Download luận văn thạc sĩ với đề tài: Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 và Eurocode 7, trên cơ sở so sánh với thí nghiệm nén tĩnh

1. i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan rằng luận văn này “Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi
theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 và Eurocode 7, trên cơ sở so sánh với thí nghiệm
nén tĩnh”, là bài nghiên cứu của chính tôi.
Ngoại trừ những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tôi cam đoan
rằng toàn phần hay những phần nhỏ của luận văn này chưa từng được công bố hoặc
được sử dụng để nhận bằng cấp ở những nơi khác.
Không có sản phẩm, nghiên cứu nào của người khác được sử dụng trong luận văn này
mà không được trích dẫn theo đúng quy định.
Luận văn này chưa bao giờ được nộp để nhận bất kỳ bằng cấp nào tại các trường đại
học hoặc cơ sở đào tạo khác.
Tp Hồ Chí Minh., 2016
HỒ QUANG DIỆP

2. ii
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS. Trần
Tuấn Anh. Thầy đã hướng dẫn giúp tôi hình thành nên ý tưởng của đề tài, hướng dẫn
tôi phương pháp tiếp cận nghiên cứu. Thầy đã có nhiều ý kiến đóng góp quý báu và
giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt chặng đường vừa qua. Ngoài ra, tôi cũng xin gửi lời
cảm ơn đến Ths. Đặng Xuân Vinh đã có nhiều đóng góp trao đổi giúp tôi hiểu rõ về
bản chất đề tài, cũng như giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý Thầy Khoa Kỹ thuật Xây dựng-Điện, trường
Đại học Mở Tp.HCM đã tận tình giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho tôi từ khi tôi
học Đại học và trong suốt khóa Cao học vừa qua.
Mặc dù bản thân đã cố gắng nghiên cứu và hoàn thiện, tuy nhiên không thể không
có những thiếu sót nhất định. Kính mong quý Thầy chỉ dẫn thêm để tôi bổ sung những
kiến thức và hoàn thiện bản thân mình hơn.
Xin trân trọng cảm ơn quý Thầy.
Tp. HCM, ngày 27 tháng 07 năm 2016
Hồ Quang Diệp

3. iii
TÓM TẮT LUẬN VĂN
Luận văn được thực hiện với tên đề tài: “Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan
nhồi theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 và Eurocode 7, trên cơ sở so sánh với thí
nghiệm nén tĩnh”.
Tóm tắt: Trong luận văn này, Tác giả sử dụng phụ lục (G) của Tiêu chuẩn TCVN
10304:2014 , Eurocode 7, TCVN 9393-2012, số liệu thí nghiệm nén tĩnh, số liệu khảo
sát địa chất, phần mềm Plaxis 2D, đối xứng trục (Axisymmetry), mô hình Hardening
Soil, để tính toán sức chịu tải cực hạn và sức chịu tải thiết kế của cọc khoan nhồi, mô
phỏng 3 cọc khoan nhồi, cọc thử CT2, CT4, CT5. Vẽ đồ thị quan hệ Tải trọng-độ lún
cọc của công trình xây dựng tại địa chỉ: 623 Quốc lộ 13, Phường Hiệp Bình Phước,
Quận Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh.
- Kết quả tính toán sức chịu tải cực hạn với giá trị trung bình của 3 cọc theo phương
pháp giải tích so sánh với kết quả nén tĩnh theo TCVN 9393-2012: [1] Phương pháp
Bêta () (28,5%), [2] phương pháp Anpha (α) (21%), [3] TCVN10304:2014 (tính toán
theo chỉ tiêu cường độ đất nền) (11,78%), [4] phương pháp Viện kiến trúc Nhật Bản
(tính theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT) (- 6.3%) .
- Nếu sử dụng Eurocode 7 để thiết kế sức chịu tải cọc từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh
hiện trường thì sử dụng 2 phương pháp thiết kế, kết quả trung bình của 3 cọc: [1]
phương pháp thiết kế 2: (DA 2) (28,12%), [2] phương pháp thiết kế 1: tổ hợp 1 (DA1-
1) (22,52%), [3] phương pháp thiết kế 1 tổ hợp 2 (DA 1-2) (-6,66%), so với phương
pháp thiết kế theo TCVN 10304-2014 .
- Nếu sử dụng Eurocode 7 để tính sức chịu tải thiết kế cọc từ thông số đất nền (như: c,
φ, γ, cu, ) số liệu mẫu trong phòng thí nghiệm, sử dụng hệ số mô hình γRd cho độ bền
trong thiết kế cọc, thì sử dụng cả 3 phương pháp thiết kế, kết quả : [1] phương pháp
thiết kế 1: tổ hợp 1(DA1-1) (49,1%), [2] phương pháp thiết kế 2 : (DA 2) (45,13%), [3]
tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 (33,9%), (tính toán theo chỉ tiêu cường độ đất nền), [4]
phương pháp thiết kế 1: tổ hợp 2 (DA1-2) (14,63%), [5] phương pháp thiết kế 3: (DA
3) (14,07%), [6] Viện Kiến Trúc Nhật Bản (-5,89%), so sánh kết quả giữa 2 tiêu chuẩn
thiết kế TCVN 10304:2014 và Eurocode 7.
-Mô phỏng thí nghiệm nén tĩnh cọc, đối xứng trục (Axisymmetry) trong phần mềm
Plaxis 2D, sử dụng mô hình Hardening Soil tính toán vẽ đồ thị quan hệ tải trọng và độ

