CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG...

10
CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG THÉP KHÔNG BỊT MŨI Nguyễn Minh Tâm (1) , Nguyễn Bảo Duy (2) 1 TS Nguyễn Minh Tâm ho Thut Xây Dng Trng i Bh ho – i Qu i TPM; Email: [email protected]; T: 0903863348 (2) Th.S. Nguyễn Bảo Duy Tổng ông ty xây dng s 1 TN MTV; Email: [email protected]; T: 0938009001 Tóm tắt: Cọc ống thép không bịt mũi là loại cọc phổ biến dùng cho các công trình ngoài biển, thông thường cọc được hạ trong đất rời. h nng chịu ti c cọc ống bị nh hưng bi mc đ đất chn trong ống, được đặc trưng bi h số lấp đ gi tng Bài báo này trình bày 6 phương pháp tính toán sc chịu ti c cọc ống thép không bịt mũi trong đất cát Để phân tích và đánh giá tính chính xác c các phương pháp trên, tác gi sử dụng 2 công trình thực tế sử dụng cọc ống thép không bịt mũi. Cơ s c vic phân tích và đánh giá trên là dự trên kết qu thí nghim nén tĩnh tại công trình. ết qu nghiên cu cho thấ phương pháp tính toán sc chịu ti c cọc ống thép không bịt mũi dự trên chỉ số gi tng lấp đ và chỉ số CPT cho kết qu hợp lý nhất Abstract: Open-Ended Pipe Pile is a popular pile for offshore project, and usually is driven in cohesionless soil. The bearing capacity of this open-ended pipe pile is affected by the degree of soil plugging which is determined by incremental filling ratio (IFR). This paper suggests six 6 methods of calculating the open-ended pile in sand. To analyze and access the accuracy of these above mentioned methods, authors have used two actual projects that the pipe pile is applied. The establishment of analysis and accessing is the result of the static load test on project site. This research result shows that calculating the bearing capacity of open-ended pile based on the incremental filling ratio IFR and CPT ratio gives us the most reasonable result. 1. GIỚI THIỆU ần đây ó rất nhiều d n n đ xây dng Vit Nm hông h d n xây dng ầu m n d n xây dng ảng in v dân dng Nhng ầu nhp n ông trnh ảng in hu tải trng sóng in ng nh ông trnh dân dng ần tải trng n đi hi ần phải ó t ấu phần móng ph hp Móng ng thép rất ph hp cho các công trình trên do độ tin y ủ móng trong xây dng h o . Ngoi r t ấu móng ny n ó hả nng hng i t dng ủ động đất v sóng in một h hiu quả ho đn ny móng ng thép vẫn h đ p dng phổ in Vit Nm tuy nhiên ó một s d n đã sử dng móng ng thép v ng thép dng vng vây ho ông tác thi công nh: d n ảng Dung Quất d n ầu Bính d n ầu Thnh Tr ầu Nht Tân ảng Lh uyn hi ng đ đóng vo nền đất s hn vo trong trong qu trnh đóng hi đất hn ny ó th ản tr ho hn h đất thêm vo trong Nó đ it đn qu s ản hi đóng v hả nng hu tải ủ ng thy đổi trong hoảng rộng i hiu ứng hn đất . Nhiều tiêu hun thit ho ng d trên thí nghim hin trng thí nghim trong phng ho phng php phân tíh đã đ đề ngh i hip hội dầu hí M API (American Petroleum Institute) thông thng tiêu hun ny h ó th ng gi tr sứ hu tải hi xm đất hn đầy vo Trong th t ng thng đ đóng trong đất t v h ó một phần đất hn đ vo Rndoph v ộng s (1991) đề ngh h sử dng phân tíh 1 hiều hi đó đất hn đ xm nh một dãy vnh ngng mng v p dng điều in ân ng ủ vnh đ tính ton hả nng hu tải hn ủ ng Nhiều thí nghim hin trng h r rng đất hn ó th hi r m 2 vng : vng nêm v vng hông nêm Trong hi miền

Transcript of CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG...

