Phân tích sự làm việc của móng bè cọc theo mô hình hệ số nền

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

34
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết nghiên cứu mô hình hệ số nền Winkler được áp dụng để phân tích sự làm việc của bè và cọc trong móng bè cọc làm việc đồng thời dưới tác động của tải trọng của công trình Cống thứ Sáu tại tỉnh Kiên Giang.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phân tích sự làm việc của móng bè cọc theo mô hình hệ số nền

PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Phân tích sự làm việc của móng bè cọc theo mô hình hệ số nền Analysis of piled-raft foundation by winkler model method > VÕ VĂN ĐẤU1, TRẦN VĂN TỶ1, ĐỖ ANH HÀO2, LÂM TẤN PHÁT3 1 Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Email: vvdau@ctu.edu.vn; tvty@ctu.edu.vn 2 SV Bộ môn Kỹ thuật Thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Email: haob1606127@student.ctu.edu.vn 3 HVCH, Bộ môn Kỹ thuật Thủy lợi, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ Email: phatm4220016@gstudent.ctu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU TÓM TẮT: Móng bè - cọc là một phương án móng cọc hay còn gọi là Bài báo nghiên cứu mô hình hệ số nền Winkler được áp dụng để móng bè trên nền cọc, cho phép bè và cọc phát huy được khả phân tích sự làm việc của bè và cọc trong móng bè cọc làm việc năng chịu lực và tận dụng được một phần sức chịu tải của nền đất dưới đáy bè. Hiện nay ở Việt Nam chưa có tiêu chuẩn thiết kế đồng thời dưới tác động của tải trọng của công trình Cống thứ Sáu móng bè - cọc. Phương pháp thiết kế móng hiện nay đơn giản là tại tỉnh Kiên Giang. Trong phương pháp tính toán móng bè cọc chịu do cọc chịu hoặc do bè chịu. Các phương pháp này chưa đúng với uốn có xét đến ứng xử của đất nền, đất nền được xem xét tương điều kiện làm việc thực tế của công trình, chưa tận dụng được hết khả năng chịu lực của kết cấu cũng như của đất nền. đồng với một hệ vô số các lò xo đàn hồi tuyến tính. Kết quả cho Để thay đổi các quan điểm chưa chính xác về móng bè - cọc, thấy phần bè chịu 16% và phần cọc chịu 84% tổng tải trọng công các chuyên gia cơ đất tìm cách đưa lý thuyết tính toán hệ thống móng này, trong đó nổi bậc là Poulos & Davis (1980), Fleming và trình truyền xuống móng. Từ kết quả này cho thấy khi tính toán các cộng sự (1992), Randolph (1994), Burland (1995), Katzenbach theo móng bè cọc, số lượng cọc có thể giảm so với phương pháp (1998) và những nghiên cứu gần đây của Poulos (1994, 2001a, thông thường. 