TIỂU LUẬN CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍMINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNGBỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MÓNG

Trang 2

MỤC LỤC

THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 2B 5

QUY ĐỊNH VỀ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT 5

Trang 3

CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾUGVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA

TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 122

Chọn các thông số tính thiết kế, tính toán 122

Địa chất 122

Vật liệu cọc và đài cọc 122

Chọn các kích thước sơ bộ cho cọc 122

Trang 4

Tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi 122

Sức chịu tải cọc theo vật liệu 122

Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 124

Sức chịu tải cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền 126

Sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT 128

Kết luận sức chịu tải của cọc 129

THIẾT KẾ MÓNG CHO CÔNG TRÌNH 131

Tính toán bố trí mặt bằng móng 131

Chọn số lượng cọc, kích thước móng 131

Thiết kế móng thang máy 134

Kiểm tra sức chịu tải cọc 134

Kiểm tra sức chịu tải cọc theo nhóm cọc 138

Kiểm tra chọc thủng đài cọc 139

Kiểm tra độ lún của móng 140

Kiểm tra ứng suất đất nền dưới mũi cọc 140

Kiểm tra lún khối móng quy ước 144

Tính toán nội lực đài móng 146

Nội lực tính toán 146

Tính toán thép cho móng 151

Kiểm tra cọc chịu tải trọng ngang 154

Tính toán nội lực cọc chịu tải trọng ngang 154

Tính toán kiểm tra cọc 159

Trang 5

n 1n (A  A)2i1

THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 2B QUY ĐỊNH VỀ THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT

Xử lý thống kê địa chất

Hồ sơ khảo sát địa chất phục vụ thiết kế nền móng có số lượng hố khoan nhiều và sốlượng mẫu đất trong một lớp đất lớn Vấn đề đặt ra là những lớp đất này ta phải chọnđược chỉ tiêu đại diện cho nền.

Ban đầu khi khoan lấy mẫu dựa vào sự quan sát thay đổi màu, hạt độ mà ta phân chiathành từng lớp đất.

Theo QPXD 45-78 được gọi là một lớp địa chất công trình khi tập hợp các giá trị có đặctrưng cơ lý của nó phải có hệ số biến động  đủ nhỏ Vì vậy ta phải loại trừ những mẫucó số liệu chênh lệch với giá trị trung bình lớn cho một đơn nguyên địa chất.

Vậy thống kê địa chất là một việc làm hết sức quan trọng trong tính toán nền móng.

Phân chia đơn nguyên địa chất

Hệ số biến động

Chúng ta dựa vào hệ số biến động  phân chia đơn nguyên.Hệ số biến động  được xác định như sau:

 ATrong đó:

A là giá trị trung bình của một đặc trưng, xác định như sau:

A  i  1 n

 là độ lệch toàn phương trung bình, xác định như sau: 

Với: Ai là giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm riêng n là số lần/ số mẫu thí nghiệm.

Quy tắc loại trừ các sai số

Trong tập hợp mẫu của một lớp có hệ số biến động    thì đạt còn ngược lại thì taphải loại trừ các số liệu có sai số lớn.

Trong đó:  là hệ số biến động lớn nhất, tra trong bảng QPXD 45-78 tùy thuộc vào từng loại đặc trưng:

Đặc trưng của đấtHệ số biến động

Trọng lượng riêng 0.05Độ ẩm tự nhiên 0.15Giới hạn Atterberg WL, WP 0.15n

Trang 6

1 n A  A2i

Module biến dạng E 0.3Chỉ tiêu sức chống cắt c,  0.4Cường độ nén một trục 0.4Kiểm tra thống kê, loại trừ số lớn Ai theo công thức sau:Trong đó:

 Ai  vCM

CM ước lượng độ lệch, xác định theo công thức sau:

CM  khi n  25 thì lấy CM  v là chỉ tiêu thống kê phụ thuộc vào số mẫu thí nghiệm n

Đặc trưng tiêu chuẩn

Giá trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trưng của đất là giá trị trung bình cộng của các kết quả thí nghiệm riêng lẻ A (trừ lực dính đơn vị c và góc ma sát ).

Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị và góc ma sát trong được thực hiện theo phươngpháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của ứng suất pháp i và ứng suất tiếpcực hạn i của các thí nghiệm cắt tương

 i1i1i1i1 tgtc  1 nn

       i iii 

 i1i1i1 n  n 2

Trong đó:   n2   i1  i1 

Trang 7

Trong đó: Atclà giá trị đặc trưng đang xét.

Trang 8

n  2n. tg

i1 i   c  tctci2t.

n1n 1

n. i1  tc

n 1n.R Ri1  tc

i2kd là hệ số an toàn về đất.

