Liên kết web
Ảnh hưởng của cọc đất xi-măng đến khả năng chịu lực của tường hố móng kết hợp với thép hình và cọc đất xi - măng

ThS. Phạm Văn Minh, GS.TS. Nguyễn Quốc Dũng, TS. Vũ Bá Thao

Viện Thuỷ Công, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Trong tính toán ổn định kết cấu tường móng kết hợp thép hình và cọc đất ximăng, tác dụng chịu lực của cọc đất ximăng thường bị bỏ qua mà chỉ xét đến khả năng chịu lực của thép hình. Trong thực tế, thành phần cọc đất ximăng ngoài tác dụng chống thấm, tăng ổn định thép hình, còn nâng cao cường độ cho tường móng.

Theo Sổ tay hố móng của Trung Quốc, mức độ ảnh hưởng của cọc đất xi măng đến cường độ tường móng được xét đến trong tính toán ổn định hố móng thông qua hệ số ảnh hưởng α. Một số nghiên cứu khác cũng chỉ ra sự tồn tại ảnh hưởng của cọc đất xi măng đến cường độ tường móng. Tiến hành thí nghiệm uốn kết cấu thép hình và cọc đất ximăng tại hiện trường để tìm ra mối quan hệ giữa cọc đất xi măng và cường độ tường móng thông qua hệ số α. Trị số hệ số này thay đổi từ 0 đến 0,2. Tuy vậy, hệ sốảnh hưởng αchưa được nghiên cứu đầy đủ và chưa xét đến trong các phần mềm chuyên ngành tính toán tường móng như: Plaxis 8.2, Qimingxing FRWS 7.2, Lizheng 6.5. Trong đó Qimingxing và Lizheng là hai phần mềm được dùng phổ biến nhất tại Trung Quốc trong tính toán thiết kế hố móng.

Tác giả sử dụng ngôn ngữ lập trình Matlab để xây dựng mô hình tính toán có xét đến hệ số ảnh hưởng α. Nghiên cứu sự tồn tại hệ số ảnh hưởng αthông qua so sánh kết quả từ mô hình số với số liệu quan trắc của công trình hố móng thực tế. Khả năng chịu lực của tường móng thi công theo công nghệ trộn cơ và trộn tia Jet – Grouting cũng được so sánh dựa trên khả năng chịu cắt của tường móng.

Ảnh hưởng của cường độ cọc đất ximăng đến cường độ tường móng

Trong trường hợp xét đến ảnh hưởng của cường độ cọc đất ximăng thì cường độ của tường móng bằng tổng của cường độ thép hình và cường độ cọc đất xi măng.

Khả năng kháng cắt của tường móng

Trong quá trình làm việc của kết cấu tường móng ta cần xét đến khả năng làm việc của thép hình trong khối ximăng và khả năng làm việc giữa các cọc ximăng với nhau. Thông qua tính toán kiểm tra khả năng kháng cắt tại hai vị trí: một là mặt cắt tiếp giáp giữa thép hình và cọc đất xi măng (Hình 1a); hai là mặt cắt tiếp giáp giữa hai cọc đất xi măng (mặt cắt yếu nhất, Hình 1b):Kiểm tra khả năng kháng cắt tại mặt cắt giữa thép hình và đất ximăng; Kiểm tra khả năng kháng cắt tại mặt cắt cọc đất ximăng yếu nhất.

Đồng thời căn cứ vào kết quả này để lựa chọn hình thức bố trí thép hình chữ H phù hợp với cường độ của cọc đất ximăng khi thi công theo công nghệ Jet – Grouting.

Áp dụng tính toán công trình thực tế

Ứng dụng kết quả nghiên cứu để tính toán cho tường móng thi công bằng phương pháp dầm bụng cá dự ứng lực IPS (Innovative Prestressed Support System) kết hợp thép hình và cọc đất ximăng theo công nghệ Jet – Grouting. Công trình hố móng thuộc Tòa nhà Thương mại Hoa kiều, Côn Sơn, Tô Châu, Trung Quốc.

Chống giữ thành hố móng bằng cọc xi măng đất đường kính f850 mm, khoảng cách hai cọc 600 mm, hàm lượng ximăng gia cố 20%; thép hình chữ H ép vào giữa cọc đất xi măng, khoảng cách thép hình là 1200 mm. Gia cố tường móng bằng PP dầm bụng cá dự ứng lực IPS gồm 2 tầng thanh chống. Tiến hành phân tích tính toán các trường hợp xét đến tác dụng của cọc đất ximăng thông qua hệ sốα.

Vị trí chuyển vị lớn nhất (ymax) xuất hiện tại vị trí cách đáy hố móng từ 2.0 m đến 3.0 m; vị trí này có xu thế dịch chuyển dần xuống dưới theo mỗi bước thi công. Kết quả tính toán chuyển vị lớn nhất tương ứng với các giá trị athể hiện trong Bảng 1. Đối chiếu kết quả tính toán với giá trị chuyển vị lớn nhất thực tế quan trắc được là 17.82 mm cho thấy hệ số a= 0.20 là phù hợp nhất; khi đó chuyển vị lớn nhất của tường giảm đi khoảng 6.1 % so với trường hợp tính toán với trị số a= 0.

Khả năng kháng cắt của tường móng

Khả năng chịu lực của tường móng thi công theo công nghệ trộn cơ và trộn tia Jet – Grouting với cùng hàm lượng xi măng 20 %, được so sánh với nhau dựa trên khả năng chịu cắt của tường móng. Sử dụng phầm mềm Qimingxing FRWS 7.2 để tính ứng suất cắt của tường móng. Kết quả tính toán ứng suất cắt của tường móng tại mặt cắt tiếp giáp giữa thép hình và cọc đất xi măng và tại mặt cắt yếu nhất giữa hai cọc đất xi măng.

Khi thi công cọc đất ximăng với cùng hàm lượng ximăng 20 %, thì ứng suất cắt thiết kế (tc) thi công bằng công nghệ trộn cơ chỉ đạt được 0.31 kN/m2, thi công bằng công nghệ trộn tia Jet – Grouting đạt được 0.44 kN/m2. Căn cứ vào kết quả tính toán trên ta thấy khả năng chịu lực của tường theo công nghệ trộn tia lớn hơn công nghệ trộn cơ, và có thể lên đến 40%. Ngoài ra, thông qua kết quả tính toán sức kháng cắt của tường móng ta có thể lựa chọn khoảng cách bố trí thép hình, chọn đường kính cọc đất ximăng và khoảng cách tiếp giáp giữa các cọc đất ximăng.

Bài báo tóm tắt kết quả nghiên cứu của tác giả. Độc giả muốn hiểu rõ hơn có thể liên hệ trực tiếp với tác giả để trao đổi qua Email: vanminhvtc@gmail.com.

 

Số người đang online:
22
Số lượt truy cập:
2,965,155
© Bản quyền nội dung thuộc về Viện Thủy Công
Địa chỉ: Số 3 Ngõ 95, phố Chùa Bộc, Quận Đống Đa, TP Hà nội.
Điện thoại: 04.35632821 Fax: +(84)4.35637750

Mọi thông tin sao chép từ website này đều phải ghi rõ nguồn www.thuycong.ac.vn

Thiết kế bởi Trung tâm Công nghệ phần mềm Thủy Lợi