Download miễn phí Đồ án Giải pháp tính toán cho cọc bê tông tiết diện nhỏ kết hợp vải đại kỹ thuật ở vùng đất Hiệp Phước-Nhà Bè
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.1
MỤCLỤC .4
MỞ ĐẦU .1
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN GIẢI PHÁPSỬDỤNGCỌC BÊ TÔNGCỐT
THÉP KẾT HỢP VẢI ĐỊA KỸ THUẬTXỬLÝ NỀN ĐẤTYẾU.4
1.1. Giới thiệu chung: . 4
1.2. Phươngpháp phân tích mức độhiệu ứng vòm: . 10
1.3. Hệsốsuy giảm ứngsuất: . 11
1.4. Hệsốtập trung ứngsuất (Stress Concentration Ratio, n) . 12
CHƯƠNG 2:CƠSỞ LÝ THUYẾTVỀCỌC BÊ TÔNGCỐT THÉP (BTCT)
TIẾT DIỆN NHỎKẾTHỢP VẢI ĐỊA KỸ THUẬT .13
2.1. CọcBTCT tiếtdiện nhỏ: . 13
2.1.1. Xác ịnh sức chịutải củacọc theo chỉtiêucơlý .14
2.1.2. Sức chịu tảidọc trục củacọc theovật liệu .15
2.1.3. Xác ịnh sức chịutải củacọc theo chỉtiêucường ộcủa ấtnền.15
2.1.4. Tính sức chịutảicủacọc theo chỉ tiêu cơhọc của ấtnền. .16
2.1.5. Ma sát âm:.20
2.1.6. Kiểm tra ổn ịnhcủa ấtnềndưới mũi cọc.21
2.2. Cơsởlý thuyết vềvải địa kỹthuật: . 21
2.2.1. Kiểm tra điều kiện ổn ịnh trượt ất ắp trên vải ịakỹthuật: .24
2.2.2. Sựliên kếtgiữa vải ịa kỹthuậtvới ất. .24
2.3. CọcBTCT tiếtdiện nhỏkết hợp vải địakỹthuật . 25
2.3.1. Giới thiệu chung .25
2.3.2. Nghiêncứu lý thuyết vềhiệu ứngvòm trong ất: .26
2.3.3. Cơchếtruyền lực: .39
2.3.4. Sựphân bố ứng suất: .41
2.3.5. Lý thuyết hiệu ứng màng: .41
2.3.6. Thiết kếhệcọc:.54
2.4. Nhận xét. 59
CHƯƠNG 3: SO SÁNH VÀ PHÂN TÍCHKẾT QUẢ THEO PHƯƠNG PHÁP
LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP PHẦNTỬHỮUHẠN (FEM)CỌC BÊ
TÔNG TIẾT DIỆN NHỎKẾTHỢP VĐKTKHU VỰCNHÀ BÈ .60
3.1. Giới thiệu . 60
3.2. Địa chấtkhu vực HiệpPhước – Huyện Nhà Bè. . 60
3.2.1 Giới thiệu chung: .60
3.2.2 Địa chất Hiệp Phước – Nhà Bè: .60
3.3. CọcBê tôngtiết diện nhỏkếthợp VĐKT xửlý cho nềnnhàkho nhàxưởngkhu
vựcHiệp Phước – Huyện NhàBè. . 66
3.3.1 Mô hình bài toán .66
3.3.2 Nghiêncứu phân tích tính toán bằng phần mềm Plaxis.66
3.3.3 So sánh và phântích kết quảtính toán .71
3.3.4 Nhận xét vàkết luậnvềkết quả so sánh giữa phương pháp lý thuyết và
phần mềm Plaxis.73
CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCHKẾT QUẢ ĐỂ CHỌN GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN
CHOCỌC BÊ TÔNG TIẾT DIỆN NHỎKẾTHỢPVĐKT Ở VÙNG ĐẤT
HIỆP PHƯỚCNHÀ BÈ. .75
4.1. Giới thiệu . 75
4.2. Phân tích và so sánhkết quả: . 75
4.2.1. Phân tíchkết quả giữamốitương quan ộ lún lệch DSvớitải trọngngoài
q khi chiềucao H thay ổi. .75
4.2.2. Phân tíchkết quả giữamốitương quan ộ lúnlệch DSvớiH khitải trọng
ngoài q thay ổi .83
4.2.3. Phân tíchmốitương quan giữahệsốtập trung ứng suất nvớitải trọng
ngoài q tác ộngkhi thay ổi chiều cao H .89
4.2.4. Nhận xét vàkết luận .94
4.3. So sánh hiệu quả kinhtếvới phương pháp gia tải trướckết hợp bấc thấm. . 95
4.3.1. Cơsởlý thuyết tính toánbằng giatảitrước kết hợpbấc thấm: .95
4.3.2. Tính toán giatải trước kết hợp bấc thấm khobãi Hiệp Phước – Nhà Bè : .98
4.3.3. Tính toán cọc bê tông tiết diện nhỏkết hợpvải ịa kỹthuật gia cốnềnkho
bãi khu vực Hiệp Phước – Nhà Bèbằng phần mềm plaxis: . 103
4.3.4. So sánh hiệu quả kinhtế giữa phương phápcốkếtnền giảtải trướckết
hợpbất thấm và phương phápcọc bê tông tiết diện nhỏkếthợpvải ịakỹ
thuật . 110
KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ . 112
I. Kết luận . 112
II. Kiến nghị . 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 114
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
cường và ngăn cản sự chuyển vị của cọc.Randolph và Hewlett (1988) cũng đề nghị một cơ sở cho cọc dưới nền đất đắp.