Với lực dính (c), góc ma sát trong ( ), trọng lương đơn vị (  ) và cường độ chịu nén một trục tức thời có hệ số an toàn đất được xác định như sau:

kd  11

Trong đó:  là chỉ số độ chính xác được xác định dựa vào lực dính (c) và hệ số ma sát (tg ) như sau:

  t .

Để tính toán  , giá trị độ lệch toàn phương trung bình xác định như sau:  

1.n 2 ;    c

 

 i1 i tg 

Với trọng lương riêng  và cường độ chịu nén một trục Rc

  

Trọng đó: t hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy  Khi tính nền theo biến dạng thì  =0.85 Khi tính nền theo cường độ thì  =0.95Số bậc tự do (n-1) đối với

Rn và , (n-2) đối với Cvà

Trang 9

2,492,462,422,39Các đặc trưng tính toán theo TTGH I và TTGH II có giá trị nằm trong một khoảng:

Với lực dính c và góc ma sát trong , với thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước mẫu, số mẫu thí nghiệm 1 (ứng với 3 cặp ,  : n=3) thì chỉ tính giá trị tiêu chuẩn, số mẫu thí nghiệm 2 (ứng với 6 cặp ,  : n=6) thì tiến hành thống kê theo trạng thái giới hạn.Khi tra bảng t lưu ý n-1, n-2.

Sử dụng hàm LINEST trong EXCEL để hỗ trợ thống kê lực dính c và góc ma sat trong 

Khi thống kê các chỉ triêu c,  ban đầu ta phải kiểm tra thống kê với từng cấp áp lực để biết rằng có loại mẫu nào hay không.

LỚP ĐẤT SAN ĐẮP

- Lớp này có 4 mẫu:

 Hố khoan 1 có 1 mẫu: 01-01 Hố khoan 5 có 1 mẫu: 05-01 Hố khoan 8 có 1 mẫu: 08-01 Hố khoan 9 có 1 mẫu: 09-01

Trang 10

Do số lượng mẫu thử nhỏ hơn 6 nên không dùng phương pháp loại trừ mà tính trung bìnhcho các mẫu thử Bên cạnh đó, chỉ tiêu trung bình cũng là chỉ tiêu tiêu chuẩn và chỉ tiêutính toán.

Trọng lượng riêng

STT SỐ HIỆU MẪU t t - tb| (t - tb)2

Ghi chú(kN/m3) (kN/m3) (kN/m3)2

Trang 11

 Hố khoan 4 có 2 mẫu: 04-01, 04-02 Hố khoan 5 có 1 mẫu: 05-02

 Hố khoan 6 có 2 mẫu: 06-01, 06-02 Hố khoan 7 có 2 mẫu: 07-01, 07-02 Hố khoan 8 có 1 mẫu: 08-02

Trang 12

 i1

n 1 n    2itbi1

 0.152

      0.152  0.01    0.05A

v.CM  v.

Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Giá trị tiêu chuẩn

 2.64

  0.387 với (n=15 => v=2.64)tc  1

Trang 13

  tc.1   14.96  1 0.0046  14.89 15.03kN / m3

Trang 14

t. n

n 1 n W  W 2itbi1

Giá trị tiêu chuẩn Wtc =71.80(%)

Kiếm tra thống kê

W 

 1.57

    W  1.57  0.02    0.15A Wtb 71.8

Trang 15

i1

Trang 16

n 1 n WLiLtbW 2i1

15 1  6.926Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Giá trị tiêu chuẩn WLtc =55.77 (%)

Kiểm tra thống kê

WL 

 0.70

    WL  0.70  0.01    0.15A

v.  1 .W  W 2

i

Trang 17

CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU 15 GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA

1  6.926Với (n=15 => v=2.64)

Trang 18

n 1 n WPiPtbW 2i1

Giá trị tiêu chuẩn WPtc =30.79(%)

WP 

 2.060

    WP  2.06  0.07    0.15A

v.  1 .W  W 2

 2.64

Trang 19

Trang 20

n 1.n G  Gsi tb s2i1

Tỷ trọng hạt

Giá trị tiêu chuẩn Gstc=2.662

Gs 

 0.006

  

Av.CM 

GsGstb 

0.006

 0.002    0.01

Trang 21

Gtc  1 .15

15i15 i

Trang 22

Biểu đồ quan hệ c  15

y = 0.0543x + 6.7944R² = 0.493

tg  0.01  0.1875  v  0.4tg tg 0.054



Trang 23

  c

 0.550  0.081  v  0.4c c 6.794

Vậy mẫu có tg , c    0.4

tg  t.tg  1.08 0.1875  0.2025

tg  tgtc.1    0.0541 0.2025  0.043  0.065   2o28' 3o43'