Page 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

ỐNG THÉP KHÔNG BỊT MŨI Nguyễn Minh Tâm

(1), Nguyễn Bảo Duy

(2)

1 TS Nguyễn Minh Tâm

ho Thu t Xây D ng Tr ng i B h ho – i Qu i TP M;

Email: [email protected]; T: 0903863348

(2) Th.S. Nguyễn Bảo Duy

Tổng ông ty xây d ng s 1 TN MTV; Email: [email protected]; T: 0938009001

Tóm tắt: Cọc ống thép không bịt mũi là loại cọc phổ biến dùng cho các công trình ngoài biển,

thông thường cọc được hạ trong đất rời. h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

đất ch n trong ống, được đặc trưng b i h số lấp đ gi t ng Bài báo này trình bày 6 phương

pháp tính toán s c chịu t i c cọc ống thép không bịt mũi trong đất cát Để phân tích và đánh giá

tính chính xác c các phương pháp trên, tác gi sử dụng 2 công trình thực tế sử dụng cọc ống thép

không bịt mũi. Cơ s c vi c phân tích và đánh giá trên là dự trên kết qu thí nghi m nén tĩnh tại

công trình. ết qu nghiên c u cho thấ phương pháp tính toán s c chịu t i c cọc ống thép

không bịt mũi dự trên chỉ số gi t ng lấp đ và chỉ số CPT cho kết qu hợp lý nhất

Abstract: Open-Ended Pipe Pile is a popular pile for offshore project, and usually is driven in

cohesionless soil. The bearing capacity of this open-ended pipe pile is affected by the degree of soil

plugging which is determined by incremental filling ratio (IFR). This paper suggests six 6 methods

of calculating the open-ended pile in sand. To analyze and access the accuracy of these above

mentioned methods, authors have used two actual projects that the pipe pile is applied. The

establishment of analysis and accessing is the result of the static load test on project site. This

research result shows that calculating the bearing capacity of open-ended pile based on the

incremental filling ratio IFR and CPT ratio gives us the most reasonable result.

1. GIỚI THIỆU

ần đây ó rất nhiều d n n đ

xây d ng Vi t N m hông h d n

xây d ng ầu m n d n xây d ng

ảng i n v dân d ng Nh ng ầu nh p n

ông tr nh ảng i n h u tải tr ng sóng

i n ng nh ông tr nh dân d ng ần

tải tr ng n đ i h i ần phải ó t ấu

phần móng ph h p Móng ng thép rất

ph h p cho các công trình trên do độ tin y

ủ móng trong xây d ng h o. Ngo i r

t ấu móng n y n ó hả n ng h ng i

t d ng ủ động đất v sóng i n một

h hi u quả

ho đ n n y móng ng thép vẫn h

đ p d ng phổ i n Vi t N m tuy nhiên

ó một s d n đã sử d ng móng ng

thép v ng thép d ng v ng vây ho ông

tác thi công nh : d n ảng Dung Quất d

n ầu Bính d n ầu Th nh Tr ầu Nh t

Tân ảng L h uy n

hi ng đ đóng v o nền đất s

h n v o trong trong qu tr nh đóng

h i đất h n n y ó th ản tr ho h n h

đất thêm v o trong Nó đ i t đ n qu

s ản hi đóng v hả n ng h u tải ủ

ng th y đổi trong hoảng rộng i hi u

ứng h n đất.

Nhiều tiêu hu n thi t ho ng d

trên thí nghi m hi n tr ng thí nghi m trong

ph ng ho ph ng ph p phân tí h đã đ

đề ngh i hi p hội dầu hí M API

(American Petroleum Institute) thông th ng

tiêu hu n n y h ó th ng gi

tr sứ h u tải hi x m đất h n đầy v o

Trong th t ng th ng đ đóng

trong đất t v h ó một phần đất h n

đ v o R ndo ph v ộng s (1991)

đề ngh h sử d ng phân tí h 1 hiều hi

đó đất h n đ x m nh một dãy v nh

ng ng m ng v p d ng điều i n ân ng

ủ v nh đ tính to n hả n ng h u

tải h n ủ ng

Nhiều thí nghi m hi n tr ng h r r ng

đất h n ó th hi r m 2 v ng : v ng

nêm v v ng hông nêm Trong hi miền

Page 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

nêm ó th truyền tải qu đất h n n v ng

hông nêm hông truyền tải nh ng gây p

ên ề m t v ng nêm Tuy nhiên rất hó

đ p d ng phân tí h 1 hiều v o tr ng

h p th t do s h nh u ủ ph ng

ph p x đ nh h s p ng ng v khó đ

ng gi tr n y (Randolph v ộng s

1991).

Ph ng ph p thi t h ó th d trên

h s ấp đầy gi t ng R (incremental filling

ratio) và sứ h ng xuyên thu đ từ thí

nghi m PT đ đề xuất i P i – Salgado

(2003) và Lehane – Ganvin (2003).

