Nghiên cứu phân bố ứng suất đất đắp, đầu cọc trên nền yếu bằng cọc BTCT & vải ĐKT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HO CHI MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA NGUYEN TUAN PHUONG KET HOP VOI VAI DIA KY THUAT LUAN AN TIEN SI KY THUAT THANH PHO HO CHI MINH NAM 2018 ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYÊN TUẦN PHƯƠNG NGHIÊN CỨU SỰ PHAN BO UNG SUAT TRONG DAT DAP LEN NEN DAT YEU VA DAU COC CHO GIAI PHAP XU LY NEN DAT YEU BANG COC BE TONG COT THEP KET HOP VOI VAI DIA KY THUAT Chuyén nganh: DIA KY THUAT XAY DUNG Mã số chuyên ngành: 62.01 Phản biện độc lập 1: PGS. Nguyễn Đức Mạnh Phản biện độc lập 2: PGS.

Nguyễn Phi Lân Phản biện 1: PGS. Chau Trường Linh Phản biện 2: PGS. Võ Ngọc Hà Phản biện 3: PGS. Trần Tuan Anh NGƯỜI HUONG DAN KHOA HỌC 1.

Chau Ngoc An LOI CAM DOAN Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết qua nghiên cứu và các kết luận trong luận án này là trung thực và không sao chép từ bất kỳ một nguồn nao và dưới bat kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định. Tác giả luận án TOM TAT LUẬN AN Xây dựng nền dat yếu bang coc bê tông cốt thép kết hop vải dia kỹ thuật là một trong các giải pháp có triển vọng cho khu vực các tỉnh phía Nam.

Ưu điểm của giải pháp nay là giảm độ lún đáng kế do tải trọng tập trung đầu cọc, chất lượng công trình được kiểm soát thuận tiện và đảm bảo, không chịu nhiều tác động của môi trường hóa lý lên vật liệu (so với cọc đất trộn xi măng), giảm đáng kế vật liệu đắp bổ sung (so với các phương pháp gia tải trước) và một sô ưu điểm khác. Dé phân tích đánh giá đặc điểm và quy luật phân bố ứng suất lên đầu cọc và đất nên, các thí nghiệm trên mô hình thực được thực hiện. Kết quả nghiên cứu cho thấy ứng suất tập trung lên đầu cọc chiếm tỷ lệ đáng kể, phụ thuộc vào sự dao động mực nước ngầm, ứng suất tác dụng vào đất nền phân bố không đồng đều phụ thuộc vào sức căng của vải địa kỹ thuật và vi tri điểm đo. Ứng suât tác dụng lên nên dat có giá trị lớn tại vị trí gần cọc, và nhỏ dân tương ứng với sự gia tăng khoảng cách cọc và có giá tri nhỏ nhat tại điêm giữa các cọc.

Khi ngập nước, ung suat tong tac dung lén cac coc gia tang, trong khi tng suat tong tác dụng lên đất nền không thay doi đáng kể. Do đó, hệ số tập trung ứng suất n nhỏ vào mùa khô và tăng cao vào mùa mưa khi ngập nước. Kết quả thí nghiệm đo đạc cho thấy hệ số tập trung ứng suất có giá trị lớn khi vừa san lâp và đâm chặt, sau đó giảm dân và ôn định sau khoảng một tháng. Hệ số tập trung ứng suất đầu cọc (n) trong điều kiện địa chất khu vực ven sông Tiên, giá tri đạt được n = [4+6].

Kết quả nghiên cứu đo đạc có thể xem là tài liệu tham khảo tốt cho việc tính toán thiết kế công trình bằng giải pháp xử lý nền băng cọc bê tông cốt thép, cọc vật liệu rời hay cọc đất trộn xi măng kết hợp với vải địa kỹ thuật. ii ABSTRACT Soft soil treatment by combining reinforced concrete piles with geotextile is one of the most popular solutions in the soft soil area of the southern provinces. The advantage of this solution was a significant reduction in settlement due to pile head load, the quality of the constructions was controlled conveniently and a little affection of the physic or chemical environment on the pile manufacturing materials (compared to the cement soil piles), significantly reduced replenishment materials (compared to the pre-loading methods) and some other advantages. Moreover, to analyze and evaluate the characteristics and rules of stress distribution on the pile heads and soft soil ground, real - model experiments were performed.