4. iv
lún cọc, so với kết quả thí nghiệm nén tĩnh: [1] cọc CT5 (5,9%); [2] cọc CT2 (5,6%),
[3] cọc CT4 (-2,34%), bộ thông số mô hình ở bảng thông số địa chất là tương đối phù
hợp so với sự làm việc thực tế của đất nền.
-Mô phỏng thí nghiệm nén tĩnh cọc, có nén phá hoại cọc, đối xứng trục
(Axisymmetry) trong phần mềm Plaxis 2D, mô hình Hardening Soil, tải cực hạn qui
ước lớn hơn rất nhiều so sánh với kết quả nén tĩnh : [1] cọc CT4 : (84,94%), [2] cọc
CT2 : (78,98%), [3] cọc CT5 : (65,25%) (theo tiêu chuẩn 9393-2012 phương pháp De
Beer) Từ kết quả nghiên cứu, Tác giả nhận thấy phương pháp thiết kế theo Eurocode7
là phương pháp thiết kế có xét độ tin cậy, sử dụng hệ số riêng độ bền, hệ số tương quan
cọc từ thí nghiệm nén tĩnh và thông số đất nền, còn tiêu chuẩn Việt Nam không xét độ
tin cậy, sử dụng hệ số điều kiện làm việc (ᵞo), hệ số tin cậy về tầm quan trọng công
trình (ᵞn), hệ số tin cậy theo đất (ᵞk). Kết quả của phương pháp phần tử hữu hạn thông
qua phần mềm Plaxis 2D, đối xứng trục (Axisymmetry), mô hình Hardening Soil có
kết quả gần đúng với kết quả nén tĩnh ./.

5. v
MỤC LỤC
Lời cam đoan .................................................................................................................. i
Lời cảm ơn ..................................................................................................................... ii
Tóm tắt luận văn ..........................................................................................................iii
Mục lục........................................................................................................................... v
Danh mục hình và đồ thị ...........................................................................................viii
Danh mục bảng............................................................................................................. xi
Danh mục từ viết tắt...................................................................................................xiii
Chương 1: GIỚI THIỆU ............................................................................................ 14
1.1Cơ sở hình thành luận văn........................................................................................ 14
1.2 Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 15
1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu ........................................................................... 15
1.4 Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 16
1.5 Ý nghĩa nghiên cứu ................................................................................................. 16
1.6 Kết cấu luận văn...................................................................................................... 16
Chương 2: CƠ SỞ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .................................................. 17
2.1 Khái quát chung về thí nghiệm nén tĩnh hiện trường tải trọng tĩnh ép dọc trục..... 17
2.2 Tình hình nghiên cứu trên thế giới.......................................................................... 21
2.3 Tình hình nghiên cứu trong nước............................................................................ 22
Chương 3: NỘI DUNG CỦA TCVN 10304:2014,TÍNH SỨC CHỊU TẢI GIỚI
HẠN CỌC TCVN 9393-2012 ..................................................................................... 24
3.1 Sức chịu tải cọc được tính toán theo công thức ..................................................... 24
3.2 Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền ........................................ 25
3.3 Cường độ sức kháng trung bình trên thân cọc fi có thể xác định như sau............. 26
3.4 Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT....... 27
3.4.1 Công thức của Meyerhof (1956) .................................................................. 27
3.4.2 Công thức của Viện kiến trúc Nhật Bản (1988) ........................................... 29
3.4.3 Sức chịu tải của cọc theo sức kháng mũi xuyên tĩnh qc................................ 31
3.5 Xác định sức chịu tải giới hạn cọc đơn từ kết quả nén tĩnh................................... 33
Chương 4:NỘI DUNG TIÊU CHUẨN EUROCODE 7 .......................................... 37
4.1 Tổng quan về Eurocode .......................................................................................... 37
4.2 Nguyên lý thiết kế theo Eurocode........................................................................... 38
4.3 Những yêu cầu thiết kế theo Eurocode ................................................................... 40

6. vi
4.4 Các tình huống thiết kế theo Eurocode ................................................................... 41
4.5 Các trạng thái giới hạn thiết kế theo Eurocode....................................................... 42
4.5.1 Trạng thái giới hạn cực hạn (ULS)............................................................... 42
4.5.2 Trạng thái giới hạn sử dụng (SLS) ............................................................... 43
4.6 Các phương pháp thiết kế nền móng theo Eurocode .............................................. 45
4.6.1 Tổng quan về thí nghiệm thử tải tĩnh theo Eurocode 7 ................................ 46
4.6.2 Khả năng chịu tải của cọc theo phương pháp thiết kế Eurocode 7 .............. 50
4.7 Các phương pháp thiết kế tính toán sức chịu tải cọc ............................................. 52
4.7.1 Phương pháp thiết kế 1 (DA 1)..................................................................... 52
4.7.2 Phương pháp thiết kế 2 (DA 2)..................................................................... 56
4.7.3 Phương pháp thiết kế 3 (DA 3)..................................................................... 57
4.7.4 Cách xác định sức chịu tải thiết kế cọc từ thí nghiệm nén tĩnh.................... 61
Chương 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU, TÍNH TOÁN, SO SÁNH KẾT QUẢ:TCVN
10304:2014, EUROCODE 7, MÔ HÌNH TÍNH TOÁN TRONG PHẦN MỀM
PLAXSIS 2D. ............................................................................................................... 63
5.1 Giới thiệu công trình ............................................................................................... 63
Công trình: Tổ Hợp căn hộ Sông Đà RIVERSIDE....................................................... 63
5.2 Tính sức chịu tải cọc theo phương pháp giải tích ................................................... 64
5.2.1 Hố khoan 5 vị trí (CT5) ................................................................................ 64
5.2.2 Hố khoan 2 vị trí (CT2) ................................................................................ 67
5.2.3 Hố khoan 4 vị trí (CT4) ............................................................................... 69
5.3 Tính sức chịu tải thiết kế cọc theo Eurocode 7 ....................................................... 70
5.3.1 Thiết kế cọc từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh theo Eurocode7 ....................... 70
5.3.1.1 Đài cọc không đủ cứng..................................................................... 71
5.3.1.2 Đài cọc đủ cứng.................................................................................72
5.3.2 Thiết kế cọc từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh theo tiêu chuẩnTCVN 9393-
2012 ........... ........................................................................................................... 73
5.4. Thiết kế cọc theo Eurocode 7................................................................................. 73
5.4.1 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp1: DA1.C1: A1”+”M1+”R1......................... 73
5.4.2 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp 2 : DA1.C2: A2”+”M1+”R4....................... 74
5.4.3 Phương pháp thiết kế 2: DA2: A1”+”M1+”R2 ............................................ 74
5.4.4 Phương pháp thiết kế 3: DA3: A1 hoặc A2”+”M2”+”R3....................... 75

7. vii
5.5 Thiết kế cọc tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 theo Eurocode 7 ................................ 75
5.5.1 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp1: DA1.C1: A1”+”M1+”R1......................... 75
5.5.2 Phương pháp thiết kế 1-tổ hợp 2 : DA1.C2: A2”+”M1+”R4....................... 75
5.5.3 Phương pháp thiết kế 2: DA2: A1”+”M1+”R2 ............................................ 76
5.5.4 Phương pháp thiết kế 3: DA3: A1 hoặc A2”+”M2”+”R3....................... 76
5.6 Mô phỏng số trong Plaxis ....................................................................................... 78
Chương 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 117
Kết luận ....................................................................................................................... 117
Kiến nghị..................................................................................................................... 119
Hướng nghiên cứu tiếp theo........................................................................................ 119
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................ 120
PHỤ LỤC................................................................................................................... 122
PHỤ LỤC A: BẢNG TÍNH CÁC HỐ KHOAN…………………………………….123
PHỤ LỤC B: HÌNH HỐ KHOAN ĐỊA CHẤT……………………………………..138
PHỤ LỤC C : QUI TRÌNH NÉN TĨNH…………………………………………….144

