- Trang Chủ
- Kiến trúc - Xây dựng
- Luận văn Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà B thuộc tổ hợp nhà ở siêu thị cao tầng công ty Dệt Kim Đông Xuân, Hà Nội. Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - thi công công trình trên
Xem mẫu
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
MỞ ĐẦU
Đất nước ta đang trên đà phát triển, xu th ế qu ốc t ế hóa toàn c ầu hóa đã và
đang diễn ra rộng khắp về mọi măt đời sống. Kéo theo quá trình đô th ị hóa di ễn
ra nhanh chóng đặc biệt là ở Hà Nội, nơi tập chung dân cư đông đúc, nhu c ầu
xây dựng nhà ở cả về số lượng quy mô và tính chất là rất lớn đã đặt ra nhi ều
vấn đề cần phải giải quyết. Tuy nhiên quá trình xây dựng g ặp không ít khó
khăn. Trong những năm gần đây, Hà Nội đang tập trung xây dựng các khu chung
cư cao tầng cho phù hợp với xu hướng phát triển chung của đất nước. Để gi ải
quyết vấn đề này thì đòi hỏi phải có sự nghiên cứu một cách t ỉ m ỉ và chính xác
các vấn đề (ĐCCT) đảm bảo về mặt kinh tế và kỹ thuật cũng nh ư đ ộ b ền công
trình, hạn chế tới mức tối đa nhưng sai sót trong quá trình thi ết k ế thi công và
khi đưa vào sử dụng công trình.
Sau khi học xong môn học “Các phương pháp nghiên cứu và khảo sát Địa
Chất Công Trình” cùng với những kiến thức đã thu nh ận, nh ằm giúp sinh viên
củng cố, nắm chắc và mở rộng kiến thức áp dụng để giải quy ết nh ững v ấn đ ề
cụ thể sau khi ra làm việc trong thực tế. Nhóm chúng e được bộ môn Đ ịa Ch ất
Công Trình giao cho làm đồ án môn học với đề tài:
“ Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà B thu ộc t ổ h ợp nhà ở
siêu thị cao tầng công ty Dệt Kim Đông Xuân, Hà N ội. Thi ết k ế kh ảo sát đ ịa
chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - thi công công trình trên .”
Đồ án môn học khảo sát địa chất công trình có vai trò quan trọng nó giúp
cho mỗi sinh viên:
♦ Củng cố những kiến thức đó học về khoa học ĐCCT và những môn h ọc khác,
đặc biệt là ĐCCT chuyên môn cho các dạng công trình khác nhau.
♦ Nắm được các bước, cũng như biết cách bố trí, quy hoạch, luận ch ứng các
công tác khảo sát cho các giai đoạn thiết kế
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
♦ Làm cơ sở để sinh viên việc làm đồ án tốt nghiệp sau này đạt k ết qu ả t ốt
nhất.
Sau một thời gian làm đồ án môn học, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự
hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo Tô Xuân Vu gi ảng d ạy môn Đ ịa ch ất
công trình, tôi đã hoàn thành đồ án với những nội dung sau:
- Mở Đầu: Sự cần thiết, ý nghĩa, mục đích, của vi ệc làm đồ án môn h ọc,… tên
đồ án được giao.
- Chương 1: Đánh giá điều kiện ĐCCT nhà Bthuộc tổ hợp Nhà ở của công ty
Dệt Kim-Đông Xuân Hà Nội
- Chương 2: Dự báo các vấn đề ĐCCT nhà B thuộc tổ h ợp Nhà ở c ủa công ty
Dệt Kim-Đông Xuân Hà Nội
- Chương 3: Thiết kế phương án khảo sát ĐCCT nhà B thuộc t ổ h ợp Nhà ở c ủa
công ty Dệt Kim-Đông Xuân, Hà Nội
- Kết luận: Thành quả đồ án đạt được, những khó khăn, thuận l ợi và nh ững
kiến nghị cần thiết.
Tuy nhiên, do kiến thức chuyên môn cũng nh ư kinh nghi ệm th ực
tế còn hạn chế nên bản đồ án này khó tránh kh ỏi những thi ếu sót, r ất mong
được sự góp ý của các thầy cô và các bạn. Qua đây em xin chân thành cảm ơn
thầy giáo Tô Xuân Vu cùng các thầy cô trong Bộ môn Địa ch ất công trình đã t ận
tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn.!