bởi sự phá hoại, cho dù là sự sụp vòm hay sự phá hoại do tải trọng, chỉ ảnh hưởng đến
phần dưới của đất đắp. do đó, rất thuận lợi khi xây dựng phần dưới của đất đắp bằng
loại đất có cấp phối tốt và được đầm nén tốt, điều đó sẽ làm tăng hiệu quả chống đỡ
của cọc.
Randolph và Hewlett đã cho nhận xét tốt hiệu ứng vòm trong khối đất đắp trên
nền gia cố cọc. tuy nhiên, đỉnh của vòm được xem là đường đẳng độ lún trong hiệu
ứng vòm Marston và tác dụng của màng trong việc nâng cao hiệu quả gia cường.
2.3.3. Cơ chế truyền lực:
Khi khối đắp được đắp lên trên nền gia cố cọc kết hợp vải ĐKT gia cường bên
trên các mũ cọc, khối đất giữa hai mũ cọc bị lún xuống. Do đó, tấm vải địa kỹ thuật bị
võng xuống đồng thời sinh ra hai thành phần lực, lực kéo trong vải địa kỹ thuật và
phản lực của nền đất yếu ss, quá trình dịch chuyển của khối đất sẽ hình thành ứng suất
cắt trong khối đắp trên mũ cọc. Ứng suất cắt này sinh ra hiệu ứng vòm trong khối đắp
và làm giảm tải trọng tác dụng lên tấm vải địa kỹ thuật gia cường nhưng làm tăng tải
trọng do vòm tác dụng vào mũ cọc. cơ cấu truyền lực này được mô phỏng theo hiệu
ứng vòm của Terzaghi (1943)
- 40 -
s-a
s
W2
t
T
sc
ss
Wt
W2
t
T
sc
H
Vaûi ÐKT
Hình 2.11: Nguyên lý truyền lực lên cọc và vải ĐKT (Li., 2002)
Trong đó T là lực kéo sinh ra trong vải ĐKT
So sánh với các trường hợp không gia cường vải địa kỹ thuật trên các mũ cọc, vải
địa kỹ thuật gia cường trên mũ cọc có tác dụng làm giảm chuyển vị của đất đắp giữa
các cọc. Làm giảm chuyển vị đồng nghĩa với việc giảm ứng suất cắt bên trong khối đất
đắp. Do đó, hiệu ứng vòm trong đất đắp cũng được giảm nhỏ nhất và tải trọng truyền
lên đầu cọc do vòm cũng giảm đi. Tuy nhiên, tải trọng trên các đầu cọc sẽ gia tăng do
lực kéo bên trong vải địa kỹ thuật hình thành các tổ hợp lực đứng. Khi gia cường một
lớp vải địa kỹ thuật sẽ ứng xử như một tấm màng chịu kéo, khi nhiều tấm vải địa kỹ
thuật gia cường được đặt theo từng lớp xen kẽ với lớp đất đắp sẽ ứng xử như một tấm
có độ cứng (như một dầm) do có sự liên kết chặt chẽ bề mặt tiếp xúc giữa vải địa kỹ
thuật và các lớp đất. Giroud (1990) và tiêu chuẩn BS8006 (1995) đã đề nghị sự hợp lý
tương tự cho việc ước lượng lực kéo trong vải địa kỹ thuật như là lực kéo của màng.
Wang (1969) đã xem xét sự làm việc của nhiều lớp vải địa kỹ thuật gia cường trong
đất trong điều kiện lực dính biểu kiến.
- 41 -
Tóm lại, cơ cấu truyền lực có thể được xem xét như một tổ hợp của vòm đất và
lực kéo của màng hay độ cứng ảnh hưởng của tấm, và quan hệ độ cứng giữa cọc và
đất. Cơ cấu truyền lực dựa vào một số các nhân tố bao gồm: độ cứng về khả năng chịu
kéo của các lớp vải địa kỹ thuật, thông số đất đắp và đất nền, mô đun của cọc và đất.
