MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN . . 1

MỤC LỤC . 4

MỞ ĐẦU . .1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CỌC BÊ TÔNG CỐT

THÉP KẾT HỢP VẢI ĐỊA KỸ THUẬT XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU . .4

1.1. Giới thiệu chung: . 4

1.2. Phương pháp phân tích mức độ hiệu ứng vòm: . .10

1.3. Hệ số suy giảm ứng suất: . 11

1.4. Hệ số tập trung ứng suất (Stress Concentration Ratio, n) . .12

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP (BTCT)

TIẾT DIỆN NHỎ KẾT HỢP VẢI ĐỊA KỸ THUẬT . .13

2.1. Cọc BTCT tiết diện nhỏ: . 13

2.1.1. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý . .14

2.1.2. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu . .15

2.1.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền . .15

2.1.4. Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền. 16

2.1.5. Ma sát âm: . .20

2.1.6. Kiểm tra ổn định của đất nền dưới mũi cọc . 21

2.2. Cơ sở lý thuyết về vải địa kỹ thuật: . .21

2.2.1. Kiểm tra điều kiện ổn định trượt đất đắp trên vải địa kỹ thuật: . 24

2.2.2. Sự liên kết giữa vải địa kỹ thuật với đất. .24

2.3. Cọc BTCT tiết diện nhỏ kết hợp vải địa kỹ thuật . 25

2.3.1. Giới thiệu chung . .25

2.3.2. Nghiên cứu lý thuyết về hiệu ứng vòm trong đất: . 26

2.3.3. Cơ chế truyền lực: . .39

2.3.4. Sự phân bố ứng suất: . 41

2.3.5. Lý thuyết hiệu ứng màng: . .41

2.3.6. Thiết kế hệ cọc: . 54

2.4. Nhận xét . 59

CHƯƠNG 3: SO SÁNH VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THEO PHƯƠNG PHÁP

LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN (FEM) CỌC BÊ

TÔNG TIẾT DIỆN NHỎ KẾT HỢP VĐKT KHU VỰC NHÀ BÈ . .60

3.1. Giới thiệu . .60

3.2. Địa chất khu vực Hiệp Phước - Huyện Nhà Bè . .60

3.2.1 Giới thiệu chung: . 60

3.2.2 Địa chất Hiệp Phước - Nhà Bè: . .60

3.3. Cọc Bê tông tiết diện nhỏ kết hợp VĐKT xử lý cho nền nhà kho nhà xưởng khu

vực Hiệp Phước - Huyện Nhà Bè. .66

3.3.1 Mô hình bài toán . 66

3.3.2 Nghiên cứu phân tích tính toán bằng phần mềm Plaxis . 66

3.3.3 So sánh và phân tích kết quả tính toán . .71

3.3.4 Nhận xét và kết luận về kết quả so sánh giữa phương pháp lý thuyết và

phần mềm Plaxis . .73

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ĐỂ CHỌN GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN

CHO CỌC BÊ TÔNG TIẾT DIỆN NHỎ KẾT HỢP VĐKT Ở VÙNG ĐẤT

HIỆP PHƯỚC NHÀ BÈ. .75

4.1. Giới thiệu . .75

4.2. Phân tích và so sánh kết quả: . .75

4.2.1. Phân tích kết quả giữa mối tương quan độ lún lệch DS với tải trọng ngoài

q khi chiều cao H thay đổi. .75

4.2.2. Phân tích kết quả giữa mối tương quan độ lún lệch DS với H khi tải trọng

ngoài q thay đổi . .83

4.2.3. Phân tích mối tương quan giữa hệ số tập trung ứng suất n với tải trọng

ngoài q tác động khi thay đổi chiều cao H . .89

4.2.4. Nhận xét và kết luận . .94

4.3. So sánh hiệu quả kinh tế với phương pháp gia tải trước kết hợp bấc thấm . .95

4.3.1. Cơ sở lý thuyết tính toán bằng gia tải trước kết hợp bấc thấm: . 95

4.3.2. Tính toán gia tải trước kết hợp bấc thấm kho bãi Hiệp Phước - Nhà Bè : .98

4.3.3. Tính toán cọc bê tông tiết diện nhỏ kết hợp vải địa kỹ thuật gia cố nền kho

bãi khu vực Hiệp Phước - Nhà Bè bằng phần mềm plaxis: . .103

4.3.4. So sánh hiệu quả kinh tế giữa phương pháp cố kết nền giả tải trước kết

hợp bất thấm và phương pháp cọc bê tông tiết diện nhỏ kết hợp vải địa kỹ

thuật . .110

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ . .112

I. Kết luận . .112

II. Kiến nghị . .113

TÀI LIỆU THAM KHẢO . .114

- 1 -

MỞ ĐẦU

[*]Đặt vấn đề nghiên cứu:

Việc xây dựng công trình trên nền đất yếu đặt ra cho kỹ sư ngành Địa Kỹ Thuật

những thách thức lớn, đặc biệt là xây dựng những công trình chịu tải trọng lớn, tải

trọng động như công trình cảng, công trình giao thông, các công trình bến bãi kho

xưởng v.v

Có nhiều phương pháp gia cố nền đất yếu như gia tải trước bằng cọc cát hoặc bất

thấm, cọc cát, cọc đất trộn xi măng, cọc đất trộn vôi, cọc bêtông, sàn giảm tải v.v ,

nhưng giải pháp cọc bê tông kết hợp vải địa kỹ thuật là chưa phổ biến ở Việt Nam, và

cũng chưa có quy trình quy phạm để hướng dẫn áp dụng.