M đí h hính ủ i vi t là x đ nh sứ

h u tải ủ th o ph ng ph p h

nh u Từ đó d v o t quả thử tải tĩnh ti n

h nh so s nh v phân tí h h n ph ng

ph p tính to n sứ h u tải h p ý nhất

2. MÔ TẢ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

ti n h nh vi phân tí h sử d ng 2 ông

tr nh th t ó sử d ng ng thép hông t

m i v i đầy đủ s i u hảo s t đ hất s i u

đóng v thí nghi m nén tĩnh …

2.1. Khu vực địa chất 1

hu v đ hất đất nền phân tí h thứ 1

trong i vi t phí N m ông tr ng xây

d ng ầu qu sông Pi gon trên qu ộ s 9

thuộ t nh L gr ng n ộ 2m đất đ p trong

hu v thí nghi m đ đ o tr hi đóng

Từ thí nghi m SPT th đ hất đất nền o

gồm 1 p t s i đ n độ sâu hoảng 13-14m,

ên d i p đất sét ứng

L p t s i ó dung tr ng hô m x min

18.64 và 15.61 kN/m3 h s r ng n nhất v

nh nhất 0 68 v 0 41 t tr ng 2 67 ó m

s t t i h n đo đ từ thí nghi m nén 3 tr

33.30.

t quả SPT v PT tr hi đóng nh

nh 1 Th o t quả 3 m đầu tiên ủ p s i

s n tr ng th i r i phần n i tr ng th i rất

h t v i h s SPT từ 20 đ n 60 v qc từ 15

đ n 25 Mp M n ngầm h m t đất 3m

thí nghi m đ ấu t o từ 2 ng ó

đ ng ính h nh u đ ng ính ngo i

356mm hiều d y th nh 32mm hiều d i

8 24m hiều sâu h 7 04m sử d ng ú

h i đ n động ó tr ng ng ú 18 2 N v

hiều o r i t i đ 3 12m hiều d i h n đất

đ đo iên t trong su t qu tr nh đóng

ng h sử d ng h i đ i tr ng iên t ng

dây i tr ng n ng phí trên ủ nêm đất n

đ i tr ng nhẹ h n th tr o v o phí ngo i Ở

độ sâu h , t s ấp đầy gi t ng IFR =

77.5% (incremental filling ratio) và t s hiều

d i h n PLR = 0.82 (plug length ratio).

nh 1: t quả SPT v PT hu v 1

2.2. Khu vực địa chất 2

Beringer (1979) đã ti n h nh thí nghi m tải

ngo i hi n tr ng th trấn oogz nd t nh

Friesland, Hà Lan trên ng hông t m i

đ đóng trong t h t qu t Dung tr ng

ủ p t 20 N/m3, và góc ma sát trung

nh ủ t đo đ từ thí nghi m 3 tr tho t

n = 380 v δ = 2/3 = 25 30 M n

ngầm n m độ sâu -3 1m sứ h ng m i xuyên

t i m i 43 Mp 2 2 m t đầu tiên tr ng

th i h t vừ n i p t rất h t Do gi

tr O R hông đ thí nghi m nên h s p

ng ng ủ đất đ tính to n d trên t

quả thí nghi m PT đ x đ nh ứng suất ng ng

v độ h t t ng đ i ủ đất nền Th o đó th

o = 0 70 Dr = 90% v O R = 2 5 hiều sâu

đóng 7 0m v hiều d i đất h n đo đ

gi i đo n u i ng ủ đóng 4 6m

ng ính ngo i ủ 356mm v đ ng

ính trong 324mm.

nh 2: t quả thí nghi m PT hu v 2

3. CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC

CHỊU TẢI CỌC

hả n ng h u tải h n ủ đ x

đ nh nh s u:

(1)u s b

Q Q Q

Trong đó Qu sứ h u tải h n; Qb là

tổng sứ h ng m i; Qs sứ h ng ên do m

s t

Page 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

3.1. T h t th API

Vi tính to n sứ h u tải ủ tuân th o

phần 6 ủ tiêu hu n thi t P RP2

(American Petroleum Institute: Recommended

practice for planning, designing and

constructing fixed offshore platforms)

i v i trong đất r i m s t ên d th o

thân tính to n th o ông thứ s u:

tan (2)o

q Kp

Trong đó h s p ng ng ủ đất po

ứng suất h u hi u đất nền t i đi m đ ng xét

v δ gó m s t gi đất v th nh

i v i ng hông t m i đóng hông

nêm gi tr ấy ng 0 8 ho ả h i tr ng

h p h u tải éo v nén i tr đ i v i

nêm ấy ng 1 0 i tr δ n u hông th x

đ nh ó th tr th o Bảng 1 i v i d i qs

gi t ng tuy n tính th o ứng suất h u hi u tuy

nhiên hông đ v t qu gi tr gi i h n ho

trong Bảng 1

Bảng 1: Thông s thi t ho trong đất r i

Sứ h ng m i ủ trong đất r i to n

th o ông thứ s u:

(3)o q

q p N

Trong đó po ứng suất h u hi u t i m i ;

