Tóm tắt luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sự làm việc của cọc đơn và nhóm cọc đất xi măng cho công trình nhà cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> <br /> ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG<br /> --------------------<br /> <br /> ĐỖ HỮU ĐẠO<br /> <br /> NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐƠN VÀ<br /> NHÓM CỌC ĐẤT XI MĂNG CHO CÔNG TRÌNH<br /> NHÀ CAO TẦNG<br /> CHUYÊN NGÀNH<br /> <br /> : CƠ KỸ THUẬT<br /> <br /> MÃ SỐ<br /> <br /> : 62.52.01.01<br /> <br /> TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT<br /> <br /> Đà Nẵng – Năm 2015<br /> <br /> Công trình được hoàn thành tại trường Đại học Bách Khoa<br /> - Đại học Đà Nẵng<br /> <br /> Người hướng dẫn khoa học:<br /> 1. GS.TS. Nguyễn Trường Tiến<br /> 2. PGS.TS. Phan Cao Thọ<br /> <br /> Phản biện 1: GS.TS. Trịnh Minh Thụ<br /> Phản biện 2: GS.TS. Đỗ Như Tráng<br /> Phản biện 3: TS. Trần Đình Quảng<br /> Luận án được bảo vệ trước hội đồng chấm luận án cấp trường họp tại:<br /> Đại học Đà Nẵng – 41 Lê Duẩn – thành phố Đà Nẵng<br /> Vào hồi 8 giờ 00 ngày 12 tháng 6 năm 2015<br /> <br /> Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia<br /> hoặc Trung tâm TTTL – 41 Lê Duẩn – thành phố Đà Nẵng<br /> <br /> 1<br /> MỞ ĐẦU<br /> ĐẶT VẤN ĐỀ, MỤC ĐÍCH, PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG<br /> NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN<br /> 1. Lý do chọn đề tài<br /> Cọc đất xi măng (Soil cement pile – gọi tắt là cọc SCP) là sản<br /> phẩm của kỹ thuật trộn vữa xi măng trong đất – theo phương pháp<br /> trộn sâu, hình thành cọc sau quá trình ninh kết của xi măng. Những<br /> ưu điểm của cọc SCP như: giảm lún cho công trình, cải tạo nền đất<br /> yếu, tăng khả năng chịu tải cho nền công trình, thi công cơ giới hóa<br /> cao, tiến độ thi công nhanh, sử dụng đất tại chỗ nên làm giảm được<br /> giá thành, giảm lượng đất thải và ô nhiễm môi trường.<br /> Đối với cọc SCP thi công trong nền đất cát cho cường độ từ<br /> (3,010MPa), có thể ứng dụng làm cọc chịu lực cho móng công trình<br /> nhà cao tầng trong điều kiện cho phép. Tuy nhiên, độ cứng của cọc<br /> SCP nhỏ nên các ứng xử giữa cọc – đất, cọc – cọc trong nhóm sẽ<br /> khác với các loại cọc cứng thông thường. Các vấn đề đặt ra đó là:<br /> Các đặc tính cường độ vật liệu đất cát gia cố xi măng, cơ chế truyền<br /> tải, huy động ma sát thành bên, sức kháng mũi của cọc đơn, cọc<br /> trong nhóm cọc và cách xác định hệ số nhóm đối với móng cọc SCP<br /> và áp dụng trong công tác thiết kế móng cho công trình nhà cao tầng.<br /> Đó chính là lý do hình thành đề tài: “Nghiên cứu sự làm việc của<br /> cọc đơn và nhóm cọc đất xi măng cho công trình nhà cao tầng”.<br /> 2. Mục đích của đề tài<br /> - Xây dựng cơ sở dữ liệu về đặc tính cường độ của vật liệu cọc đất gia cố<br /> xi măng theo phương pháp trộn ướt cho các loại đất cát, á cát, hướng đến tạo<br /> ra cọc đất xi măng có cường độ cao, chịu lực cho móng công trình xây dựng.<br /> - Nghiên cứu về sự truyền tải, huy động ma sát thành bên và<br /> kháng mũi của cọc đơn và nhóm cọc đất xi măng từ mô hình thí<br /> nghiệm kích thước thật, làm cơ sở đánh giá cọc đất xi măng bán<br /> cứng làm việc như cọc để ứng dụng chịu lực.<br /> <br /> 2<br /> - Phân tích các nhóm cọc đất xi măng bằng mô hình số và xây<br /> dựng tương quan về hệ số nhóm đối với cọc đất xi măng.