# Tính toán sức chịu tải cọc xi măng đất tạo bởi Jet Grouting: Lý thuyết - mô hình số - thí nghiệm hiện trường

TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC XI MĂNG ĐẤT
TẠO BỞI JET GROUTING: LÝ THUYẾT – MÔ HÌNH SỐ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG
PHUNG VINH AN*, VŨ BÁ THAO**

Caculating the Bearing Capacity of Soil Cement Column Created by Jet
Grouting: Theory Method - Numerical Analyses - Field Load Tests
Abstract: It has been found that the bearing capacity of soil cement
column calculated based on some existing design standards exhibited
substantial errors as compared with results of pile static load tests
conducted in some places in Vietnam. This paper introduces an analytical
approach to calculate the bearing capacity of soil cement column using
the numerical simulations by Plaxis 2D and Plaxis 3D Programs and the
pile static load tests. The test results provided total bearing capacity of
soil cement column whereas Plaxis 3D Foundation Program was used to
divide two components of bearing capacity: shaft friction resistance and
ultimate tip resistance. Results show that, the load-displacement curves
obtained by 3D numerical model and load test are in good agreement. The
total bearing capacity reaches the ultimate state simultaneously with the
shaft friction resistance and the tip resistance. Values of the shaft friction
resistance and the tip resistance are obviously different and the shaft
friction resistance is much greater than the tip resistance. Based on

comparison between the results of tests and numerical analyses, a
modified equation for determining the bearing capacity of soil cement
colum was proposed.
m m

*

1.

(

m
ê

v
ê
m
, mứ
v ,

ng
*

**

m

J-08-40ê
m
ĩ
ê
m,
à ó
m
ĩ
C
v ứ
m
 135.53% [1] [3] [4] [5] [6].

ó
ê
ợ v v

Trung tâm Công tr nh Ng m. Vi n Th y Công. Vi n
Khoa h c Th y l i Vi t Nam.
Ph ng Nghi n c u Địa kỹ Thuật. Vi n Th y Công.
Vi n Khoa h c Th y l i Vi t Nam.
E-mail: vubathao@gmail.com

( à
ợ m
m bê và

ó và
ợ ứ
m
C
,

2.
Ố Ủ
PHÁP TÍNH TOÁN THEO DBJ-08-40-94

É

2.1.
t qu t n ệm nén tĩn trụ x
măn
t tạ
òn v
u [1][5]
2.1.1 Phương pháp chuẩn bị và quy trình thí nghiệm
Theo
, thí
m
ĩ

hành sau 28 ngày,
à
thành thi công
v
m, à m
, m àm
và b
b

àm ẳ và
m
v
à h
b
ê
m
Thí
m
ĩ

TCXDVN 269:2002 "C c - Ph ơng ph p thí
nghi m bằng t i tr ng tĩnh p d c tr c",

Quá trình
m ợ
+
Chu kì 1:
0%  10%
 20%  30%  40%  50%  60% 
70%  80%  90% 
ứ m

b
G m
100%  80%  60%  40%  20%  0%.
Chu kì 2:
 20% 
40%  60%  80%  100%  110%  120%
 130%  140%  150%  160%  170% 
180%  190%  200%. G m
200%  180%  160%  140%  120% 
100%  80%  60%  40%  20%  0%.
Chu kì 3:
 20%
 40%  60%  80%  100%  120% 
140%  160%  180%  120%  210% 
220%  230%  240%  250%  (
m
+ ui tr nh o ộ lún:

m , 2, 5, 10, 20, 30, 40
phút...
m

b

tr
ê
m

p tt 

F

óm

m

C

à

m

m

;(

ó ê

õ

,1mm (s  0,1mm); (3)

v ợ
m à

ó

à

( S n  5S n1

m à

;(

( Sn  60mm ).
+ uy ịnh về dừng thí nghi m: C

à

à
m
(
;(
v ợ
; (
;(
b

2.1.2 t qu t n ệm
2.1.2.1 K t qu n n tĩnh
i Ph ng
C

m

m
và óm
m

v
v

(1)

m
b

b

,

;

à v

m

ĩ
b

t i tr ng - chuy n vị c c ơn Đ2

Hình 2.

c: (1)

v

Ptt - ứ
óm
;
F,0.

ó
Pgh -

uy ịnh về n ịnh quy

à

t i tr ng - chuy n vị c c ơn Đ1

Hình 1.

pgh

+

óm

ĩ
m

n 1.

t qu nén tĩn

n số

ọ nén ọ trụ
ọ D1
ọ D2
60 cm
60 cm
1
2
02/9/2004
02/9/2004
06/10/2004
06/10/2004
-1,25 m
-1,25 m
8,0 m
8,0 m
24
22
12
11

óm ọ
60 cm
5+6+7
02/9/2004
04/10/2004
-1,2 m
8,0 m
85
42,5

Ngày thi công
à
m
C
C
à
ợ (

n v n óm ọ

2.1.2.2. K t qu n n tĩnh C Mau
C

m

m
và ỡ

Hình 3.

ê m

t i tr ng - chuy n vị c c ơn C1
n 2.

ên ọ
C -1
C2 và C3

v b
m

C
à

b

u
(m)
10
10

mv b

t qu t

trọn p
oạ ( )
15
31

n
mứ
s
nén
tĩn
ện tr ờn vớ TC DBJ-08-40-94
2.2.1. Đ i v i k t qu thí nghi m
i Ph ng

v
[8]:
Pa = *fcu*Ap =39,56
(2)

v ợ
K

ĩ

mb

t i tr ng - chuy n vị c c ơn C2
v nhóm c c
ệm nén tĩn

Hình 4.
n

lún ở p t trọn
p
oạ (mm)
80,99
69,85

lún s u t
n ệm (mm)
70,25
53,55

ó

2.2.

Pa - ứ
qu (T/m2)
  = 0,35

(
u

m

=400

2
Ap m
p = 0,2826 (m )

[8]:
Pa = Upqsi*li + α*Ap*qp = 38,90
(3)
ó
Up v
, Up =1,884 (m)
qsi m

2
, qsi = 1,4 (T/m )
li à
ứ , li = 8 (m)
αm

ê
ê
m
, α = 0,6
qp - ứ
m
, qp = 105
2
(T/m )
ê

Pa = 38,90 (T)
v
ê
J-08-40-94,
m
ó
,6 m, à m ó ứ
à 25,
(
ó,
m
ĩ
ê
à
(
v

(
v
,ứ v
ợ à
(mm và
(mm
v

m
v
1 và D2 và

ê
J-08-40ợ à 76,82 % và 62,08%
à
m
2.2.2. Đ i v i k t qu thí nghi m C Mau

v
[8]:
Pa = *fcu*Ap =38,57
(4)
ó
Pa - ứ
(
qu , qu =390 (T/m2)
m
, = 0,35
Ap m
, Ap = 0,2826 (m2)

[ ]
Pa = Upqsi*li + α* p*qp = 35,33
(5)
ó
Up v
, Up =1,884 (m)
qsi m

2
, qsi = 1,2 (T/m )
li à
ứ , li = 10 (m)
αm

ê
ê
m

,5
qp - ứ
m
, qp = 90 (T/m2)
ê

Pa = 35,33 (T)

Tính toán theo TC DBJ-08-40ó
, m à
m ó ứ
à , (
ó,
m
ĩ
ê
à
(T), ứ v
, (mm
v

m

à 135,53 %
à
m
ê
ĩnh
v v
ê
J-08-40-94 là
ê
à
v

m bê
õ à

ó
m

v

ó

m

v

, ó

ê ,

m
ợ ;(
ê ứ

(
ê ứ
bê và m

3.

ịu t ủ ọ
àv

3.1. ứ

n x măn
b

t

m

à
m

(
;(

m

à

Qult  Qs +Qt
Qs =fs As  πDL(βcu +Koσ'v tan )
Qt =qA t 

(6)
(7)

πD
α(1,3cu Nc +σ'v Nq +0,3γ 'DN γ )
4
2

(8)

ó
Qult - ứ
Qs - ứ
m
Qt - ứ
m

m
m

à

m

D’ ợ
cu ( /m2);
’v - ứ
Sc. S Sc = 1,3. S = 0,6;

m

(m
(

(

/m2);

/m3).

Nc. Nq. N và ó m
b ;
.  v ứ
m
và m
m bê
m
3.2. X
ịn
ệ số
u ỉn . 
tính toán sứ
ịu t ọ X
3.2.1. M c ích mô phỏng thí nghi m hi n
tr ng bằng mô h nh to n

,
 (
m
ĩ
m
ê
,
à

à

ứ và
, 
à ó

m à
m

Hình 5. Sơ ồ l i ph n t h u h n trong
b i to n 3D. mô h nh th c
ứ ,
v m
m

ó

ó

m m
m

ó
m
,
à m,
ứ ,

ợ m
m
mm

nh 7. Bi n d ng t ng th b i to n 3D
khi t i tr ng gi i h n

m

ó

ó
m

m

ĩ
m

;(
thí
ê m

m
à
hình toán,

à
m và

ó
. .
3.2.2. Mô phỏng thí nghi m n n tĩnh c c ơn
xi m ng t
i Ph ng
- Mô hình hóa bài toán:
m m

v m
m ê
và mứ
m

” và m

Hình 6. Sơ ồ l i ph n t h u h n trong
b i to n phẳng. sơ ồ i x ng tr c

à
m

m

v m
v
m

hình hóa b
b
à
-

m
C

b
:

à ,m v
àm
m và
m
ợ m

” ợ
m ợ m
ê

nh 8. Bi n d ng t ng th b i to n
tr c khi t i tr ng gi i h n

i x ng

+

ĩ

v

ê

m

m

nh 9. So s nh
ng cong t i tr ng – chuy n
vị c a c c mô h nh kh c nhau v k t qu o c
tr n hi n tr ng.

m

m

m

à

ình Plaxis 3D foundation
m
và ứ

ê

m
à ứ

m

,

bê và ứ
m

và ứ
à
, 

m
+
m

ê m
:
ứ ( , ứ
ợ v

m

nh 10. Đ ng cong t i tr ng-chuy n vị c a thí
nghi m. c a mô h nh 3D v k t qu s c kh ng
mặt b n v s c kh ng u c c.
πD2
α(1,3cu Nc +σ'v Nq +0,3γ 'DN γ ) (9)
4
ó
D m
(m ,
D = 0,6 (m);
Nc. Nq. N , v  =6,23o
thì Nc = 7,8. Nq=1,85, N=0,6722;
’ ợ
( /m3),
’ , ( /m3);
cu ( /m2), cu = 7 (kN/m2);
v
m
à

ê ứ
,

m

m bê
và ứ
m
v
khi Qult = 240 (kN), thì Qt = 48,4 (kN) và Qs =
191,6. Thay Qt và
ứ ( ta có:
Qt =

πD2
α(1,3cu Nc +σ'v Nq +0,3γ'DN γ )  48, 4
4
48,4x4
α= 2
= 0.84
πD (1,3cu Nc +σ'v Nq +0,3γ 'DN γ )
+

:
ứ ( , ứ

ê

v

+

m

(10)
(11)

m

ợ v

Qs =fs As  πDL(βcu +Koσ'v tan )
ó
Ko , Ko = 1-sin = 0,892;
'

ứ , σ'v  γ 'L
σv - ứ

(12)
à

b

ê

(kN/m2) = 71,2 (kN/m2);
C
à
, L, C u
ê ;
ê ứ
ứ ( 2) ta có:
s và

πDL(βcu +Koσ'v tan )  191,6

(13)

 191,6

β =
 K oσ'v tan  / cu = 0,82
 πDL

(14)

3.2.3 Thí nghi m n n tĩnh c c ơn xi m ng
t C n Thơ
- Mô hình hóa bài toán
m m

tính
toán. Trong mô hình này, m v
àm v
m và
m

C
m
ợ m
b

” ợ
b
m ợ m

nh 11. L
+

m

và m

m

nh 13. Đ ng cong t i tr ng-chuy n vị c a
thí nghi m. c a mô h nh 3D v K t qu s c
kh ng mặt b n v s c kh ng u c c.

m

b
õ à

v

v
ê

v

m
ó

ê

m
m

m
à

b

ĩ

v

nh 12. Đ ng cong t i tr ng - chuy n vị
từ k t qu o c tr n hi n tr ng v từ
mô hình toán.
+
m

i ph n t trong mô h nh 3D

C

à mứ
à
à

b

m

và ứ

m

m

:
ứ ( , ứ

m
ợ v
Qs =fsAs  πDL(βcu +Koσ'v tan )

m

à

+

bê và ứ

ó
Ko σ 'v - ứ

, 

m
+

ê m
:
ứ ( , ứ
ợ v

m

m
πD2
Qt =
α(1,3cu Nc +σ'v Nq +0,3γ 'DN γ ) (15)
4
ó
Dm
(m , D = 0,6 (m);
Nc, Nq, N  v  =2o ’
thì Nc = 6,57, Nq=1,34, N=0,292;
’ ợ
( /m3),
’ , ;
cu ( /m2), cu = 7,1 (kN/m2);
v
m
à

ê ứ
,

m

m bê và ứ
m
v , khi Qult = 150 (kN), thì Qt = 25,64
(kN) và Qs = 124,36 (kN). Thay Qt vào công
ứ (
ó
2
πD
α(1,3cu N c +σ 'v N q +0,3γ ' DN γ )  25,64 (16)
4
α=

25,64x4
=0,54
πD (1,3c u N c +σ 'v N q +0,3γ ' DN γ )
2

n 3.
ị tr t n to n sứ

ịu t

-

(18)

, Ko = 1-sin = 0,949;

ứ , σ'v  γ 'L

(kN/m2) = 80 (kN/m2);
C
à
, L, Cu
ê ;
ứ (
s và
'
πDL(βcu +Koσ v tan )  124,36

ê

ó
(19)

 124,36

β =
 K oσ 'v tan  / c u = 0,4
(20)
 πDL

3.3.
t số t n to n m p ỏn
x
ịn ệ số , 
ó
õ à và
v
, 
m
b
m m và
m
v

ê

b
, ng
 = 0,5
 0,84,  = 0,4  0,82.
à
m b
, ê
,  b
ê
à
b
,
,  b
á

(17)

ệ số ,  tạ m t số ị

ịu t

mt

n

ệm
ệ số 

ệ số 

24

0,84

0,82

15

0,54

0,4

tớ

ạn ( )

ị tr t n to n sứ

ịu t

ịu t

ạn ( )

ệ số 

ệ số 

Khe Ngang -

83,2

0,5

0,82

Giang -

9,5

0,5

0,798

-

6,2

0,65

0,81

27,5

0,694

0,814

51,5

0,6

0,62

27,8

0,6

0,6

ó

-C
m

Hòa Xá -

Nhà máy Fuzi -

4.

ê

à

m

à
ê

ĩ

à 76,82% và 62,08%,

à 135,53%.
v
m

v
phá ỡ

v
l

vv .

m

v

m
v
óm

m

ó
m và

ó

,

m

v

và m
ê

ê

m

m

v

à b

à

m

m

à

v
m

m

v

ĩ

m

v

và Cà

b

tớ

v

v
m
m

m

m

Qult  Qs +Qt

Qult 

à

m

ợ v
m

à

(21)

πD
α(1,3cu N c +σ 'v N q +0,3γ' DN γ )  πDL(βc u +K oσ 'v tan )
4
2

ó
Ko DNc. Nq. N ’ ợ
cu ( /m2);

,

σ 'v - ứ
o

= 1-sin;
(m ;
;

(22)

σ'v  γ 'L

(kN/m2);
(

/m3);

-

,

 = 0,5  0,84;

-

,

 = 0,4  0,82.

L u ý khi l a ch n h s  và  nh sau: Khi
à
ê

m
,  b

b
ê

b

à
b

,  b

,

v ,

J

m

à

G
(

0868-279X.
4.

à

ĩ

m

m
ê v

m

-65. ISSN

phát
88. ISSN 1859–4581.

19. p. 86-

(
Nghiên
c u c c gi i ph p Khoa h c Công ngh
s a
ch a nâng c p c c c ng d i
thuộc h th ng

5
ĩ

(
Nghi n c u
ng d ng c c xi m ng t cho ồng bằng sông
C u Long
à

m à
;
6.
ĩ
(
Nghi n c u một s

sông

y ut

ồng v sông Th i B nh”.
à
à

(

à

nh h

ng

n s c chịu t i c a c c xi

ng dẫn

m ng t thi công theo công ngh Jet – groutinh
cho một s v ng t y u Vi t Nam
ĩ

thi t k thi công c c xi m ng t theo công
ngh Jet Grouting
à
b

.
3.

m v

m à
7. Validation of Embeded piles – the Alzey
Bridge Pile Load Test. Plaxis 3D foundation
Validation Manual Version 2.
8 ê
J-08-40-94.

Nam
2.

m

### Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×