BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-----------------------------------

HOÀNG ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHỈ TIÊU
CƠ LÝ ĐẤT NỀN ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP

Hà Nội - 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

----------------------------------HOÀNG ANH TUẤN
KHÓA: 2016 – 2018

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ CHỈ TIÊU
CƠ LÝ ĐẤT NỀN ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC
Chuyên ngành:

trong tiểu ban kiểm tra tiến độ luận văn, đã có những ý kiến góp ý quý báu
cho nội dung luận văn.
Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không tránh khỏi những hạn
chế, thiếu sót. Nhưng em xin hứa sẽ đầu tư nghiên cứu thêm những vấn đề
còn hạn chế, thiếu sót đó để hoàn thiện thêm kiến thức của em trong quá trình
làm việc sau này.
Hà Nội, ngày ......, tháng ... năm 2018
Học viên

Hoàng Anh Tuấn


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu khoa học
độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là
trung thực và có nguồn gốc rõ ràng.

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Hoàng Anh Tuấn


MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN ...................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. iv
MỤC LỤC.............................................................................................................. v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................ 1
DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ................................................................ 3
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1

2.2.1 Các chỉ tiêu cơ lý .............................................................................................. 35
2.2.2 Các chỉ tiêu cơ học ............................................................................................ 38
2.2.3 Mối quan hệ giữa các chỉ tiêu cơ lý ................................................................. 41
2.3. Mối quan hệ giữa độ ẩm với sức chịu tải của cọc ................................................ 43
2.4. Mối quan hệ giữa độ chặt với sức chịu tải của cọc .............................................. 49
2.5. Quan hệ của các chỉ tiêu cơ lý với sức chịu tải của cọc ....................................... 52


CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN SCT CỦA CỌC THEO ĐẤT NỀN XÉT ĐẾN SỰ
THAY ĐỔI CỦA CHỈ TIÊU CƠ LÝ CHO CÔNG TRÌNH ............................. 55
KHU VỰC TP HỒ CHÍ MINH. ......................................................................... 55
3.1. Biểu thức tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý ................................ 55
3.1.1 Vùng nén ép của đất nền do thể tích cọc gây ra................................................ 55
3.1.2 Sức kháng đầu mũi cọc ..................................................................................... 59
3.1.3 Sức chịu tải ma sát thành bên cọc ..................................................................... 61
3.2. Giới thiệu công trình............................................................................................... 64
3.3. Số liệu địa chất ........................................................................................................ 65
3.4. Tính toán sức chịu tải của cọc................................................................................ 71

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 93
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 95


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT

Chữ viết
tắt

1


Cường độ chịu nén của bê tông

7

d

Đường kính cọc

8

qb

Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc

9

u

Chu vi tiết diện ngang của cọc

10

fi

Cường độ sức kháng trung bình của lớp đất

11

N


17

Cv

Hệ số cố kết

18

Eo

Môđun tổng biến dạng

19

E

Môđun đàn hồi

20

n

Độ rỗng

21

K

Hệ số thấm

Chỉ số dẻo

26

IL

Độ sệt

27

Wch

Giới hạn nhão

28

Wd

Giới hạn dẻo

29

G

Độ bão hoà của đất

30




Hệ số nén lún

36

∆

Tỉ trọng

37

h

Chiều sâu

38

D

Đường kính vùng chịu nén

39



Áp lực đất

40

k



Bảng1.2

Cường độ sức kháng trên thân cọc đóng hoặc ép fi
Các hệ số điều kiện làm việc của đất cq và cf cho cọc

Bảng1.3
Bảng1.4
Bảng1.5

đóng hoặc ép
Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất cf
Các hệ số chuyển đổi 1, 2 và i
Cường độ sức kháng qb và fi của đất đối với cọc khoan

Bảng1.6

nhồi theo qc
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Số thứ tự

Nội dung hình vẽ

Hình 1.1

Móng cọc

Hình 2.1


kỹ thuật cần đặt ra là đảm bảo an toàn, thẩm mỹ và bền vững cho các công
trình.
Trong những năm gần đây với sự phát kiển của đất nước, các công trình
cao tầng được xây dựng ngày càng nhiều, những công trình cao tầng có tải
trọng lớn nên thường sử dụng móng cọc để truyền tải trọng xuống lớp đất tốt
phía dưới, làm giảm biến dạng và lún đồng đều, làm tăng ổn định của công
trình, có khả năng chịu tải trọng ngang lớn. Mặt khác nhu cầu xây dựng
thường tập trung ở các đô thị lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Hải Phòng
Đà Nẵng ..., các đô thị này có điều kiện địa chất vô cùng phức tạp vì vậy
móng cọc với nhiều phương pháp thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép, cọc
khoan nhồi...có thể sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiện địa
chất địa hình phức tạp mà các móng nông không thể đáp ứng được.
Trong các phép tính nền móng cọc cần kể đến tác dụng đồng thời của
các thành phần lực và các ảnh hưởng bất lợi của môi trường bên ngoài như
ảnh hưởng của nước dưới đất, các chỉ tiêu cơ lý của đất.
Sức chịu tải của cọc được tính toán dựa vào vật liệu làm cọc và theo đất
nền. Về phương diện sức chịu tải của cọc theo đất nền, cọc được sử dụng để
truyền tải trọng từ kết cấu bên trên xuống nền theo hai phương thức là sức
kháng biên và sức kháng mũi.
Các Phương pháp tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền đều dựa trên
tài liệu khảo sát địa chất hoặc thí nghiệm nén tĩnh tại thời điểm nào đó. Tài
liệu khảo sát địa chất vào thời điểm bất kỳ với độ chặt, độ ẩm tự nhiên tại thời