 Hố khoan 3 có 3 mẫu: 03-02, 03-03, 03-05 Hố khoan 4 có 3 mẫu: 04-03, 04-04, 04-05 Hố khoan 5 có 2 mẫu: 05-03, 05-05

 Hố khoan 6 có 4 mẫu: 06-03, 06-04, 06-05, 06-06 Hố khoan 7 có 3 mẫu: 07-03, 07-04, 07-05

 Hố khoan 8 có 2 mẫu: 08-03, 08-04

 Hố khoan 9 có 3 mẫu: 09-02, 09-03, 09-04 Hố khoan 10 có 2 mẫu: 10-02, 10-03

 Hố khoan 11 có 3 mẫu: 11-03, 11-04, 11-05

Trọng lượng riêng

Bảng thống kê

Trang 24

STT SỐ HIỆU t t - tb| (t - tb)2

Ghi chúMẪU (kN/m3) (kN/m3) (kN/m3)2

Trang 25

32 1  2.519

1  2.519n

1 .n   2

itbi1

 0.285

  

A tb

 0.285  0.016    0.0517.48

v.CM  v.



2.98  0.850 với (n=32 => v=2.98)tc  1 32

Trang 26

   1.05 0.0016  0.00303 32

Trang 27

CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT GVHD: TS LÊ TRỌNG

II  tc.1    17.481 0.00303  17.43 17.53kN / m3

Độ ẩm W

STT SỐ HIỆUMẪU

Trang 28

n 1 n W  W 2itbi1

W 

 2.530

    W  2.530  0.07    0.15A

v.CM 

1 nn

Wtc  1 32 W

Trang 29

Trang 30

Giá trị tiêu chuẩn WLtc =51.38(%)

WL 

 3.720

    WL  3.72  0.07    0.15A

v.  1 .W  W 2 

n i1 Li LtbVới (n=32 => v=2.98)Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Wtc  1 32

32 i32W  51.38 (%)

Trang 31

-WPtb)2 Ghi chú

Trang 33

 2.560

    WP  2.56  0.08    0.15A

v.  1 .W  W 2 

n i1 Pi PtbVới (n=32 => v=2.98)Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Wtc  1 3232 i32

WPi

Trang 34

20 7-3 2.69 0.001 0.000001 Nhận

Trang 35

n 1.n G  Gsi tb s2i1

Giá trị tiêu chuẩn Gstc =2.691

Gs 

 0.003

    Gs  0.003  0.001    0.01A

v.CM 

Gstb 2.691

 2.98

 0.008 với (n=32 => v=2.98)Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Trang 36

2 1-5 75.4 200 15 6-5 64.3 200

Trang 37

Trang 38

 kPa) 200 250 300 350tgtc 0.228

tgtc  0.228  tc  12o50' 

tg 

0.014  0.061  v  0.4tg tg 0.228

  c

 3.00  0.107  v  0.4c c 27.956

Vậy mẫu có tg , c    0.4

Trang 39

tgII  tgtc.1 tg   0.2281 0.0646  0.213  0.243 II  12o02'13o40'

Trang 40

 Hố khoan 3 có 4 mẫu: 03-06, 03-07, 03-13, 03-20

 Hố khoan 4 có 7 mẫu: 04-06, 04-07, 04-08, 04-09, 04-16, 04-17, 04-18

 Hố khoan 5 có 9 mẫu: 07, 08, 09, 12, 17, 18, 19, 20, 22

05- Hố khoan 6 có 10 mẫu: 06-07, 06-08, 06-10, 06-11, 06-12, 06-13, 06-19, 06-20,06-21, 06-22

 Hố khoan 7 có 12 mẫu: 07-06, 07-07, 07-08, 07-09, 07-10, 07-14, 07-15, 07-20,07-21, 07-22, 07-23, 07-24

 Hố khoan 8 có 7 mẫu: 08-05, 08-07, 08-08, 08-15, 08-16, 08-17, 08-22

 Hố khoan 9 có 10 mẫu: 09-05, 09-06, 09-07, 09-08, 09-09, 09-13, 09-16, 09-17,09-18, 09-20

 Hố khoan 10 có 12 mẫu: 10-04, 10-05, 10-06, 10-07, 10-08, 10-14, 10-15, 10-16,10-19, 10-20, 10-21, 10-22

Trang 41

Trang 43

Trang 44

104 1  4.786

104  4.786n

1 .n   2

itbi1

t. n

 

 0.216

  

A 

 0.216  0.011    0.0519.28

v.CM  v.