Nq h s h u tải gi tr đề ngh Nq ủ ho

trong Bảng 1

M s t th nh t d ng ên ả ên trong v

ngo i Tổng sứ h ng o gồm m s t ên

ngo i sứ h ng m i ủ v nh tổng m s t

ên trong ho sứ h ng ủ nêm h n i

v i x m nh nêm h n th p m i x m

nh phân trên to n ộ ti t di n m i N u

hông nêm th h ó p m i h phân

trên v nh ho d đ x m nêm

ho hông nêm đều phải d trên tính to n

tĩnh Ví d ó th điều i n hông nêm

hi đóng nh ng ho t động nh nêm d i tải

tr ng tĩnh

3.2. T h t th H A

Có 2 d ng phân tí h ứng suất đ B n quản ý

đ ng o t M W đ r trong

FHWA-HI-97-013 phân tí h tổng ứng suất v

phân tí h ứng suất h u hi u i v i tr ng h p

phân tí h hông tho t n góc ma sát trong

ủ đất = 0 v sứ h ng t hông tho t

n su Do đó sứ h ng m i từ phân tí h

tổng ứng suất ó th thu đ từ ông thứ s u:

(4)b b u c

Q A s N

Trong đó : Nc: h s , thông th ng Nc = 9

i v i phân tí h ứng suất h u hi u sử d ng

ông thứ : '

(5)b b v q

Q A N

Trong đó σv ứng suất đứng h u hi u t i

m i ; Nq là h s hả n ng h u tải nh Hình

4; α h s h nh d ng ph thuộ t s Lb/B

hiều d i / đ ng ính nh Hình 5.

N u sứ h ng m i v t qu gi i h n nh

h r trong Hình 6 thì giá tr gi i h n s đ

sử d ng

nh 4: s sứ h u tải Nq

nh 5: s h nh d ng α

nh 6: M i qu n h gi sứ h ng m i đ n

v t i h n v gó m s t ủ đất r i

Page 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

3.2.1. Ma t

i v i phân tí h ứng suất h u hi u ph ng

ph p ủ Nord und 1963 đ sử d ng

Ph ng ph p d trên nghiên ứu hi n

tr ng v xét h nh d ng ủ nón v huy n

v ủ đất nền trong tính to n m s t ên M s t

ên đ đề ngh th o ông thứ s u:

'

0

sin( )(6)

cos( )

L

s F vQ K C C

Trong đó: gó ủ nón ; δ gó m

s t gi v đất ph thuộ v o huy n v ủ

h i đất V và góc ma sát trong nh Hình 7; Kδ

là h s p ng ng t i độ sâu z ph thuộ giá

tr và nh Hình 8; CF là h s hi u h nh

cho Kδ hi δ ≠ nh Hình 9; σv là ứng suất

h u hi u; C là hu vi .

nh 7: Liên h δ/ v th tí h V cho

o i

nh 8: Bi u đồ x đ nh δ khi = 25, 30,

35, và 400

nh 9: s hi u h nh F cho Kδ: hi δ ≠

3.2.2. N m chè của cọc ố g khô g ịt mũi

M s t ên v sứ h ng m i ủ ng

hông t m i trong t ph thuộ v o t s

đ ng ính B ho ề rộng hi ho hiều

sâu m i Lb ng hông t m i đ

x m nh hông huy n v trong tr ng h p

hông h n v đ x m nh huy n v n u

nh tr ng th i h n tiêu hí s u đ sử

d ng đ x đ nh hi n o đ x m h n

và không chèn.

Ma sát bên

- hi đóng/đóng i/t i h n:

o Lb < 30B : không chèn

o Lb > 30B : chèn

Sứ h ng m i

- hi đóng: o Lb < 30B : không chèn

o Lb > 30B : chèn

- hi đóng i/t i h n: chèn (khả n ng h u

tải m i t i đ

3.3. T h t ức chịu t i của cọc th Ba a

Th o wizd 1997 sứ h u tải t i h n

ủ đ x đ nh nh s u:

(7)t

Q mN

Trong đó : N là hả n ng h u tải ủ ; m

là h s hi u h nh 0 9 0 8 0 7 ho nhóm

nhóm 2 v đ n

hả n ng h u tải N ho ng hông t

m i đ n đ x đ nh nh s u:

1 2(8)

b s b b b si si siN N N b S q A b S q A

Trong đó: Nb và Ns : sứ h ng m i v m

sát bên; Sp và Ss là h s ho trong Bảng 2; b1

và b2 là h s giảm Bảng 3; Ab và Asi là di n

tí h m i v thân ; qb và qsi là sứ h ng

m i v m sát bên.

hiều sâu t i h n Lci:

0

0

(9)i

ci c

BL L

B

Trong đó : Lc0 = 10m; B0 = 0.4m và Bi là

đ ng ính m i .