2001b). Áp dụng phương trình Midlin của bán không gian đàn hồi vào trong bài toán móng bè - cọc và những thử nghiệm thực tế để Từ khóa: Mô hình Winkler; móng bè cọc; tải trọng phân tích bài toán, Poulos đã đưa ra một mô hình gần với thực tế. Mô hình này được sử dụng rộng rãi để xây dựng nhiều công trình và tiếp tục được phát triển trên thế giới. Ví dụ tính toán đầu tiên về ABSTRACT: móng bè cọc dùng phương pháp phần tử hữu hạn được trình bài In this study, Winkler model was applied to analyze the bởi Hooper (1973), với mô hình đối xứng trục dùng phần tử tám simultaneous working of raft and piles in the piled-raft nút. Trong phương pháp này, độ cứng của nhóm cọc được ước lượng một cách gần đúng. Nền đất được mô phỏng như một vật foundations under the impact of structural loads of Thu Sau liệu đồng nhất đàn hồi tuyến tính với module tăng tuyến tính theo sluice-gate in Kien Giang province. In calculating the flexural pile- độ sâu. Hooper dùng phương pháp này để phân tích móng bè cọc để phân tích công trình Hyde Park Barracks. Năm 1975, Ottaviani raft foundation where the behavior of the soil was taken into ứng dụng phương pháp này để phân tích bè tuyệt đối cứng đặt account, the soil was considered as an infinite system of linear trên nhóm cọc trong một không gian đồng nhất. elastic springs. The results show that the total structural loads Chow và The (1991) dùng phương pháp số phân tích ứng xử của móng bè cọc tuyệt đối cứng trên nền không đồng nhất. Bè were carried by raft and piled system, respectively, of 16% and được rời rạc hóa thành các phần tử con hình vuông. Tác giả xem bè 84%. From this result, it can be indicated that when the piled-raft tiếp xúc hoàn toàn với đất nền và mặt tiếp xúc giữa bè và nền được tính toán chính xác thông qua các vùng được chia nhỏ hình foundation method is analyzed, the number of piles would be vuông đó (Chow, 1987a). Đất nền được mô phỏng là vật liệu tuyến reduced compared to common methods. tính đàn hồi đẳng hướng và module Young tăng tuyến tính theo Keywords: Winkler model; piled-raft foundations; loads. độ sâu. Cọc tiết diện hình tròn và được rời rạc thành hai phần tử nút tại mặt tiếp xúc giữa đất và cọc (Chow, 1987b). Tương tác giữa bè, cọc và đất nền được kể đến vào quá trình tính toán. 130 10.2021 ISSN 2734-9888
Katzenbach và Reul (1997) dùng phương pháp phần tử hữu 6. Tương tác giữa bè-đất-bè; hạn để mô tả ứng xử của đất thành vật liệu đàn dẻo. Cọc được mô 7. Tương tác giữa bè-đất-cọc. hình bằng phần tử khối, còn bè được mô phỏng bằng phần tử tấm. Các quan điểm thiết kế móng bè cọc Quan hệ ứng suất biến dạng của đất được mô phỏng bằng mô Quan điểm thứ nhất: Ở tải trọng làm việc cọc chỉ chịu tải trọng hình nền bao gồm hai phần mặt dẻo chính: mặt áp lực phụ thuộc từ 35 đến 50% sức chịu tải cực hạn (hệ số an toàn sức chịu tải bằng hoàn toàn vào phá hoại cắt dẻo và mặt dẻo nắp chịu nén. 2 đến 3), quan hệ tải trọng-độ lún của cọc vẫn là tuyến tính. Gần Katzenbach và các cộng sự (2000) dùng mô hình tương tự thực như toàn bộ tải trọng tác dụng lên móng do cọc tiếp nhận. Bè chỉ hiện các nghiên cứu phân tích ứng xử của các móng bè cọc tại đất tiếp nhận phần tải trọng rất nhỏ, phân phối lên nền đất ở đáy bè. sét Frankfurt. Reul (1998) tinh chỉnh lại mô hình bằng cách dùng Quan điểm thứ hai: Bè được thiết kế tiếp nhận một phần đáng phân tử vô cùng