<br /> 3. Đối tượng nghiên cứu<br /> Cọc SCP theo phương pháp trộn ướt, công nghệ của Nhật Bản,<br /> thi công trong nền đất cát và á cát khu vực Đà Nẵng–Quảng Nam.<br /> 4. Nội dung nghiên cứu<br /> - Tổng quan đặc tính cơ học vật liệu và các yếu tố ảnh hưởng của<br /> cọc SCP, các vấn đề về sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc, lược<br /> khảo về đặc điểm địa chất khu vực Đà Nẵng – Quảng Nam.<br /> - Nghiên cứu về đặc tính cường độ của vật liệu cọc SCP bằng thí<br /> nghiệm trong phòng thí nghiệm kết hợp hiện trường.<br /> - Thí nghiệm mô hình kích thước thật (full scale) cho cọc đơn và<br /> nhóm cọc SCP chịu tải trọng nén có sử dụng thiết bị đo biến dạng<br /> dọc trục strain gages và phân tích kết quả.<br /> - Mô phỏng số bằng Plaxis 3D Foundation để kiểm chứng mô<br /> hình thí nghiệm và công trình thực tế, phát triển mô phỏng để xây<br /> dựng tương quan về hệ số nhóm cho cọc SCP.<br /> - Xây dựng trình tự tính toán và chương trình máy tính SCPile tự<br /> động hóa tính toán thiết kế cho móng cọc SCP.<br /> 5. Phương pháp nghiên cứu<br /> - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trong phòng kết hợp<br /> hiện trường áp dụng cho đặc tính cường độ vật liệu cọc SCP.<br /> - Phương pháp thí nghiệm bằng mô hình kích thước thật có sử<br /> dụng thiết bị đo biến dạng dọc trục cho cọc đơn và nhóm cọc.<br /> - Mô phỏng số 3D bằng phương pháp PTHH và phát triển cho<br /> các nhóm cọc khác nhau dựa trên mô hình đất Mohr – Coulomb.<br /> 6. Phạm vi nghiên cứu<br /> - Cọc SCP theo phương pháp trộn ướt, các loại đất cát, á cát vùng<br /> Đà Nẵng-Quảng Nam, vật liệu cọc không sử dụng phụ gia.<br /> <br /> 3<br /> - Đề tài tập trung phân tích cho cọc SCP chịu tải trọng thẳng đứng.<br /> - Phạm vi nghiên cứu ứng dụng: cho nhà dân dụng cao tầng đến<br /> cấp II (dưới 19 tầng) trên nền đất cát vùng Đà Nẵng và những vùng<br /> có đặc điểm địa chất tương tự.<br /> 7. Những đóng góp mới của luận án<br /> - Xây dựng cơ sở dữ liệu các tương quan về đặc tính cường độ<br /> chịu nén và chịu uốn của vật liệu cọc SCP cho 04 loại đất.<br /> - Phân tích truyền tải trong cọc SCP và phân phối ma sát thành<br /> bên, kháng mũi cho cọc đơn và cọc trong nhóm từ mô hình thí<br /> nghiệm kích thước thật. Xác định hệ số sức kháng bên và mũi theo<br /> công thức của Meyerhof để áp dụng tính sức chịu tải cọc đơn SCP.<br /> - Phân tích huy động sức kháng của các cọc trong nhóm, xác định hệ<br /> số nhóm và đề nghị xem móng cọc SCP làm việc theo nhóm “Group”.<br /> - Xây dựng biểu đồ và phương trình xác định hệ số nhóm của<br /> cọc SCP theo số cọc với khoảng cách khác nhau từ mô phỏng số 3D.<br /> - Xây dựng trình tự tính toán và chương trình SCPile tự động hóa<br /> tính toán, thiết kế móng cọc SCP và áp dụng cho 01 dự án thực tế.<br /> 8. Cấu trúc của luận án<br /> Ngoài các phần mở đầu, mục lục, danh mục các tài liệu tham<br /> khảo, các công trình khoa học đã công bố, các hình vẽ, bảng biểu,<br /> phụ lục, luận án gồm 130 trang, được bố cục trong 5 chương:<br /> Chương 1: Tổng quan về cọc đất xi măng<br /> Chương 2: Một số kết quả nghiên cứu thực nghiệm về đặc tính<br /> cường độ vật liệu cọc đất xi măng<br /> Chương 3: Nghiên cứu sự làm việc của cọc đơn và nhóm cọc đất xi<br /> măng bằng mô hình kích thước thật.<br /> Chương 4: Mô phỏng số và xây dựng tương quan về hệ số nhóm cọc đất xi măng.<br /> <br /> Chương 5: Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng cho công trình nhà cao tầng.<br /> <br />