Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc
Bài báo trình bày về vấn đề nghiên cứu đánh giá, tính toán và ước lượng sức kháng cắt không thoát nước (Undrained shear strength - Su) của đất loại sét tại khu vực địa bàn tỉnh Sóc Trăng từ các kết quả của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (Standard Penetration Test - SPT), và áp dụng vào việc tính toán sức chịu tải trọng nén cực hạn dọc trục của cọc đúc sẵn tiết diện vuông theo các tiêu chuẩn hiện hành TCVN 10304-2014 và TCVN 11823-2017.
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 1 Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 1](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7641/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu-trang-1_Sw5bBaXxMl.jpg)
Trang 1
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 2 Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 2](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7641/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu-trang-2_bLGlG1InDH.jpg)
Trang 2
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 3 Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 3](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7641/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu-trang-3_SozZshdZUX.jpg)
Trang 3
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 4 Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 4](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7641/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu-trang-4_7REZvb4VS9.jpg)
Trang 4
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 5 Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 5](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7641/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu-trang-5_AQqCTNVTVv.jpg)
Trang 5
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 6 Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 6](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7641/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu-trang-6_FDuKO59VUS.jpg)
Trang 6
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 7 Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc trang 7](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/image/2024/02/14/7641/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu-trang-7_xxZ64d6eCu.jpg)
Trang 7
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc
![Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc Nghiên cứu ước lượng Su theo kết quả thí nghiệm SPT phục vụ tính toán sức chịu tải cọc](https://s1.tailieuhoc.vn/4ydyqpyrc4869mas/thumb/2024/02/14/nghien-cuu-uoc-luong-su-theo-ket-qua-thi-nghiem-spt-phuc-vu_IaSf9POWdJ.jpg)
TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 36-05/2020 43 NGHIÊN CỨU ƯỚC LƯỢNG Su THEO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM SPT PHỤC VỤ TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC RESEARCH ON ESTIMATION OF Su FROM SPT RESULTS FOR CALCULATING THE PILE BEARING CAPACITY Đỗ Thanh Tùng, Nguyễn Thành Đạt Khoa Kỹ thuật xây dựng Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh Tóm tắt: Bài báo trình bày về vấn đề nghiên cứu đánh giá, tính toán và ước lượng sức kháng cắt không thoát nước (Undrained shear strength - Su) của đất loại sét tại khu vực địa bàn tỉnh Sóc Trăng từ các kết quả của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (Standard Penetration Test - SPT), và áp dụng vào việc tính toán sức chịu tải trọng nén cực hạn dọc trục của cọc đúc sẵn tiết diện vuông theo các tiêu chuẩn hiện hành TCVN 10304-2014 và TCVN 11823-2017. Đồng thời kết quả tính toán sức chịu tải cọc được kết hợp so sánh, đối chiếu với kết quả thí nghiệm thử tải tĩnh cọc tại hiện trường. Quá trình tính toán và so sánh được áp dụng cho một số công trình như cầu loại nhỏ trên các tuyến đường giao thông nông thôn, trường học, trụ sở tại tỉnh Sóc Trăng. Từ khóa: Sức kháng cắt không thoát nước, thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, sức chịu tải cọc. Chỉ số phân loại: 2.4 Abstract: This paper presents a study on assessment, estimation of the undrained shear strength (Su) of clayey soils in Soc Trang province from Standard Penetration Test (SPT) results, and application for calculating the pile ultimate axial compression bearing capacity according to current standards TCVN 10304-2014 and TCVN 11823-2017, in cooperation with static pile loading test results. The calculating and comparative process is applied to some constructions such as small bridges on rural roads network, schools, offices in Soc Trang province. Keywords: Undrained shear strength, Su, standard penetration test, SPT, pile bearing capacity. Classification number: 2.4 1. Giới thiệu Với đặc trưng địa hình bằng phẳng, trũng thấp và hệ thống sông rạch dày đặc, cũng như còn rất nhiều khu vực vùng sâu vùng xa có hệ thống hạ tầng giao thông kém phát triển, vùng Tây Nam Bộ đã và hiện vẫn cần đầu tư hàng loạt tuyến đường giao thông nông thôn cùng các công trình cầu các loại trong tương lai. Các công trình cầu loại này thường có quy mô nhỏ, nguồn kinh phí được phân bổ không lớn nhưng lại nằm trên nền địa chất yếu, thường là bùn sét, bùn á sét với chiều dày trung bình lên đến 20 ÷ 30m. Vì vậy, các công trình cầu trên đường giao thông nông thôn khu vực Tây Nam Bộ thường sử dụng hệ thống móng cọc đúc sẵn thi công bằng biện pháp đóng hoặc ép, và hệ thống móng cọc này luôn chiếm một phần vốn đầu tư đáng kể trong tổng vốn đầu tư. Việc đảm bảo cho công trình cầu nêu trên thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật đồng thời với tiết kiệm chi phí là một bài toán khó nhưng rất cần thiết. Đối với rất nhiều công trình cầu có quy mô nhỏ trên tuyến giao thông nông thôn, trường học, trụ sở do nhiều nguyên nhân khác nhau, kết quả khảo sát địa chất công trình không đáp ứng nội dung tính toán theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn hiện hành như TCVN 10304-2014 hoặc TCVN 11823-2017. Một số đáng kể các trường hợp thiếu thông số sức kháng cắt không thoát nước Su trong khi thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT lại rất phổ biến. 2. Phương pháp tính toán sức chịu tải cọc cực hạn theo TCVN 10304-2014 và TCVN 11823-2017 Phần lớn các phương pháp tính toán sức chịu tải cọc đều chia thành hai trường hợp tính toán dành riêng cho đất dính và đất không dính. Đối với đất dính thì việc tính toán phụ thuộc vào thông số sức kháng cắt không thoát nước Su như các công thức được trình bày như phần sau. • Theo TCVN 11823-2017 [1] 44 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 36, May 2020 - Sức kháng hông đơn vị (phương pháp α): qs = α.Su (1) - Sức kháng mũi đơn vị: qp = 9.Su (2) • Theo TCVN 10304-2014 [2] - Sức kháng hông đơn vị: fi = α.cu,I (3) - Sức kháng mũi đơn vị: qp = cu.N’c (4) Trong đó: Su, cu : Sức kháng cắt không thoát nước; α : Hệ số; N’c: Lấy bằng 9 với cọc đóng và 6 với cọc khoan nhồi đường kính lớn. Ngoài ra cả hai tiêu chuẩn trên đều hướng dẫn cách sử dụng kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) phục vụ cho việc tính toán sức chịu tải cọc. Tuy nhiên TCVN 11823-2017 quy định rõ là phương pháp sử dụng kết quả SPT chỉ áp dụng cho đất rời (đất cát và cát bột không dẻo). TCVN 10304- 2014 có đề xuất công thức tính toán theo Viện Kiến trúc Nhật Bản (1988) với hướng dẫn như sau: “Khi không có số liệu sức kháng cắt không thoát nước cu xác định trên các thiết bị cắt đất trực tiếp hay thí nghiệm nén ba trục có thể xác định từ thí nghiệm nén một trục nở ngang tự do (cu = qu/2), hoặc từ chỉ số SPT trong đất dính cu,i = 6,25.Nc,i tính bằng kPa, trong đó Nc,i là chỉ số SPT trong đất dính”. Như vậy, có thể gián tiếp ước lượng sức kháng cắt không thoát nước Su từ kết quả thí nghiệm SPT, tuy nhiên đây không phải là vấn đề đơn giản. Công thức ước lượng cu,i = 6,25.Nc,i là do Terzaghi và Peck đề nghị năm 1967 [3]. Việc áp dụng công thức này sẽ gặp một số khó khăn như sau: - Không cho giá trị Su hợp lý khi kết quả thí nghiệm NSPT = 0 búa; - Chưa xét đến các vấn đề về hiệu suất của năng lượng búa; - Chưa xét đến các đặc trưng khác của đất nền (độ ẩm, chỉ số dẻo,), hai loại đất có cùng chỉ số SPT nhưng khác biệt về tính dẻo, tính nhạy, sẽ có giá trị Su khác nhau. 3. Tương quan giữa sức kháng cắt không thoát nước Su và chỉ số SPT Về mối tương quan giữa Su và SPT, tại Việt Nam, phổ biến hai liên hệ là công thức theo Terzaghi và Peck (1967), và công thức theo Hara & nnk (1974). Bảng 1 tổng hợp các liên hệ giữa Su và SPT theo các nghiên cứu đi trước. Bảng 1. Tương quan giữa Su và SPT [4][5]. Tác giả Diễn giải Su (kPa) Số hiệu Terzaghi & Peck (1967) Đất hạt mịn 𝑆𝑆𝑢𝑢 𝑝𝑝𝑎𝑎 = 0,06.𝑁𝑁60 hoặc Su = 6,25.N (3.1a) (
File đính kèm:
nghien_cuu_uoc_luong_su_theo_ket_qua_thi_nghiem_spt_phuc_vu.pdf