tại biên để mô hình nền đất thành bán không kể tải trọng lên móng, phần còn lại do các cọc chịu. Ở tải trọng làm gian đàn hồi. việc sức chịu tải của cọc được huy động từ 70 đến 100% (hệ số an Prakoso and Kulhawy (2001) phân tích móng bè cọc bằng phần toàn sức chịu tải bằng 1 đến 1,5), quan hệ tải trọng-độ lún của của tử hữu hạn biến dạng phẳng phi tuyến và đàn hồi tuyến tính cọc là quan hệ phi tuyến do cọc có chuyển dịch tương đối so với thông qua mô phỏng móng bè cọc ba chiều thành móng bè hai đất nền. Số lượng cọc được bố trí đủ nhằm giảm áp lực tiếp xúc chiều. Phân tích này dựa trên phần mềm plaxis verson 6.1 và phần thực giữa bè và đất nền xuống nhỏ hơn áp lực tiền cố kết của đất. tử tam giác sáu nút được dùng để mô phỏng móng bè cọc và đất Cọc được sử dụng với mục đích làm giảm độ lún trung bình của bè. nền. Quan điểm thứ ba: Bè được thiết kế để chịu phần lớn tải trọng Theo quan điểm tính toán móng cọc trong TCVN 10304:2014 lên móng. Các cọc chỉ tiếp nhận một phần nhỏ của tổng tải trọng, thì tải trọng của công trình bên trên được bè tiếp nhận rồi truyền được bố trí hợp lý với mục đích chính là giảm độ lún lệch (chứ xuống các cọc. Các nhà nghiên cứu trên thế giới quan niệm rằng không phải độ lún trung bình như ở quan điểm thứ hai). tải trọng công trình vừa phân phối lên đất xung quanh bè, vừa phân phối lên các cọc. Quan điểm này đã được nghiên cứu và áp dụng từ lâu nhưng đến nay vẫn chưa được phổ biến ở nước ta. Hình 1: Hiệu ứng tương tác giữa đất và các cấu trúc trong móng bè-cọc theo Katzenbach và các cộng sự, 2005 1. Tương tác giữa cọc và cọc; 2. Tương tác giữa cọc và móng bè; 3. Tương tác giữa đất và móng bè; Hình 3. Biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún của móng bè ở nguyên lý thiết kế khác nhau 4,5. Tương tác giữa đất và cọc. theo Poulos, 2000 SCT: Sức chịu tải Đường cong 0: Bè chịu tải hoàn toàn (độ lún vượt quá độ lún cho phép). Đường cong 1: Nhóm cọc thiết kế chịu tải hoàn toàn. Đường cong 2: Bè và nhóm cọc được thiết kế với bè chịu tải một phần. Đường cong 3: Bè và nhóm cọc được thiết kế với cọc chịu tải trọng tối đa 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phương pháp sau được sử dụng trong nghiên cứu: (i) Thu thập tài liệu, số liệu và tổng hợp các số liệu; (ii) Xử lí số liệu và lập mô hình tính toán; Hình 2: Mô hình phân tích móng bè cọc theo Randolph, 1994 2.1 Thu thập tài liệu, số liệu 1. Phần tử cọc 1 chiều; Trong phạm vi nghiên cứu này tác giả đã áp dụng tính toán 2. Liên kết lò xo tại các nút của cọc; nền móng cho công trình Cống thứ Sáu thuộc Tiểu dự án số 09: 3. Phần tử bè 2 chiều; Đầu tư xây dựng cơ sở hạ tầng phòng chống xói lở bờ biển và hỗ 4. Liên kết lò xo tại các nút của bè; trợ nuôi chồng thủy sản ở huyện An Minh, An Biên tỉnh Kiên Giang 5. Tương tác giữa cọc-đất-cọc; thuộc dự án “Chống chịu khí hậu tổng hợp và sinh kế bền vững ISSN 2734-9888 10.2021 131
PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Đồng bằng sông Cửu Long (MD-ICRSL)”. Địa điểm xây dựng: xã - Sức chịu tải cọc theo vật liệu. Nam Thái, huyện An Biên, tỉnh Kiên Giang. 𝐏𝐏𝐯𝐯𝐯𝐯 � ��𝐑𝐑 𝐬𝐬 � 𝐀𝐀𝐬𝐬 � �𝐀𝐀𝐛𝐛 � 𝐀𝐀𝐬𝐬 � � 𝐑𝐑 𝐛𝐛 � � 𝟑𝟑𝟒𝟒�� , �𝟑𝟑 � �� , �𝟑𝟑 � �𝟒𝟒� � ��𝟒𝟒�� 𝐤𝐤� � ��, � 𝐓𝐓 Trong đó: ϕ = 1: hệ số ảnh hưởng đến độ mảnh của cọc; Rs: cường độ chịu nén của thép (kG/cm2); Rb: cường độ chịu nén của bê tông (kG/cm2); As: diện tích cốt thép chịu lực của cọc (cm2); Ab: diện tích cọc (cm2). - Số cọc được chọn sơ bộ theo công thức: ∑ 𝑷𝑷 𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒𝟒� �� , � � ��,� � 𝟒𝟒𝟑𝟑 𝒄𝒄𝑐𝒄𝒄 𝑷𝑷 Trong đó:  = 1-1,5 : hệ số xét đến ảnh hưởng lực ngang và momen; P: tổng lực đứng tác dụng lên công trình (T); P: sức chịu tải của cọc (T). Hình 4: Vị trí công trình b) Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (theo độ sệt B) Cọc chịu nén: 𝑃𝑃�� 0,7 � m � �α� � α� � ∑ 𝑢𝑢� 𝜏𝜏� 𝑙𝑙� � α� � R � � F� � Cọc chịu kéo: 𝑃𝑃�� 0,4 � m � �α� � α� � ∑ 𝑢𝑢� 𝜏𝜏� 𝑙𝑙� � Trong đó: 1 = 2 = 3 = 1: hệ số xét đến ảnh hưởng phương pháp hạ cọc, ma sát cọc và đất, sự mở rộng mũi cọc; m = 1: hệ số điều kiện làm việc; u: chu vi tiết diện cọc (m); li: chiều dài ma sát cọc nằm trong lớp thứ i (m); R: cường độ kháng mũi của nền tại mũi cọc (T/m2); F: diện tích tiết diện ngang tại mũi cọc (m2); i: áp lực ma sát trung bình chung quanh thân cọc lớp thứ i (T/m2). c) Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền (theo c, ) Sức chịu tải của cọc cho phép: Hình 5: Phối cảnh công trình cống thứ Sáu - Kiên Giang 𝑄𝑄� 𝑄𝑄� Bảng 1 - Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền 𝑄𝑄� � � 𝐹𝐹𝐹𝐹� 𝐹𝐹𝐹𝐹� STT Các thông số Lớp 1 Lớp 2c Lớp 2 Trong đó: Qs = u.fsi.li: thành phần ma sát bên (T); Qp = qp.Ap: 1 Phân tích thành phần hạt thành phần chịu mũi (T); u: chu vi tiết diện cọc (m); fsi: áp lực ma sát Sét % 47 6 44 quanh thân cọc (T/m2); li: chiều dài ma sát cọc trong lớp đất thứ i Bụi % 24 8 23 (m); FSs=1,6; FSp=2: hệ số an toàn; qp: cường độ của đất dưới mũi Cát % 29 26 33 cọc (T/m2); Sỏi, sạn% 60 Lực ma sát xung quanh thân cọc: Cuội, dăm% fsi = Ko.’vi.tan + ci 2 Các chỉ tiêu cơ lý Trong đó: Ko = 1 - sin: hệ số áp lực ngang; : góc ma sát trong Giới hạn chảy WL % 60,4 50,9 lớp đất thứ I; ’vi: áp lực hữu hiệu của đất theo phương thẳng đứng Giới hạn lăn % 32,8 26,7 (T/m2). Chỉ số dẻo Ip% 27,6 24,2 Cường độ của đất dưới mũi cọc. 3 Độ sệt B 1,27 -0.05 qp = .dp.N + ’vp.Nq + cNc 4 Độ ẩm tự nhiên W % 67,8 25,5 25,6 Trong đó:  là trọng lượng riêng của đất dưới mũi cọc (T/m3); 5 Dung trọng ướt w kN/m3 1,58 1,97 1,99 dp: cạnh hoặc đường kính cạnh (m); c: áp lực dính của đất dưới mũi 6 Dung trọng khô d kN/m3 0,94 1,57 1,58 cọc (T/m2); ’vp: áp lực đất tại cao trình mũi cọc (T/m2); 7 Tỷ trọng Gs 2,67 2,74 2,7 N, Nq, Nc: hệ số sức kháng tải, theo góc ma sát của đất dưới 8 Độ kẽ hở n % 64,8 42,7 41,4 mũi cọc; d) Mô hình hệ số nền Winkler 9 Tỷ lệ kẽ hở eo 1,842 0,746 0,706 Trong mô hình hệ số nền Winkler, các cọc được mô phỏng là 10 Độ bão hòa Sr % 98,4 93,7 97,7 các gối lò xo có độ cứng hữu hạn. Khi sử dụng móng cọc đài thấp, 11 Lực dính kết c kG/cm2 0,03 0,31 cọc chỉ chịu tải trọng dọc trục nên có thể giả thiết độ cứng lò xo 12 Góc nội ma sát φo 2o07 13o27 2 theo phương ngang là vô cùng lớn hoặc gán gối theo hai phương. 