8. viii
DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ
Hình 2.1: Gia tải bằng kích thủy lực dàn chất tải và đối trọng làm phản lực ..............17
Hình 2.2: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực ...............................17
Hình 2.3: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc neo.18
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí hệ kích thủy lực và hệ đo đạc trong thí nghiệm nén tĩnh .........18
Hình 2.5: Hình minh họa sử dụng đối trọng để nén tĩnh cọc ………………………...18
Hình 2.6: Hình minh họa sử dụng neo để nén tĩnh cọc ................................................19
Hình 2.7: Thi công cọc khoan nhồi...............................................................................19
Hình 2. 8:Các giả thiết về mặt trượt của đất dưới mũi cọc ..........................................21
Hình 3. 1: Nền đất xung quanh cọc khi chịu tải cực hạn ............................................. 24
Hình 3.2: Biểu đồ xác định hệ số α...............................................................................26
Hình 3.3 : Biểu đồ xác định các hệ số Lf và p (Semple và Rigden.1984)...................30
Hình 3.4 Ví dụ xác định tải cực hạn cọc Qu theo phương pháp De Beer......................35
Hình 4.1: Chọn sức chịu tải cọc.................................................................................... 46
Hình 4.2: Qui trình kiểm tra cường độ móng cọc.........................................................52
Hình 4.3: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 1, tổ hợp1. ...........................53
Hình 4.4: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 1, tổ hợp 2 ...........................54
Hình 4.5: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 2...........................................57
Hình 4.6: Kiểm tra cường độ theo phương pháp thiết kế 3...........................................60
Hình 4.7: Sơ đồ đánh giá sức chịu tải cọc từ kết quả thử tải tĩnh theo Eurocode 7......62
Hình 5.1: Mặt bằng tổng thể và phối cảnh của công trình............................................ 63
Hình 5.2: Kích thước biên mô hình...............................................................................79
Hình 5.3: Mô hình đối xứng trục cọc đơn trong Plaxis 2D...........................................83
Hình 5.4: Áp lực nước lỗ rỗng ban đầu đất nền tại vị trí cọc CT2................................83
Hình 5.5: Ứng suất hữu hiệu ban đầu đầu đất nền tại vị trí cọc CT2............................83
Hình 5.6: Mô phỏng gia tải chu kỳ 1&2 trong thí nghiệm nén tĩnh cọc CT2...............85
Hình 5.7: Kết quả chạy phase trong plaxis cọc CT2.....................................................85

9. ix
Hình 5.8: Độ lún cấp gia tải 100%& 250% - chu kỳ 1& 2 cọc CT2 ............................86
Hình 5.9: So sánh giữa nén tĩnh và mô phỏng plaxis 2D..............................................88
Hình 5.10: Kết quả các phase chạy tải phá hoại cọc CT2.............................................89
Hình 5.11: Độ lún tại cấp tải nén phá hoại cọc CT2.....................................................90
Hình 5.12: Biểu đồ xuất theo từng cấp tải cọc CT2......................................................90
Hình 5.13: Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún cọc CT2 (nén phá hoại).......................91
Hình 5.14: Mô hình tính toán trong Plaxis....................................................................92
Hình 5.15:Áp lực nước lỗ rỗng ban đầu, Hình 5.16: Ứng suất hữu hiệu ban đầu ........92
Hình 5.17: Mô phỏng chu kỳ 1&2 trong thí nghiệm nén tĩnh cọc CT4.......................94
Hình 5.18: Gia tải 250% - chu kỳ 2 CT4 ......................................................................95
Hình 5.19: Biểu đồ so sánh quan hệ tải - độ lún cọc CT4 ............................................97
Hình 5.20: Nén phá hoại cọc CT4 có gia tải chu kỳ 1 ..................................................97
Hình 5.21: Kết quả các phase trong Plaxis ...................................................................98
Hình 5.22: Độ lún ở tải phá hoại cọc CT4 ....................................................................98
Hình 5.23: Biểu đồ quan hệ tải - độ lún CT4 (nén phá hoại cọc) .................................99
Hình 5.24: Mô hình cọc CT 5 .....................................................................................101
Hình 5.25: Trạng thái ứng suất ban đầu của các lớp đất tại vị trí cọc CT5 ...............101
Hình 5.26: Các phase gia tải cọc CT5.........................................................................103
Hình 5.27: Độ lún cấp gia tải chu kỳ 2 250% Ptk......................................................104
Hình 5.28: Biểu đồ so sánh quan hệ tải trọng – độ lún cọc CT 5 ...............................106
Hình 5.29: Nén phá hoại cọc CT5 có gia tải chu kỳ 1 ................................................106
Hình 5.30: Độ lún cấp tải nén phá hoại cọc CT 5.......................................................107
Hình 5.31: Biểu đồ nén phá hoại cọc CT5..................................................................108
Hình 5.32: Biểu đồ nén phá hoại cọc CT5..................................................................108
Hình 5.33:Kết quả giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA1-1 ...111
Hình 5.34: :Kết quả giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA1-2 .111
Hình 5.35:Kết quả giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA2.......111

10. x
Hình 5.36: Kết quả giải tích phương pháp An Pha(α) sức chịu tải cọc theo DA3.....112
Hình 5. 37 :Kết quả giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT5 (HK5)................112
Hình 5.38:Kết quả giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT4 (HK4)..................112
Hình 5.39:Kết quả giải tích, PTHH sức chịu tải cực hạn cọc CT2 (HK2)..................113
Hình 5.40:Tải cực hạn qui ước tính phương pháp PTHH...........................................113
Hình 5.41:Kết quả số so sánh tải phá hoại cọc ...........................................................113
Hình 5.42:So sánh theoTCVN 9393-2012&Eurocode7 từ TN nén tĩnh(Đài cọc
không cứng).................................................................................................................114
Hình 5.43:So sánh theoTCVN 9393-2012&Eurocode7 từ TN nén tĩnh(Đài cọc
đủ cứng)....................................................................................................................... 114
Hình 5.44:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT2 ........................................................114
Hình 5.45:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT4 ........................................................115
Hình 5.46:So sánh sức chịu tải thiết kế cọc CT5 ........................................................115

