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

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 Tham khảo luận văn - đề án 'luận văn đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà b thuộc tổ hợp...

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

MỞ ĐẦU

Đất nước ta đang trên đà phát triển, xu thế quốc tế hóa toàn cầu hóa đã và đangdiễn ra rộng khắp về mọi măt đời sống Kéo theo quá trình đô thị hóa diễn ra nhanhchóng đặc biệt là ở Hà Nội, nơi tập chung dân cư đông đúc, nhu cầu xây dựng nhà

ở cả về số lượng quy mô và tính chất là rất lớn đã đặt ra nhiều vấn đề cần phải giảiquyết Tuy nhiên quá trình xây dựng gặp không ít khó khăn Trong những nămgần đây, Hà Nội đang tập trung xây dựng các khu chung cư cao tầng cho phù hợpvới xu hướng phát triển chung của đất nước Để giải quyết vấn đề này thì đòi hỏiphải có sự nghiên cứu một cách tỉ mỉ và chính xác các vấn đề (ĐCCT) đảm bảo vềmặt kinh tế và kỹ thuật cũng như độ bền công trình, hạn chế tới mức tối đa nhưngsai sót trong quá trình thiết kế thi công và khi đưa vào sử dụng công trình

Sau khi học xong môn học “Các phương pháp nghiên cứu và khảo sát ĐịaChất Công Trình” cùng với những kiến thức đã thu nhận, nhằm giúp sinh viêncủng cố, nắm chắc và mở rộng kiến thức áp dụng để giải quyết những vấn đề cụthể sau khi ra làm việc trong thực tế Nhóm chúng e được bộ môn Địa Chất CôngTrình giao cho làm đồ án môn học với đề tài:

“ 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.”

Đồ án môn học khảo sát địa chất công trình có vai trò quan trọng nó giúp chomỗi sinh viên:

 Củng cố những kiến thức đó học về khoa học ĐCCT và những môn học 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 chứng các côngtác khảo sát cho các giai đoạn thiết kế

 Làm cơ sở để sinh viên việc làm đồ án tốt nghiệp sau này đạt kết quả tốt nhất.Sau một thời gian làm đồ án môn học, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sựhướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo Tô Xuân Vu giảng dạy môn Địa chấtcông trình, tôi đã hoàn thành đồ án với những nội dung sau:

- Mở Đầu: Sự cần thiết, ý nghĩa, mục đích, của việc làm đồ án môn học,… tên đồ

Em xin chân thành cảm ơn.!

Nguyễn Khắc Dũng

Chơng I

ĐáNH GIá ĐIềU KIệN ĐCCT NHà C THUộC CÔNG TY DệT KIM ĐÔNG

XUÂN Hà NộI

I Vị trí, địa hình khu vực khảo sát:

Khu vực xây dựng là khu nhà C, thuộc khu xây dựng công ty Dệt kim ĐôngXuân Hà Nội, địa hình khu vực xây dựng bằng phẳng, thuận lợi cho việc tập kếtnguyên vật liệu và thi công công trình

II Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý của các lớp đất:

Theo tài liêu khoan hiện trờng kết hợp với tài liệu trong phòng Địa tầng khuvực khảo sát gồm 6 lớp theo thứ tự từ trên xuống nh sau:

Lớp 1: Đất san lấp - cát lẫn bê tông,gạch vụn

Lớp 2: Sét pha màu nâu hồng, trạng thái dẻo mềm

Lớp 3: Sét pha lẫn hữumàu xám đen,trạng thái dẻo chảy

Lớp 4: Sét màu nâu đỏ trạng thái dẻo cứng

Lớp 5: Cát hạt nhỏ màu xám xanh,xám vàng,trạng thái chặt vừa

Lớp 6: Cuội sỏi màu xám,xám trắng,xám vàng,trạng thái rất chặt

Trong quá trình xử lý kết quả thí nghiệm, các chỉ tiêu sức chịu tải quy ớc (Ro)

và môđun tổng biến dạng (Eo) đợc tính theo tiêu chuẩn TCXD-45-78, cụ thể nh sau:

*Sức chịu tải quy ớc:

Ro = m.[( A.b + B.h ). + c.D ] (2.1)

Trong đó:

Ro: Sức chịu tải quy ớc(T/m2)

A,B,C hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất (trabảng2.2)

m: Hệ số làm việc m=1

b : Chiều rộng móng quy ớc: b=1(m)

h : Chiều sâu trôn móng quy ớc: h=1(m)

 : Khối lợng thể tích tự nhiên của đất (T/m3)

 : hệ số xét đến điều kiện nở hông hạn chế, phụ thuộc vào từng loại đất (trabảng).

β - hệ số xét đế điều kiện nở hông hạn chế, và đợc xác định theo công

m k - hệ số chuyển đổi từ kết quả tính E theo thí nghiệm nén một trục trong

phòng ra kết quả tính Eo theo thí nghiệm nén tĩnh ngoài trời.Với đất có trạng thái từdẻo chảy tới chảy, m k = 1 Đất có trạng thái từ dẻo mềm tới cứng thì m k đợc xác

*Lớp 1: Đây là lớp đất san lấp-cát lẫn bê tông,gạch vụn Thành phần của

lớp là cát lẫn bê tông,gạch vụn Bề dày của lớp thay đổi từ 1,5 m (HK5) đến 2,2 m

(HK4), trung bình là 1,85m Do chiều dày của lớp mỏng, không có ý nghĩa về mặtxây dựng nên không tiến hành lấy mẫu thí nghiệm.

*Lớp 2: Đất sét pha, màu nâu hồng, trạng thái dẻo mềm

Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK5 & HK4 trên diện tích khu vực khảo sát.Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độ sâu 1,5 (HK5) đến 2,2m (HK4) và chiều sâu lớpkết thúc từ 6,0m (HK5) đến 6,5 (HK4) Chiều dày lớp biến đổi từ 4,3 m(HK4) đến4,5m (HK5), trung bình là 4,4m

Trong lớp này, ta lấy 2 mẫu thí nghiệm Các giá trị chỉ tiêu cơ lý trình bàytrong bảng sau:

STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trịTB

Trong đó áp lực tính toán tiêu chuẩn đợc xác định theo công thức sau:

Với ϕ =11o16 suy ra A=0,21;B=1,86;C=4,33

R o=m [( A b+B h ) γ + D c] =1.(0,21.1+1,86.1).1,91+4.33.0,19=4,77 kG/cm2

m

E o=β 1+e0

a1−2 m k

=0.57.2.8.(1+0,89)/0,0395=76,36 KG/cm2

* Lớp 3: Sét pha lẫn hữu cơ máu xám đen,trạng thái dẻo chảy

Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4& HK5 Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độsâu 6,0m (HK5) và 6,5m (HK4), chiều sâu kết thúc 25,6m (HK4) và 26,8m (HK5) ,chiều dày trung bình 19,95m

Trong lớp này, ta lấy 2 mẫu thí nghiệm Các giá trị chỉ tiêu cơ lý trình bày trongbảng sau:

STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB

=6o5 tra bảng 2.2 suy ra A=0,101;B=1,396;D=3.94

Thay số vào (2.1) suy ra Ro =2,8 kG/cm2

Vì đất là sét pha nên tra bảng 2.3 ta đợc: m k = 2,49; β = 0,57

Suy ra mô đun tổng biến dạng Eo =44,3 kG/cm2

* Lớp 4: Đất sét màu nâu đỏ,trạng thái dẻo cứng

Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4 Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độ sâu25,6m (tại HK4),chiều sâu lớp kết thúc 27,0m.Trung bình là 1,4m

Trong lớp này, ta lấy 2 mẫu thí nghiệm Các giá trị chỉ tiêu cơ lý trình bàytrong bảng sau:

STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB

2 Khối lợng thể tích tự

nhiên

=16o53 tra bảng 2.2 suy ra A=0,426;B=2,71;D=5,29

Thay số vào (2.1) suy ra Ro =7,39 kG/cm2

Vì đất sét nên tra bảng 2.3 ta đợc: m k = 5,5; β = 0,43

Suy ra mô đun tổng biến dạng Eo =219,94 kG/cm2

*Lớp 5: Cát hạt nhỏ màu xám xanh,xám trắng,xám vàng,trạng thái rất chặt

Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4 & HK5 Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độsâu 26,8m(HK5) đến 27,0m(HK4), chiều sâu lớp kết thúc 39,5m(HK4) đến39,8m(HK5) Chiều dày là 5,4m

Đối với cát , giá trị R0 dựa vào TCVN 45-78 bảng 11.7 và E0 dựatheo T.P.Tasios,A.G.Anagnostoponlos :

E0 =a+C(N+6)

Với : a=40 khi N>15

a=0 khi N<15

C là hệ số phụ thuộc loại đất xác định theo bảng :

Loại đất Đấtloạisét cát hạtmịn cát hạtvừa cát hạtto sạn sỏicát lẫn sạn sỏilẫn cát

STT Các chỉ tiêu cơ lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị

TB

>1010-55-22-11-0.50.5-0.250.25-0.10.1-0.050.05-0.01

1.646.241.59.80.9

5 Giá trị xuyên tiêu chuẩn N Số búa/30cm 26

*Lớp 6: Cuội sỏi màu xám,xám trắng,xám vàng,trạng thái rất chặt.

Lớp này có mặt tại lỗ khoan HK4 & HK5 Chiều sâu lớp phân bố bắt đầu ở độsâu 39.5m(HK4) đến 39.8m(HK5), chiều sâu lớp kết thúc 45m(HK4)&(HK5) .Chiều dày là 5.35m

Gia trị xuyên tiêu chuẩn SPT N>100

Nh vậy tầng cuội sỏi có mo đun tổng biến dạng rất lớn

Ap lực tính toán tiêu chuẩn:tra trong tiêu chuẩn xây dựng 45-78(bảng 1.4) ta đợc

35.017.011.220.611.23.02.0

5 Giá trị xuyên tiêu chuẩn N Số búa/30cm 105

7 Môđun tổng biến dạng Eo kG/cm2 >>

III Đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực khảo sát:

Nớc dới đất ở khu vực xây dựng tồn tại trong lớp đất lấp và trong các

trầm tích hạt rời.Mực nớc dao động theo mùa.tại thời điểm khảo sát

mực đo đợc trong lớp đất cách mặt đất từ 0.8 đến 1.0m.Nguồn cung

cấp là nớc ma,nớc thải sinh hoạt.Trong giai đoạn khảo sát cha lấy mẫu

để phân tích thành phần hóa học của nớc

CHƯƠNG 2

DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH

Vấn đề địa chất cụng trỡnh là vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh tế cũngnhư khả năng xõy dựng và sử dụng cụng trỡnh, phỏt sinh do điều kiện địa chất cụngtrỡnh khụng đỏp ứng được cỏc yờu cầu làm việc bỡnh thường của cụng trỡnh Vấn đềđịa chất cụng trỡnh khụng chỉ phụ thuộc vào cỏc yếu tố của điều kiện địa chất cụngtrỡnh tồn tại một cỏch khỏch quan, mà cũn phụ thuộc vào loại cũng như đặc điểm

Khi khảo sát địa chất công trình, việc dự báo các vấn đề địa chất công trình

có ý nghĩa rất quan trọng Nó cho phép biết được những vấn đề bất lợi của điềukiện địa chất công trình đến việc xây dựng một công trình cụ thể, từ đó có thể đưa

ra các giải pháp thích hợp để khắc phục, đảm bảo công trình xây dựng 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 NộiThông số kỹ thuật của công trình như sau: Nhà 9 tầng có tải trọng 380 tấn/trụ Diệntích 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 tải trọng công trình, trongquá trình thi công và sử dụng công trình có thể phát sinh một số vấn đề 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 kiện làm viêc bình thườngcủa công trình Việc đánh giá khả năng chịu tải của đất nền cần gắn liền với quy

mô kết cấu công trình Kết quả đánh giá khả năng chịu tải của 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 củađất 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 biệt là lún không đều, có ý nghĩa rấtquan trọng trong việc tìm kiếm giải pháp kết cấu tốt nhất, đảm bảo sự ổn định lâudài và làm việc bình thường của công trình Để đánh giá đặc điểm và khả năng lúncủa công trình cần đánh giá quá trình biến dạng lún theo thời gian Kết quả đánhgiá biến dạng lún theo thời gian cho phép xác định tiến độ và thứ tự thi công côngtrình 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 quátrình thi công móng sẽ phát sinh hiện tượng nước chảy vào hố móng gây cản trởquá trình thi công móng

Kết quả khảo sát ĐCCT dự báo đúng đắn các vấn đề ĐCCT có thể 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 giảipháp về móng công trình Vì vậy trước khi tính toán dự báo cần phải luận chứnggiải pháp móng và thiết kế sơ bộ móng công trình để việc tính toán dự báo được cụthể, 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 côngtrình 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 chặtĐối với khu nhà 9 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 380T/trụ) thì các lớp đất phía trênđều không chịu được tải trọng của công trình, hoặc là chiều dày lớp không lớn thìgiải pháp móng nông là không hợp lý về mặt kỹ thuật, khả năng biến dạng của

lý về mặt kinh tế Vì vậy tôi quyết định chọn giải pháp móng cọc đài thấp, cọc masát làm bằng bê tông cốt thép (BTCT) được chế tạo sẵn, thi công bằng phươngpháp ép tĩnh

Cọc BTCT có những ưu điểm sau:

 Đáp ứng được những yêu cầu của công trình có tải trọng lớn, hạn chế đượchiện 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 chiều 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 quyết định đặt mũi cọc tại lớp5.Cọc sẽ cắm sâu vào lớp 5 là 2,2m.Như vậy độ sâu thiết kế là 29m.Đáy đài đặt 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:

Căn cứ vào điều kiện ĐCCT và tải trọng công trình 380T/trụ, ta dùng cọc

ma sát cấu tạo bằng bê tông cốt thép đúc sẵn, tiết diện 30ì30cm Chiều dài cọc28m, 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 cọc nối với nhaubằng 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 bềmặt công trình, mũi cọc cắm ở độ sâu thiết kế 29m và cắm sâu vào lớp 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

PVL= m ϕ (Rbt Fbt+ Rct Fct) (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

ử- 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

• Xác định sức chịu tải của cọc theo cường độ chịu tải của đất nền

Giả thiết ma sát xung quanh thân cọc phân bố đều trong phạm vi lớp đấttheo chiều sâu và trên tiết diện ngang của cọc Sức chịu tải của cọc theo cường độchịu tải của nền đất xác định theo công thức

(2.2)

P - 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 nềnmóng) 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 đấttại mũi cọc (Đóng cọc dẫn bịt đầu không xói và không lấy đất bên trong có sỏi) trabảng3.4 (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)

R - cường độ giới hạn đơn vị trung bình của lớp đất dưới mũi cọc R =

364(T/m2) (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

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 hơnnhiều ứng suất σz do cọc đơn gây ra Và như vậy độ lún của cọc đơn sẽ nhỏ hơn độlún của nhóm cọc khi các cọc chịu cùng tải trọng Nếu khoảng cách giữa các cọccàng lớn thì sự khác nhau này càng ít Để đảm bảo tất cả các cọc trong nhóm cọclàm việc hiệu quả thì khoảng cách giữa hai tim cọc thỏa mãn điều 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 côngthức :

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:

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:

nc= n Ntc+ G

PTT (2.5)

Khoảng cách giữa các cọc phải bố trí sao cho tải trọng truyền xuống mũi cọc

và giữa các cọc là như nhau Để cọc làm việc không ảnh hưởng đến khả năng chịulực của nhau, làm việc thành 1 khối, để đảm bảo điều này, theo kinh nghiệmkhoảng 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 đối với công trình dândụng (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 thướcnhư 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:

Tải trọng tác dụng lên cọc nhỏ hơn sức chịu tải của đất nền Vậy cọc chịuđược 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 =

Do tải trọng tác dụng phân bố đều trên khối móng quy ước nên khả năng nhổcọc không xẩy ra.

Để đảm bảo đất nền dưới mũi cọc không bị phá hoại (theo tiêu chuẩn xâydựng Việt Nam, nền đất bị coi là phá hoại khi chiều sâu vùng biến dạng dẻo tạimép móng công trình lớn hơn 0,25 lần chiều rộng móng) thì ứng suất do tải trọngcông trình và trọng lượng móng khối quy ước gây ra tại đáy móng khối quy ướckhông được vượt quá sức chịu tải giới hạn của đất nền ở đáy móng khối quy ước.tức là phải thỏa mãn điều kiện:

Ntt - tải trọng tính toán của công trình, Ntc = 80 T;

Fqư - diện tích đáy móng khối quy ước, Fqư = 30.77 m2;

Gqư - trọng lượng móng khối quy ước (T);

Giả thiết khi đóng, đất trong phạm vi móng khối quy ước bị dồn chặt lại vàkhông bị dịch chuyển ra ngoài hay trồi lên Khi đó khối lượng móng khối quy ướcđược xác định theo công thức:

Gqu = Gđ + Qc + Qqu(2.10)

Gđ - khối lượng của đài và đất lấp trên đài,

γtb- Khối lượng thể tích trung bình đất và bê tông nằm trên đáy đài, lấy tb = 2,2T/m3

Thể tích của phần móng khối quy ước bên dưới đáy đài:

A, B, D - hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong của lớp đất dưới đáy móngkhối quy ước, với φtb = 15047’37.44” (tra bảng ) ta được: A=0.352; B=2.402;

D=4.95

b - chiều rộng đáy móng khối quy ước b = 5.115 m

γ- khối lượng thể tích đất dưới đáy móng khối, do đặt vào lớp 5 nên lấy =2,65 (g/cm3)

γ- khối lượng thể tích trung bình của các lớp đất nằm trên đáy móng khối quyước

h - chiều sâu của khối móng quy ước tính tới đầu mũi cọc, hqu=29(m);

c - lực dính kết đơn vị ở đáy móng khối quy ước, c = 0 (T/m2); (lớp dưới mũicọc là cát lẫn sỏi sạn )

Thay số vào công thức (2.11), ta có:

quy

Rgh=1×( 0.352×5.115×2,65+2,402×29×1.7+4.95×0)=123.18(T )

So sánh σtt và Rgh : ta thấy σtt = 61.42(T/m2) < Rgh = 123.18(T/m2 )

Vậy đất nền có cường độ chịu tải đạt yêu cầu

6 Kiểm tra khả năng chọc thủng đài cọc

Để đài cọc không bị chọc thủng trong quá trình làm việc thì chiều cao làmviệc tổng cộng của đài cọc phải thoả mãn điều kiện sau:

[ τ ] =

Rn

10 , với Rn là cường độ kháng nén của bê tông Rn = 1100 T/m2

→ [ τ ] = 110 (T/m2)

U: chu vi tiết diện cọc, U = 4 0.3 = 1,2 (m)

Thay vào công thức (2.13) ta có:

S - tổng độ lún cuối cùng của công trình;

[Sgh] - độ lún giới hạn cho phép, với công trình nhà dân dụng: [Sgh] = 8 cm

Coi móng cọc là móng khối quy ước có kích thước là: 2,2m 1,3m; chiều sâu đáymóng là 28m, ta kiểm tra lún như đối với móng nông

hqu - chiều sâu của khối móng quy ước, hqu = 29m;

Vậy áp lực gây lún tại đáy móng quy ước:

σbt= γqu.hqu+ ∑ γi zi

Trong đó:

γi - khối lượng thể tích đất dưới đáy móng khối quy ước, do đặt vào lớp

6 nên lấy γi = 2,65(g/cm3)

Zi - khoảng cách từ điểm tích ứng suất tới đáy móng khối quy ước

Chia đất nền thành những lớp phân tố có chiều dày hi = 0.5m

Kết quả tính toán như bảng sau:

Xác định chiều sâu vùng hoạt động nén ép theo biểu thức σz ¿ 0,2.σbt

Ta nhận thấy tại điểm thứ 6 độ sâu 2.5 m tính từ đáy móng khối quy ước có:

σz=4 ,623T /m2)< 0,2 σbt= 0,2×54,4=10 88(T /m2)

Vậy chiều sâu vùng hoạt động nén ép là Z = 32 (m) và chiều dày vùng hoạtđộng nén ép là 3m.

Ta có độ lún cuối cùng được tính theo công thức:

1 0

. n

i i

zi i

h S

: ứng suất phụ thêm ở phân tố thứ i

Vì chiều dày vùng hoạt động nén ép là 2.5 m nên ta có độ lún cuối cùng là:

35,02 24,865 20,549 17,205 12,89 9,832 4,623

49,3 50,15 51 51.85 52.7 53.55 54,4

Z(m)

Hình 2 Biểu đồ ứng suất

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH

3.1 Luận chứng nhiệm vụ thiết kế

Công trình nhà 9 tầng dự kiến xây dựng đã được tiến hành khảo sát ĐCCT

ở giai đoạn sơ bộ và đã chọn ra được vị trí xây dựng Tuy nhiên mức độ chi tiết của

tài liệu cần phải tiếp tục khảo sát ĐCCT tỷ mỉ hơn để có đủ cơ sở và các số liệucần thiết phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật.

3.1.1 Khối lượng công tác khảo sát ĐCCT đã thực hiện :

Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ tại khu vực xây dựng đã tiến hànhkhoan thăm dò với 5 hố khoan Dựa vào tài liệu thu thập được đã sơ bộ lập đượcmặt cắt ĐCCT, cùng với các tài liệu khác đã giúp ta có những giải pháp phân chiađất đá trong phạm vi khu vực khảo sát thành các đơn nguyên ĐCCT, nhằm giúp ta

có những giải pháp hợp lý về nền móng công trình, đồng thời có những dự báo vềcác vấn đề ĐCCT nảy sinh khi xây dựng và sử dụng công trình như : Vấn đề lún,lún không đều, vấn đề nước chảy vào hố móng.Công tác thí nghiệm trong phòng :

Đã tiến hành lấy mẫu thí nghiệm và đưa ra các chỉ tiêu cơ lý và thành phần hạt, tuynhiên với khối lượng mẫu còn quá ít cho nên chưa đủ độ tin cậy để cung cấp chocông tác thiết kế kỹ thuật Giai đọan sau cần phải lấy thêm

3.1.2 Các vấn đề còn tồn tại, nhiệm vụ của giai đoạn tiếp theo :

 Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ đã chọn được vị trí xây dựng vàgiải quyết những vấn đề liên quan đế xây dựng công trình Tuy vậy việc

bố trí các hố khoan còn quá thưa, nên việc dùng tài liệu này là chưa đủ,cần phải bố trí thêm các hố khoan khác

 Do vậy giai đoạn thiết kế tiếp theo phải bố trí mạng lưới hố khoan chophù hợp là việc cần thiết và phải đưa vào trong phạm vi xây dựng Hơnnữa ở giai đoạn trước chưa thu thập và phân tích các mẫu nước để phục

vụ đánh giá mức độ ăn mòn bê tông, đồng thời cần phải xác định lưulượng các tầng chứa nước để phục vụ cho việc thi công và có giải phápcho vấn đề nước chảy vào hố móng