Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà A1 thuộc tổ hợp Nhà ở – Siêu thị cao tầng Cầu Giấy, Hà Nội. Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật – thi công công trình

Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà A1 thuộc tổ hợp Nhà ở – Siêu thị cao tầng Cầu Giấy, Hà Nội. Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật – thi công công trình Trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá đất n-ớc nh- hiện nay, việc xây dựng cơ sở hạ tầng...

Trang 1

Sinh viên: Nguyễn Văn Hiến Lớp: ĐCCT - ĐKTA K50 1

Mở đầu

Trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước như hiện nay, việc xây

dựng cơ sở hạ tầng đang từng bước phát triển mạnh Thμnh phố Hμ Nội cũng như

một số thμnh phố khác trong cả nước đang từng bước tiến hμnh quy hoạch vμ mở

rộng đô thị, cùng với đó lμ việc xây dựng vμ mở rộng nhiều khu công nghiệp để

phát triển kinh tế.Với vị thế lμ thủ đô của đất nước, trong thời kỳ mở cửa công

nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, Hμ Nội đã đạt được rất nhiều thμnh tựu trên mọi

lĩnh vực Hμ Nội đang dần vươn mình để trở thμnh một trung tâm kinh tế, chính trị,

văn hoá vμ du lịch của cả nước Tuy nhiên, kèm theo đó lμ dân số thủ đô Hμ Nội

cũng đã không ngừng tăng lên gây ra rất nhiều các vấn đề cấp thiết, một trong

những vấn đề đó lμ vấn đề nhμ ở Trong điều kiện kinh tế đất nước ta hiện nay việc

xây dựng các khu chung cư cao tầng được coi lμ giải pháp phù hợp vμ hiệu quả

nhất Để đáp ứng các yêu cầu trên, điều quan trọng lμ khi xây dựng các công trình

chúng ta phải hiểu vμ khai thác triệt để việc sử dụng hợp lý điều kiện tự nhiên của

thμnh phố Cần phải có sự đánh giá đúng đắn các điều kiện tự nhiên như: Điều kiện

khí hậu, khí tượng thuỷ văn, địa chất thuỷ văn, địa hình địa mạo, các quá trình vμ

hiện tượng địa chất, thμnh phần vμ tính chất của đất nền ảnh hưởng đến sự ổn định

vμ lμm việc của công trình Do đó đòi hỏi cần có một đội ngũ kỹ sư giμu năng lực

vμ trình độ để giải quyết những lĩnh vực có liên quan trong đó có ngμnh địa chất

công trình

Thực hiện phương châm “ Học đi đôi với hμnh, lý thuyết gắn liền với thực tế”

Vì vậy sau khi học xong môn học “ Các phương pháp nghiêm cứu và khảo sát

ĐCCT ” cùng với những kiến thức thu nhận được sau 5 năm học, tôi đã được bộ

môn Địa chất công trình giao cho lμm đồ án môn học Khảo sỏt Địa chất cụng

trỡnh với đề tμi:

“ Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà A1 thuộc tổ hợp Nhà ở – Siêu

thị cao tầng Cầu Giấy, Hà Nội Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ

cho thiết kế kỹ thuật – thi công công trình trên.”

Đồ ỏn mụn học Khảo sỏt Địa chất cụng trỡnh cú vai trũ quan trọng nú giỳp cho

mỗi sinh viờn:

♦ Củng cố những kiến thức đó học về khoa học ĐCCT và những mụn học

khỏc, đặc biệt là ĐCCT chuyờn mụn cho cỏc dạng cụng tỏc khỏc nhau

Trang 2

♦ Nắm được cỏc bước, cũng như biết cỏch bố trớ, quy hoạch, luận chứng cỏc

cụng tỏc khảo sỏt cho cỏc giai đoạn thiết kế

♦ Làm cơ sở để sinh viờn với việc làm đồ ỏn tốt nghiệp sau này đạt kết quả

tốt nhất

Sau một thời gian lμm đồ án môn học, với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự

hướng dẫn tận tình, chu đáo của thầy giáo: PGS.TS Lê Trọng Thắng, thầy giáo:

Ths Bùi Trưòng Sơn vμ các thầy cô trong Bộ môn Địa chất công trình, tôi đã hoμn

thμnh đồ án với những nội dung sau:

Các phụ lục kèm theo:

Phụ lục 01: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất khu vực xây dựng

Phụ lục 02: Các mặt cắt ĐCCT khu vực xây dựng

Phụ lục 03: Sơ đồ bố trí các công trình thăm dò khu vực xây dựng

Tμi liệu tham khảo:

Tuy nhiên, do kiến thức chuyên môn cũng như kinh nghiệm thực tế còn hạn

chế nên bản đồ án nμy khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự góp ý của

các thầy cô vμ các bạn Qua đây em xin chân thμnh cảm ơn thầy giáo: PGS.TS Lê

Trọng Thắng, thầy giáo Ths Bùi Trường Sơn cùng các thầy cô trong Bộ môn Địa

chất công trình đã tận tình hướng dẫn giúp em hoμn thμnh đồ án nμy

Em xin chân thành cảm ơn

Trang 3

Chương 1

Đánh giá điều kiện địa chất công trình

NHμ A1 THUộC Tổ HợP NHμ ở – SIÊU THị CAO TầNG

Công trình Tổ hợp nhμ ở – Siêu thị cao tầng dự kiến xây dựng ở số 333, Cầu

Giấy Hμ Nội dự kiến xây dựng các nhμ với quy mô vμ tải trọng khác nhau:

Khối nhμ: - Nhμ A1 (22 tầng) có tải trọng 860 tấn/trụ

- Nhμ A2(9 tầng) có tải trọng 360 tấn/trụ

- Nhμ A3(20 tầng) có tải trọng 750 tấn/trụ

♦ Đo vẽ bản đồ địa hình trên phạm vi xây dựng tỉ lệ 1/1000

♦ Khoan các hố khoan (HK1,HK2,HK3, HK4, HK5) với tổng chiều sâu lμ

225m

♦ Lấy vμ thí nghiệm các mẫu đất

Dựa vμo các tμi liệu khảo sát địa chất công trình sơ bộ phục vụ giai đoạn lập

dự án khả thi có thể đánh giá địa chất công trình khu vực như sau:

1.1 Đặc điểm địa hình địa mạo

Công trình Tổ hợp nhμ ở – Siêu thị cao tầng dự kiến xây dựng ở số 333, Cầu

Giấy Hμ Nội Địa hình khu vực dự kiến xây dựng đã được san lấp tương đối bằng

phẳng, độ chênh cao rất ít, đường bình độ lμ 0.0(m, hiện tại đường giao thông đi lại

thuận lợi Do đó việc vận chuyển thiết bị khoan khảo sát địa chất công trình cũng

như trong công tác xây dựng tương đối thuận lợi

Trang 4

1.2 Đặc điểm địa tầng vμ tính chất cơ lý của đất

nền

1.2.1 Đặc điểm địa tầng

Theo kết quả khảo sát địa chất công trình sơ bộ, có thể chia nền đất khu xây

dựng thμnh 10 lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

Lớp 1: Đất lấp có thμnh phần chủ yếu lμ cát lẫn phế thải xây dựng

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

Lớp 3: Sét pha, mμu xám ghi, xám đen, đôi chỗ xen kẹp các ổ cát nhỏ, trạng

thái dẻo chảy

Lớp 4: Sét, mμu hồng, trạng thái dẻo cứng

Lớp 5: Cát hạt nhỏ, mμu xám xanh đến xám vμng, trạng thái chặt vừa

Lớp 6: Cát hạt trung lẫn sỏi, mμu xám vμng, xám xanh, trạng thái chặt vừa đến

chặt

Lớp 7: Cát hạt thô lẫn sạn sỏi, mμu xám vμng, trạng thái chặt

Lớp 8: Sạn sỏi lẫn cát, xám vμng, trạng thái rất chặt

Lớp 9: Cát hạt trung, mμu xám vμng, trạng thái chặt

Lớp 10: Cuội sỏi, mμu xám, xám vμng, trạng thái rất chặt

1.2.2 Tính chất cơ lý của các lớp đất đá khu vực xây dựng

Những tính chất vật lý vμ cơ học của đất bao gồm những tính chất quyết định

trạng thái vật lý, quan hệ đối với nước vμ những quy luật biến đổi về độ bền vμ tính

chất biến dạng của đất

1.2.2.1 Tính chất vật lý

Các chỉ tiêu đặc trưng cho tính chất vật lý của đất được phân lμm hai loại đó

lμ các chỉ tiêu được xác định trực tiếp bằng thí nghiệm vμ các chỉ tiêu được tính

toán dựa vμo các chỉ tiêu thí nghiệm

ắ Các chỉ tiêu được xác định bằng thí nghiệm:

Trang 5

♦ Khối lượng riêng của đất γs =

s

s V

trưng cho trạng thái của đất

♦ Độ ẩm tự nhiên W =

c

W g

g

(%) Phụ thuộc lượng nước chứa trong đất vμ độ lỗ rỗng của đất, đặc trưng cho trạng thái của đất

♦ Giới hạn chảy WL lμ độ ẩm mμ vượt qua nó một lượng không đáng kể, đất có

kết cấu bị phá hoại chuyển từ dẻo sang trạng thái chảy vμ trở thμnh chảy nhớt

♦ Giới hạn dẻo WP lμ độ ẩm mμ vượt qua nó một lượng không đáng kể, đất có

kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng thái nửa cứng sang trạng thái dẻo

ắ Các chỉ tiêu được xác định từ tính toán:

♦ Khối lượng thể tích khô γc =

1

W W

γ

+ (g/cm

3) Khối lượng thể tích khô cμng lớn

thì đất cμng chặt Khối lượng thể tích khô được dùng để đánh giá mức độ chặt xốp

của đất,đặc trưng cho trạng thái của đất

♦ Chỉ số dẻo Ip = WL – WP (%) Phụ thuộc vμo thμnh phần hạt, thμnh phần

khoáng vật, đặc điểm môi trường mμ đất tồn tại Ip được dùng để phân loại đất

Trang 6

♦ Độ sệt I S= P

P

W W I

ư

Dựa vμo I S để ta đánh giá trạng thái của đất, đối với

sét pha vμ sét thì cho kết quả khá chính xác

Ngoμi các chỉ tiêu nêu trên còn có các chỉ tiêu về tính trương nở, co ngót vμ

tan rã của đất loại sét; tính mao dẫn; tính thấm của đất Nhưng đối với tính chất của

công trình lμ xây dựng công trình nhμ dân dụng nên các chỉ tiêu trên lμ không cần

thiết nên ta không thí nghiệm

1.2.2.2 Tính chất cơ học của đất

Các tính chất cơ học của đất quyết định tính cách của chúng khi chịu tác

dụng của ngoại lực Nó được đặc trưng bằng tính biến dạng vμ độ bền

Để đánh giá tính chất biến dạng của đất người ta dùng chỉ tiêu về tính nén

lún của đất Các chỉ tiêu gồm có hệ số nén lún a0-1,a1-2; mô đun tổng biến dạng E0;

sức chịu tải quy ước R0

Để tính a0-1,a1-2 ta xây dựng đường cong nén lún một trục không nở hông

- β: Hệ số xét đến điều kiện nở hông hạn chế, giá trị của nó được lấy tuỳ thuộc

vμo từng loại đất Cụ thể lμ lấy theo bảng 1.1:

Bảng 1.1: Bảng tra hệ số β

Tên đất Cát Cát pha Sét pha Sét

- e0: Hệ số rỗng ban đầu của đất

- a1-2: Hệ số nén lún của đất ứng với cấp áp lực 1 – 2 kG/cm2

- mk: Hệ số chuyển đổi từ kết quả tính E0 theo thí nghiệm nén một trục trong

phòng ra kết quả tính E0 theo thí nghiệm nén tĩnh ngoμi trời Với đất có trạng thái từ

Trang 7

dẻo chảy đến chảy (Is >0,75) thì mk=1, đất có trạng thái từ dẻo mềm đến cứng thì

♦ Đối với đất dời ta tính E 0 dựa vào giá trị xuyên tiêu chuẩn N 30:

Theo T.P.Tasios ,A.G Anagnostoponlos: E0=a+C(N+6) (1-2)

Trong đó:

Hệ số a =40 khi N>15 vμ a=0 khi N<15

C lμ hệ số phụ thuộc loại đất được xác định theo bảng 1.3:

Bảng 1.3: Bảng tra giá trị C

Loại đất Đất loại

sét Cát mịn Cát vừa Cát to

Cát lẫn sỏi sạn Sạn sỏi

lẫn cát

Để đánh giá độ bền của đất người ta dựa vμo các chỉ tiêu sau: Lực dính kết C,

góc ma sát trong của đất ϕ, sức chịu tải quy ước R0

♦ Tính sức chịu tải quy ước R 0 đối đất dính ta sử dụng công thức sau:

R0= m(A.b + B.h).γW + c.D (kG/cm2 ) (1-3) Trong đó:

- m lμ hệ số điều kiện lμm việc lấy bằng 1

- A, B, D: lμ hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vμo góc ma sát trong ϕ

- b: lμ chiều rộng móng quy ước, lấy bằng 100 cm

- h: lμ chiều sâu đặt móng quy ước, lấy bằng 100 cm

Trang 8

- c: lμ lực dính kết của đất dưới đáy móng (kG/cm2)

- γW: lμ khối lượng thế tích tự nhiên của đất (kG/cm3)

Bảng 1.4: Bảng tính R 0 đối với đất dời ta dựa vào TCVN 45-78

Ghi chú: Tử số cho cát chặt và mẫu số cho cát chặt vừa

Sau đây ta đi mô tả cụ thể các chỉ tiêu cơ lý của từng lớp:

Lớp 1

Đất lấp có thμnh phần chủ yếu lμ cát lẫn phế thải xây dựng Lớp nμy gặp ở tất

cả các lỗ khoan khảo sát Chiều dμy lớp nμy thay đổi từ 1,0(m) đến 2,2(m)

Do lớp mặt không có ý nghĩa trong việc tính toán nên không lấy mẫu thí

nghiệm các chỉ tiêu cơ lý

Lớp 2

Sét pha, mμu nâu hồng trạng thái dẻo mềm Chiều sâu mặt lớp từ 1,0(m) đến

2,2(m) , chiều sâu kết thúc từ 3,0(m) đến 4,0(m) Lớp nμy đã lấy 2 mẫu để thí

nghiệm Giá trị tiêu chuẩn của các chỉ tiêu cơ lý được trình bμy trong bảng (1.5)