Sứ h ng m i qb độ sâu ng ho v t

Page 5: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

qu hiều sâu t i h n Lci tr th o Bảng 4 sứ

h ng m i độ sâu nh h n Lci đ nội suy

tuy n tính

Ma sát bên qs độ sâu ng ho v t qu

5m tr th o Bảng 5 m s t ên độ sâu nh

h n 5m đ nội suy tuy n tính

Bảng 2: s Sp , Ss và SW

cho cát

Bảng 3: s 1 và b2 cho cát

Bảng 4: Sứ h ng m i qb ho o i đất P

Bảng 5: Ma sát bên qs ho o i đất P

3.4. T h t ức chịu t i th ch ố CPT v

IFR

Một o t thí nghi m trong ph ng đ

th hi n i L h n v vin đ x m xét ứng

xử ng thép hông t m i Từ đó đ r

ph ng ph p thi t sứ h u tải ủ ng

thép hông t m i

x đ nh s h nh th nh ột đất hi h

sử d ng h i thông s t s ấp đầy gi t ng

in r m nt i ing r tio R v t s hiều d i

h n p ug ngth r tio PLR ây h i thông

s ản trong th nghi m đ x đ nh sứ

h u tải ủ ng hông t m i. i thông s

n y đ đ nh nghĩ nh s u:

100 % (10)

(11)

LIFR

D

LPLR

D

Trong đó L độ gi t ng hiều d i h n

đất L ứng v i độ gi t ng D ủ hiều sâu

D nh nh 10.

nh 10: X đ nh PLR v R

Sứ h u tải tổng h p ủ ng o gồm

hả n ng h u tải t m t ngo i qs hả n ng

h u tải m i trên di n tí h v nh m i qann v

hả n ng h u tải t ủ m t trong xuất hi n do

h i đất h n nh nh 11 hả n ng h u t

m t trong hi ho di n tí h ủ m i h i đất

h n đ ý hi u qplug g i sứ h u tải đ n v

ủ h i h n Sứ h u tải do h i đất qplug

hi ng đ đóng dần v o uồng thí

nghi m đ hứng t r ng ó qu n h h t h

v i s h nh th nh ủ h i đất h n đo đ

trong m i gi i đo n đóng

nh 11: th nh phần h u tải

3.4.1. Sức kh g mũi

Sứ h u tải trung nh m i ó độ d y

th nh t đ ho trong ông thứ th o t

h nh h nh s u

Page 6: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

2

2

2(12)

plug i ann

b

q R q Rtq

R

M i iên h xấp x đ x đ nh sứ h u tải

m i từ ph ng tr nh 12 đ đề xuất nh

sau:

min

min

min

1 . 1 (13 )

1 (13 )

(13 )

0.1 (13 )

plug c plug

plug plug

ann c

plug c

q q IFR IFR q IFR a

q q IFR b

q q c

q q d

Sứ h u tải m i đất nh nhất qplugmin = 0.1qc

xảy r hi đóng trong tr ng th i ho n to n

không chèn đây gi tr đo đ hi R = 1

T s 0 1 ủ qplugmin/qc t i n d i ủ

hoảng gi tr từ 0 1 đ n 0 15 t ng đ ng v i

sứ h u tải nh nhất t i ó huy n v m i

10% ủ đ ng ính ủ h i đất

Ph ng tr nh 13 ho phép d đo n sứ h u

tải m i xuất hi n trong gi i đo n h gi tr

n y ó th n h n sứ h u tải tĩnh t i huy n

v m i 10% ủ đ ng ính qb0.1. Ngoài ra, thí

nghi m đ th hi n t i ứng suất thấp v

hi n t ng nh v y ng đ mô tả trong o

cáo De Nicola và Randolph (1999) h r r ng

qb0.1/qc giảm th o s gi t ng nh nh ứng suất

trên m i σvo Trên s đề xuất trong o

cáo De Nicola và Randolph (1999), hi u h nh

ph ng tr nh 12 và 13 ho t ông thứ ủ

qb0.1 giả đ nh qplugmin = 0.1qc t i huy n v m i

là d/10.