2.3.4. Sự phân bố ứng suất:
Tỷ số phân bố ứng suất là thông số được dùng để định lượng sự phân bố của tải
trọng tác dụng. Nó được định nghĩa là tỷ số của ứng suất trên mũ cọc với ứng suất của
đất ở giữa các mũ cọc,
s
pn
s
s
= . Tỷ số tập trung ứng suất là chỉ số chung mà nó bao
hàm cả cơ cấu của vòm đất, lực kéo hay lực dính biểu kiến và độ cứng của cọc – đất
khác nhau. Ooi (1987) chỉ ra rằng giá trị n cho các cọc thông thường dưới đất đắp
không có vải ĐKT thay đổi trong khoảng từ 1 đến 8. Tỷ số này gia tăng với sự gia tăng
tỷ số giữa chiều cao đắp với khoảng cách 2 cạnh gần nhất của các mũ cọc. dựa trên
nghiên cứu của Reid (1993) và Maddison (1996) giá trị n của hệ thống nền gia cố cọc
kết hợp vải ĐKT gia cường dưới đất đặp sử dụng cọc bê tông thì giá trị n thay đổi từ 8
đến 25, sự gia tăng của n là do có sự đóng góp của vải ĐKT. Giá trị n phụ thuộc vào
độ cứng hay độ bền của móng.
2.3.5. Lý thuyết hiệu ứng màng:
Các phương pháp hiện tại nghiên cứu hiệu ứng màng bao gồm các phân tích được
phát triển bởi Delmas (1979); Perrier (1983) và Kinney (1987) cho hình dạng và điều
kiện lực đơn giản. Tuy nhiên, hầu hết các vần đề bao gồm các hình dạng và điều kiện
lực phức tạp thì cần sử dụng phương pháp số.
Thiết kế vải ĐKT gia cường trên nền gia cố cọc dưới đất đắp được thay thế cho
phương pháp thông thường là tấm bê tông cốt thép đặt trên nền cọc. với vải ĐKT gia
cường sẽ chuyển phản lực do trọng lượng khối đắp bên dưới vòm thành lực kéo. Biến
dạng và sự truyền tải trọng của vải ĐKT cũng như hiệu ứng vòm và ứng suất bên trong
- 42 -
khối đất đắp cần được đánh giá. Do đó, thiết kế vải ĐKT cần xem xét các vấn đề
sau:
1. Ứng suất thẳng đứng trên vải ĐKT sau khi hiệu ứng vòm của lớp đất xảy ra
giữa khoảng trống hai mũ cọc đã được xác định.
2. Lực kéo được phát triển trong vải ĐKT gia cường do áp lực thẳng đứng của
đất đắp.
3. Lực kéo được phát triển trong vải ĐKT gia cường do hiện tượng trượt ngang
của khối đắp.
Phương pháp thiết kế được thảo luận ở đây gồm: tiêu chuẩn BS8006, lý thuyết
Terzaghi, lý thuyết của Hewlett và Randolph, phương pháp của Jones và lý thuyết của
Guido. Phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng chương trình plaxis. Hầu hết các tính
toán theo công thức lý thuyết thường bỏ qua phần gối đỡ của nền bên dưới lớp vải
ĐKT. Như trong tính toán thường xem bên dưới vải ĐKT là một lỗ trống, an toàn
trong thiết kế.
Xét cọc bố trí theo hình vuông
Hình 2.12: Ô đơn vị (Russell vả Pierpoint, 1997)
Diện tích (s2-a2)
- 43 -
Mỗi ô đơn vị được đỡ bởi mũ cọc, (Russell và Pierpoint, 1997). Diện tích của ô
lưới là s2 và diện tích không nằm trong phạm vi được chống đỡ trực tiếp bởi mũ cọc là
(s2 – a2). Một phần tư của tải trọng được giả thuyết là truyền vào vải ĐKT gia cường.
2.3.5.1. Hệ số giảm ứng suất:
Qua so sánh kết quả các phương pháp tính toán khác nhau, tỷ số giảm ứng suất
được định nghĩa là tỷ số của ứng suất thẳng đứng trung bình trên vải ĐKT và áp lực do
trọng lượng bản thân của đất đắp.
( )
( )22
2
asH
asWS Tsr -
-
=
g
(2.64)
Trong đó: WT : tải trọng phân bố đều tác dụng lên vải ĐKT
s : khoảng cách giữa 2 tim cọc.
a : kích thước mũ cọc.
H : chiều cao đất đắp
g : dung trọng đất đắp
2.3.5.2. Mô hình vòm đất trên cống ngầm.
Lý thuyết Marston về tải trọng trên các công trình ống dẫn ngầm đã xác định
thành công hiệu ứng vòm và được tiêu chuẩn BS8006 sử dụng cho đất đắp trên nền đất
yếu được gia cố. Đây là phương pháp thiết kế được đánh giá là an toàn. Tải trọng phân bố
trên vải ĐKT gia cường giữa các mũ cọc là WT được xác định như sau:
Nếu H > 1.4(s-a)
( )
( ) úû
ù
ê
ë
é
÷÷
ø
ö
çç
è
æ
-
-
-×××
= '
22
22
4.1
v
pfs
T asas
asfs
W
s
sg
(2.65)
- 44 -
Nếu 0.7(s-a) ≤ H ≤ 1.4(s-a) ( ) úû...