Dự án nghiên cứu: Phân tích sức chịu tải của cọc ống thép từ kết quả thí nghiệm hiện trường

ĐẶT VẤN ĐỀ

Thực tiễn cho thấy việc dự báo sức chịu tải dọc trục của cọc ống thép hở mũi luôn khó khăn. Do cọc ống thép ở mũi có đặc thù khác với cọc đặc thông thường. Cọc ống thép được thiết kế hở mũi nhằm giảm sức cản trong giai đoạn hạ cọc, giúp cho việc thi công cọc được thuận lợi trong một số điều kiện thi công đặc biệt. Tuy nhiên việc dự báo sức chịu tải của cọc ống thép hở mũi sẽ khác với các cọc đặc thông thường khác.

Sức chịu tải tới hạn của cọc nói chung bao gồm hai thành phần chính là sức kháng ma sát thành bên và sức kháng mũi cọc. Cho đến thời điểm hiện tại, đã có nhiều phương pháp khác nhau được đề xuất để dự báo sức chịu tải tới hạn của cọc đặc nói chung. Tuy nhiên, việc áp dụng các phương pháp đó để dự báo sức chịu tải tới hạn của cọc ống thép hở mũi sẽ gặp phải khó khăn đó là làm thế nào để dự báo chính xác thành phần sức kháng mũi cọc của cọc ống thép hở mũi.

Hiện tại có hai quan điểm tiếp cận để xác định sức chịu tải tới hạn của cọc ống thép hở mũi:

  • Xem cọc làm việc như một cọc rỗng ruột, và thành phần sức kháng mũi chỉ được tính với phần diện tích thực (hình vành khăn) của mũi cọc;
  • Xem cọc làm việc như một cọc đặc, phần đất trong thân cọc đóng vai trò như một phần của cọc, cho nên thành phần sức kháng mũi được xác định như cọc đặc thông thường khác.

Cho đến hiện nay, việc áp dụng cách tiếp cận nào cũng gây tranh cãi (Fattah and Al-Soudani, 2016). Thực tế cho thấy, độ chính xác trong việc dự báo sức chịu tải tới hạn của cọc ống thép thấp hơn so với các cọc đặc thông thường khác. Nguyên nhân chủ yếu do thiếu các tài liệu nghiên cứu dành riêng cho cọc ống thép.

Một số ý kiến cho rằng, việc dự báo sức chịu tải của cọc theo các phương pháp lý thuyết sẽ có sai số. Việc này không tránh khỏi, tuy nhiên trong quy trình thiết kế sẽ có bước thí nghiệm đo lường sức chịu tải tới hạn của cọc ngay tại hiện trường. Kỹ sư sẽ dựa vào kết quả thí nghiệm để điều chỉnh thiết kế cho phù hợp. Thực tiễn cho thấy, thí nghiệm xác định sức chịu tải của cọc cho kết quả đáng tin cậy nhất là thí nghiệm nén tĩnh. Tuy nhiên, giá thành, thời gian, và điều kiện để thực hiện thí nghiệm này là rào cản lớn nhất để có thể thực hiện.

Phương án sử dụng thí nghiệm thử động biến dạng lớn (PDA) với các đặc tính là giá thành rẻ hơn, thời gian thực hiện nhanh hơn, có thể thực hiện ở những nơi mặt bằng công trình không thuận lợi là lựa chọn đáng cân nhắc. Tuy nhiên việc áp dụng phương pháp thí nghiệm này trong một số trường hợp còn có nhiều khúc mắc. Điển hình là sử dụng phương pháp này để xác định sức chịu tải của cọc ống thép. Những lo lắng xuất phát từ độ chính xác, cũng như việc sử dụng phần mềm CAPWAP để phân tích kết quả thí nghiệm thu được. Nguyên nhân có thể là do các nghiên cứu về vấn đề này còn rất hạn chế.

Do đó, nhóm nghiên cứu mong muốn thực hiện đề tài này để có thể đáp ứng được một số mục tiêu nghiên cứu và thực tiễn áp dụng sau đây.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
  1. Đánh giá về mặt định lượng trong việc sử dụng các phương pháp lý thuyết dự báo sức chịu tải của cọc đặc nói chung để dự báo sức chịu tải của cọc ống thép hở mũi. Qua đó đề xuất nên sử dụng phương pháp nào là cho kết quả ít sai số nhất.
  2. Đề xuất nên sử dụng mô hình nào trong hai mô hình sau: cọc kín mũi hay hở mũi trong việc phân tích kết quả thí nghiệm thử động biến dạng lớn PDA để xác định sức chịu tải tới hạn của cọc ống thép.
Scroll Up