Trang 9

Sinh viªn: NguyÔn V¨n HiÕn Líp: §CCT - §KTA K50 9

16 Søc kh¸ng xuyªn tiªu chuÈn SPT N30 Bóa 5

* M« ®un biÕn d¹ng ®−îc tÝnh theo c«ng thøc (1-1):

k

m a

e E

2 1

0 0

1

Trang 10

R0 = m( A.b + B.h) γw + c.D Với bảng chỉ tiêu cơ lý trên thay số vμo công thức trên ta đ−ợc: R0 = 1,3 (KG/cm2)

Lớp 3:

Sét pha, mμu xám ghi, xám đen, đôi chỗ xen kẹp các ổ cát nhỏ, trạng thái

dẻo chảy Lớp nμy gặp ở tất cả các lỗ khoan khảo sát Chiều sâu mặt lớp từ 3,0(m)

đến 4,0(m), chiều sâu kết thúc lμ 18,6(m) đến 22,1(m) Chiều dμy lớp nμy không ổn

đinh Lớp nμy đã lấy 5 mẫu đất để thí nghiệm Theo kết quả thí nghiệm cho kết quả

Trang 11

* Mô đun biến dạng đ−ợc tính theo công thức (1-1):

0 0

Lớp số 4:

Sét, mμu nâu hồng, trạng thái dẻo cứng Lớp nμy không gặp ở hố khoan khảo sát

HK2 Chiều sâu mặt lớp từ 18,6(m) đến 22,1(m), chiều sâu kết thúc lμ 19,8(m) đến

23,8(m) Bề dμy lớp không ổn định Lớp nμy đã lấy 2 mẫu đất thí nghiệm Theo kết

quả thí nghiệm cho kết quả chỉ tiêu cơ lý nh− sau:

Bảng 1.7: Giá trị chỉ tiêu cơ lý đất nền lớp 4

Trang 12

18 Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT N30 Búa 9

* Mô đun biến dạng đ−ợc tính theo công thức (1-1):

0 0

Với lớp thứ 4 lμ lớp sét có e = 0,86 tra theo bảng 1.2 ta đ−ợc mk = 5,5 Với bảng chỉ

tiêu cơ lý trên thay số vμo công thức ta đ−ợc: E0 = 141,103 (KG/cm2)

* áp lực tính toán quy −ớc R0 tính theo công thức (1-3)

R0 = m( A.b + B.h) γw + c.D Với bảng chỉ tiêu cơ lý trên thay số vμo công thức ta đ−ợc:

Thay số vμo công thức trên ta đ−ợc: R0 = 1,715 (KG/cm2)

Lớp số 5

Cát hạt nhỏ, mμu xám xanh đến xám vμng, trạng thái chặt vừa Lớp nμy xuất

hiện ở tất cả các hố khoan khảo sát, chiều sâu mặt lớp từ 19,2(m) đến 23,8(m),

chiều sâu kết thúc lμ 25,5(m) đến 28(m) Bề dμy lớp nμy không ổn định, lớp nμy đã

lấy 1 mẫu để thí nghiệm Theo kết quả thí nghiệm cho kết quả chỉ tiêu cơ lý nh−

Trang 13

STT Tên các chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Giá trị

* Khối lượng riêng (γs): γs =2,65 (g/cm3)

* Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT (N30): N30=15 (Búa)

Vì N30 = 15, nên lấy a = 40, với cát hạt nhỏ ta lấy C = 3,5

Cát hạt trung lẫn sỏi sạn, mμu xám vμng, xám xanh, trạng thái chặt vừa đến

chặt Lớp nμy xuất hiện ở tất cả các hố khoan khảo sát, chiều sâu mặt lớp từ

25,5(m) đến 28,0(m), chiều sâu kết thúc lμ từ 29,5(m) đến 30,5(m) Bề dμy tương

đối ổn định Lớp nμy đã lấy 1 mẫu để thí nghiệm Theo kết quả thí nghiệm cho kết

quả chỉ tiêu cơ lý như sau:

Trang 14

* Khối l−ợng riêng (γs): γs =2,65 (g/cm3)

* Môđun tổng biến dạng đ−ợc tính theo công thức ( 1-2 ) (với đất lμ cát hạt trung

lẫn sạn sỏi)

E = 40 +10(N+6) với N>15 Thay số vμo ta có E0 = 40 +10(25+6) = 350 (KG/cm2)

* áp lực tính toán tiêu chuẩn: Tra trong tiêu chuẩn xây dựng 45 -78 (bảng1.4) ta

có:

R0 = 4,5 (KG/cm2)