11. xi
DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1: Bảng tra các hệ số k, Z1 và N’
q ..................................................................... 26
Bảng 3.2: Hệ số Kc và α................................................................................................ 32
Bảng 4.1: Bảng phương pháp thiết móng cọc theo Eurocode 7.................................... 37
Bảng 4.2: Bảng hệ số tương quan ξ1, ξ2 ........................................................................ 48
Bảng 4.3: Bảng hệ số riêng sức chịu tải........................................................................ 49
Bảng 4.4: Tổng hợp phương pháp thiết kế cho nhóm cọc ............................................ 58
Bảng 4.5: Các hệ số riêng cho thông số đất (γM): (Bảng A.2) ...................................... 59
Bảng 4.6: Hệ số riêng cho tác động (γF) hoặc hệ quả tác động (γE): (Bảng A.3) ......... 59
Bảng 4.7: Hệ số riêng cho thông số đất nền (γM): (Bảng A.4)...................................... 59
Bảng 4.8: Hệ số độ bền riêng (γR) cho cọc nhồi: (Bảng A.7) ....................................... 60
Bảng 4.9: Giá trị hệ số mô hình của một vài Quốc Gia sử dụng để thiết kế cọc .......... 61
Bảng 5.1: Bảng tra các hệ số sức chịu tải Nc, Nq, N.................................................... 64
Bảng 5.2:Tổng hợp sức chịu tải cực hạn đất vị trí HK5 ...............................................67
Bảng 5.3:Tổng hợp sức chịu tải cực hạn đất vị trí HK2 ..............................................68
Bảng 5.4: Tổng hợp sức chịu tải cực hạn đất vị trí HK4 ..............................................70
Bảng 5.5:Tổng hợp sức chịu tải cực hạn theo TCVN 10304:2014...............................70
Bảng 5.6: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh .........................................................................71
Bảng 5.7: Tổng hợp sức chịu tải cọc từ TN nén tĩnh theo Eurocode7..........................73
Bảng 5.8: Tổng hợp sức chịu tải thiết kế cọc từ TN nén tĩnh theo TCVN 9393-2012.73
Bảng 5.9: Tổng hợp thiết kế cọc theo Eurocode7(Phương pháp Anpha (α)) ...............77
Bảng 5.10: Tổng hợp thiết kế cọc theo Eurocode7(TCVN 10304:2014) .....................77
Bảng 5.11:So sánh thiết kế cọc từ kết quả nén tĩnh .....................................................77
Bảng 5.12: Các thông số địa chất tại vị trí cọc khoan nhồi CT2 ..................................80
Bảng 5.13: Các thông số địa chất tại vị trí cọc khoan nhồi CT4 ..................................81
Bảng 5.14: Các thông số địa chất tại vị trí cọc khoan nhồi CT5 ..................................82
Bảng 5.15: Bảng thông số gia tải cọc thử CT2 .............................................................84

12. xii
Bảng 5.16: Bảng kết quả chuyển vị cọc thử CT2 .........................................................87
Bảng 5.17: Bảng thông số gia tải cọc thử CT4 .............................................................93
Bảng 5.18: Chuyển vị cọc thử CT4...............................................................................96
Bảng 5.19: Bảng thông số gia tải cọc thử CT5 ...........................................................102
Bảng 5.20: Kết quả chuyển vị cọc CT5 ......................................................................105
Bảng 5.21:Tổng hợp tải tới hạn qui ước cọc theo TCVN 9393-2012.........................108
Bảng 5.22: Tổng hợp sức chịu tải cọc theo TCVN 9393-2012..................................109
Bảng 5.23: Tổng hợp sức chịu tải cực hạn theo phương pháp giải tích......................109
Bảng 5.24 Tổng hợp sức chịu tải cực hạn tính theo TCVN 10304:2014...................109
Bảng 5.25: Tổng hợp SCT cực hạn cọc tính theo phương pháp giải tích, PP số........109
Bảng 5.26: Bảng tổng hợp thiết kế cọc theo Eurocode 7 (phương pháp An Pha(α)) .110
Bảng 5.27:Bảng tổng hợp thiết kế cọc theo TCVN 9393-2012..................................110
Bảng 5.28: Tổng hợp sức chịu tải thiết cọc từ TN nén tĩnh theo Eurocode7..............110
Bảng 5.29: Tổng hợp tải phá hoại nền đất vị trí dưới mũi cọc PP PTHH .................110
Bảng 5.30:So sánh thiết kế cọc TCVN 9393-2012, Eurocode7..................................110