Nguyễn Khắc Dũng
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
Ch¬ng I
§¸NH GI¸ §IÒU KIÖN §CCT NHµ C THUéC C¤NG TY DÖT KIM §¤NG XU
¢N Hµ NéI
I. VÞ trÝ, ®Þa h×nh khu vùc kh¶o s¸t:
Khu vùc x©y dùng lµ khu nhµ C, thuéc khu x©y dùng c«ng ty DÖt kim
§«ng Xu©n Hµ Néi, ®Þa h×nh khu vùc x©y dùng b»ng ph¼ng, thuËn lîi cho viÖc
tËp kÕt nguyªn vËt liÖu vµ thi c«ng c«ng tr×nh.
II. §Æc ®iÓm ®Þa tÇng vµ tÝnh chÊt c¬ lý cña c¸c líp ®Êt:
Theo tµi liªu khoan hiÖn trêng kÕt hîp víi tµi liÖu trong phßng. §Þa tÇng khu
vùc kh¶o s¸t gåm 6 líp theo thø tù tõ trªn xuèng nh sau:
Líp 1: §Êt san lÊp - c¸t lÉn bª t«ng,g¹ch vôn.
Líp 2: SÐt pha mµu n©u hång, tr¹ng th¸i dÎo mÒm.
Líp 3: SÐt pha lÉn h÷umµu x¸m ®en,tr¹ng th¸i dÎo ch¶y.
Líp 4: SÐt mµu n©u ®á tr¹ng th¸i dÎo cøng.
Líp 5: C¸t h¹t nhá mµu x¸m xanh,x¸m vµng,tr¹ng th¸i chÆt võa
Líp 6: Cuéi sái mµu x¸m,x¸m tr¾ng,x¸m vµng,tr¹ng th¸i rÊt chÆt
Trong qu¸ tr×nh xö lý kÕt qu¶ thÝ nghiÖm, c¸c chØ tiªu søc chÞu t¶i quy íc
(Ro) vµ m«®un tæng biÕn d¹ng (Eo) ®îc tÝnh theo tiªu chuÈn TCXD-45-78, cô thÓ
nh sau:
*Søc chÞu t¶i quy íc:
Ro = m.[( A.b + B.h ).γ + c.D ] (2.1)
Trong ®ã:
Ro: Søc chÞu t¶i quy íc(T/m2)
A,B,C hÖ sè kh«ng thø nguyªn, phô thuéc vµo gãc ma s¸t trong cña ®Êt (tra
b¶ng2.2)
m: HÖ sè lµm viÖc . m=1
b : ChiÒu réng mãng quy íc: b=1(m)
h : ChiÒu s©u tr«n mãng quy íc: h=1(m)
γ : Khèi lîng thÓ tÝch tù nhiªn cña ®Êt (T/m3)
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
c : Lùc dÝnh kÕt cña ®Êt (T/m2)
* M«®un tæng biÕn d¹ng:
Eo= β.mk
Trong ®ã:
β : hÖ sè xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn në h«ng h¹n chÕ, phô thuéc vµo tõng lo¹i ®Êt
(tra b¶ng).
- hÖ sè xÐt ®Õ ®iÒu kiÖn në h«ng h¹n chÕ, vµ ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng
thøc:
, thêng nhËn c¸c gi¸ trÞ sau:
- C¸t: = 0,76;
- C¸t pha: = 0,72;
- SÐt pha: = 0,57;
- SÐt: = 0,43;
- hÖ sè në h«ng;
- hÖ sè rçng cña ®Êt øng víi cÊp ¸p lùc nÐn 1KG/cm2;
- hÖ sè nÐn lón øng víi cÊp ¸p lùc 1 – 2KG/cm2;
- hÖ sè chuyÓn ®æi tõ kÕt qu¶ tÝnh E theo thÝ nghiÖm nÐn mét trôc trong
phßng ra kÕt qu¶ tÝnh Eo theo thÝ nghiÖm nÐn tÜnh ngoµi trêi.Víi ®Êt cã tr¹ng
th¸i tõ dÎo ch¶y tíi ch¶y, = 1. §Êt cã tr¹ng th¸i tõ dÎo mÒm tíi cøng th× ®îc x¸c
®Þnh theo b¶ng 2.3.
Lo¹i øng víi e
®Êt 0,45 0,55 0,65 0,75 0,85 0,95 1,05
C¸t pha 4,0 4,0 3,5 3,0 2,0 - -
SÐt
5,0 5,0 4,5 4,0 3,0 2,5 2,0
pha
SÐt - - 6,0 6,0 5,5 5,5 4,5
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
§Æc tÝnh x©y dùng cô thÓ cña tõng líp ®Êt trong khu vùc kh¶o s¸t t¹i lç
khoan HK4 &HK5 nh sau:
*Líp 1: §©y lµ líp ®Êt san lÊp-c¸t lÉn bª t«ng,g¹ch vôn. Thµnh phÇn cña
líp lµ c¸t lÉn bª t«ng,g¹ch vôn. BÒ dµy cña líp thay ®æi tõ 1,5 m (HK5) ®Õn 2,2 m
(HK4), trung b×nh lµ 1,85m. Do chiÒu dµy cña líp máng, kh«ng cã ý nghÜa vÒ
mÆt x©y dùng nªn kh«ng tiÕn hµnh lÊy mÉu thÝ nghiÖm.
*Líp 2: §Êt sÐt pha, mµu n©u hång, tr¹ng th¸i dÎo mÒm.
Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK5 & HK4 trªn diÖn tÝch khu vùc kh¶o s¸t.
ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu ë ®é s©u 1,5 (HK5) ®Õn 2,2m (HK4) vµ chiÒu
s©u líp kÕt thóc tõ 6,0m (HK5) ®Õn 6,5 (HK4). ChiÒu dµy líp biÕn ®æi tõ 4,3
m(HK4) ®Õn 4,5m (HK5), trung b×nh lµ 4,4m
Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy
trong b¶ng sau:
STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞTB
1 §é Èm tù nhiªn W % 31,2
2 Khèi lîng thÓ tÝch tù γ g/cm3 1,875
nhiªn
3 Khèi lîng thÓ tÝch kh« γc g/cm3 1,43
4 Khèi lîng riªng ∆ g/cm3 2,7
5 HÖ sè rçng tù nhiªn eo 0,89
6 §é lç rçng n % 47,04
7 §é b·o hoµ G % 94,65
8 Giíi h¹n ch¶y Wl % 34,9
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
9 Giíi h¹n dÎo Wp % 22,6
10 ChØ sè dÎo Ip % 12,3
11 §é sÖt IS 0,70
12 Lùc dÝnh kÕt C kG/cm2 0,19
13 Gãc ma s¸t trong ϕ ®é 11o16
14 HÖ sè nÐn lón a 1-2 cm2/kG 0,0395
15 Søc chÞu t¶i quy íc Ro kG/cm2 4,77
16 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 76,36
Trong ®ã ¸p lùc tÝnh to¸n tiªu chuÈn ®îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau:
Víi =11o16 suy ra A=0,21;B=1,86;C=4,33
=1.(0,21.1+1,86.1).1,91+4.33.0,19=4,77 kG/cm2
V× ®Êt lµ sÐt pha nªn tra b¶ng 2.3 ta ®îc: = 2.8, = 0.57
=0.57.2.8.(1+0,89)/0,0395=76,36 KG/cm2
* Líp 3: SÐt pha lÉn h÷u c¬ m¸u x¸m ®en,tr¹ng th¸i dÎo ch¶y
Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4& HK5. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu
ë ®é s©u 6,0m (HK5) vµ 6,5m (HK4), chiÒu s©u kÕt thóc 25,6m (HK4) vµ 26,8m
(HK5) , chiÒu dµy trung b×nh 19,95m.
Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy
trong b¶ng sau:
STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞ TB
1 §é Èm tù nhiªn W % 42,16
2 Khèi lîng thÓ tÝch tù γ g/cm3 1,64
nhiªn
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
3 Khèi lîng thÓ tÝch kh« γc g/cm3 1,15
4 Khèi lîng riªng ∆ g/cm3 2,67
5 HÖ sè rçng tù nhiªn eo 1,31
6 §é lç rçng n % 65,69
7 §é b·o hoµ G % 85,77
8 Giíi h¹n ch¶y Wl % 44,96
9 Giíi h¹n dÎo Wp % 32,32
10 ChØ sè dÎo Ip % 12,64
11 §é sÖt IS 0,78
12 Lùc dÝnh kÕt C kG/cm2 0,09
13 Gãc ma s¸t trong ϕ ®é 6o5
14 HÖ sè nÐn lón a 1_2 cm2/kg 0,074
15 Søc chÞu t¶i quy íc Ro kG/cm2 2,8
16 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 44,3
ϕ=6o5 tra b¶ng 2.2 suy ra A=0,101;B=1,396;D=3.94
Thay sè vµo (2.1) suy ra Ro =2,8 kG/cm2
V× ®Êt lµ sÐt pha nªn tra b¶ng 2.3 ta ®îc: = 2,49; = 0,57
Suy ra m« ®un tæng biÕn d¹ng Eo =44,3 kG/cm2
* Líp 4: §Êt sÐt mµu n©u ®á,tr¹ng th¸i dÎo cøng.
Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu ë ®é
s©u 25,6m (t¹i HK4),chiÒu s©u líp kÕt thóc 27,0m.Trung b×nh lµ 1,4m
Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy
trong b¶ng sau:
STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ Gi¸ trÞ TB
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
1 §é Èm tù nhiªn W % 29,75
2 Khèi lîng thÓ tÝch tù γw g/cm3 1,895
nhiªn
3 Khèi lîng thÓ tÝch kh« γc g/cm3 1,46
4 Khèi lîng riªng ∆ g/cm3 2,715
5 HÖ sè rçng tù nhiªn eo 0,86
6 §é lç rçng N % 46,20
7 §é b·o hoµ G % 94,03
8 Giíi h¹n ch¶y Wl % 41,8
9 Giíi h¹n dÎo Wp % 24,2
10 ChØ sè dÎo Ip % 17,6
11 §é sÖt IS 0,82
12 Lùc dÝnh kÕt c kG/cm2 0,275
13 Gãc ma s¸t trong ϕ ®é 16o53
14 HÖ sè nÐn lón a 1-2 cm2/kg 0,02
15 Søc chÞu t¶i quy íc Ro kG/cm2 7,39
16 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 219,94
ϕ=16o53 tra b¶ng 2.2 suy ra A=0,426;B=2,71;D=5,29
Thay sè vµo (2.1) suy ra Ro =7,39 kG/cm2
V× ®Êt sÐt nªn tra b¶ng 2.3 ta ®îc: = 5,5; = 0,43
Suy ra m« ®un tæng biÕn d¹ng Eo =219,94 kG/cm2
*Líp 5: C¸t h¹t nhá mµu x¸m xanh,x¸m tr¾ng,x¸m vµng,tr¹ng th¸i rÊt chÆt.
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4 & HK5. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu
ë ®é s©u 26,8m(HK5) ®Õn 27,0m(HK4), chiÒu s©u líp kÕt thóc 39,5m(HK4)
®Õn 39,8m(HK5) . ChiÒu dµy lµ 5,4m.
§èi víi c¸t , gi¸ trÞ R 0 dùa vµo TCVN 45-78 b¶ng 11.7 vµ E 0 dùa
theo T.P.Tasios,A.G.Anagnostoponlos :
E 0 =a+C(N+6)
Víi : a=40 khi N>15
a=0 khi N15 suy ra a=40
E 0 =40+3,5.(26+6)=152 kG/cm2
Trong líp nµy, ta lÊy 2 mÉu thÝ nghiÖm. C¸c gi¸ trÞ chØ tiªu c¬ lý tr×nh bµy
trong b¶ng sau:
Ro dùa vµo b¶ng 1.4 tiªu chuÈn 45-78 cho ®Êt rêi: suy ra Ro =4/3 kG/cm2
Gi¸ trÞ
STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ
TB
1 Thµnh phÇn h¹t P %
>10
10-5
5-2
2-1
1-0.5 1.6
0.5-0.25 46.2
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
0.25-0.1 41.5
0.1-0.05 9.8
0.05-0.01 0.9
4 Khèi lîng riªng ∆ g/cm3 2.65
5 Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn N Sè bóa/30cm 26
6 Søc chÞu t¶i quy íc Ro kG/cm2 4/3
7 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 152
*Líp 6: Cuéi sái mµu x¸m,x¸m tr¾ng,x¸m vµng,tr¹ng th¸i rÊt chÆt.
Líp nµy cã mÆt t¹i lç khoan HK4 & HK5. ChiÒu s©u líp ph©n bè b¾t ®Çu
ë ®é s©u 39.5m(HK4) ®Õn 39.8m(HK5), chiÒu s©u líp kÕt thóc
45m(HK4)&(HK5) . ChiÒu dµy lµ 5.35m.
Gia trÞ xuyªn tiªu chuÈn SPT N>100
Nh vËy tÇng cuéi sái cã mo ®un tæng biÕn d¹ng rÊt lín.