Lớp số 7

Cát hạt thô lẫn nhiều sạn sỏi, mμu xám vμng, trạng thái chặt Lớp nμy xuất

hiện ở tất cả các hố khoan khảo sát, chiều sâu mặt lớp từ 29(m) đến 29,5(m), chiều

sâu kết thúc 33,5(m) đến 35,0(m).Bề dμy lớp nμy khá ổn định Lớp nμy đã lấy 1

mẫu để thí nghiệm Theo kết quả thí nghiệm cho kết quả chỉ tiêu cơ lý nh− sau:

Trang 15

* Môđun tổng biến dạng đ−ợc tính theo công thức ( 1-2 ) (với đất lμ cát hạt thô lẫn

sạn sỏi) Dựa vμo bảng 1.3 lấy C = 10 Ta có

Sỏi sạn lẫn cát, xám vμng, trạng thái rất chặt Xuất hiện ở tất cả các lỗ khoan

Chiều sâu mặt lớp bắt đầu từ 33,5(m) đến 35,0(m) chiều sâu kết thúc từ 36,5(m)

đến 37,8(m) Lớp nμy lấy 1 mẫu để thí ngiệm Theo kết quả thí nghiệm cho kết quả

Trang 16

*Khối l−ợng riêng (γs): γs=2,66 (g/cm3)

* Môđun tổng biến dạng đ−ợc tính theo công thức ( 1-2 ) (với đất lμ cát lẫn sạn

sỏi) Dựa vμo bảng 1.3 lấy C = 12 Ta có

Cát hạt trung, mμu xám vμng, trạng thái chặt Xuất hiện ở tất cả các lỗ

khoan Chiều sâu mặt lớp bắt đầu từ 36,5(m) đến 37,8(m) chiều sâu kết thúc từ

39,1(m) đến 40,7(m) Lớp nμy lấy 1 mẫu để thí nghiêm Theo kết quả thí nghiệm

cho kết quả chỉ tiêu cơ lý nh− sau:

Bảng 1.16: Thành phần hạt:

Nhóm hạt Kích thớc (mm) Hμm lợng phần trăm (%)

Trang 17

*Khối l−ợng riêng (γs): γs=2,66 (g/cm3)

* Môđun tổng biến dạng đ−ợc tính theo công thức ( 1-2 ) (với đất lμ cát hạt trung)

Dựa vμo bảng 1.3 lấy C = 4,5 Ta có

Cuội sỏi, mμu xám, xám xám, xám vμng, trạng thái rất chặt Chiều sâu mặt

lớp băt đầu từ 39,1(m) đến 41,2(m) chiều sâu kết thúc 45(m) Lớp nμy lấy 1 mẫu để

thí nghiêm Theo kết quả thí nghiệm cho kết quả chỉ tiêu cơ lý nh− sau:

Bảng 1.18: Thành phần hạt:

Nhóm hạt Kích thớc (mm) Hμm lợng phần trăm (%)

Trang 18

*Khối lượng riêng (γs): γs=2,66 (g/cm3)

* Sức kháng xuyên tiêu chuẩn SPT (N30): N30>100 (Búa)

Như vậy lớp cuội có môđun tổng biến dạng E0 rất lớn

* áp lực tính toán tiêu chuẩn: Tra trong tiêu chuẩn xây dựng 45 -78 (bảng 1.4) ta

được:

Ro = 6,0 (KG/cm2)

1.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn

Nước dưới đất nằm nông, cách mặt đất từ 0.8 đến 1,0m, mực nước dao động theo

mùa Nước ở đây tồn tại trong lớp đất lấp, nguồn cung cấp lμ nước mưa, nước thải

sinh hoạt Trong giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ chưa lấy mẫu để phân tích thμnh

phần hoá học của nước

Nhận xét chung: Các kết quả thu được từ giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ cho thấy

địa hình khu vực dự kiến xây dựng đã được san lấp tương đối bằng phẳng, độ chênh

cao rất ít, đường bình độ lμ 0.0m, hiện tại đường giao thông đi lại rất thuận lợi Do

đó việc vận chuyển thiết bị khoan khảo sát địa chất công trình cũng như trong công

tác xây dựng tiếp theo khá thuận lợi Địa tầng khu vực xây dựng có cấu trúc khá

phức tạp, bao gồm 10 lớp có bề dμy khác nhau Trong đó các lớp 2,3,4 lμ các lớp

Trang 19

đất yếu có sức chịu tải thấp Các lớp 5,6,7,8,9 có sức chịu tải tương đối cao vμ cao

Vμ lớp 10 có sức chịu tải rất cao Mực nước ngầm nằm nông thường gây khó khăn

cho công tác thi công vμ xây dựng công trình Chính vì vậy các kết quả thu được từ

giai đoạn khảo sát ĐCCT sơ bộ nμy cho phép cung cấp những tμi liệu cần thiết để

sơ bộ thiết kế công trình vμ thiết kế các dạng công tác khảo sát tiếp theo

Trang 20

Chương 2

Dự báo các vấn đề địa chất công trình NHμ A1

THUộC Tổ HợP NHμ ở – SIÊU THị CAO TầNG

Các vấn đề ĐCCT lμ vấn đề bất lợi về mặt ổn định, về mặt kinh tế cũng như

khả năng xây dựng vμ sử dụng công trình, phát sinh do điều kiện ĐCCT không đáp

ứng được các yêu cầu lμm việc lμm việc của công trình Khi khảo sát ĐCCT, việc

dự báo các vấn đề ĐCCT có ý nghĩa rất quan trọng Nó cho phép biết được những

vấn đề bất lợi của điều kiện ĐCCT đến việc xây dựng một công trình cụ thể, từ đó

có thể đề ra các giải pháp thích hợp để khắc phục, bảo đảm công trình xây dựng

kinh tế vμ ổn định lâu dμi

Qua việc nghiên cứu vμ đánh giá các điều kiện Địa chất công trình của khu

vực xây dựng tổ hợp Nhμ ở – Siêu thị cao tầng số 333, Cầu Giấy, Hμ Nội cho thấy

cấu trúc nền ở đây không đồng nhất vμ khá phức tạp Đất nền ở đây gồm 10 lớp Bề

dμy mỗi lớp có sự biến đổi mạnh Vì vậy khi xây dựng công trình có thể phát sinh

các vấn đề địa chất công trình như sau:

♦Vấn đề sức chịu tải của đất nền

♦Vấn đề biến dạng

Công trình xây dựng Nhμ A1 (22 tầng) có tải trọng 860 T/trụ nằm trong tổ

hợp Nhμ ở – Siêu thị cao tầng số 333, Cầu Giấy - Hμ Nội dự kiến xây dựng Công

trình xây dựng có quy mô vμ tải trọng lớn xây dựng trên nền đất có cấu trúc không

đồng nhất vμ khá phức tạp Vì vậy để đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật vμ hiệu quả

kinh tế, tôi tiến hμnh dự báo các vấn đề địa chất công trình cho khu vực cần xây

dựng như sau:

2.1 Vấn đề sức chịu tải của đất nền

Nhμ lμm việc (22 tầng) có tải trọng 860T/trụ có kích thước mặt bằng xây

dựng 40mì40m, theo tμi liệu khoan trong giai đoạn thiết kế sơ bộ với cấu trúc địa

chất dưới móng công trình khá phức tạp vμ tải trọng 860T/trụ của khu nhμ, nếu ta

sử dụng giải pháp móng nông trên nền thiên nhiên lμ không hợp lý cả về kinh tế vμ

kỹ thuật Bởi các lớp đất nằm trên khả năng chịu tải thấp với quy mô vμ tải trọng

công trình như trên Vì vậy ta lựa chọn giải pháp móng cọc, với đặc điểm công

trình nhμ 22 tầng tải trọng 860T/trụ xây dựng trên nền đất có cấu trúc phức tạp bao

Trang 21

gồm nhiều lớp khả năng chịu tải thấp, nếu thi công móng cọc ép với đặc điểm tải

trọng công trình vμ cấu trúc nền như trên cọc phải được ép sâu đến lớp 8 lớp đất

khả năng chịu tải cao, thường khó thi công, cọc lại không đảm bảo về độ mảnh dẫn

đến sức chịu tải của cọc thấp gây lên biến dạng công trình

Nhμ ở A1 (22tầng) có tải trọng 860T/trụ, tôi nhân thấy với điều kiện tải trọng

như trên vμ cấu trúc đất nền ở khu vực xây dựng nμy thì phương án móng cọc

khoan nhồi lμ hợp lý nhất Vì tải trọng của công trình lớn vμ nằm trên lớp đất yếu

dμy Mặt khác khu đất xây dựng thuộc nằm trong vùng đông đúc dân cư, lân cận có

nhiều công trình quan trọng nằm trong phạm vi ảnh hưởng bởi chấn động của các

phương pháp thi công công trình bằng các giải pháp Nền-Móng khác, do đó khi thi

công cọc khoan nhồi sẽ không lμm ảnh hưởng nhiều tới các công trình xung quanh

Phương án cọc bê tông cốt thép thi công bằng phương pháp khoan hố móng rồi đổ

bê tông cốt thép

♦ Ưu điểm của cọc khoan nhồi:

- Đáp ứng được những yêu cầu của công trình có tải trọng lớn vμ chiều dμi

lớn ( hạn chế được độ lún đặc biệt lμ lún lệch );

- Thi công được trong mọi điều kiện ĐCCT vμ ĐCTV;

- Sức chịu tải cao;

- Khó kiểm tra chất lượng cọc;

- Thiết bị thi công tương đối phức tạp;