13 Hệ số nén nún a cm /kG 0,441 0,039 14 Môđun TBD E kG/cm2 25,8 176,0 Phần tử lò so 15 Hệ số thấm K cm/s 3,7x10-6 8,3x10-6 (độ cúng K) Đáy móng - Diện tích đáy móng : 37,7 m2 - Tổng tải trọng chuyền xuống đáy móng: 4880 T Hình 6: Mô hình nền Winkler - Cốt đáy móng ở độ sâu -4 m so với mặt đất tự nhiên. Mặt Tính toán sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm nén tĩnh là một bằng công trình khá rông, tải trọng lại tương đối lớn nên sơ bộ phương pháp cho kết quả có độ tin cậy cao. Tuy nhiên, đòi hỏi chi chọn phương án cọc ép với d = 0,3x0,3 m , chiều dài cọc dự kiến 11 phí thực hiện lớn và thường dùng hiệu chỉnh phương án móng sau m, cắm sâu vào lớp cát pha số 2 một đoạn 4 m. khi thi công các cọc thí nghiệm. Vì vậy, nhóm tác giả sử dụng giá trị 2.2 Xử lí số liệu và lập mô hình tính toán a) Sức chịu tải của cọc theo vật liệu 132 10.2021 ISSN 2734-9888
dự báo sức chịu tải cho phép cho việc tính toán độ cứng lò xo cọc γc: là hệ số xét đến sự làm chặt đất khi hạ cọc và lấy như sau: khi mô hình theo công thức: γc=1 đối với cọc đóng tiết diện đặc; �P� γc=1 đối với những loại cọc còn lạ; K� � ∗ d: là đường kính hay cạnh của tiết diện ngang cọc. S Trong đó: [P] là Sức chịu tải của cọc; S* độ lún trung bình của móng, lấy theo Tiêu chuẩn TCVN 10304:2014. 𝐫𝐫𝐢𝐢𝐢𝐢 � ��𝐱𝐱 𝐢𝐢 � 𝐱𝐱 𝐢𝐢 �𝟑𝟑 � ��𝐢𝐢 � �𝐢𝐢 �𝟑𝟑 Phương pháp giải bằng mô hình hệ số nền tuy có nhiều nhược xi , yi là toạ độ tim cọc thứ “i” trên mặt bằng, lực ngang đặt theo điểm nhưng trong bài toán phân tích nội lực móng bè - cọc, nó vẫn hướng trục x; cho kết quả có độ chính xác cao. Bên cạnh đó, ta có thể sử dụng xj , yj là toạ độ tim cọc thứ “j” trên mặt bằng, lực ngang đặt theo được các phần mềm phần tử hữu hạn thông dụng hiện nay như hướng trục x. SAP hoặc SAFE để giải. F là diện tích ô lưới được chia ra. Ở biên, F’=F/2, ở góc đài, F’’ = F/4. Sơ đồ bố trí cọc trong đài Hình 7: Mô hình tính trong phần mềm SAP2000 Bảng 2 - Bảng tính toán hệ số nền Diệ Cz Độ k n Lớp sâu (kN/ α γc tích đất (kN/m3 T/m (m) m4) 2 (m2) ) 1 1669 42 2 3338 83 3 5007 125 Hình 8: Sơ đồ bố trí đài móng 1 3000 4 6676 167 Kết quả tính toán trong phần mềm SAP2000: 5 8344 209 6 10013 250 0,25 0,56 1 116 7 46729 8 133 8 53405 5 1200 150 9 2 60080 0 2 166 10 66756 9 183 11 73432 6 Phản lực nền 23961 599 Bè được mô hình bằng phần tử tấm, liên kết với các lò xo đặc Hình 9: Phản lực gối tựa lò xo trưng cho cọc và đất. Kết quả phản lực gối tựa lò xo cọc: Cọc được thay thế bằng một liên kết lò xo có độ cứng phụ + Phản lực đầu cọc lớn nhất: Tại nút 567, thuộc vào chuyển vị cọc dưới tác dụng của tải trọng làm việc. Pmax = 39,81 Tấn. Thay đất