Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà B2 và nhà B3 thuộc khu Chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuân, Hà Nội . Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật- thi công công trình trên Khu nhà chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuân, Hà Nội được xây dựng trên diện tích mặt bằng...
Trang 1ĐỒ ÁN MễN HỌC ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH - ĐỊA KỸ THUẬT
MỞ ĐẦU
Bớc sang thế kỷ 21, đất nớc ta đang ở giai đoạn phát triển kinh tế mạnh mẽ
Hà Nội là trung tâm văn hoá, kinh tế, chính trị của đất nớc cần phải khẳng định
vai trò đầu tàu kinh tế của mình Chính vì vậy, việc xây dựng cơ sở hạ tầng đểlàm cơ sở cho việc phát triển kinh tế là việc làm hết sức cần thiết Để tiến hànhxây dựng các công trình nhằm giải quyết nhu cầu bức thiết trên, cần phải có sựquy hoạch từ tổng thể đến chi tiết cũng nh khảo sát, thiết kế, thi công xây dựngtrong công trình cụ thể Qua gần 5 năm học tập ở trường với những mụn học cơ
sở đến nay chỳng em đó được học mụn học “ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH CHUYấN MễN” Đõy là mụn học tổng hợp nú liờn quan đến hầu hết những mụn
đó học, hệ thống húa cỏc cụng tỏc nghiờn cứu cụ thể cho từng loại cụng trỡnh,từng giai đoạn cụ thể Nú là mụn học mang tớnh chuyờn mụn, là cơ sở để làm tàiliệu địa chất cụng trỡnh, là cụng việc chớnh của kỹ sư ĐCCT khi đi làm việc, vỡvậy để đảm bảo chất lượng sinh viờn củng cố lý thuyết, nhanh chúng ỏp dungthực tế Bộ mụn địa chất cụng trỡnh đó cú kế hoạch cho chỳng em học mụn địachất cụng trỡnh chuyờn mụn kết hợp với việc làm đồ ỏn mụn học với đề tài:
“Đỏnh giỏ điều kiện địa chất cụng trỡnh nhà B2 và nhà B3 thuộc khu Chung
cư phường Kim Giang, Thanh Xuõn, Hà Nội Thiết kế khảo sỏt địa chất cụng trỡnh phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật- thi cụng cụng trỡnh trờn.” Nội
Trang 2ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Chương 1
Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu chung cư phường Kim
Giang, Thanh Xuân, Hà Nội
Khu nhà chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuân, Hà Nội được xâydựng trên diện tích mặt bằng khoảng 29000m2 Quy mô nhà khác nhau, nhà thấpnhất có quy mô 2 tầng, nhà cao nhất có quy mô 15 tầng Trong giai đoạn nghiêncứu thiết kế cơ sở, đã thu thập đầy đủ tài liệu thông tin từ nguồn tài liệu đã công
bố, giai đoạn này công tác khảo sát ĐCCT sơ lược và khảo sát ĐCCT sơ bộ đãđược tiến hành Từ đó đã lập được sơ bộ tài liệu thực tế của khu vực gồm: Sơ đồ
bố trí mặt bằng, Tài liệu khoan khảo sát địa chất công trình sơ bộ
Dựa vào công tác khảo sát thu thập được, chúng tôi tiến hành đánh giá điềukiện địa chất công trình khu vực khảo sát như sau:
1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo:
Dựa vào sơ đồ tài liệu thực tế khảo sát ĐCCT sơ bộ ta thấy, công trình xâydựng thuộc khu Chung cư phường Kim Giang, quận Thanh Xuân, Hà Nội Địa hình khu xây dựng đã được san lấp khá bằng phẳng, độ chênh cao không đáng
kể, dao động trong khoảng 0,0 đến 0,1 m Cao độ trung bình +6.05m
1.2 Địa tầng và tính chất cơ lý của đất:
Theo kết quả khoan khảo sát ĐCCT sơ bộ cho biết địa tầng gồm 8 lớpphân bố từ trên xuống như sau:
Lớp 1: Đất lấp:
Trang 3ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Lớp đất lấp (1), được hình thành trong quá trình san lấp tạo mặt bằng xâydựng Phía trên là lớp sét pha, sét lẫn gạch vụn ,phế thải xây dựng, thành phầnhỗn tạp trạng thái không đều, chiều dày trung bình của lớp là 1,4m
Lớp này phân bố ngay trên mặt nó không có ý nghĩa về mặt xây dựng nênkhông tiến hành láy mẫu thí nghiệm
Lớp 2: sét pha màu nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng
Lớp 2 nằm phía dưới lớp 1, gặp ở cả 5 hố khoan tại các độ sâu1,5m(HK1), 1,5m(HK2), 1,3m(HK3), 1,4m(HK4) và 1,3m(HK5) Bề dày lớpthay đổi từ 2,2 đến 2,9m Thành phần là sét pha màu nâu, nâu gụ, trạng thái dẻocứng Chiều dày trung bình của lớp là 2.46m
3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm 3 1,6
Trang 4ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
*Mô đun tổng biến dạng: E0 = β m k
2 1
,
Với β = 0,62 ; mk = 4,25 thay số ta có: E0 = 143,65 (KG/cm2)
*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ+ Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 150 26’ A = 0,28 ; B = 2,4 ; D = 4,8;
Thay số ta có: R0 = 1,6(kG/cm2)
Lớp 3: Sét pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm
Lớp 3 nằm phía dưới lớp 2, nằm ở độ sâu 4,1m(HK1), 3,7m(HK2),
4,2m(HK3), 3,7m(HK4), 3,6m(HK5) Bề dày lớp thay đổi từ 2,3 đến 5,5m
Thành phần là sét pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm Chiều dày
trung bình của lớp : 3,58m
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 3 :
2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm 3 1,8
3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm 3 1,4
,
Trang 5ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Với β = 0,62 mk = 2,5 thay số ta có: E0 = 74,1 (kG/cm2)
*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ+ Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 100 48’ A = 0,21 ; B = 1,90 ; D = 4,31;
Thay số ta có: R0 = 1,2(kG/cm2)
Lớp 4: Sét pha màu nâu xám, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy
Lớp 4 nằm phía dưới lớp 3, chỉ gặp ở 2 hố khoan 4 và 5 tại các độ sâu6m(HK4), 6,5m(HK5) Bề dày lớp thay đổi từ 1,4 đến 2,2m Thành phần là sétpha màu nâu xám, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy Chiều dày trung bình của lớp là2,2m
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 4 :
2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm 3 1,7
3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm 3 1,3
Trang 6ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 80 25’ A = 0,15 ; B = 1,58 ; D = 3,95;
Thay số ta có: R0 = 0,81(kG/cm2)
Lớp 5: Bùn sét pha lẫn hữu cơ màu xám ghi, xám đen
Lớp 5 nằm phía dưới lớp 4, nằm ở độ sâu 8m(HK1), 9,2m(HK2),7,5m(HK3), 8,2m(HK4), 7,9m(HK5) Bề dày lớp thay đổi từ 30,3 đến 33,6m
Thành phần là bùn sét pha lẫn hữu cơ màu xám ghi, xám đen Chiều dày trung
bình của lớp: 32,52
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 5 :
2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm 3 1,62