2

01 2

1 0.9 2(14)

c i

b

q IFR R Rtq

R

Trong đó ς đ ho i D Ni o v

R ndo ph nh s u: '

1.23 0.35(15 )

0.53 (15 )

v

a

ap

b

3.4.2. Sức kh g ma t n

Ma s t th nh n nhất qs t d ng ên th nh

iên h đ n ứng suất h u hi u t i gi i đo n

ph ho i σ rf ng điều i n ph ho i ủ

Coulomb '

tan (16)s rf f

q

Trong đó δf đ đo ng thí nghi m trong

ph ng S u gi i đo n đóng v tr hi h u

tải ứng suất h u hi u tuân th o ân ng p

hông t m i σ rc xuất hi n t i đi m ất

trên th nh đ t m thấy r ng gần nh t

tr ti p v i gi tr qc ủ PT v ph thuộ v o

hiều o ủ đi m đó so v i m i h M i

liên h ph h p nhất trong điều i n thí nghi m

t h t vừ v nền t h t ho vi x đ nh

σ rc s u đây: 0.12 0.38'

'0.029 (17)v

rc c

a

hq

p R

Ứng suất ng ng đo trong su t th i gi n h

th y đổi th o ứng suất trung nh m i qb

v h/R i tr n nhất ứng suất t m t ngo i

qs ủ ng th y đổi th o sứ h u h ng

m i v h/R V v y đề xuất σ rc ho ng ó

th đ x đ nh ng ph ng tr nh 15 đ

p ho t m i nh ng qb thay cho qc. Giá

tr qb đ x đ nh từ sứ h u tải v nh t i h n

sử d ng ph ng tr nh 12 và 13. 0.120.38 '

'0.029 (18)v

rc b

a

hq

R p

iả thuy t hông ó th nh phần dãn n

ứng suất ó hi u ứng suất t m t ngo i ó th

ó đ từ ph ng tr nh 14 và 16 nh s u '

tan (19)s L rc f

q f

Th o đề xuất ủ J rdin 1998) fL h s

giảm = 1 hi nén v 0 8 ho h u tải éo

3.5. T h t ức chịu t i th I R

Một o t mô h nh thí nghi m trong ph ng

đ th hi n i P i v S g do trên

ng hông t m i mô h nh ng đ

g n thi t đo i n d ng đ hảo s t ảnh h ng

ủ ủ t s R ên 2 th nh phần h u tải : hả

n ng h u tải m i v hả n ng h u tải ên do

m s t D trên t quả thí nghi m thi t p

m i iên h th nghi m gi R v hả n ng

h u tải

3.5.1. Sức kh g mũi

M i iên h gi t s sứ h ng m i đ n v

h n qb,f v ho ứng suất ng ng h u hi u σh

đ i v i h s R th hi n trên nh 12 M i

qu n h tuy n tính ủ 2 gi tr trên đ i u

diễn th o ông thứ s u:

,

'

IFR(%)326 295 (20)

. 100

b f

h

q

s α = 1 ho t h t = 0 6 ho t h t

vừ v = 0 25 ho t r i hi R = 0 t ng

ứng v i th ng th ' '

,326. 130.

b f h vq ho

t h t t th ng v i 0 = 0 4 gi tr n y

t ng t nh trong h ng dẫn tính to n ủ sổ

t y nền móng ủ ội đ thu t Canada

(2006) d ng ho t m i L u ý h sử d ng

Page 7: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

ông thứ 20 ho đóng trong đất t hông

d ng ho tr ng h p h ng rung

nh 12: Bi u đồ qu n h R v t s sứ

h ng m i h n/ ứng suất ng ng h u hi u

3.5.2. Sức kh g ma t

M i iên h gi sứ h ng ên đ n v

h n so,c chia cho '

0tan

v cK v i PLR th hi n

trên Hình 13 M i qu n h tuy n tính ủ 2 gi

tr trên đ i u diễn th o ông thứ s u:

,

'

0

7.2 4.8 (21)tan

so f

v c

fPLR

K

s β = 1 ho t h t = 0 4 ho t h t

vừ v = 0 22 ho t r i o h s p

ng ng tr hi h σv ứng suất h u hi u

trung nh th o ph ng đứng th o hiều sâu

đóng c gó m s t t i h n gi v

đất Trong tr ng h p đất t t th ng =

0 4 đ i v i t đầu th h s = 7 2 t ng ứng

v i h s p ng ng = 2-3 gi tr n y

t ng t nh trong h ng dẫn tính to n ủ sổ

t y nền móng ủ ội đ thu t Canadian

(2006) đề ngh ho đóng v o đất t h t

t th ng v i =200.

nh 13: Bi u đồ qu n h P R v t s sứ

h ng ên h n

3.6. T h t ức chịu t i th ch ố CPT v

IFR

ã ó nhiều nghiên ứu ng sứ h u

tải d trên sứ h ng m i xuyên qc D

trên thí nghi m trong ph ng v thí nghi m thử

tải ngo i hi n tr ng P i – Salgado và các

ộng s 2001 đề xuất gi tr ủ sứ h ng

m i sứ h ng m i v nh sứ h ng m i xuyên

v sứ h ng m s t ên ủ th o sứ h ng

xuyên qc v h s R.