- Công trường dễ bị bẩn trong quá trình thi công

Dựa vμo mặt cắt địa chất công trình tuyến HK1-HK2 vμ sơ đồ bố trí các công

trình thăm dò ở giai đoạn khảo sát sơ bộ, tôi chọn địa tầng hố khoan HK1 lμm cơ

Trang 22

sở tính toán đặc trưng cho khu đất xây dựng tại khu nhμ A1 Địa tầng hố khoan A1

Lớp 3: Sét pha, mμu xám ghi, xám đen, đôi chỗ xen kẹp các ổ cát nhỏ, trạng

thái dẻo chảy, chiều dμy 14,8(m), sức chịu tải lμ 0,773 KG/cm2

Lớp 4: Sét, mμu hồng, trạng thái dẻo cứng, chiều dμy 1,2(m), sức chịu tải lμ

1,715 KG/cm2

Lớp 5: Cát hạt nhỏ, mμu xám xanh đến xám vμng, trạng thái chặt vừa, chiều

dμy 7,2(m), sức chịu tải lμ 2,0 KG/cm2

Lớp 6: Cát hạt trung lẫn sỏi, mμu xám vμng, xám xanh, trạng thái chặt vừa đến

chặt, chiều dμy 3,0(m), sức chịu tải lμ 4,5 KG/cm2

Lớp 7: Cát hạt thô lẫn sạn sỏi, mμu xám vμng, trạng thái chặt, chiều dμy

2.1.1.1 Chọn độ sâu đặt đáy đài

Dựa vμo tμi liệu thu thập vμo giai đoạn trước tôi chọn chiều sâu đặt đáy đμi lμ

2,5(m), đμi cọc được cấu tạo bằng bê tông cốt thép Kích thước cuối cùng của đμi

phụ thuộc vμo số lượng cọc vμ sự bố trí cọc trên mặt bằng

2.1.1.2 Chọn loại cọc, kích thước cọc

Dựa vμo quan hệ tải trọng công trình 860T/trụ vμ cấu trúc đất nền nơi xây

dựng tôi chọn lớp tựa cọc lμ lớp số 10, mũi cọc cắm sâu vμo lớp 10 lμ 1,5(m), sâu

Trang 23

41,0(m) Để đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật tôi chọn loại cọc bê tông cốt

thép ,tiết diện tròn cọc có đường kính 100cm

- Bê tông cọc mác 300 #

- Cốt thép dọc chịu lực φ = 22 AIII

- Cốt thép đai φ =12 AII

Đầu cọc ngμm vμo đμi 0,5m

Như vậy, tổng chiều dμi của cọc:

L = 41,0 – 2,5 + 0,5 = 39,0 (m)

2.1.2 Xác định sức chịu tải tính toán của cọc

2.1.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

Cọc bê tông cốt thép, sức chịu tải của cọc theo vật liệu lμm cọc được xác

định theo công thức

Pvl = φ(m1.m2.Rb.Fb + Ra.Fa) (2-1) Trong đó:

- Pvl Sức chịu tải tính toán của cọc theo vật liệu lμm cọc;

- Fa: Diện tích tiết diện ngang của toμn bộ cốt thép chủ trong cọc

+ Một thanh cốt thép chủ φ = 22 AIII có diện tích tiết diện ngang lμ:

Fct(1 thanh)=3,801 cm2 = 3,801x10-4 (m2) + Chu vi của lồng thép:

C = 2π.r2 = 2.3,14.0,44 = 2,783 (m)

Trang 24

+ Trên thép đai cứ 20cm bố chí một thép chủ Vậy tổng số thanh thép chủ lμ:

- Ra: Cường độ chịu kéo giới hạn của cốt thép theo TCVN 5574-1991, Ra =

Ptc : Sức chịu tải tiêu chuẩn tính toán theo đất nền của cọc đơn

Do cọc cắm vμo lớp cuội sỏi 1,5 m lên cọc khoan nhồi trong trường hợp nμy lμm

việc theo nguyên lý của cọc chống

Trang 25

mR: Hệ số lμm việc của đất ở mũi cọc có kể đến ảnh hưởng phương pháp hạ

N30tb : Trị số SPT trung bình của các lớp đất dọc theo chiều dμi cọc , N30tb = 36

F : Diện tích tiết diện ngang mũi cọc, F = 3,14* 12/4 = 0,785 (m2)

FS : Diên tích mặt xung quanh cọc,

FS = π*d*L = 3,14* 1* 39,0 = 122,46 (m2

) Thay vμo công thức (2-5) ta được Ptt = 13828,56 ( KN ) = 138285,6 (T)

Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức :

Pcp = Ptt / 4 = 34571,4 (T) Sức chịu tải của cọc được chọn để tính toán lμ:

Pc = min ( PVL , Pa , Pcp ) = PVL = 794,900 (T)

