu.

3. Mục tiêu nghiên cứu:

Trong vài thập kỷ gần đây, việc giảng dạy và nghiên cứu của ngành cơ học đất

đã đạt được nhiều thành tựu đáng kể trong cả việc phát triển lý thuyết cũng như thực

hành để giải quyết các vấn đề kỹ thuật thực tế. Tuy nhiên sự phát triển quan trọng nhất

là việc thống nhất được mối quan hệ giữa trạng thái ứng suất và trạng thái thể tích trong

cơ học đất và thường được gọi là cơ học đất trạng thái tới hạn (Critical State Soil

Mechanics).

Việc sử dụng các phần mềm tính toán theo lý thuyết phần tử hữu hạn và các mô

hình đất theo lý thuyết cơ học đất trạng thái tới hạn đã mở ra một hướng mới trong

ngành cơ học đất và nền móng. Với sự hỗ trợ của máy tính, người kỹ sư có được một

công cụ mạnh mẽ để phân tích và dự đoán ứng xử của đất đồng thời với móng trong các

điều kiện làm việc khác nhau.

Tuy nhiên, mỗi phương pháp đều có những ưu và khuyết điểm riêng. Việc nghiên

cứu để hiểu rõ và sử dụng phù hợp từng phương pháp ; từ đó, giải quyết một cách hợp lý

các bài toán thực tế là rất quan trọng. Đó cũng chính là mục đích nghiên cứu của đề tài

này.

4. Phương pháp nghiên cứu:

Thu thập dữ liệu từ công trình thực tế; Thiết kế móng và tính toán cọc chịu đồng

thời tải trọng ngang bằng các phương pháp khác nhau. So sánh để tìm ra được phương

pháp tính tốt nhất.

5. Phạm vi nghiên cứu:

Nghiên cứu thực tiễn việc sử dụng cọc chịu tải trọng ngang;

Phân tích ưu và nhược điểm của công trình chịu tải trọng ngang;

Các phương pháp phân tích sự làm việc của cọc chịu tải trọng ngang trong các

điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khác nhau;

Tính toán so sánh cọc chịu tải trọng ngang bằng nhiều phương pháp;

Đánh giá lựa chọn phương pháp phân tích cọc chịu tải trọng ngang cho một số

trường hợp theo điều kiện địa chất công trình ở Đồng Bằng Sông Cửu Long;

6. Những đóng góp mới của đề tài và những vấn đề mà đề tài chưa thực hiện

được:

Phân tích cọc chịu tải trọng ngang trong nền nhiều lớp đất yếu bão hòa nước;

So sánh những sai số giữa các lời giải giải tích trong nền đồng nhất so với nền

nhiều lớp;

Thay thế nền nhiều lớp bằng 1 lớp đất đồng nhất có chỉ tiêu tương đương sao cho

sự làm việc của cọc là giống nhau