The study results showed that the concentration stresses on the pile heads accounted to large proportion, depending on the fluctuation of the ground water level, the stress in the soft soil was irregularly distributed depending on the tension of the geotextile and the location measurement points. The stress that was distributed in the soft soil ground at the near piles had higher value than the locations away from the piles. When the soft soil was submerged, the concentration total stress on the pile heads was increased, while the total stress distributed on the soft soil did not change. Therefore, the coefficient of stress concentration (n) was smaller in the dry season and higher in the rainy season.

The results of the experiment showed that the stress concentration coefficient was larger during the ground leveling and ground compacting, then it was gradually seen to reduced and stabilize after a month. The concentration total stress on the pile heads (n) in the geological of the Tien river was n= [4+ 6]. The results of studying could be considered a good reference in calculation and design construction by soft soil treatment with reinforced concrete piles, loose material piles, cement soil piles combined with the geotextile. lil LOI CAM ON Luận án được thực hiện với sự hướng dan tận tâm và tận tình của PGS.

Châu Ngọc Ấn. Cùng với sự chỉ dẫn và giúp đỡ của PGS. Nguyễn Minh Tâm, PGS. Lê Bá Vinh, PGS.

Bùi Trường Son, PGS. V6 Ngọc Hà, TS. Lê Trọng Nghĩa, TS. Đỗ Thanh Hải, TS.

Trương Quang Hùng, GS. TS Ngô Kiều Nhi, GS TS. Trịnh Minh Thụ, PGS TS. Đoàn Thế Tường.

Luận án được sự giúp đỡ của Bộ môn Địa cơ — Nền Móng, Khoa kỹ thuật Xây dựng, Phòng cơ học ứng dụng, Trường Dai học Bách khoa Tp. HCM, Trường Dai học Tién Giang. Xin chân thành cảm ơn những hướng dan, chi dẫn, giúp đỡ tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và nghiên cứu đê hoàn thành luận án này. Nghiên cứu sinh xin chân thành ghi nhớ những công ơn này và sẽ cô găng hơn nữa đê nâng cao tri thức và đạo đức để phục vụ tốt cho sự nghiệp giáo dục.

IV MỤC LỤC MỞ ĐẦU. {AE nhneenesiii 1 1 Tính cấp thiết của dé tài nghiên COU. ccceceeesescssecsessscssssesescstesscsessssesseesees | 2 Mục đích nghiên cứu, ý nghĩa khoa học va thực tiễn của đề tài. l 3 Phương pháp nghiÊn CỨU.0 vn 2 4 Đối tượng và phạm vi nghiên €ỨU.- es - + 2 £+*+E+E+E££E£E£E+E£E£EE£E£Erkeerrerersred 2 5 Điểm mới của luận án.- - -- + tt E393 1 SE 1111 1E 9 118121 1E 1g xe 2 CHUONG1 TONG QUAN KET QUÁ NGHIÊN CỨU PHAN BO UNG SUAT TRONG NEN DAT DAP LEN COC BE TONG COT THEP VA NEN v45.1 Tính chat đặc trưng của đất yếu ở ĐBSCL o.2 Các giải pháp xử lý nền đất yếu dưới công trình.1 Giải pháp xử lý nền đất yếu bang trụ đất gia cố xỉ măng.2 Giải pháp xử lý nền đất yếu bang cọc cát.

Giải pháp xử lý nén đất yếu bang bắc thâm kết hop gia tải trước. 8 124 Xử lý nền đất yếu bằng bơm hút chân không.5 Xây dựng nên đất yếu băng cọc bê tông cốt thép và sản giảm tải.6 Xây dựng nên bang cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải địa kỹ thuật cường độ cao, lưới địa kỹ thuật cường dO Ca0 .3 Sự phân bố tải trọng của nên đất đắp không có cọc bê tông cốt thép. 1] 14 Sự phân bố ứng suất trong nền đất đắp không xử lý coc bê tông cốt thép.1 Sự phân bố ứng suất tiếp, ứng suất pháp.2 Ảnh hưởng biến dạng ngang do sự phân bố ứng suất cất.3 Áp lực đất trong khối đắp trên nền không có cọc .5 Su phân bố ứng suất trong nền đất dap có xử lý cọc kết hợp vải dia kỹ thuat. 17 16 Ứng xử của cọc bê tông cốt thép dưới nên đất đắp .1 PHAN tỬ CỌC.