Việc nghiên cứu giải pháp cọc bê tông tiết diện nhỏ kết hợp vải địa kỹ thuật để

xây dựng nhà kho, nhà xưởng trên nền đất yếu với diện tích lớn, tác giả nghiên cứu cụ

thể trên địa chất khu vực huyện Nhà Bè để tìm ra mối quan hệ tương hổ giữa tải trọng

với độ lún lệch giữa cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ và nền đất yếu xung quanh,

cũng như các mối liên hệ giữa chiều cao đắp đến khoảng cách giữa các cọc, nghiên

cứu hiệu quả truyền tải trọng của hiệu ứng vòm trong nền đất đắp tác dụng lên đầu cọc

khi kết hợp vải địa kỹ thuật đặt trên đầu cọc.

Để đánh giá hiệu quả của phương pháp cọc bê tông tiết diện nhỏ kết hợp vải địa

kỹ thuật, tác giả sẽ so sánh hiệu quả kinh tế với một phương pháp khác như gia tải

trước bằng bấc thấm để nền có thể chịu được tải trọng là 100kN/m2.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài

· Nghiên cứu ứng xử và phân bố lại ứng suất trong nền đất yếu gia cố hệ cọc bê

tông cốt thép tiết diện nhỏ kết hợp vải địa kỹ thuật cường độ cao trên đầu cọc, từ

đó phân tích ổn định và biến dạng của nền đất, xây dựng các mối quan hệ giữa tải

trọng nền đắp với độ lún lệch, độ lún lệch với khoảng cách cọc v.v

· Ứng dụng vào việc tính toán thiết kế ổn định nền cho các nhà kho, nhà xưởng,

kho bãi xây dựng trên vùng đất Hiệp Phước - Nhà Bè.

· So sánh hiệu quả kinh tế với phương án gia tải trước bằng bấc thấm chịu tải trọng

công trình là 100kN/m2.

3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về việc tính toán và kiểm tra sức chịu tải của cọc

BTCT, tính toán ổn định nền công trình đắp và kiểm tra khả năng chịu kéo của vải địa

kỹ thuật, về sự phận bố lại ứng suất trong nền cát gia cố cọc bê tông tiết diện nhỏ kết

hợp vải địa kỹ thuật, từ đó áp dụng tính toán thiết kế gia cố nền nhà kho, nhà xưởng,

bến bãi.

Mô phỏng bằng phần mềm Plaxis để phân tích ổn định biến dạng của nền đất yếu

gia cố bằng cọc tiết diện nhỏ kết hợp vải địa kỹ thuật.

Ứng dụng công cụ phần mềm máy tinh để so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật với

phương án sự dụng phương pháp gia tải nền đất yếu bằng gia tải trước bằng bấc thấm.

4. Ý nghĩa khoa học của đề tài

Việc bố trí lớp vải địa kỹ thuật trên đầu cọc phân cách lớp đất yếu với đệm cát

bên trên, hiệu ứng vòm trong đêm cát xuất hiện sẽ phân bố lại ứng suất giúp truyền tải

trọng ngoài vào đầu cọc, giảm tải trọng tác dụng lên nền đất yếu.

5. Giá trị thực tiễn của đề tài

Phương pháp gia cố này sẽ giúp cho nền giảm sự lún lệch giữa cọc và nền, và

biến dạng của nền cho phép trong phạm vị nhất định. Quá trình thi công không phức

tạp, hiệu quả kinh tế cao, nên khuyến khích áp dụng để gia cố nền đất yếu rộng rãi

trong thời gian sắp tới ở nước ta và nói riêng ở vùng Hiệp Phước - Nhà Bè trong công

cuộc xây dựng khu công nghiệp, khu dân cư, khu đô thị mới.

6. Phạm vi nghiên cứu của đề tài

Phương pháp gia cố nền bằng cọc tiết diện nhỏ kết hợp vải địa kỹ thuật làm phân

bố lại ứng suất trong nền cát bên trên lớp vải địa kỹ thuật, truyền tải trọng bên trên lên

đầu cọc xuống tầng đất tốt bên dưới, nhưng không làm tăng cố kết của nền đất bên

dưới, nên việc lựa chọn phương pháp gia cố nền cần xem xét tính chất và quy mô của

công trình bên trên.

Trong phạm vi giới hạn của luận văn chỉ so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật với

phương pháp gia cố nền bằng gia tải trước bằng bấc thấm, không so sánh hiệu quả

kinh tế kỹ thuật với các phương pháp gia cố nền khác, nên việc vận dụng lựa chọn

phương pháp gia cố nền cần được xem xét và tính toán kỹ lưỡng