2.1.3 Xác định sơ bộ kích thước đài cọc, số lượng cọc bố trí trong đài

2.1.3.1 Xác định sơ bộ kích thước đài cọc

Để các cọc ít ảnh hưởng lẫn nhau, có thể coi lμ cọc đơn, theo quy phạm quy

định các cọc trong mặt bằng sao cho khoảng cách giữa tim các cọc trong đμi a ≥3d

Trang 26

(d lμ đường kính cọc) Có thể bố trí các cọc theo mạng ô vuông, ô cờ, mạng không

dμn đều Nếu chọn khoảng cách giữa các cọc lμ 3d thì ứng suất trung bình dưới dáy

móng được xác định theo công thức:

2 )

sb

P F

h n

=

ư (2-7) Trong đó:

- Fsb: Diện tích sơ bộ đáy đμi (m2)

- γtb: Khối lượng thể tích trung bình của đμi vμ phần đất phía trên đμi lấy:

γtb = 2,2 (T/m3)

- n : Hệ số vượt tải n = 1,1

- h : chiều sâu chôn đμi: h = 2,5 (m);

- P: tải trọng tiêu chuẩn do công trình truyền xuống: P = 860 (T)

Trang 27

Thay vμo (3-6) ta có:

n = 1,4.925, 241

Vậy ta chọn đμi cọc gồm 2 cọc

Chọn khoảng cách từ mép cọc ngoμi cùng đến mép đμi lμ 5 cm

Cạnh dμi của đμi cọc có kích thước: 2.1 + (3.1 – 1) + 2.0,05 =4,1 (m)

Chiều rộng đμi: 1+ 2.0,05=1,1 (m)

ắ Vậy diên tích tính toán của đμi lμ: 4,1.1,1 = 4,51 (m2

)

Trang 28

0

38,5 m

Sơ đồ bố trí cọc trong đài

2.1.4 Kiểm tra về độ an toàn của cọc và đất nền

2.1.4.1 Kiểm tra tải trọng tác dụng lên cọc

Móng chịu tải trọng thẳng đứng đúng tâm, số lượng cọc lμ 2, để cọc lμm việc bình thường thì điều kiện sau phải thoả mãn:

- Pmax: Lực nén lớn nhất tác dụng lên cọc

- N: tổng tải trọng tác dụng lên cột đμi

N

tc

0+ Qtt d = 925,241 (T)

Trang 29

Thay số vμo công thức (3-6) ta có:

max

925, 241

462,621 794,900 2

Vậy cọc lμm việc bình thường.

2.1.4.2 Kiểm tra cường độ đất nền

Ta coi cọc vμ phần đất xung quanh lμ một móng khối quy ước Kích thước

móng khối quy ước phụ thuộc vμo góc ma sát mở a vμ được tính theo công thức:

ϕ : lμ góc ma sát trung bình của các lớp đất mμ cọc đi qua;

li : chiều dμy lớp đất thứ i;

i

ϕ : góc ma sát thứ i; tra theo bảng sau đối với đất rời:

Bảng 2.1 Bảng tra góc ma sát trong ϕ đối với đất rời

Giá trị xuyên tiêu chuẩn N30

*Móng khối quy ước có chiều sâu đáy móng lμ 42(m) (tính từ mặt đất đến mặt

phẳng mũi cọc) Diện tích đáy móng khối quy ước được xác định theo công thức:

Fqu = (A1+ 2L.tgα)(B1+ 2L.tgα) (2-11)

Trang 30

Trong đó:

Fqu: Diện tích đáy móng khối quy −ớc (m2);

BM: Chiều rộng của đáy móng khối quy −ớc;

BM = A1+ 2L.tg α = 1+2.39.tg60

11’ = 9,451 (m)

LM: Chiều dμi của đáy móng khối quy −ớc;

LM = B1+ 2L.tg α = 4+2.39.tg6011’ = 12,451 (m)

A1, B1: khoảng cách giữa hai mép ngoμi của hai hμng cọc ngoμi cùng theo

chiều rộng vμ chiều dμi đáy đμi cọc, với nc = 2, A1 = 1m; B1 = d = 4 m;

L: chiều dμi cọc, L= 39 m;

Thay vμo (6.39) ta có:

Fqu=(1+2.39.tg6011’)(4+2.39.tg6011’) =117,674 (m2) Khi đó áp lực tại đáy móng khối quy −ớc lμ:

Trang 31

N 0

38,5 m

12,451 m

9,451 m

Sơ đồ diện tích đáy móng khối quy ước

Với ΣN lμ tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đáy móng khối quy ước:

ΣN = N0+ Qđ + Qqu + Qc (2-13) Trọng lượng trung bình của phần đất vμ bê tông trên đáy đμi trong phạm vi móng

khối quy ước:

Qd= n F h qu .γ = 1,1.117,674.2,5.2,2 = 711,928 (T) tbTrong đó: Fqu: Diện tích đáy móng khối quy ước

γtb- Khối lượng thể tích trung bình đất vμ bê tông nằm trên đáy đμi, lấy γtb =

2,2 T/m3

Trọng lượng của phần cọc dưới đáy đμi :

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	522,11 KB