13. xiii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CPT: Cone Penetration Test
DA: Design Approach
EN: Eurocode design
SLS: Service limit state
SPT: Standard penetration test
PDA: Pile Driving Analyzer
ULS: Ultimate limit state

14. 14
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1Cơ sở hình thành luận văn:
-Cọc khoan nhồi hiện nay có thể nói là giải pháp chủ yếu để giải quyết kỹ thuật móng
sâu, trong các điều kiện địa chất đất yếu hoặc địa chất phức tạp, đặc biệt là trong vùng
hang động Castơ. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của các công trình
xây dựng quy mô lớn, móng cọc khoan nhồi ngày càng trở thành một hình thức móng
sâu được dùng nhiều cho các công trình xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, công nghiệp,
nhà cao tầng và đặc biệt là trong các công trình cầu. Sở dĩ việc áp dụng cọc khoan nhồi
trong xây dựng cầu đường ô tô ở nước ta phát triển mạnh chủ yếu vì cọc khoan nhồi có
các ưu điểm cơ bản như: Thiết bị đơn giản, thi công dễ dàng, đầu tư ít và đặc biệt là
biến các công việc thi công dưới nước trở thành thi công trên mặt nước, nó phù hợp
với thực tế nhiều sông suối của Việt Nam nói chung và thành phố Hồ Chí Minh nói
riêng.
-Người Kỹ sư đứng trước những bài toán này cần có trong tay một công cụ mạnh hơn
để có thể thiết kế, xây dựng tức là những tiêu chuẩn cho các công trình qui mô đó. Khi
ta chưa có điều kiện để làm được nghiên cứu cho chính mình và lập ra các tiêu chuẩn
thì việc sử dụng tiêu chuẩn của các nước tiên tiến là hướng đi đúng nhưng đi kèm theo
việc này cần cập nhật thông tin đầy đủ để có thể sử dụng các tiêu chuẩn này một cách
tự tin.
Trong thiết kế nền móng, có thể chia làm hai loại là móng nông và móng sâu (hay,
móng cọc). Móng nông được sử dụng cho lớp đất gần mặt đất, nơi xuất hiện ứng suất
tương đối lớn, đủ chịu được tác động của kết cấu bên trên mà không xảy ra ứng suất
phá hoại cho kết cấu do lún. Trường hợp này, thường chỉ sử dụng cho những công
trình có tác động tương đối nhỏ. Đối với những công trình có tác động lớn (như nhà
cao tầng, trụ cầu,…) hay những vùng đất có lớp đất bên trên tương đối yếu, thì phương
án móng cọc là hữu hiệu, vì cần lớp đất “tốt” hơn để chịu tác động lớn.
Do nhu cầu phát triển của xã hội, trên một phạm vi diện tích nhất định mà có thể chịu
được tải trọng lớn của các kết cấu công trình bên trên, giải pháp móng cọc khoan nhồi
là hữu hiệu và được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Để tạo ‘một tiếng nói chung trong
thiết kế, thẩm định và thi công các dự án, sử dụng phương án móng cọc nói chung và
móng cọc nhồi nói riêng giữa các Quốc Gia với nhau, bộ tiêu chuẩn Eurocode cũng

15. 15
như Eurocode 7 - Thiết kế địa kỹ thuật sẽ giải quyết được vấn đề này. Nhằm để hiểu rõ
hơn về tiêu chuẩn Eurocode và việc áp dụng vào thiết kế móng, luận văn này sẽ được
trình bày : “Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu chuẩn TCVN
10304:2014 và Eurocode7, trên cơ sở so sánh với thí nghiệm nén tĩnh”.
Do đó, một sự kết hợp chặt chẽ giữa 2 khuynh hướng cơ sở lý thuyết vững chắc có ý
nghĩa lý luận thực tiễn trong việc xác định đúng đắn và tin cậy giá trị Pgh của công tác
thử tải nén tĩnh cọc. Sự ra đời TCVN 10304:2014 trên cơ sở tham khảo “SP
24.13330.2011 (SNiP 2.02.03-85) Móng cọc” của Liên Bang Nga gồm: phạm vi ứng
dụng, các tài liệu viện dẫn, các thuật ngữ và định nghĩa, các nguyên tắc chung, các yêu
cầu đối với khảo sát địa chất công trình, các loại cọc. TCVN 10304:2014 cung cấp các
công thức tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi từ Tiêu chuẩn hiện hành của Nhật
Bản là một trong những nước rất phát triển về kỹ thuật thiết kế nền móng, cho các
công trình nhà cao tầng và giao thông.
Việc cần phải có một tiêu chuẩn khác đầy đủ, toàn diện và cập nhật những thành tựu
mới về móng cọc để thay thế tiêu chuẩn cũ “TCXDVN 205-1998” bằng “Móng cọc –
Tiêu chuẩn thiết kế” là việc làm đúng đắn, tuy hơi muộn, nhưng đáp ứng được đòi hỏi
hiện nay trong lĩnh vực móng cọc từ khâu khảo sát, thiết kế, thi công, thí nghiệm và
quan trắc.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu:
-Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi dựa trên thí nghiệm nén tĩnh hiện
trường theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014, Eurocode 7.
-Lập mô hình tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi bằng phương pháp phần tử hữu hạn
với sự hỗ trợ của phần mềm Plaxis 2D.
- So sánh các kết quả tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo phương pháp giải
tích, phương pháp phần tử hữu hạn và thí nghiệm nén tĩnh hiện trường.
1.3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:
Do tính chất phức tạp của đất nền, cũng như giới hạn của tài liệu thu thập được của đề
tài, đề tài này chỉ giới hạn công trình xây dựng ở địa điểm:623 Quốc lộ 13, Phường
Hiệp Bình Phước, Quận Thủ Đức, TP.Hồ Chí Minh. Đề tài phân tích tính toán sức chịu
tải của 03 cọc khoan nhồi (cọc đơn) gồm: cọc thử CT2, CT4, CT5 có kích thước đường
kính cọc 1m, chiều dài 65m, bê tông cốt thép (bê tông mác 300, thép A II) .