3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm 3 1,1
,
Với β = 0,43 mk = 1 thay số ta có: E0 = 10,4 (kG/cm2)
*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ+ Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 50 06’ A = 0,08 ; B = 1,32 ; D = 3,61;
Trang 7ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Thay số ta có: R0 = 0,54(kG/cm2)
Lớp 6: Sét màu nâu vàng, đỏ, xám xanh loang lổ, trạng thái dẻo cứng
Lớp 6 nằm phía dưới lớp 5, nằm ở độ sâu 41m(HK1), 39,5m(HK2),40,2m(HK3), 41,2m(HK4), 41,5m(HK5) Bề dày thay đổi từ 1,2 đến 1,8m.Thành phần là sét màu nâu vàng, đỏ, xám xanh loang lổ, trạng thái dẻo cứng.Chiều dày trung bình của lớp : 1,65m
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 6 :
2 Khối lượng thể tích tự nhiên γw g/cm 3 2,7
3 Khối lượng thể tích khô γc g/cm 3 2,0
4 Khối lượng riêng γ s g/cm 3 2,7
,
Với β = 0,43 mk = 6 thay số ta có: E0 = 107,23 (kG/cm2)
*Sức chịu tải qui ước : R0 = m[(A.b + B.h ) γ+ Dc],
Quy ước lấy m =1 ; b = 1 ; h = 1 ;
với φ = 140 25’ A = 0,26 ; B = 2,17 ; D = 4,69;
Thay số ta có: R0 = 1,67 (kG/cm2)
Trang 8ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Lớp 7: Cát hạt nhỏ màu nâu xám xanh, trạng thái chặt
Lớp 7 nằm phía dưới lớp 6, nằm ở độ sâu 42,2m(HK1), 42m(HK2),
41,6m(HK3), 42,6m(HK4), 43,3m(HK5) Bề dày lớp thay đổi từ 0,5 đến 2,2m
Thành phần là cát hạt nhỏ màu nâu xám xanh, trạng thái chặt Chiều dày trung bình của lớp: 1,28m.
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 7 :
THÀNH PHẦN HẠT
Khối lượngrieng
Goc masat trong
Môđun tổng biến dạng
Sức chịu tải quy ước
0,25- 0,25
0,1- 0,1
Lớp 8: Cuội sỏi lẫn cát màu xám vàng, nâu, trạng thái rất chặt.
Lớp 8 nằm phía dưới lớp 7, nằm ở độ sâu 43,2m(HK1), 43,5m(HK2),43,8m(HK3), 43,8m(HK4), 43,8m(HK5) Bề dày lớp thay đổi từ 6,2 đến 7,8m.Thành phần là cuội sỏi lẫn cát màu xám vàng, nâu, trạng thái rất chặt Chiều dàytrung bình của lớp: 6,58m
Trang 9ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Bảng chỉ tiêu cơ lí lớp 8 :
lượngriêng
Gócmasáttrong
Moduntổngbiếndạng
Sứcchịutảiquiước
0,25
0,1-0,05-0,1
2.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn :
Mực nước dưới đất tồn tại trong lớp đất lấp Mực nước nằm nông, cáchmặt đất từ 1,0 đến 1,2m.Ngoài ra, nước dưới đất tồn tại khá phong phú trong cáclớp đất rời Nguồn cung cấp chính là nước mưa, nước mặt và nước sinh hoạt.Trong giai đoạn khảo sát sơ bộ chưa lấy mẫu nước để phân tích thành phần hoáhọc của nước
2.4 Các hiện tượng địa chất động lực công trình:
2.4.1 Hiện tượng sụt lún mặt đất.
Trang 10ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Khu vực thành phố Hà Nội là nơi bơm hút nước sử dụng sinh hoạt tươngđối lớn, điều đó sễ dẫn đến sự phát triển những quá trình và các hiện tượng địachất khác nhau Trong tương lai sẽ dẫn đến hiện tượng hạ thấp mực nướcngầm, làm tăng chiều dày đới thông khí ,đất biến đổi dần các trạng thái vật lýcủa chúng, làm đất cố kết nhanh hơn và cuối cùng là bị sụt lún mặt đất Vì vậychúng ta phải có biện pháp khai thác nguồn nước cũng như quan trắc thườngxuyên để đảm bảo ổn định nguồn nước
2.4.2.Hiện tượng trượt.