M i iên h gi R v i Dr và thông s h nh

h ủ rất ần thi t ho vi ng giá

tr R trong điều i n th t nh 14 ho thấy

m i qu n h gi IFR và Dr qu n s t đ trong

phòng thí nghi m v ngo i hi n tr ng i tr

R đ hu n hó thành NIFR nh s u:

n

IFR(22)

DNIFR

(23)n

Driving depthD

Inner pile diameter

nh 14: Bi u đồ qu n h N R v Dr

ộ h t t ng đ i ó th ng từ sứ

kháng xuyên qc ho ng ph ng ph p ph

h p h v R ó th thu đ hi sử d ng

t quả từ Hình 14 hi i t í h th v

hiều sâu h

M i iên h gi th nh phần h u tải ủ

v i sứ h ng m i xuyên qc d trên t ng

qu n gi t s R v Dr ho Bảng 6

Bảng 6: M i qu n h gi qb và qs theo qc

4. TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH

4.1. Kết qu thử tãi tĩ h cọc

Qui tr nh thí nghi m nén tĩnh đ th

hi n th o tiêu hu n STM D1143 Sứ h u tải

ủ t i 2 hu v đ hất th o thí nghi m

Page 8: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

thử tãi tĩnh đ x đ nh t i ấp tải t ng ứng

v i độ ún 10%D 35 6mm

4.2 Kết qu t h t ức chịu t i khu địa

chất 1

t quả tính to n và so sánh sứ h u tải ủ

hu v đ hất 1 ho ảng 7 ảng 8

và các hình 15 đ n 17

Bảng 7 So s nh ph ng ph p x đ nh sứ

h u tải hu v đ hất 1

nh 15 Tổng sứ h u tải ủ hu v

đ hất 1

nh 16 Sứ h u tải m i ủ hu v

đ hất 1

nh 17 Sứ h u tải m s t ủ hu

v đ hất 1

Bảng 8 nh gi s i s sứ h u tải ủ

hu v đ hất 1:

4.3. Kết qu t h t ức chịu t i khu địa

chất 2

t quả tính to n và so sánh sứ h u tải ủ

hu v đ hất 2 ho ảng 9 ảng 10

và các hình 18 đ n 20.

Bảng 9 So s nh ph ng ph p x đ nh sứ

h u tải hu v đ hất 2

nh 18 Tổng sứ h u tải ủ hu v

đ hất 2

nh 19 Sứ h u tải m i ủ hu v

đ hất 2

Page 9: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

nh 20 Sứ h u tải m s t ủ hu

v đ hất 2

Bảng 10 nh gi s i s sứ h u tải ủ

hu v đ hất 2 :

4.3. So s h v ựa chọ h g h t h

t ức chịu t i cọc

Lấy t quả thử tĩnh đ m s đ so s nh

v h n ph ng ph p tính to n sứ h u tải

hi tính to n sứ h ng m i th ph ng ph p

tính to n th o h s PT-IFR (Paik – Salgado)

là t t nhất s i s 4 1 – 4 8% ti p th o ph ng

pháp CPT-IFR (Ganvin - L h n s i s 2 8 –

12 7% n ph ng ph p ủ B n ho t quả

xấu nhất s i s 65 2 – 79.5%. Tuy nhiên các

ph ng ph p tính to n th o PT- R ho t

quả o h n t quả thử tĩnh

Khi tính to n sứ h ng m s t th ph ng

ph p tính to n th o h s R P i – Salgado)

t t nhất s i s 0 9 – 32 0% ti p th o

ph ng ph p PT-IFR (Ganvin - L h n s i s

30.1 – 37 4% n ph ng ph p ủ B n ho

t quả xấu nhất s i s 58 5 – 81.0% ph ng

ph p ủ P ho t quả xấu thứ 2 s i s 37 9

– 73.4%.