c1 1 ST H11 TT HT TH ng rkg 21 1.2 Ứng suất va chuyển vị ngang của cọc biên wo. sseseesesesesesssseseseees 21 1⁄77 Đặc điểm sự phân bố ứng suất trong dat đắp lên nền được xử lý cọc.1 Sự phân bố ứng suất trong đường ống tròn.2 Sự phân bố ứng suất trong đất đắp lên nền được xử lý cọc .3 Sự chuyến tiẾp tải .4 Các nhân tố trong đệm cát.8 Nhận xét Chương.0010 nọ nà 35 CHUONG2 LY THUYET VE SỰ PHAN BO UNG SUAT TRONG NEN DAT DAP LEN DAU COC BE TONG COT THEP KET HOP VOI VAI DIA KY THUAT .-----sc-c-sc-sceecsecseeseseeseesesessesersee 37 2.1 Giải pháp xây dựng nên công trình bang cọc bê tông cốt thép kết hợp với vai 908.1 Giới thiệu về giải pháp và mục tiêu nghiên cứu cơ sở lý thuyết về sự phân bố ứng suất, biến dạng trong nên đất đắp và nên đất yếu trong giải pháp xây dựng nên công trình bằng cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải địa kỹ thuật.2 Đặc điểm tính toán CỌC.--- -- tt 35391 SE E112 gvg g g gvgvseree 39 2.3 Đặc điểm tính toán vải địa kỹ thuậtt.2 Lý thuyết về sự phân bố ứng suất trong nền đất đắp trên nền đất yếu trong giải pháp xây dựng nên công trình băng cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải địa kỹ 00050 .1 Định nghĩa cung VÒIm.2 Cơ chế hình thành cung VÒm.-- ¿2-2-5 252 SE2E£E+E£EEEE£E£E+EeEEErErererree Al 2.3 Ly thuyẾt cung VÒm.24 Cung vòm trong giải pháp xây dựng nên công trình bang cọc bê tông cốt 0Ð 4 ỨÖ.5 Phân tích ảnh hưởng của vải địa kỹ thuật gia cường.6 Các thông số đánh giá mức độ cung VOM .3 Nhận xét chương .0 67 CHUONG3 XAY DUNG MO HINH THUC NGHIEM NGHIÊN CỨU SỰ PHAN BO UNG SUAT TRONG NEN DAP LEN HE COC BE TONG COT THÉP KET HOP VAI DIA KY THUẬTT.- 5< 5 5° 2s S2 se S2 sess 2s se 68 3.1 Tong quan về các cau kiện chính phục vụ mô hình thực nghiệm .2 _ Nguyên tac xây dựng mô hình thực nghiệm .2 Mo hình thực nghiệm hiện †rường.3 Xây dựng mô hình thực nghiệm .1 Giới thiệu giải pháp.2 Khả năng ứng dụng các thông số vào tinh toán .4 Vật liệu thực nghiem. -- c1 11111111 1191111889 2 11111 vn rre 75 BAL Cọc DE tông.-- 00200000301 ng 76 3A3 Vải địa kỹ thuật .--- Sen TT 1 1 1211110111 1111 11011111011 rke 77 BAA ĐẤ(yẾU. CS tt TT 11121111111 1121111111 012011111111 011 01110 00x1rkg79 3.5 Thiết bị ghi nhận bién dang oo.1 Tổng Quan eicecececccccccccccscscscsscscscscsesscscscscsssscscscsvsssscsescscsssscscsssssssscscesssseesesees 79 3.2 Làm thiết bị thực nghiệm.

Chuẩn hóa thiết bị đo biến dang w.6 Nhận xét chương. 90 CHUONG4 — PHAN TICH QUI LUẬT PHAN BO UNG SUAT TRONG KHOI DAP LEN HE COC BE TONG COT THÉP KET HỢP VOI VAI DIA KỸ THUẬT.1 Đặc điểm phân bồ ứng suất trong giải pháp xây dựng nên bang cọc bê tông cốt thép kết hợp vải địa kỹ thuật.1 Do biến dạng dé xác định ứng suất trong giai đoạn gia tải .