nền bằng các liên kết lò xo tại các điểm sao cho phù + Phản lực đầu cọc nhỏ nhất: Tại nút 135, hợp với sự thay đổi của đất nền và tính chất làm việc của cọc. Pmin = 20,89 Tấn. Mô hình máy tính mô tả tác dụng cơ học tương hỗ trợ giữa cọc - Kết quả phản lực gối tựa lò xo đất: Giá trị phản lực lớn nhất: và nền đất bao quanh cọc xem như môi trường đàn hồi biến dạng Tại nút 439, Rmax=1,226 T trên diện tích lưới 0,25 m2. Hay ứng suất tuyến tính đặc trưng bởi hệ số nền Cz tăng dần theo chiều sâu. nền đất dưới đáy bè: σm = 1,226/0,25 = 4,9 T/m2 𝐤𝐤. 𝛂𝛂. 𝐙𝐙 - Tải trọng phân chia cho bè và cọc: 𝐂𝐂𝐳𝐳 � 𝛄𝛄𝐜𝐜 + Tổng tải trọng móng phải chịu: Q = 4880 T Trong đó: k là hệ số tỷ lệ, phụ thuộc loại đất bao quanh cọc + Tổng tải trọng bè chịu: Qb = 739 T, chiếm 16% tổng tải trọng. theo bảng A.1 của tiêu chuẩn TCVN 10304:2014. Z: là đọ sâu tiết + Tổng tải trọng cọc chịu: Qc = 4141 T, chiếm 84% tổng tải trọng. ∑ �� diện tính toán của hệ số nền. α: Hệ số chiết giảm của nhóm cọc. Số cọc được chọn sơ bộ theo công thức: � � � � � � 𝐝𝐝 𝐱𝐱 𝐢𝐢 � 𝐱𝐱 𝐢𝐢 𝐱𝐱 𝐢𝐢 � 𝐱𝐱 𝐢𝐢 𝟑𝟑 �� 𝛂𝛂 � 𝛄𝛄𝐜𝐜 . 𝚷𝚷𝐢𝐢�𝐢𝐢 . �� , �� , 𝟑𝟑𝟑𝟑 � �, �� 1,5 � ��,�� 96 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 𝐫𝐫𝐢𝐢𝐢𝐢 𝐫𝐫𝐢𝐢𝐢𝐢 𝐫𝐫𝐢𝐢𝐢𝐢 ISSN 2734-9888 10.2021 133
PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU KIỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Trong đó:  = 1-1,5 : hệ số xét đến ảnh hưởng lực ngang và Cung trượt nhất có Kat = 0,226 ứng với bán kính cung trượt R = momen; 12,49 m đi qua 6 hàng cọc như dưới hình vẽ. Ta tính toán sức lại Qc: tổng tải trọng cọc phải chịu; chịu tải của cọc. P: sức chịu tải của 1 cọc (T). 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Bảng 3 - So sánh sức chịu tải của cọc Cơ lý Cường Winkler Vật Phương pháp đất độ đất theo hệ số liệu nền nền nền Cz Sức chịu tải của cọc 157,5 30,43 36,44 43,13 Số lượng cọc 64 241 114 96 Hình 10: Sơ đồ cung trượt cắt hệ thống cọc Kiểm tra sức kháng trượt của cọc. Bảng 4 - Kết quả tính toán lực kháng trượt của cọc Hàng cọc hi (m) tn (m) t'z (m) Pa (T/m2) Pp (T/m2) Mc1 (T.m) Mc2 (T.m) tz (m) Q (T) 1 4.89 6.11 4.89 15.30 18.89 9.66 3.79 3.06 5.50 2 4.78 6.22 4.98 15.24 18.82 9.99 3.79 3.07 5.49 3 4.45 6.55 5.24 15.06 18.61 10.98 3.79 3.08 5.47 4 3.84 7.16 5.73 14.73 18.23 12.94 3.79 3.10 5.43 5 2.84 8.16 6.53 14.18 17.60 16.41 3.79 3.14 5.37 6 1.36 9.64 7.71 13.36 16.66 22.06 3.79 3.20 5.27 Tổng 32.54 Tổng sức kháng trượt của hệ thống cọc tỷ lệ này có thể thay đổi tùy thuộc vào nền đất dưới bè, chiều � � �. ∑� � �𝟑𝟑. 𝟑𝟑𝟑𝟑, �� 𝟑𝟑��, 𝟒𝟒𝟑𝟑 𝐓𝐓 dày bè và cách bố trí các cọc. Hệ số an toàn cung trượt tròn sau khi gia cố nền bằng cọc BTCT Khi không xét đến sự làm việc của bè, tải trọng cực đại tác ∑P� . cosα� . tanφ� � ∑S� . c� � Q 6,16 � 6,86 � 390,43 dụng lên cọc Pmax tăng 16% so với mô hình cũ. Nếu huy động thêm K �� N. a 51,73 � 3,51 sức chịu tải của đất dưới bè bằng cách giảm số lượng cọc, mức độ ∑P� . sinα� � R tiết kiệm còn tăng thêm. � 7,3 ⇒ K � 7,3 � �K� � 1,2 �thỏa� TÀI LIỆU THAM KHẢO  Công trình ổn định trên nền đã gia cố cọc BTCT Bộ Xây Dựng.Tiêu chuẩn Quốc gia: Móng cọc và tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 10304:2014, 2014. H.G. Poulos. Piled raft foundations: Design and applications, 2001. 4. KẾT LUẬN Horikoshi, K. & Randolph, M. F. (1997). On the definition of raft-soil stiffness ratio Kết quả tính toán theo mô hình hệ số nền Winkler cho kết quả for rectangular rafts. Geotechnique 47 (5): 1055-1061. cần bố trí 96 cọc d30x30 cm dài 11 m, tiết kiệm hơn so với cách Horikoshi, K. & Randolph, M. F. (1998). A contribution to the optimum design of piled tính truyền thống 18 cọc (96 cọc so với 114 cọc) tương đương với rafts. Geotechnique 48, No. 3, 301-317. 17,8 m3 bê tông. M.F. Randolph. Design method for piled group and piled rafts, 1994. Khi tính toán theo phương pháp chỉ tiêu cường độ đất nền và Nancy Aguirre, Abbasali TaghaviGhalesari and Cesar Carrasco. A comparison of các phương pháp truyền thống khác với mô hình nền Winkler đều concrete pavement responses using finite element method with foundation springs and 3- thỏa mãn sức chịu tải cọc và nền đất dưới bè. Trong phương pháp D solid elements, 2019. theo chỉ tiêu cường độ đất nền và các phương pháp truyền thống Katzenbach, G. Bachmann, G. Boled-mekasha, H. Ramm. Combined pile raft foundations khác, mô hình tính được xây dựng tương đối đơn giản, kết quả (CPRF): An appropriate solution for the foundations of high-rise buildings, 2005. phân tích cho thấy tải trọng cực đại tác dụng lên cọc lớn hơn mô Katzenbach, R., Arslan, U., and Moormann, C. (2000). Piled raft foundations projects hình hệ số nền Winkler. Trong khi đó, mô hình hệ số nền mô tả chi in Germany. Design applications of raft foundations. Hemsley J. A., editor, Thomas Telford, tiết tương tác cọc và đất nền, cho kết quả là tải trọng tác dụng lên London, 323–392. cọc nhỏ hơn. Katzenbach R., Schmitt A., Turek J. (2005). Assessing Settlement of High-Rise Tuy nhiên chênh lệch kết quả trong hai trường hợp là nhỏ. Structures by 3D Simulations. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering 20, Cả hai phương pháp đều cho phép tiết kiệm vật liệu hơn so với 221–229. trường hợp không kể đến sự làm việc của bè. Trong mô hình hệ Reul O. (2004). Numerical study of the bearing behavior of piled rafts. Int J. số nền Winkler, tỷ lệ tải trọng công trình truyền lên bè lớn hơn Geomech (ASCE) 4(2): 59–68. Reul O., Randolph M. F. (2004). Design strategies for piled rafts chứng tỏ độ cứng của cọc trong mô hình hệ số nền tăng lên so subjected to nonuniform vertical loading. J. Geotech Geoenviron Eng. (ASCE) 130(1): 1–13. với phương pháp truyền thống. Khi kể đến sự làm việc của bè, Võ Phán, Hoàng Thế Thao. Phân tích và tính toán móng cọc, Nhà xuất bản Đại học tải trọng công trình được phân chia cho bè với tỷ lệ từ 10-20%, Quốc gia TP.HCM, 2010 134 10.2021 ISSN 2734-9888