Ap lùc tÝnh to¸n tiªu chuÈn:tra trong tiªu chuÈn x©y dùng 45-78(b¶ng 1.4) ta ®îc
Ro=6.0 kG/cm2
Gi¸ trÞ
STT C¸c chØ tiªu c¬ lý Ký hiÖu §¬n vÞ
TB
1 Thµnh phÇn h¹t P %
>10 35.0
10-5 17.0
5-2 11.2
2-1 20.6
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
1-0.5 11.2
0.5-0.25 3.0
0.25-0.1 2.0
0.1-0.05
0.05-0.01
4 Khèi lîng riªng ∆ g/cm3 2.65
5 Gi¸ trÞ xuyªn tiªu chuÈn N Sè bóa/30cm 105
6 Søc chÞu t¶i quy íc kG/cm2 6.0
7 M«®un tæng biÕn d¹ng Eo kG/cm2 >>
III. §Æc ®iÓm ®Þa chÊt thuû v¨n khu vùc kh¶o s¸t:
Níc díi ®Êt ë khu vùc x©y dùng tån t¹i trong líp ®Êt lÊp vµ trong c¸c
trÇm tÝch h¹t rêi.Mùc níc dao ®éng theo mïa.t¹i thêi ®iÓm kh¶o s¸t
mùc ®o ®îc trong líp ®Êt c¸ch mÆt ®Êt tõ 0.8 ®Õn 1.0m.Nguån
cung cÊp lµ níc ma,níc th¶i sinh ho¹t.Trong giai ®o¹n kh¶o s¸t cha lÊy
mÉu ®Ó ph©n tÝch thµnh phÇn hãa häc cña níc
CHƯƠNG 2
DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Vấn đề địa chất công trình là vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh t ế
cũng như khả năng xây dựng và sử dụng công trình, phát sinh do điều kiện địa
chất công trình không đáp ứng được các yêu cầu làm việc bình th ường c ủa công
trình. Vấn đề địa chất công trình không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố của điều
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
kiện địa chất công trình tồn tại một cách khách quan, mà còn ph ụ thuộc vào lo ại
cũng như đặc điểm và quy mô công trình cụ thể.
Khi khảo sát địa chất công trình, việc dự báo các vấn đề địa ch ất công
trình có ý nghĩa rất quan trọng. Nó cho phép biết được những vấn đề bất lợi của
điều kiện địa chất công trình đến việc xây dựng một công trình c ụ th ể, t ừ đó có
thể đưa ra các giải pháp thích hợp để khắc phục, đảm b ảo công trình xây d ựng
kinh tế và ổn định lâu dài.
2.1 Đặc điểm của công trình xây dựng.
Công trình xây dựng là công trình thuộc Công ty Dệt Kim-Đông Xuân Hà Nội
Thông số kỹ thuật của công trình như sau: Nhà 9 tầng có tải trọng 380 tấn/trụ.
Diện tích khu xây dựng là 19,5m x 34,5m.
2.2 Phân tích khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình.
Với điều kiện ĐCCT của khu vực xây dựng, quy mô và t ải tr ọng công trình,
trong quá trình thi công và sử dụng công trình có th ể phát sinh một s ố v ấn đ ề
ĐCCT sau:
2.2.1 Vấn đề sức chịu tải của đất nền : Khi công trình xây dựng trên nề
đất có sức chịu tải thấp, đất nền sẽ không đáp ứng được điều ki ện làm viêc
bình thường của công trình. Việc đánh giá khả năng chịu tải của đất n ền c ần
gắn liền với quy mô kết cấu công trình. Kết quả đánh giá kh ả năng ch ịu t ải c ủa
các lớp đất là cơ sở để lựa chọn giải pháp kết cấu móng và lớp đặt móng cho
công trình.
2.2.2 Vấn đề biến dạng của đất nền : Công trình xây dựng trên đất nền,
đặc biệt là đất nền có sức chịu tải thấp, thường phát sinh biến dạng lún. Biến
dạng lún của đất nền nếu vượt quá giới hạn cho phép thì sẽ gây biến dạng và
hư hỏng công trình. Việc đánh giá khả năng biến dạng lún đặc bi ệt là lún không
đều, có ý nghĩa rất quan trọng trong việc tìm kiếm giải pháp kết cấu tốt nhất,
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
đảm bảo sự ổn định lâu dài và làm việc bình thường của công trình. Để đánh giá
đặc điểm và khả năng lún của công trình cần đánh giá quá trình biến dạng lún
theo thời gian. Kết quả đánh giá biến dạng lún theo th ời gian cho phép xác đ ịnh
tiến độ và thứ tự thi công công trình hợp lý.
2.2.3 Vấn đề nước chảy vào hố móng : Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ đã
quan trắc thấy mực nước ngầm nằm rất gần mặt đất 0,8m-1m, do đó trong quá
trình thi công móng sẽ phát sinh hiện tượng nước chảy vào hố móng gây cản trở
quá trình thi công móng.
Kết quả khảo sát ĐCCT dự báo đúng đắn các vấn đề ĐCCT có th ể phát sinh, đó
là cơ sở để lựa chọn giải pháp thiết kế cũng như biện pháp công trình hợp lý.
2.3 Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình.
Việc tính toán dự báo các vấn đề ĐCCT phụ thuộc vào đặc điểm công trình và
giải pháp về móng công trình. Vì vậy trước khi tính toán dự báo cần phải luận
chứng giải pháp móng và thiết kế sơ bộ móng công trình để việc tính toán d ự
báo được cụ thể, chính xác đối với công trình.
2.3.1 Luận chứng giải pháp móng công trình.
Dựa vào mặt cắt ĐCCT tuyến HK2 – HK5 , HK5 – HK6 và sơ đồ bố trí các công
trình thăm dò ở giai đoạn khảo sát sơ bộ, tôi chọn địa tầng hố khoan HK5 làm
cơ sở tính toán cho khu nhà B.
Địa tầng HK2 mô tả từ trên xuống dưới như sau:
Lớp 1 (0,0-2,2m) :Đất lấp (cát lẫn bê tông,gạch vụn)
Lớp 2 (2,2-7,0m): Sét pha màu nâu hông, trạng thái dẻo mềm
Lớp 3 ( 7,0-24,8) : Sét pha màu xám đen lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo chảy
Lớp 4 (24,8-27,6) : Sét nâu đỏ trạng thái dẻo cứng
Lớp 5( 26,6-40) :Cát hạt nhỏ xám xanh đến xám vàng trạng thái chặt vừa
Lớp 6 (40-45) :Cuội sỏi màu xám trắng đến xám vàng, trạng thái rất chặt
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
Đối với khu nhà 9 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 380T/trụ) thì các lớp đất phía
trên đều không chịu được tải trọng của công trình, ho ặc là chi ều dày l ớp không
lớn. thì giải pháp móng nông là không hợp lý về mặt kỹ thuật, khả năng bi ến
dạng của công trình là rất cao. Còn nếu dung giải pháp móng c ọc khoan nh ồi thì
không hợp lý về mặt kinh tế. Vì vậy tôi quyết định chọn giải pháp móng cọc đài
thấp, cọc ma sát làm bằng bê tông cốt thép (BTCT) được ch ế tạo sẵn, thi công
bằng phương pháp ép tĩnh
Cọc BTCT có những ưu điểm sau:
• Đáp ứng được những yêu cầu của công trình có tải trọng lớn, h ạn ch ế
được hiện tượng lún đặc biệt là lún không đều.
• Thi công được trong mọi điều kiện ĐCCT và ĐCTV.
• Tránh được rung động và lún tới công trình lân cận.
Móng cọc BTCT có nhưng ưu điểm sau :
Đáp ứng được những yêu cầu của công trình có tải trọng lớn và chi ều dài
lớn ( hạn chế được độ lún đặc biệt là lún lệch ).
Thi công được trong mọi điều kiện ĐCCT và ĐCTV.
Tránh được rung động và lún tới công trình lân cận.
Dựa vào địa tầng và tải trọng công trình tôi quy ết đ ịnh đ ặt mũi c ọc t ại l ớp
5.Cọc sẽ cắm sâu vào lớp 5 là 2,2m.Như vậy độ sâu thiết kế là 29m.Đáy đài đ ặt
ở độ sâu 1,5m,cọc ngàm vào đài 0,5m vì thế chiều dài cọc là 28m.
2.3.2. Thiết kế và tính toán sơ bộ móng cọc bê tông cốt thép
Xác định sơ bộ kích thước cọc:
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
Căn cứ vào điều kiện ĐCCT và tải trọng công trình 380T/trụ, ta dùng c ọc
ma sát cấu tạo bằng bê tông cốt thép đúc sẵn, ti ết di ện 30ì30cm. Chi ều dài c ọc
28m, bê tông mac 300
Cốt thép dọc chịu lực là loại thép CT3 (nhà dân dụng) số lượng 4 thanh,
đường kính 20mm (ệ20). Cốt thép đai đường kính ệ8. Các đoạn c ọc n ối v ới
nhau bằng bản thép dầy và được hàn bằng bản mã điện.
Cọc ngàm vào đài 0,5m, bề dầy đài 1,5m, đáy đài ở độ sâu 1,5m tính từ
bề mặt công trình, mũi cọc cắm ở độ sâu thiết kế 29m và c ắm sâu vào l ớp 5 là
2,2m. chieu dai coc 28
Xác định sức chịu tải tính toán của cọc.
• Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
(2.1)
PVL - Sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc (T)
m - Hệ số điều kiện là việc của cọc, lấy m = 0,9
- Hệ số xét đến ảnh hưởng của uốn dọc trục = 1
Rbt - Cường độ chịu nén dọc trục của bê tông Rbt= 1300 ( T/m2 );
Rct - Cường độ chịu nén tính toán của cốt thép. có Rct= 21000 ( T/m2 )
Fct - Diện tích tiết diện cốt thép
Fct= 4.r2 = 4.3,14.(0,02/2)2 = 0,00126 (m2)
Fbt - Diện tích tiết diện của bêtông với
Fbt= 0,3.0,3 – 0,00126 = 0,0774 (m2)
Thay số vào công thức (2.1) ta được :
Pvl = 0,9.1.(1300.0,0774 + 21000.0,00126) = 114,372(T)
Pvl = 114,372(T)
• Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ chịu tải của đất nền
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
Giả thiết ma sát xung quanh thân cọc phân bố đều trong phạm vi lớp đất
theo chiều sâu và trên tiết diện ngang của cọc. Sức ch ịu t ải c ủa c ọc theo c ường
độ chịu tải của nền đất xác định theo công thức.
(2.2)
Pđất - sức chịu tải của cọc theo đất nền ( T )
m - Hệ số điều kiện làm việc (chọn m = 0,9)
α1 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc. Tra bảng3.2 (Sách cơ
đất nền móng) cho lớp sét pha ta được α1= 0,9;
α2 - Hệ số kể đến ma sát giữa cọc và đất nền, thông thường lấyα 2 = 1.0
α3 - Hệ số kể đến ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc tới sức chịu tải của
nền đất tại mũi cọc (Đóng cọc dẫn bịt đầu không xói và không lấy đất bên trong
có sỏi) tra bảng3.4 (Sách cơ đất nền móng) lấy α 3 = 0,7
U - chu vi tiết diện ngang của cọc, U = 4.0,3 = 1,2 (m)
τi - lực ma sát giới hạn trung bình của mỗi lớp đất
li - chiều dày của mỗi lớp đất cọc xuyên qua (m)
F - diện tích tiết diện cọc, F = 0,3.0,3 = 0,09 (m2)
- cường độ giới hạn đơn vị trung bình của lớp đất dưới mũi cọc = 364(T/m 2)
(do tỳ lên lớp 5- cát hạt nh theo bảng tra 3.6 trang 68 sách giáo trình nền và móng
– trường Đại Học Mỏ - Đại Chất ).
Khi xác định ma sát thành bên i theo cách tra bảng. Sự phân chia và tính
toán ma sát quanh cọc được thể hiện trong bảng 2.1
Bảng 2.1.Bảng kết quả tính toán lực ma sát trung bình
Lớp chiều sâu Độ sệt τi li (m) τi.li (T/m)
TB(m) (T/m2)
2 3.75 0.7 0.475 4.5 2.137
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
3 16.4 0,78 1.456 20.8 30.28
5 33.3 6.43 13 83.59
Tổng 116.007
Thay số vào công thức (2.2), ta có:
Pdat=0,7.0,9 (0,9 .1 .1,2 .116,007 + 0,7.0,09 .364) = 93.38 (T)
Vậy Pdat = 93,38(T)
So sánh 2 giá trị : Pvl, Pđn ta thấy :
PVL = 114,372(T)> Pdat= 93.38 (T)
Để đảm bảo an toàn cho công trình tôi chọn sức chịu tải của c ọc theo giá tr ị tính
toán Pdat= Ptt = 93.38 (T)
Tính toán đài cọc, số cọc trong đài
• Xác định sơ bộ kích thước đài
ở cùng độ sâu, ứng suất úz do nhóm cọc (đứng gần nhau) gây ra lớn hơn
nhiều ứng suất σz do cọc đơn gây ra. Và như vậy độ lún của cọc đơn sẽ nh ỏ
hơn độ lún của nhóm cọc khi các cọc chịu cùng tải trọng. Nếu khoảng cách giữa
các cọc càng lớn thì sự khác nhau này càng ít. Để đ ảm bảo tất cả các cọc trong
nhóm cọc làm việc hiệu quả thì khoảng cách giữa hai tim cọc th ỏa mãn đi ều
kiện r ≥ 3b
b - chiều rộng cọc = 0.3m ;
r - khoảng cách giữa hai tim cọc (m) → r = 3.0,3 = 0,9 (m)
Với b = 0,3 m, khi đó ứng suất trung bình dưới đáy đài ( TB) định sơ bộ theo công
thức :
(2.3)
Diện tích sơ bộ đáy đài Fsb(m2) xác định sơ bộ theo công thức:
(2.4)
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
- khối lượng riêng của móng
, giả thiết
h - chiều dày đài là 1,5m
Ntt - tải trọng tính toán tác dụng lên đài, Ntt = n.Ntc
Với: n - hệ số vượt tải, lấy n = 1,2
Ntc - tải trọng tiêu chuẩn của công trình, Ntc = 380 (T).
Vậy tải trọng tính toán tác dụng lên đài là:
Ntt = 1,3.380 = 494 (T)
Thay các giá trị vào công thức (2.4) diện tích sơ bộ của đáy đài:
Cấu tạo đài cọc:
Hình 2.1 : Cấu tạo đài cọc
• Xác định sơ bộ số cọc trong đài
Số lượng cọc trong đài được xác định sơ bộ theo công thức:
(2.5)
nc - số cọc trong đài;
n - hệ số vượt tải n= 1,3
G - trọng lượng của đài và đất phủ trên đài, ta có:
Thay số vào công thức (2.5):
(cọc)
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
Để an toàn ta chọn số cọc là 6 cọc.
• Bố trí cọc trong đài
Khoảng cách giữa các cọc phải bố trí sao cho tải trọng truy ền xu ống mũi
cọc và giữa các cọc là như nhau. Để cọc làm việc không ảnh hưởng đến kh ả
năng chịu lực của nhau, làm việc thành 1 khối, để đảm bảo điều này, theo kinh
nghiệm khoảng cách 2 tâm cọc gần nhất không nhỏ hơn 3 lần đường kính cọc
(hay cạnh) và ≥ 0,7m.Mép ngoài cùng của cọc đến mép đài là 5cm đ ối v ới công
trình dân dụng (khoảng cách a)(theo giáo trình nền và móng)
Số lượng cọc là 6, vậy tôi chọn bố trí cọc theo dạng song song với các kích
thước như sau:
- Khoảng cách hai tâm cọc gần nhau theo chiều dài: 3.b=3.0,3=0.9m
- Khoảng cách hai tâm cọc gần nhau theo chiều rộng: 3.b=3.0,3=0,9m
- Khoảng cách từ mép cọc ngoài cùng đến mép đài là 5cm
→ Cạnh dài của đài cọc có kích thước: 0,3 + 2.0,05 + 2.0,9 = 2,2 (m)
Chiều rộng đài: 0,3 + 2.0,05 + 0,9= 1,3 (m) ( Bố trí cọc dạng song song)
+) Diện tích đáy đài là 2,2.1,3= 2,86 m2
+) Bê tông mác 300 có Rn = 1300 T/m2
+) Cốt thép: thép chịu lực là thép loại CT-3 có Rn= 21000 T/m2
+) Lớp lót đài : bê tông dày10cm
+) Đài liên kết ngàm với cột và cọc thép ở cọc neo trong đài 0,5m
Bố trí cọc như hình vẽ :
es
Hình2.2 : Sơ đồ bố trí cọc trong đài
Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc
Khi cọc chịu tải trọng đúng tâm thì điều kiện là:
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
- Nguyễn Khắc Dũng Lớp ĐCTV- ĐCCT K53
c
q – Trọng lượng của mỗi cọc dưới đáy đài:
qc =γc.L.Fc = γc.L.b2 = 2.5 28 0.32 = 6,3 (T)
γc- Khối lượng thể tích của bê tông, γc= 2,5 T/m3,
Fc - Diện tích của cọc.
L - chiều dài cọc.(m)
P0 - Tải trọng tính toán thực tế của công trình lên mỗi cọc theo ph ương th ẳng
đứng (T)
(2.6)
Có Gđ- khối lượng của đài và đất lấp trên đài:
Thay số vào công thức (2.6), ta được :
→
Tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải của đất nền. V ậy c ọc ch ịu
được tác dụng của tải trọng do công trình truyền xuống.
Kiểm tra cường độ nền đất dưới mũi cọc
Góc mở được xác định theo công thức:α = với(2.7)
φtb - góc ma sát trung bình của các lớp đất xung quanh cọc,
φi - góc ma sát trong lớp thứ i
li - chiều dày lớp thứ i xung quanh cọc.
Bảng 2.2.Bảng xác định
`
Đồ án ĐCCT chuyên môn
nguon tai.lieu . vn