ó th nh n thấy rõ r ng r ng ph ng

ph p tính to n th o tiêu hu n P

W B n ho t quả hông hính x v

thấp h n rất nhiều so v i t quả thí nghi m nén

tĩnh điều n y do tiêu hu n thi t n y

h xét đ n s ảnh h ng ủ ột đất h n đ n

sứ h u tải ủ ph ng ph p thi t

ó đ n s ảnh h ng ủ ột đất h n đ n

sứ h u tải ủ ủ t giả nvin –

Lehane và Paik – S g do ho t quả h p ý

h n

i v i ph ng ph p tính to n th o h s

R P i – S g do đây ph ng ph p đ n

giản v ho t quả hấp nh n đ Ph ng

ph p n y h p d ng ng y ngo i hi n tr ng

hi ó t quả đo R đ nh nh hóng i m tr

sứ h u tải ủ ng thép ph ng ph p n y

hông p d ng đ d đo n hiều sâu v sứ h u

tải n đầu ủ n h ủ ph ng ph p

là một ph ng ph p th nghi m do đó hi n

n y h p d ng ho một s o i đất nhất đ nh

do đó ần một s ng n s i u th

nghi m đ ho n h nh ph ng ph p thi t

n y

Do đó t giả đề ngh sử d ng ph ng ph p

tính to n sứ h u tải ủ ng hông t m i

th o h s PT– R Do đó đ ph v ho

ông t thi t ần s i u thí nghi m

PT thí nghi m x đ nh Dr thí nghi m x

đ nh R … Tuy nhiên h ó th x đ nh R

hi đã đóng do đó đ x đ nh R gi i

đo n thi t ần sử d ng m i qu n h th

nghi m gi N R v độ h t t ng đ i.

5. KẾT LUẬN

i n n y ó nhiều ph ng ph p tính to n sứ

h u tải ủ ng thép hông t m i, bài báo

đ r 6 ph ng ph p thi t ản hả n ng

h u tải ủ ng thép hông t m i th y đổi

trong hoảng rộng ph thuộ v o mứ độ h n

ủ ột đất h nh th nh trong hi h Các

tiêu hu n thi t ủ P W B n …

h đ n y u t ảnh h ng ủ ột đất h nh

th nh trong th ng th tiêu hu n n y

h đ r h s giảm tải m thôi Các

ph ng ph p thi t m i đ đề xuất i

Ganvin – Lehane và Paik – Salgado đã đ ảnh

h ng ủ ột đất n y v o tính to n thông qu

h s gi t ng ấp đầy R.

Sử d ng 2 ông tr nh th t , ti n h nh tính

to n v so s nh 6 ph ng ph p thi t sứ h u

tải trên v i t quả thử tĩnh thu đ . Th o đó

ph ng ph p tính to n sứ h u tải ủ ng

hông t m i h p ý nhất ph ng ph p tính

to n d trên h s PT v R Khi tính toán

sứ h ng m i th ph ng ph p tính to n th o

ch s PT-IFR (Paik – Salgado) ó s i s 4 1 –

4 8% ph ng ph p PT-IFR (Ganvin - Lehane)

có s i s 2 8 – 12.7%. hi tính to n sứ h ng

m s t th ph ng ph p tính to n th o h s

IFR (Paik – S g do ó s i s 0 9 – 32.0%,

ph ng ph p PT-IFR (Ganvin - Lehane) có sai

s 30 1 – 37.4%.

Page 10: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ỐNG …catalog.tlu.edu.vn/exlibris/aleph/u22_2/alephe/ · h n ng chịu t i c cọc ống bị nh hư ng b i m c đ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. American Petroleum Institute (API). (1991).

Recommended practice for planning,

designing and constructing fixed offshore

platforms, 19th

Ed., American Petroleum

Institute, Dallas, Dallas, API RP2A

2. Beringer, F.L (1979). Results of loading

tests on driven piles in sand. Recent

development in the design and construction

of piles, London, 213-225

3. Canadian Geotechical Society (2006).

Canadian foundation engineering manual,

4th Edition,NXB Bitech, Vancouver, B.C .

4. De Nicola, A. and Randolph, M. F. (1997).

The Plugging Behaviour of Driven and

Jacked Piles in sand, Geotechnique 47, No.

4, 841 – 856.

5. FHWA (1998), Design and Construction of

Driven Foundations, Report No. FHWA-HI-

97-013, Washington, DC.

6. wizd ł 1997 Polish design methods

for single axially loaded piles. Design of

Axially Loaded Piles - European Practice.

Brussels, 291-306.

7. Lehane, Gavin (2003). The shaft capacity of

pipe piles in sand. J. Canadian

Geotechnical., NRC, 40(1), 36-45.

8. Paik, K. H. and Salgado, R., Lee, J. H., and

Kim, B. J. (2001). The Behavior of Open-

and Closed-ended piles Driven into Sand,

Geotech. and Geoenvir. Engrg., ASCE,

129(1), 46-57.

9. Nordlund, R.L. (1963). Bearing Capacity of

Piles in Cohesionless Soils, ASCE, SM&F

Journal SM-3.

10. Randolph, M. F., Leong, E. C., and

Houlsby, G. T. (1991). One-dimensional

Analysis of Soil Plug in Pipe Piles,

Geotechnique 41, No. 4, 587 – 598.