16. 16
Tên Công trình: Tổ Hợp căn hộ Sông Đà RIVERSIDE .
Đề tài không nghiên cứu sức chịu tải của nhóm cọc, chỉ nghiên cứu, tính toán, và so
sánh kết quả sức chịu tải cọc khoan nhồi (cọc đơn ) trên cơ sở Thí nghiệm nén tĩnh
theo 2 Tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 và Tiêu chuẩn Eurocode 7 .
1.4 Phương pháp nghiên cứu:
Trong luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
-Phương pháp giải tích để tính toán sức chịu tải cọc dựa trên tiêu chuẩn
TCVN10304:2014, Eurocode 7.
-Phương pháp phần tử hữu hạn, tính sức chịu tải cọc, đối xứng trục (Axisymmetry)
trong phần mềm Plaxis 2D .
-Phương pháp bán thực nghiệm, nén tĩnh 3 cọc thử, tiêu chuẩn TCVN 9393-2012 .
-So sánh kết quả với thí nghiệm nén tĩnh .
1.5 Ý nghĩa nghiên cứu:
Đề tài: “Nghiên cứu tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu chuẩn TCVN
10304:2014 và Eurocode7,trên cơ sở so sánh với thí nghiệm nén tĩnh”.
-Kết quả của nghiên cứu sẽ góp phần vào công tác tính toán sức chịu tải của cọc và
tiêu chuẩn thiết kế móng có độ tin cậy và cơ sở khoa học .
-Đề tài nghiên cứu sẽ giúp người thiết kế so sánh chọn lựa phương pháp thiết kế móng
cọc nói chung và cọc khoan nhồi sẽ chính xác, hợp lý hơn .
1.6 Kết cấu luận văn:
Chương 1: Giới thiệu.
Chương 2: Cơ sở tổng quan nghiên cứu.
Chương 3: Nội dung của TCVN 10304:2014, tính sức chịu tải giới hạn cọc TCVN
9393-2012.
Chương 4: Nội dung của Tiêu chuẩn Eurocode 7.
Chương 5: Xử lý số liệu, tính toán, so sánh kết quả:TCVN 10304:2014, Eurocode 7,
phần mềm Plaxis 2D
Chương 6: Kết luận và kiến nghị.
Tài liệu tham khảo.
Phụ lục.

17. 17
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH HIỆN TRƯỜNG
BẰNG TẢI TRỌNG TĨNH ÉP DỌC TRỤC:
Thí nghiệm nén tĩnh cọc được đánh giá cao ở nhiều nước, kể cả các nước tiên tiến như
Mỹ, Pháp, Nhật…
Mục đích thí nghiệm nén tĩnh:
Thí nghiệm nén tĩnh cọc dùng để xác định sức chịu tải của cọc và thiết lập biểu đồ
quan hệ tải trọng biến dạng. Thử tải đơn thuần là tìm kiếm những thông số nhằm xác
định tính ổn định của nền đất độ rung lún sức chịu tải của cột tính đàn hồi... Những số
liệu thu thập trong giai đoạn này sẽ là cơ sở để các kỹ sư xây dựng tính toán kết cấu
móng nền cho công trình.
Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng nén tĩnh ép dọc trục
cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền. Tải trọng tác dụng
lên đầu cọc được thí nghiệm bằng kích thủy lực với hệ phản lực là dàn chất tải, neo
hoặc kết hợp cả 2. Các số liệu về tải trọng, biến dạng, chuyển vị thu được trong quá
trình thí nghiệm là cơ sở để phân tích, đánh giá sức chịu tải và mối quan hệ tải trọng,
chuyển vị của cọc trong đất nền.“Qui trình nén tĩnh cọc theo TCVN 9393:2012”.
Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm
Hình 2.1: Gia tải bằng kích thủy lực dàn chất tải và đối trọng làm phản lực [6]
Hình 2.2: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực [6]

18. 18
Hình 2.3: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc neo[6]
Hình 2.4: Sơ đồ bố trí hệ kích thủy lực và hệ đo đạc trong thí nghiệm nén tĩnh [6]
Hình 2.5: Hình minh họa sử dụng đối trọng để nén tĩnh cọc [20]

19. 19
Hình 2.6: Hình minh họa sử dụng neo để nén tĩnh cọc [20]
Hình 2.7: Thi công cọc khoan nhồi [20]
Sơ đồ thử tải xuất phát từ tính mô phỏng của “ổn định và động lực công trình” khi tìm
giá trị P tới hạn. Trạng thái chịu lực cũng được chuẩn hóa bằng cách Tác dụng lực tập
trung tĩnh, tác dụng đúng tâm – dọc trục, nghĩa là không có mômen và không có tác
dụng động nhằm tạo ra bộ số liệu thuần khiết.
Hiện nay, khi tính toán sức chịu tải của cọc, người thiết kế chủ yếu dựa vào số liệu
từ các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và kết quả tính toán sức chịu tải của cọc còn
khác nhiều so với thực tế. Các thí nghiệm trong phòng còn tồn tại nhiều hạn chế do
điều kiện lấy mẫu hiện trường, vận chuyển và bảo quản mẫu cũng như việc tiến hành
các thí nghiệm trọng phòng không có độ chính xác cao, nguyên nhân có thể là do thiết
bị, con người…
Sau khi tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo các cơ sở lý thuyết khác
nhau, dẫn đến kết quả sức chịu tải của cọc sẽ khác nhau, làm cho việc xác định sức

20. 20
chịu tải của cọc gần đúng với thực tế là một vấn đề khó khăn hiện nay đối với các nhà
thiết kế. Trước khi triển khai thi công các cọc một cách đại trà, các nhà thiết kế thường
thiết kế một số cọc thử và sử dụng các phương pháp thí nghiệm hiện trường như: thí
nghiệm nén tĩnh, thử động PDA, thí nghiệm Osterberg để xác định sức chịu tải của
cọc, từ đó tiến hành thiết kế và thi công các cọc đại trà. Tuy nhiên, việc thực hiện các
thí nghiệm nói trên là tương đối phức tạp và rất tốn kém. Do vậy, cần có thêm nhiều
phương pháp tính toán khác để xác định sức chịu tải của cọc gần đúng với thực tế nhất,
nhằm giúp cho người thiết kế có thêm nhiều cơ sở để xác định sức chịu tải của cọc.
Quan hệ giữa P và S trong thử tải cọc :
Trong mọi trường hợp đều cần tạo PVL lớn hơn tất cả các giá trị về P.
Thực tế cho thấy hiệu quả nhiều mặt rất đáng kể, khó có thể bỏ qua,vai trò quan
trọng của Pmax.
Theo nguyên tắc của Khoa học thực nghiệm, giá trị thật của Pgh phải ứng với
chuyển vị S đạt đến TTGH được ký hiệu là S. Để có S, Pmax phải đạt P, tức gây phá
hoại qui ước ở nền cọc. Chỉ cần sau đó một vài ngày, chất lượng đàn hồi của nền cọc
sẽ được khôi phục (theo nguyên lý Reversible) và trở lại trạng thái làm việc bình
thường. Vì vậy, không nên e ngại trong việc chọn Pmax đủ lớn. Chỉ cần tạo điều kiện để
cọc thí nghiệm có PVL > P. Đây là sự quan tâm có ý nghĩa lớn của các chủ đầu tư khi
giao trách nhiệm cho các nhà sản xuất cọc [18].
Giá trị tải thí nghiệm Pmax đóng vai trò quan trọng, quyết định chất lượng của Pgh
và tất cả các đặc trưng kế tiếp. Để có độ tin cậy cao, Pmax= P. Nếu khai thác cọc với
Pmax = P sẽ lợi hơn khi Pmax = 2PTK ; Pmax = 3PTK khoảng từ 15 – 20% chi phí móng
cọc.
Ngoài ra không nên thí nghiệm cọc ngoài móng gây lãng phí vì rất khó xảy ra phá
hoại cọc (với điều kiện ở cọc thí nghiệm có PVL > Pmax) mà chỉ là “phá hoại qui ước”
nền cọc mà thôi. Sau vài ngày, nền cọc được khôi phục và cọc sẽ vẫn được sử dụng
như bình thường.
PTK Pgh
 [S] Sgh
Pmax P PVL
Smax S S
[mm]
P [T]
0

21. DOWNLOAD ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ NỘI DUNG
MÃ TÀI LIỆU: 50068
DOWNLOAD: + Link tải: Xem bình luận
Hoặc : + ZALO: 0932091562