Do đất nền cấu tạo bởi các lớp đất yếu, bên cạnh đó đặc trưng kỹ thuậtcủa các lớp đất lại khác nhau, nhất là biến đổi về chiều dày nên sẽ tồn tạinhững mặt trượt Vì vậy có thể sẽ xảy ra trượt sâu
- Lớp 7 là lớp cát hạt nhỏ, trạng thái chặt, nhưng chiều dày rất nhỏ
- Lớp 8 là lớp cuội sỏi lẫn cát, trạng thái rất chặt, rất phù hợp với côngtrình lớn
Trang 11ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
CHƯƠNG II
DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
Vấn đề địa chất công trình là những vấn đề bất lợi về mặt ổn định, phátsinh trong quá trình xây dựng và sử dụng công trình Do đó các vấn đề địa chấtcông trình không những phụ thuộc vào điều kiện địa chất tự nhiên mà còn phụthuộc mục đích xây dựng Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất mỗi loại công trìnhkhác nhau thì sẽ phát sinh những vấn đề địa chất công trình khác nhau Vì vậyviệc nghiên cứu các vấn đề địa chất công trình có ý nghĩa rất quan trọng chophép chúng ta dự báo những bất lợi có thể xảy ra khi xây dựng và sử dụng côngtrình Từ đó đề ra các giải pháp hợp lý bảo đảm công trình ổn định và kinh tế Công trình : Nhà B2 và nhà B3 thuộc khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân, Hà Nội với quy mô 15 tầng (780 T/trụ) đã được tiến hành khảo sátđịa chất trong giai đoạn sơ bộ với 1 hố khoan Theo kết quả đánh giá ĐCCT khuđất xây dựng có cấu trúc đất nền gồm 8 lớp đất như đã nêu trên
Với cấu trúc nền như vậy khi xây dựng công trình có thể phát sinh nhữngvấn đề địa chất như sau:
+ Vấn đề sức chịu tải của đất nền
+ Vấn đề biến dạng lún của nền đất
Trang 12ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
+ Vấn đề nước chảy vào hố móng
Như vậy vấn đề dự báo về ĐCCT khu nhà B2 và nhà B3 được dự báo cụthể các vấn đề sau:
I.Vấn đề khả năng chịu tải của đất nền.
Với quy mô, tải trọng thiết kế lớn, tại vị trí xây dựng công trình có cấu trúcđất nền chủ yếu là lớp bùn sét có chiều dày rất lớn, sức chịu tải nhỏ Đối với tảitrọng 780T/trụ của nhà B2 và nhà B3 nếu đặt móng nông sẽ xảy ra hiện tượnglún mạnh gây ảnh hưởng đến sự ổn định của công trình
Do đó phương án móng cọc khoan nhồi cho công trình là hợp lý nhất, vì
nó sẽ giải quyết được vấn đề sức chịu tải của đất nền, đảm bảo điều kiện ổnđịnh, vấn đề lún của công trình và điều kiện thi công
Qua đó ta thấy: Đối với khu nhà 15 Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 780T/trụ)thì các lớp đất phía trên đều không chịu được tải trọng của công trình, hoặc làchiều dày lớp không lớn Nhưng lớp 8 là lớp tương đối tốt có thể chịu được tảitrọng của công trình Căn cứ vào đặc điểm và đặc tính cơ lý của các lớp đất cũngnhư đặc điểm và quy mô công trình, tôi dự kiến thiết kế móng cọc khoan nhồicho nhà 15 tầng Mũi cọc đặt trên lớp cuội sỏi lẫn cát màu xám vàng, trạng tháirất chặt
1 Chọn chiều sâu đặt móng
Mũi cọc được thiết kế nằm trong lớp 8, có Môđun tổng biến dạng E0 =
500 kG/cm2 và sức chịu tải quy ước R0 = 4 kG/cm2, đủ điều kiện về ổn địnhcũng như sức chịu tải của móng Căn cứ vào cấu trúc nền khu vực nghiên cứu vàtải trọng công trình 780T/trụ, điều kiện thi công, kết cấu khung chịu lực, tôichọn loại cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đổ tại chỗ, tiết diện trụ đặc,đườngkính cọc 100 cm, với cốt thép dọc trục 10 thanh 22 loạithép CT5, thép đai 8thép trơn, mác bê tông làm cọc là mác 300# Ta chọn đài cọc là đài thấp, chiều
Trang 13ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
sâu đáy đài là 2,0 m kể từ nền tự nhiên, đỉnh đài nằm dưới mặt đất 0,5m, nhưvậy chiều cao của đài Hđ= 1,5 m, cọc ngàm vào đài một đoạn 0,3 m, như vậychiều dài của cọc sơ bộ là L = 48,3m
2 Tính toán sức chịu tải của cọc :
Việc xác định sức chịu tải của cọc có nhiều phương pháp Nhưng ở đây ta
sử dụng hai phương pháp là: Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
và theo sức chịu tải của đất nền
Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc
Trang 14ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền
Giả thiết ma sát xung quanh cọc phân bố đều theo chiều sâu trong phạm vimỗi lớp đất mà cọc đi qua và phần lực của đất nền ở mũi cọc phân bố đều trêndiện tích tiết diện ngang của cọc Sức chịu tải của cọc được xác định theo côngthức: pdn =0,7m(12 U (i li) +3F.R),
Trong đó:
- m: hệ số điều kiện làm việc, trong trường hợp này lấy m = 0,85;
- 1 : hệ số kể đến ảnh hưởng của phương pháp hạ cọc đến ma sát giữa đất
và cọc lấy theo bảng (3.2) ta được 1 = 1;
- 2 : hệ số kể đến ma sát giữa đất và cọc, lấy theo bảng ta được 2 = 1;
- 3 : hệ số ảnh hưởng của việc mở rộng chân cọc đến sức chịu tải của nềnđất ở mũi cọc (lớp bên), xác định theo bảng 3.4 sách nền móng 3 = 1
- li : Chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua;
-i : ma sát bên của lớp đất thứ i ở mặt bên của thân cọc, giá trị i đượctrình bầy theo như sau:
Trang 15ĐỒ ÁN MễN HỌC ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Thay số ta cú:
PĐN=0,7x0,85((1x1x3,14)(2.3+3,58.0,6+2,2.0,3+32,52.0+1,65.6,4+1,28.10) +1.0,785.1500) = 762 (T)
So sỏnh PVL và PĐN ta lấy sức chịu tải tớnh toỏn cho cọc là giỏ trị nhỏ nhất
Vậy sức chịu tải tớnh toỏn của cọc là Ptt = 673 (T)
* Xỏc định sơ bộ kớch thước đài cọc.
Theo thiết kế, tải trọng tỏc dụng lờn cọc là: p tc =780T/ trụ. Theo tiêu chuẩnTCXD 45 - 78 thì khoảng cách giữa 2 tim cọc gần nhất phải thoả mãn điều kiện3d C 5d, với d là đờng kính cọc, d = 1 m Trong trờng hợp này ta chọnkhoảng cách giữa 2 tim cọc là C = 3d = 3m
ứng suất trung bình dới đáy móng là :
Ntc : Tải trọng tiêu chuẩn truyền xuống đài cọc, Ntc = 780 T;
TB: Trọng lượng thể tớch bỡnh quõn của đài và đất trờn đài,
tt
G P
n (II-3) Trong đó:
- Hệ số kinh nghiệm kể đến ảnh hởng của tải trọng ngang và mômen,lấy từ 1,2 1,5, lấy = 1,5;
Trang 16ĐỒ ÁN MễN HỌC ĐỊA CHẤT CễNG TRèNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Ntc - Tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên đài cọc, