132003/3 PAGES 13 20 RECEIVED 4. 5.

13
2003/3 PAGES 13 20 RECEIVED 4. 5. 2003 ACCEPTED 15. 12. 2003
2003 SLOVAK UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
THO X. TRAN, TAM M. NGUYEN
NEGATIVE SKIN FRICTION ON
CONCRETE PILES IN SOFT
SUBSOIL ON THE BASIS OF
THE SHIFTING RATE OF PILES
AND THE SETTLEMENT RATE
OF SURROUNDING SOILS
ABSTRACT KEY WORDS
Negative skin friction occurs when concrete piles are situated in soft soils, consolidating
soil-mass, etc., resulting in a downward force that increases loading on shaft piles and
reduces the bearing capacity of the piles. A new concept based on the shifting rate of
piles, and the settlement rate of the surrounding soils has been suggested for the study
of negative skin friction. Negative skin friction occurs when the settlement rate of the
surrounding soils is greater than that of the piles. Some relative equations have been
established to define the negative friction zone of piles. Negative skin friction is
dependent on the time factor and the degree of consolidation of the soil mass and can be
negligible when the soil mass is nearly completely consolidated. The calculation of
negative skin friction of some specific concrete piled foundations, using the authors’
computer program, is also presented to be compared with other methods. The use of a
concrete slab combined with beams and piles was employed to treat negative skin
friction on concrete piles in soft subsoil.
• negative skin friction,
• concrete pile,
• bearing capacity,
• consolidation,
• settlement rate,
• soft soils.
Tho X. Tran , Eng., M. Eng.
Department of Geotechnics, Faculty of Civil Engineering,
Research field: concrete piles, behavious of soft soil
Slovak University of Technology,
Radlinskeho 11, 813 68 Bratislava, Slovak Republic
Tam M. Nguyen , Eng., M. Eng.
Lab. of Advanced Soil Testing, Department of Civil Engineering,
Research field: concrete piles, behavious of clay
College of Engineering, Pukyong National University,
100 Yongdangdong, Namgu, Pusan 608-739, South Korea
1. INTRODUCTION
In Southern Vietnam, concrete piled foundations are commonly
used in soft soil deposits of soft clay, muddy clay, organic clay, etc.,
with a fairly deep thickness [8]. A number of industrial zones in the
region have been built using concrete piles in the soft subsoils that
are required for embankments from 1m to 2m of the filling soil
because of the low ground level and high groundwater table. Most
of the soft soils are early alluvial and sedimentation of very weak
clay in the process of becoming saturated and consolidated and have
very high deformations. The load of the embankment or external
surcharge and soft soils are mainly among those factors which
create a negative skin friction on the concrete piles [7].
Negative skin friction has been studied and considered as a wellknown
problem in the world. Some results of the affected zones of
negative friction have been obtained, based on the assumption that
the affected length of the negative friction is defined by the
equilibrium of the forces acting on the pile (applied load on the pile,
positive skin resistance, and negative skin friction) and point-pile
bearing resistance. Therefore, the affected length of the negative
friction is given approximately from 0.7L to 0.8L (L is the length of
a pile situated in soft soil) by some researchers [1], [3], [6]. In the
tho_01.qxd 11.8.2004 20:50 StrÆnka 13
14
2003/3 PAGES 13 20
Vietnamese Design Standard of Civil Engineering, the affected
length of the negative friction on a concrete pile is determined to be
0.71 L [5], while it is 0.8 L according to the Chinese Design Code
of Civil Engineering. These conclusions are not satisfactory because
they do not mention either the time factor nor the consolidation of
the soil mass, and negative friction force would disappear after a
certain period of time or after the completion of the construction in
some cases.
The new concept suggested in this study is that negative skin
friction occurs when the settlement rate of the surrounding soils is
greater than that of the piles. This new idea is more suitable because
it takes account of the time and consolidation process of the soft soil
layers that are the main factors impacting on negative skin friction.
The study of negative skin friction on concrete piles in soft soils is
therefore really necessary to solve the problems in the region. The
authors hope to contribute some of the approach’s results to the
Vietnamese Design Standard of Civil Engineering.
2. THEORETICAL APPROACH
2.1. SETTLEMENT RATE OF A SOIL MASS
Consolidation type 0: In cases where the soft soil layer (thickness
H) is subjected to an infinite uniform load (q) and lying on an
impervious layer.
The formula of pore pressure at the depth (z) and time (t) is defined
as [2]:
(1)
where is the time factor; cv1 is the coefficient of consolidation
of the soft soils; H is the thickness of
the soft soil layer; q is the load of the embankment
or external charge on the soft soils.
The settlement of the soft soil layer at the time t is then determined:
(2)
The total settlement of the soft soil layer at the time t = is:
(3)
where is the relative coefficient of the compressibility
of the soft soil.
From Eqs. (2) and (3), we have the degree of consolidation of the
soft soil layer at the time (t):
(4)
or (5)
The settlement of the soft soil layer at the time (t) is finally given:
(6)
or (7)
After differentiating Eq. (7) and eliminating the high terms, we
finally have the settlement rate of the soft soil layer at the time (t):
(8)
Consolidation type 2: In cases where the soft soil layer (thickness
H) is subjected to a finite uniform load (q) and the vertical normal
stress is linear.
The pore pressure u(z,t) is defined according to the formula:
(9)
The degree of consolidation of the soft soil layer at the time (t) is
expressed as:
(10)
The settlement of the soft soil layer at the time (t) is determined as:
(11)
After differentiating Eq. (11) and rejecting the high terms, the
settlement rate of the soft soil layer at the time (t) is finally obtained:
(12) 1 2 2 1 ( ) 1
01
s v N
s e
H
c
a q dt
dS t V − 

 

 = = −
π








 

  + 
 

  + + 
 

 = − − − − ... 3
2 1
9
2 1 1 16 1
2
1 1 9 1
01 2
N N St a Hq e e π π π
∑
=∞
=
−











 

 


= − − i
i
i N
t e i
i
i
U 1,3,5,... 3 2
1 2 2
2sin
1 16 1 1 π
π
π
1
2
2
sin
2
sin 2 4 4 1 ( , ) 1,3,5,...
i N i
i
z e
H
i i
i i
u z t q − =∞
=


 

 

 

 

 

 = ∑ − π π
π π
( ) 1
2
1
01
0 2 s( ) v N
s e
H
c a q H z dt
dS t V − = = −


 

 

 

 = − + + + − − − ... 25
1
9
8 1 ( ) 1 1 9 1 25 1
01 2
N N N
s S t a Hq e e e π


 

 = − ∑
=∞
=
− i
i
i N
s e
i
S t a Hq 1,3,5,...
01 2 2
1 8 1 2
( ) 1 π


 

 = − + + + − − − ... 25
1
9
8 1 1 1 9 1 25 1
2
N N N
t U e e e π
∑
∫
∫ =∞
=
− = − = − ∞ = i
i
i N
H
H
s
s
t e i qdz
u z t dz
S
S t U 1,3,5 2 2
0
0 1 8 1 2
1
( , )
1
( )
( )
π
11
1
01 1 e
a a + =
∞ = ∫
H
Ss a qdz
0
01 ( )
∞
= ∫ −
H
Ss t a q u z t dz 0
01 ( ) [ ( , )]
2
1
2
1 H
c t N π v =


 


 − + 
 

 = − − − ... 5
1
3
1
2
sin 4 N1 9N1 25N1 e e e H
z q π
π
∑
=∞
=
− 

 

 = n
i
i N
H
i z
e
i
u z t q 1,3,5 2
sin 4 1 ( , ) 1
2 π
π
NEGATIVE SKIN FRICTION ON CONCRETE PILES IN SOFT SUBSOIL ON THE BASIS ...
tho_01.qxd 11.8.2004 20:50 StrÆnka 14
2.2 SETTLEMENT RATE OF PILES
2.2.1 Stress at the plane of the point-pile of a single pile
Considering the time t, at the depth z (≅Lnf) – the pile length affected
by negative friction, stress at the plane of point-pile is assumed as a
parabolic form. Regarding the portion of dz and all the terms shown
in Figure 1, we have the equation:
(13)
where L is the length of the pile; R is the radius of the transfer
stress zone;
σmax is the maximum stress at the plane of the point-pile.
Substituting into the equation (13), we have:
(14)
where P is the total force acting on the pile;
d – the diameter of the pile;
α – the angle of the transfer stress, α = ϕ/4; ϕ is the
internal friction angle of the soft soils.
The equation (14) can be integrated in the domain of (z, L) as
expressed:
(15)
Considering a = tgα; b = d/2 + L tgα and using the formula
to integrate the equation (15), we
have the result:
(16)
where C is an integral constant.
The maximum stress (σmax) at the plane of the point-pile is finally
achieved:
(17)
If the stress at the plane of the point-pile is assumed to have a
constant distribution, it can be simply written:
(18) max 0 2
( ) 2 

 

 + −
= =
π α
σ σ
L z tg d
P


 

 + −
− =
α π σ
L z tg d d
L z
L
P
( ) 2
4 ( ) max
L
Z
C
L z tg d tg L
P +


 

 + −
=
α α π σ
( ) 2
2 1 max
( ) ( ) C ax b
a ax b dx + − +
+ + =
− + −
∫ 2 1
1 2 1 2
L tg dz d tg z L
P L
z
2
2 . 2 −
∫ 

 

 

 

 = − α + + α π
max 2
( ) 2
2


 

 + −
= ∫
α π σ
L z tg d
dz
L
P L
z
max 2
( ) 2
2


 

 + −
=
α π σ
L z tg d
dz
L
P d
R d (L z) tgα 2
1 = + −
max
2
2
1 dz π R dσ L
P =
15
2003/3 PAGES 13 20
NEGATIVE SKIN FRICTION ON CONCRETE PILES IN SOFT SUBSOIL ON THE BASIS ...
Fig. 1 Stress distribution on a single pile
Fig. 2 Stress distribution on a group of piles
tho_01.qxd 11.8.2004 20:50 StrÆnka 15
2.2.2 Settlement rate of a single pile
The settlement of a single pile is assumed to be the settlement of the
soil mass under the plane of the point-pile subjected to the
maximum stress σmax = σ0 (Fig. 1). Using the result from the
consolidation problem of type 2 (the case of a finite uniform load (q)
and the vertical normal stress considered as linear) as discussed in
section 2.1, we have the settlement of a single pile at the time (t)
(also the settlement of the soil mass under the plane of the pointpile):
(19)
The equation (19) is converged, so the high terms can be eliminated
to be equival

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

132003/3 หน้า 13 20 รับ 4 5. 2003 ยอมรับ 15 12. 20032003 สโลวักมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสรรพไฟร์ทราน เหงียนเมตรถ้ำแรงเสียดทานผิวลบบนกองคอนกรีตในน้ำSUBSOIL บนพื้นฐานของอัตราการขยับของกองและอัตราการจ่ายเงินของดินเนื้อปูนโดยรอบบทคัดย่อคำสำคัญแรงเสียดทานผิวลบเกิดขึ้นเมื่อกองคอนกรีตตั้งอยู่ในดินเนื้อปูนนุ่ม รวมมวลดิน etc. ผลบังคับลงว่าจะเพิ่มการโหลดบนกองเพลา และลดกำลังการผลิตแบริ่งของกองการ แนวคิดใหม่ตามอัตราเลื่อนลอยกอง และอัตราการจ่ายของดินเนื้อปูนโดยรอบมีการแนะนำการศึกษาของแรงเสียดทานของผิวลบ แรงเสียดทานผิวลบเกิดขึ้นเมื่ออัตราการจ่ายเงินรอบดินเนื้อปูนได้มากกว่าของกอง บางสมการสัมพันธ์ได้ก่อตั้งขึ้นเพื่อกำหนดโซนแรงเสียดทานเชิงลบของกอง คือแรงเสียดทานผิวลบขึ้นอยู่กับปัจจัยเวลาและระดับของการรวมของดินโดยรวม และสามารถเมื่อระยะดินเกือบทั้งหมดมีรวมมวลชน การคำนวณแรงเสียดทานผิวลบของบางเฉพาะคอนกรีต piled มูลนิธิ ใช้ผู้เขียนยังมีการนำเสนอโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เพื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่น ๆ การใช้การพื้นคอนกรีตกับคานและกองถูกจ้างเพื่อรักษาผิวลบแรงเสียดทานในกองคอนกรีตใน subsoil นุ่ม•ผิวลบแรงเสียดทาน•กองคอนกรีต•ความจุของแบริ่ง•รวม•อัตราการจ่ายเงิน•ดินเนื้อปูนนุ่มสรรพไฟร์สุขาภิบาลทราน สุขาภิบาล ม.แผนก Geotechnics คณะวิศวกรรมศาสตร์โยธาเขตข้อมูลวิจัย: กองคอนกรีต behavious ของดินอ่อนสโลวักมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีRadlinskeho 11, 813 68 บราติสลาวา สโลวักถ้ำม.เหงียน สุขาภิบาล ม.สุขาภิบาลห้องปฏิบัติการของการทดสอบ ภาควิชาโยธาวิศวกรรม ดินขั้นสูงเขตข้อมูลวิจัย: กองคอนกรีต behavious ดินวิทยาลัยวิศวกรรม มหาวิทยาลัยแห่งชาติ Pukyong608-739, 100 Yongdangdong นัมกู ปูซานเกาหลี1. บทนำในเวียดนามใต้ มูลนิธิชั้นคอนกรีตโดยทั่วไปจะใช้เงินฝากดินอ่อนนุ่มดิน ดินโคลน ดินเกษตรอินทรีย์ ฯลฯ .,มีความหนาที่ค่อนข้างลึก [8] จำนวนโซนอุตสาหกรรมในการภูมิภาคได้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้คอนกรีตกองในอ่อน subsoils ที่จำเป็นสำหรับทำนบตั้งแต่ม. 1 ถึงม. 2 ของไส้ดินชั้นต่ำและตารางน้ำใต้ดินสูง มากที่สุดดินเนื้อปูนนุ่มเป็นต้นลุ่มน้ำและการตกตะกอนของอ่อนมากกำลังกลายเป็นดินอิ่มตัว และแบบรวมได้deformations สูงมาก โหลดของสถานีหรือภายนอกคิดค่าบริการเพิ่มและดินเนื้อปูนนุ่มเป็นส่วนใหญ่ที่ปัจจัยซึ่งสร้างแรงเสียดทานผิวหนังลบบนกองคอนกรีต [7]แรงเสียดทานผิวลบถูกศึกษา และถือว่าเป็นอุดรธานีปัญหาในโลก ผลบางโซนได้รับผลกระทบของแรงเสียดทานเชิงลบได้ถูกรับ ตามสมมติฐานที่กำหนดความยาวที่ได้รับผลกระทบของแรงเสียดทานเชิงลบโดยการสมดุลของกองกำลังที่ทำหน้าที่ในกอง (ใช้โหลดในกองต้านทานผิวบวก และแรงเสียดทานผิวลบ) และจุดกองความต้านทานของแบริ่ง ดังนั้น ความยาวได้รับผลกระทบของการลบแรงเสียดทานจะให้ประมาณจาก 0.7L 0.8L (L คือ ความยาวของกองแห่งดินอ่อน) โดยบางนักวิจัย [1], [3], [6] ในtho_01.qxd 11.8.2004 20:50 StrÆnka 13142003/3 หน้า 13 20เวียดนามออกมาตรฐานของวิศวกรรมโยธา การได้รับผลกระทบความยาวของแรงเสียดทานลบบนกองคอนกรีตที่กำหนด0.71 L [5], ในขณะที่ 0.8 L ตามรหัสออกแบบจีนวิศวกรรมโยธา บทสรุปเหล่านี้ไม่เป็นที่พอใจเนื่องจากพวกเขาไม่พูดถึงทั้งตัวเวลาไม่รวมของแรงแรงเสียดทานมวล และลบดินจะหายไปหลังจากการระยะเวลา หรือ หลังเสร็จสิ้นการก่อสร้างในบางกรณีแนวคิดใหม่ที่แนะนำในการศึกษานี้เป็นผิวที่เป็นค่าลบแรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่ออัตราการจ่ายของดินเนื้อปูนโดยรอบหลังจากที่กองการ ความคิดใหม่นี้ได้เนื่องจากใช้บัญชีของการรวมและเวลาของดินอ่อนชั้นที่มีผลกระทบต่อบนแรงเสียดทานผิวลบปัจจัยหลักเป็นการศึกษาของแรงเสียดทานผิวลบบนกองคอนกรีตในดินเนื้อปูนนุ่มดังนั้นจึงจำเป็นที่จะแก้ปัญหาในภูมิภาค ที่ผู้เขียนหวังว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของผลลัพธ์ของวิธีการเวียดนามออกมาตรฐานวิศวกรรมโยธา2. วิธีที่ทฤษฎี2.1. ชำระอัตราของมวลดินชนิดรวม 0: ในกรณีที่อ่อนของดิน (ความหนาของชั้นH) จะต้องมีการโหลดรูปอนันต์ (q) และอยู่ในการชั้น imperviousมีกำหนดสูตรของความดันรูขุมขนที่ลึก (z) และเวลา (t)เป็น [2]:(1)ตัวเวลา อยู่ที่ไหน cv1 เป็นสัมประสิทธิ์ของการรวมบัญชีของดินเนื้อปูนนุ่ม H คือ ความหนาของชั้นของดินอ่อน q เป็นการโหลดของสถานีที่หรือค่าธรรมเนียมภายนอกในดินเนื้อปูนนุ่มการชำระเงินของชั้นของดินอ่อนที่ t เวลาแล้วกำหนด:(2)ชำระรวมของชั้นดินอ่อนที่เวลา t =เป็น:(3)ค่าสัมประสิทธิ์สัมพันธ์ของ compressibility จะอยู่ที่ไหนของดินอ่อนจาก Eqs (2) และ (3), เรามีการรวมตัวชั้นของดินอ่อนเวลา (t):(4)หรือ (5)สุดท้ายได้รับการชำระเงินของชั้นดินนุ่มเวลา (t):(6)หรือ (7)หลังจากที่ขึ้นต้น Eq. (7) และขจัดเงื่อนไขสูง เราสุดท้าย มีอัตราการจ่ายเงินของชั้นของดินอ่อนในเวลา (t):(8)ชนิดรวม 2: ในกรณีที่อ่อนของดิน (ความหนาของชั้นH) คือต้องโหลดรูปจำกัด (q) และแนวตั้งปกติความเครียดเชิงเส้นได้U(z,t) ความดันรูขุมขนไว้ตามสูตร:(9)เป็นระดับของการรวมชั้นของดินอ่อนเวลา (t)expressed as:(10)The settlement of the soft soil layer at the time (t) is determined as:(11)After differentiating Eq. (11) and rejecting the high terms, thesettlement rate of the soft soil layer at the time (t) is finally obtained:(12) 1 2 2 1 ( ) 101s v Ns eHca q dtdS t V −   = = −π   +    + +   = − − − − ... 32 192 1 1 16 121 1 9 101 2N N St a Hq e e π π π∑=∞=−  = − − iii Nt e iiiU 1,3,5,... 3 21 2 22sin1 16 1 1 πππ122sin2sin 2 4 4 1 ( , ) 1,3,5,...i N iiz eHi ii iu z t q − =∞=      = ∑ − π ππ π( ) 121010 2 s( ) v Ns eHc a q H z dtdS t V − = = −    = − + + + − − − ... 25198 1 ( ) 1 1 9 1 25 101 2N N Ns S t a Hq e e e π  = − ∑=∞=− iii Ns eiS t a Hq 1,3,5,...01 2 21 8 1 2( ) 1 π  = − + + + − − − ... 25198 1 1 1 9 1 25 12N N Nt U e e e π∑∫∫ =∞=− = − = − ∞ = iii NHHsst e i qdzu z t dzSS t U 1,3,5 2 200 1 8 1 21( , )1( )( )π11101 1 ea a + =∞ = ∫HSs a qdz001 ( )∞= ∫ −HSs t a q u z t dz 001 ( ) [ ( , )]2121 Hc t N π v =  − +   = − − − ... 51312sin 4 N1 9N1 25N1 e e e Hz q ππ∑=∞=−   = nii NHi zeiu z t q 1,3,5 2sin 4 1 ( , ) 12 ππNEGATIVE SKIN FRICTION ON CONCRETE PILES IN SOFT SUBSOIL ON THE BASIS ...tho_01.qxd 11.8.2004 20:50 StrÆnka 142.2 SETTLEMENT RATE OF PILES2.2.1 Stress at the plane of the point-pile of a single pileConsidering the time t, at the depth z (≅Lnf) – the pile length affectedby negative friction, stress at the plane of point-pile is assumed as aparabolic form. Regarding the portion of dz and all the terms shownin Figure 1, we have the equation:(13)where L is the length of the pile; R is the radius of the transferstress zone;σmax is the maximum stress at the plane of the point-pile.Substituting into the equation (13), we have:(14)where P is the total force acting on the pile;d – the diameter of the pile;α – the angle of the transfer stress, α = ϕ/4; ϕ is theinternal friction angle of the soft soils.The equation (14) can be integrated in the domain of (z, L) asexpressed:(15)Considering a = tgα; b = d/2 + L tgα and using the formulato integrate the equation (15), wehave the result:(16)where C is an integral constant.The maximum stress (σmax) at the plane of the point-pile is finallyachieved:(17)If the stress at the plane of the point-pile is assumed to have aconstant distribution, it can be simply written:(18) max 0 2( ) 2   + −= =π ασ σL z tg dP  + −− =α π σL z tg d dL zLP( ) 24 ( ) maxLZCL z tg d tg LP +  + −=α α π σ( ) 22 1 max( ) ( ) C ax ba ax b dx + − ++ + =− + −∫ 2 11 2 1 2L tg dz d tg z LP Lz22 . 2 −∫     = − α + + α πmax 2( ) 22  + −= ∫α π σL z tg ddzLP Lzmax 2( ) 22  + −=α π σL z tg ddzLP dR d (L z) tgα 21 = + −max221 dz π R dσ LP =152003/3 PAGES 13 20NEGATIVE SKIN FRICTION ON CONCRETE PILES IN SOFT SUBSOIL ON THE BASIS ...Fig. 1 Stress distribution on a single pileFig. 2 Stress distribution on a group of pilestho_01.qxd 11.8.2004 20:50 StrÆnka 152.2.2 Settlement rate of a single pileThe settlement of a single pile is assumed to be the settlement of thesoil mass under the plane of the point-pile subjected to themaximum stress σmax = σ0 (Fig. 1). Using the result from theconsolidation problem of type 2 (the case of a finite uniform load (q)and the vertical normal stress considered as linear) as discussed insection 2.1, we have the settlement of a single pile at the time (t)(also the settlement of the soil mass under the plane of the pointpile):(19)The equation (19) is converged, so the high terms can be eliminatedto be equival

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

13
2003/3 หน้า 13 20 รับ 4. 5. ยอมรับ 2003 15 12 2003
2003 สโลวักมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี
THO เอ็กซ์ TRAN, TAM เมตร NGUYEN
แรงเสียดทานผิวลบบน
เสาเข็มคอนกรีต SOFT ใน
ชั้นดินบนพื้นฐานของการ
ขยับอัตราการ กอง
และอัตราการตั้งถิ่นฐาน
ของดินโดยรอบ
บทคัดย่อคำสำคัญ
แรงเสียดทานผิวเชิงลบที่เกิดขึ้นเมื่อเสาเข็มคอนกรีตตั้งอยู่ในดินนุ่มรวม
ดินมวลและอื่น ๆ ส่งผลให้แรงลงที่เพิ่มขึ้นในการโหลดบนกองเพลาและ
ช่วยลดความจุของแบริ่ง โรคริดสีดวงทวาร แนวคิดใหม่บนพื้นฐานของอัตราการขยับของ
กองและอัตราการตั้งถิ่นฐานของดินโดยรอบได้รับการแนะนำสำหรับการศึกษา
ของแรงเสียดทานของผิวทางลบ แรงเสียดทานที่ผิวด้านลบเกิดขึ้นเมื่ออัตราการตั้งถิ่นฐานของ
ดินโดยรอบเป็นมากกว่าที่กอง บางสมญาติได้รับการ
จัดตั้งขึ้นเพื่อกำหนดโซนแรงเสียดทานเชิงลบของกอง แรงเสียดทานที่ผิวลบ
ขึ้นอยู่กับปัจจัยเวลาและระดับของการควบรวมกิจการของมวลดินและสามารถ
เล็กน้อยเมื่อมวลดินรวมเกือบสมบูรณ์ การคำนวณของ
แรงเสียดทานของผิวทางลบของบางอย่างที่เป็นรูปธรรมเฉพาะซ้อนฐานรากโดยใช้ผู้เขียน ??
โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่จะนำเสนอยังนำมาเปรียบเทียบกับวิธีการอื่น ๆ ใช้
พื้นคอนกรีตรวมกับคานและกองถูกจ้างมาเพื่อรักษาผิวเชิงลบ
เกี่ยวกับแรงเสียดทานเสาเข็มคอนกรีตในชั้นดินอ่อน.
•แรงเสียดทานผิวลบ
กองคอนกรีต•,
•ความจุแบริ่ง
•รวม
อัตราการตั้งถิ่นฐาน•,
•ดินอ่อน.
โท เอ็กซ์ Tran, Eng, M. Eng..
กรม Geotechnics คณะวิศวกรรมโยธา
สาขาการวิจัย: เสาเข็มคอนกรีต, behavious ของดินอ่อน
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสโลวัก,
Radlinskeho 11 813 68 บราติสลาวา, สาธารณรัฐสโลวัก
ตัมเอ็มเหงียน Eng ., M. Eng.
แล็บ ของการทดสอบขั้นสูงดิน, ภาควิชาวิศวกรรมโยธา,
สาขาการวิจัย: เสาเข็มคอนกรีต, behavious ดิน
วิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ Pukyong มหาวิทยาลัยแห่งชาติ
100 Yongdangdong, Namgu, ปูซาน 608-739, เกาหลีใต้
1 บทนำ
ในภาคใต้ของเวียดนามฐานรากคอนกรีตซ้อนมักจะถูก
นำมาใช้ในเงินฝากดินอ่อนของดินเหนียวอ่อน, ดินโคลนดินอินทรีย์และอื่น ๆ
ที่มีความหนาลึกเป็นธรรม [8] จำนวนเขตอุตสาหกรรมใน
ภูมิภาคที่ได้รับการสร้างขึ้นโดยใช้เสาเข็มคอนกรีตในชั้นดินอ่อนที่
จำเป็นสำหรับเขื่อนจาก 1 เมตร 2 เมตรของดินเติม
เพราะระดับพื้นดินต่ำและระดับน้ำใต้ดินสูง ส่วนใหญ่
ของดินอ่อนจะเริ่มต้นลุ่มน้ำและการตกตะกอนของอ่อนแอมาก
ดินในกระบวนการของการกลายเป็นอิ่มตัวและงบการเงินรวมและมี
รูปร่างที่สูงมาก ภาระของเขื่อนหรือภายนอก
คิดค่าบริการและดินอ่อนส่วนใหญ่จะเป็นในหมู่ปัจจัยที่
สร้างแรงเสียดทานของผิวทางลบต่อเสาเข็มคอนกรีต [7].
แรงเสียดทานผิวลบได้รับการศึกษาและการพิจารณาเป็นที่รู้จัก
ปัญหาในโลก ผลการบางส่วนของโซนได้รับผลกระทบของ
แรงเสียดทานเชิงลบได้รับขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ว่า
ระยะเวลาของการได้รับผลกระทบเชิงลบแรงเสียดทานจะถูกกำหนดโดย
ความสมดุลของแรงที่กระทำบนกอง (ใช้โหลดบนกอง
ต้านทานผิวบวกและเชิงลบ แรงเสียดทานของผิว) และจุดกอง
ต้านทานแบริ่ง ดังนั้นระยะเวลาได้รับผลกระทบเชิงลบของ
แรงเสียดทานจะได้รับประมาณจากการ 0.7L 0.8L (L คือความยาวของ
กองอยู่ในดินอ่อน) โดยนักวิจัยบางคน [1] [3] [6] ใน
tho_01.qxd 2004/08/11 20:50 StrÆnka 13
14
2003/3 หน้า 13 20
มาตรฐานการออกแบบเวียดนามวิศวกรรมโยธาได้รับผลกระทบ
ความยาวของแรงเสียดทานทางลบต่อกองคอนกรีตมีความมุ่งมั่นที่จะเป็น
0.71 L [5] ในขณะที่มัน คือ 0.8 L ตามประมวลกฎหมายจีนออกแบบ
ของวิศวกรรมโยธา ข้อสรุปเหล่านี้ไม่ได้เป็นที่น่าพอใจเพราะ
พวกเขาไม่ได้พูดถึงทั้งปัจจัยเวลาหรือการรวมของ
มวลดินและแรงเสียดทานเชิงลบจะหายไปหลังจาก
ช่วงระยะเวลาหนึ่งหรือหลังเสร็จสิ้นการก่อสร้างใน
บางกรณี.
แนวความคิดใหม่ในการแนะนำ การศึกษาครั้งนี้คือการที่ผิวเชิงลบ
แรงเสียดทานที่เกิดขึ้นเมื่ออัตราการตั้งถิ่นฐานของดินโดยรอบเป็น
มากกว่าที่กอง คิดใหม่นี้มีความเหมาะสมมากขึ้นเพราะ
มันต้องใช้บัญชีของเวลาและขั้นตอนการควบรวมกิจการของดินอ่อน
ชั้นที่มีปัจจัยหลักที่ส่งผลกระทบต่อแรงเสียดทานของผิวทางลบ.
การศึกษาของแรงเสียดทานของผิวทางลบต่อเสาเข็มคอนกรีตในดินอ่อน
จึงจำเป็นจริงๆที่จะแก้ปัญหา ปัญหาที่เกิดขึ้นในภูมิภาค
ผู้เขียนหวังว่าจะมีส่วนร่วมในบางส่วนของผลวิธีการในการ
ออกแบบมาตรฐานเวียดนามวิศวกรรมโยธา.
2 แนวทางทฤษฎี
2.1 อัตราการตั้งถิ่นฐานของมวลดิน
ประเภทรวม 0: ในกรณีที่มีชั้นดินอ่อน (ความหนา
H) อยู่ภายใต้การไม่มีที่สิ้นสุดโหลดเครื่องแบบ (ด) และนอนอยู่บน
ชั้นไม่อนุญาต.
สูตรของความดันที่ระดับความลึกของรูพรุน (ซี) และ เวลา (t) ถูกกำหนดให้
เป็น [2]:
(1)
ที่เป็นปัจจัยเวลา; CV1 คือค่าสัมประสิทธิ์ของการควบรวมกิจการ
ของดินอ่อน; H คือความหนาของ
ชั้นดินอ่อน; คิวเป็นภาระของเขื่อน
. หรือค่าใช้จ่ายภายนอกบนดินอ่อน
การตั้งถิ่นฐานของชั้นดินอ่อนที่เวลา t จะถูกกำหนดจากนั้น:
(2)
การตั้งถิ่นฐานรวมของชั้นดินอ่อนที่เวลา t = คือ
(3 )
ซึ่งเป็นญาติของค่าสัมประสิทธิ์การอัด
ของดินอ่อน.
จาก EQS (2) และ (3) เรามีระดับของการควบรวมกิจการของ
ชั้นดินอ่อนในเวลา (t):
(4)
หรือ (5)
การตั้งถิ่นฐานของชั้นดินอ่อนในเวลา (t) ในที่สุดก็จะได้รับ:
(6)
หรือ (7)
หลังจากที่ความแตกต่างของสมการ (7) และกำจัดแง่สูงเรา
จนมีอัตราการทรุดตัวของชั้นดินอ่อนในเวลา (t):
(8)
ประเภทรวม 2: ในกรณีที่มีชั้นดินอ่อน (ความหนา
H) อยู่ภายใต้ขอบเขต โหลดเครื่องแบบ (ด) และแนวตั้งปกติ
ความเครียดเป็นเส้นตรง.
ดันรูขุมขนท่าน (ซีที) จะถูกกำหนดตามสูตร:
(9)
ระดับของการควบรวมกิจการของชั้นดินอ่อนในเวลา (t) จะ
แสดงเป็น :
(10)
การตั้งถิ่นฐานของชั้นดินอ่อนในเวลา (t) จะถูกกำหนดเป็น:
(11)
หลังจากที่ความแตกต่างของสมการ (11) และปฏิเสธแง่สูง
อัตราการตั้งถิ่นฐานของชั้นดินอ่อนในเวลา (t) ในที่สุดก็จะได้รับ:
(12) 1 2 2 1 () 1
01
เอสเอ็น
SE
H
ค
AQ dt
dS เสื้อ V - 



 = -
เธ










 +


 + 


 = - - - - ... 3
2 1
9
2 1 16 1 1
2
1 1 9 1
01 2
NN เซนต์ Hq จเธเธเธ
ุ
= ∞
=
-
















= - - ฉัน
ฉัน
ฉันไม่มี
เสื้อเน
ฉัน
ฉัน
U 1,3,5, ... 3 2
1 2 2
2sin
1 16 1 1 เธ
เธ
เธ
1
2
2
บาป
2
บาป 2 4 4 1 () 1,3,5, ...
ฉันไม่มีฉัน
ฉัน
ษร
H
ii
ii
ยู ztq - = ∞
=












 = Σ - เธเธ
เธเธ
() 1
2
1
01
0 2 วินาที () โวลต์ไม่มี
ทางทิศตะวันออก
เอช
ซีเอชซี AQ dt
dS เสื้อ V - = -








 = - + + + - - - 25 ...
1
9
8 1 () 1 1 9 1 1 25
01 2
ไม่มี NN
s S ตา Hq อีเธ




 = - Σ
∞ =
=
- ฉัน
ฉัน
ฉันไม่มี
SE
ฉัน
S ตา Hq 1,3,5, ...
01 2 2
1 1 2 8
() 1 เธ




 = - + + + - - - 25 ...
1
9
8 1 1 1 9 1 1 25
2
ยังไม่มี NN
ทียูอีเธ
ุ
∫
∫ = ∞
=
- = - = - = ∞ฉัน
ฉัน
ฉันไม่มี
H
H
s
s
เสื้อเน qdz
ยู ZT แซท
เอส
เอสยูที 1,3,5 2 2
0
0 8 1 1 2
1
()
1
()
()
π
11
1
01 1 อี
AA + =
= ∞ ∫
H
Ss qdz
0
01 ()
∞
= ∫ -
H
Ss taquzt แซท 0
01 () [()]
2
1
2
1 H
กะรัตไม่มีπ V =





 - + 


 = - - - ... 5
1
3
1
2
4 บาป N1 9N1 25N1 อี H
ZQ เธ
เธ
ุ
= ∞
=
- 



 n =
ฉัน
ฉันไม่มี
H
iz
อี
ฉัน
ยู ztq 1,3,5 2
บาป 4 1 () 1
2 เธ
เธ
แรงเสียดทานผิวเป็นลบอยู่บนกองคอนกรีตในชั้นดินอ่อนบนพื้นฐาน ...
tho_01.qxd 2004/11/08 20:50 StrÆnka 14
2.2 อัตราการตั้งถิ่นฐานของกอง
2.2.1 ความเครียดที่เครื่องบินของ จุดกองกองเดียว
พิจารณาเวลา t, ที่ระดับความลึกซี (≅Lnf) - ระยะเวลาในกองได้รับผลกระทบ
จากการเสียดสีลบความเครียดในที่ระนาบของจุดกองจะถือว่าเป็น
รูปแบบพาราโบลา เกี่ยวกับการเป็นส่วนหนึ่งของแซทและเงื่อนไขทั้งหมดที่แสดง
ในรูปที่ 1 เรามีสมการ
(13)
โดยที่ L คือความยาวของกอง; R คือรัศมีของการถ่ายโอน
โซนความเครียด
σmaxเป็นความเครียดสูงสุดที่เครื่องบินของกองจุด.
แทนลงในสมการ (13) เรา:
(14)
ที่ P คือรวมพลังทำหน้าที่ในกอง;
d - ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของกอง;
α - มุมของความเครียดโอน, α = φ / 4; φคือ
. มุมเสียดทานภายในของดินอ่อน
สมการ (14) สามารถบูรณาการในโดเมนของการ (ซีแอล) ในขณะที่
แสดง:
(15)
พิจารณา = tgα; ข = d / 2 + L tgαและการใช้สูตร
สมการเพื่อบูรณาการ (15) เรา
มีผล:
(16)
. ที่ซีเป็นหนึ่งคง
ความเครียดสูงสุด (σmax) ในระนาบของจุดกองคือ ในที่สุดก็
ประสบความสำเร็จ:
(17)
หากความเครียดในที่ระนาบของจุดกองจะถือว่ามี
การกระจายคงที่ก็สามารถเขียนได้เพียง:
(18) แม็กซ์ 0 2
() 2 



 + -
=
อัลฟาเธ
ุุ
L ซี TG d
P




 + -
- =
απσ
L ซี TG วว
L ซี
แอล
พี
() 2
4 () สูงสุด
L
Z
C
L ซี TG TG d L
P +




 + -
=
ααπσ
() 2
2 1 สูงสุด
() () ขวาน C ข
ขวานข DX + - +
+ + =
- + -
∫ 2 1
1 2 1 2
L TG TG แซทงซี L
PL
ซี
2
2 2 -
∫







 = - α + απ
สูงสุด 2
() 2
2




 + -
= ∫
อัลฟาเธุ
L ซี TG ง
แซท
L
PL
ซี
สูงสุด 2
() 2
2




 + -
=
απσ
L ซี TG ง
แซท
L
P d
R d (L ซี) tgα 2
+ 1 = -
สูงสุด
2
2
1 แซทπ R dσ L
p =
15
2003 / 3 หน้า 13 20
แรงเสียดทานผิวเป็นลบอยู่บนกองคอนกรีตในชั้นดินอ่อนบนพื้นฐาน ...
รูป 1 การกระจายความเครียดในกองเดียว
รูป 2 การกระจายความเครียดในกลุ่มของกอง
tho_01.qxd 2004/08/11 20:50 StrÆnka 15
2.2.2 อัตราการทรุดตัวของกองเดียว
การตั้งถิ่นฐานของกองเดียวจะถือว่าการตั้งถิ่นฐานของ
มวลดินภายใต้ระนาบของจุด -pile ภายใต้
ความเครียดสูงสุดσmax = σ0 (รูปที่ 1). การใช้ผลจากการ
ควบรวมกิจการของปัญหาชนิดที่ 2 (กรณีที่มีการโหลดเครื่องแบบ จำกัด (ด)
และความเครียดปกติแนวตั้งถือเป็นเชิงเส้น) ที่กล่าวไว้ใน
ส่วน 2.1 เรามีการตั้งถิ่นฐานของกองเดียวในเวลา (t)
(ยังเป็นที่ตั้งถิ่นฐานของมวลดินภายใต้ระนาบของ pointpile):
(19)
สมการ (19) จะถูกแปรสภาพเพื่อให้แง่สูงสามารถตัดออก
จะเป็น equival

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

13
2003 / 3 หน้า 13 20 ได้รับ 4 5 . 2003 รับ 15 12 . 2546 2546 มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสโลวักนะครับ

X . Tran , ตำม. เหงียน
ลบแรงเสียดทานผิวคอนกรีตเสาเข็มในชั้นดินอ่อน

บนพื้นฐานของอัตรากอง

เปลี่ยนและอัตราการทรุดตัวของดิน

รอบบทคัดย่อคำสำคัญ
ลบผิวแรงเสียดทานเกิดขึ้นเมื่อเสาเข็มคอนกรีตตั้งอยู่ในดินอ่อน รวม
มวลดิน ฯลฯส่งผลให้พลังลดลงที่เพิ่มขึ้นโหลดบนเพลาและแบริ่ง
ลุ้นลดความจุของริดสีดวงทวาร แนวคิดใหม่บนพื้นฐานของการเท่ากันของ
ลุ้น และนิคมคะแนนของรอบดินได้รับการแนะนำเพื่อการศึกษา
แรงเสียดทานที่ผิวลบ แรงเสียดทานผิวลบเกิดขึ้นเมื่ออัตราการทรุดตัวของดินโดยรอบเป็น
มากกว่าของที่กองบางญาติสมการได้
จัดตั้งขึ้นเพื่อกำหนดเขตลบแรงเสียดทานของเสาเข็ม . แรงเสียดทานผิวลบ
ขึ้นอยู่กับปัจจัยเวลา และระดับของการรวมของมวลดินและสามารถ
กระจอกเมื่อมวลดินเกือบทั้งหมดรวม การคำนวณ
แรงเสียดทานผิวลบเฉพาะบางพูน ฐานรากคอนกรีต ใช้ผู้เขียนก็
คอมพิวเตอร์โปรแกรมนอกจากนี้ยังเสนอให้ถูกเมื่อเทียบกับวิธีอื่น ใช้ของ
คอนกรีตรวมกับคานและเสาเข็มที่ใช้กับแรงเสียดทานผิว
ลบบนคอนกรีตเสาเข็มในชั้นดินอ่อน .
-
บวกลบค่าแรงเสียดทานที่ผิวคอนกรีต , เสาเข็ม ,
-
- แบกความจุรวม
-
- อัตราการทรุดตัว , นุ่มดิน
tho X . Tran Eng . , , วท. บ
ภาควิชา Geotechnics คณะวิศวกรรมโยธา
ด้านวิจัย : เสาเข็มคอนกรีต , behavious มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสโลวักในดิน

ติดตั้งระบบไฟฟ้าอ่อน , 11 , 813 68 บราติสลาวา , สโลวาเกีย
TAM เมตร เหงียน , Eng , M . Eng
แล็ป ทดสอบดินขั้นสูง ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ สาขาการวิจัย :
กองคอนกรีต behavious ดิน
วิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยแห่งชาติ pukyong
yongdangdong , 100 , 608-739 namgu ปูซาน , เกาหลีใต้
1บทนำ
ในภาคใต้เวียดนาม , คอนกรีตซ้อนรากฐานมัก
ใช้ในดินอ่อนที่เงินฝากของดินเหนียวอ่อน , เปื้อนดิน , ดินอินทรีย์ ฯลฯ
ที่มีความหนาค่อนข้างลึก [ 8 ] จำนวนของเขตอุตสาหกรรมในภูมิภาคได้รับการสร้างขึ้นโดยใช้
เสาเข็มคอนกรีตในชั้นดินอ่อนที่เป็นเขื่อนจาก 1m
2 M ของถมดิน