2

điểm đó. Tuy nhiên, sức chịu tải của cọc phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó
có độ ẩm, độ chặt của nền đất. Trong điều kiện khai thác công trình thì độ ẩm,
độ chặt của đất có thể thay đổi do mưa lũ, trượt lở, thay đổi mực nước ngầm
làm ảnh hưởng đến sức chịu tải.

- Nghiên cứu thay đổi tính chất của đất nền theo độ ẩm, độ chặt.
- Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền xét đến sự thay đổi độ ẩm,
độ chặt của đất nền.
- Nghiên cứu các phương pháp tính toán sức chịu tải của cọc theo đất
nền đặc biệt là phương pháp tính toán theo chỉ tiêu cơ lý đất nền.
- Nghiên cứu sự thay đổi độ ẩm, độ chặt của đất nền ảnh hưởng đến
sức chịu tải của cọc.
- Nghiên cứu đối với cọc đơn khi đóng (ép) xuống nền đất ảnh hưởng
đến SCT của cọc.
 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.
- Phân tích và tính toán lý thuyết kết hợp với các bảng biểu.
- Thu thập các tài liệu địa chất và một số kết quả thí nghiệm xác định
chỉ tiêu cơ lý của mẫu đất khi độ ẩm, độ chặt thay đổi.
- So sánh và phân tích các kết quả tính toán.
- Dựa trên các tiêu chuẩn, quy chuẩn hiện hành.
 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học:
- Đưa ra các so sánh, phân tích số liệu về sức chịu tải của cọc giúp các
kỹ sư có cái nhìn tổng quan hơn về sức chịu tải của cọc.
- Áp dụng tính toán và phân tích số liệu để tăng tính bền vững khi
thiết kế nền móng.


4

* Ý nghĩa thực tiễn:
- Giúp các kỹ sư có cái nhìn đa chiều, chính xác hơn khi tính toán,
thiết kế móng cọc.
- Là tài liệu tham khảo khi tính toán và thiết kế móng cọc.

Đề tài này đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số chỉ tiêu cơ lý đất nền
đến sức chịu tải của cọc, phân tích lý thuyết trạng thái ứng suất, xây dựng sức
chịu tải của cọc bằng thí nghiệm trong phòng, thực hiện tính toán cho một
công trình cụ thể đã thu được một số vấn đề sau:
- Tác giả đã lập được các bảng tính excel qua đó đơn giản hoá việc tính
toán ảnh hưởng của chỉ tiêu cơ lý đến sức chịu tải của cọc.
- Xây dựng được các biểu thức tính toán SCT cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất
nền.
- Làm rõ được mối quan hệ sự hình thành SCT của cọc với sự biến đổi
trạng thái ứng suất của nền dưới tác dụng của cọc khi xâm nhập vào nền.
- Xây dựng biểu thức tính toán SCT của cọc thông qua khái niệm về
vùng ảnh hưởng.
- Sức chịu tải của cọc được xác định tương ứng với độ ẩm tại thời điểm
khảo sát địa chất do đó trong quá trình khai thác công trình độ ẩm có thể thay
đổi làm thay đổi sức chịu tải của cọc điều này ảnh hưởng đến ổn định cho
công trình.
- Khi cọc đóng xuống nền đất thì lỗ rỗng trong đất giảm đi, độ chặt tăng
lên làm cho sức chịu tải của cọc tăng.
Kiến nghị:
Kết quả này cần được các đơn vị tư vấn thiết kế, quản lý dự án lưu ý
khi sử dụng các tiêu chuẩn hiện hành để xác định sức chịu tải của cọc.
Biểu thức tính toán sức chịu tải của cọc là một phương pháp với cách
tiếp cận khác so với các phương pháp thông thường do đó cung cấp cho đơn
vị thiết kế một căn cứ để lựa chọn SCT cho hợp lý, Tuy nhiên phương pháp


94

này mới xây dựng trên lý thuyết cần có những bổ xung bằng thực nghiệm để
so sánh.

12. K,Széchy, L, Varga (1978),”Foundation engineering”, Akadémiai

Kiadó Budapest.