3.15  0.679 với (n=104 => v=3.15)

tc  1 104

104 i104

Trang 45

Trang 47

Trang 48

n 1 n W  W 2itbi1

W 

 1.02

    W  1.02  0.05    0.15A

v.CM 

1 nn

2

Trang 49

104 i104

 21.51 (%)

Trang 51

Trang 53

Giá trị tiêu chuẩn WLtc =25.19(%)

WL 

 1.16

    WL  1.16  0.05    0.15A

v.  1 .W  W 2 

n i1 Li LtbVới (n=104 => v=3.15)Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Wtc  1 104 104i104

WLi

Trang 54

16 3-7 20.55 0.208 0.043 Nhận

Trang 55

Trang 57

WP 

 0.50

    WP  0.50  0.02    0.15A

v.  1 .W  W 2 

n i1 Pi PtbVới (n=104 => v=3.15)Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Wtc  1 104 104i104

 20.34 (%)

SỐ HIỆU Gs |Gs- Gstb| (Gst - Gstb)2

Trang 58

STT MẪU - - - Ghi chú

Trang 59

Trang 61

n 1.n G  Gsi tb s2i1

Gs 

 0.005

Trang 62

1 .nG  Gsi tb s2i1

104  0.003  

Av.CM 

GsGstb 

0.005

 0.002    0.01

 3.15

 0.016 với (n=104 => v=3.15)

Trang 63

Trang 65

Trang 66

y = 0.4886x + 8.1092R² = 0.8143

 kPa) 100 120 140 16042 6-20 36.867.1 10050 88 11-8 29.453.3 10050

tg  0.014

 0.0293  v  0.4tg tg 0.489

  c

 1.548  0.191  v  0.4c c 8.11

Vậy mẫu có tg , c    0.4

=> Tập hợp mẫu được chọn.



Trang 67

Với TTGH I thì xác suất độ tin cậy  =0.95 Tra bảng ta được (n-2=104-2=102) t = 1.67

- Góc ma sát I

Trang 68

tg  t.tg  1.67  0.0293  0.049

tg  tgtc.1    0.4891 0.049  0.465  0.513   24o56' 27o10'

tg  t.tg  1.05 0.0293  0.0308

tg  tgtc.1    0.4891 0.0308  0.474  0.504   25o22' 26o45'

Trang 69

Trang 71

i1

1.4.69373 1

1 4.69373n

1 .n   2

itbi1

A 

 0.255  0.013    0.0519.17

v.CM  v.

 3.15  0.084 với (n=73 => v=3.15)

tc  1 73

  tc.1   19.17 1 0.00164  19.14 19.2kN / m3

Độ ẩm W

Trang 72

7 1-20 18.57 0.705 0.498 Nhận

Trang 73

Trang 74

n 1 n W  W 2itb

Trang 75

Av.CM 

1 nn

Trang 77

n 1.n G  Gsi tb s2i1

Gs 

 0.004

    Gs  0.004  0.001    0.01A

v.CM 

Gstb 2.667

 3.15



0.012 với (n=73 => v=3.15)Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Trang 78

19

Trang 79

Trang 80

y = 0.6841x + 5.8105R² = 0.9679

500

Trang 81

 

tg  0.013

 0.0184  v  0.4tg tg 0.684

  c

 1.363  0.234  v  0.4c c 5.81

Vậy mẫu có tg , c    0.4

Trang 82

6 2-21 18.14 0.170 0.029 Nhận

Trang 83

Trang 84

 i

n 1 n    2itbi1

 0.353

      0.353  0.02    0.05A

v.CM  v.

 3.06

  1.081 với (n=39 => v=3.06)tc  1

Trang 85

   1.05 0.0053  0.003339

  tc.1    17.97 1 0.0033  17.9118.03kN / m3

Trang 86

Độ ẩm W

Trang 87

W 

 2.580

    W  2.580  0.08    0.15A

v.CM 

1 nn

Wi  Wtb

  3.06   7.906 với (n=39 => v=3.06)i1

Wtc  1 39 W

Trang 88

8 2-23 52.92 0.477 0.228 Nhận

Trang 89

WL 

 3.950

Trang 90

1  592.37    WL  3.95  0.07    0.15

W  W 2

 3.06 

 12.082CM

n i1 Li Ltbvới (n=39 => v=3.06)Vậy mẫu tổng hợp được chọn

Wtc  1 3939 i39

WLi

Trang 91

WP 

 2.470

    WP  2.47  0.08    0.15A

Wtc  1 3939 i39

 31.63 (%)

SỐ HIỆU Gs Gs- Gstb (Gst - Gstb)2

Trang 92

STT MẪU - - - Ghi chú

Trang 93

Trang 94

n 1.n  G  Gsi tb s2i1

Giá trị tiêu chuẩn Gstc =2.703(kN/m3)

Gs 

 0.004

  

v.CM 

GsGstb 

0.004

 0.002    0.01

 3.06



0.012 với (n=39 => v=3.06)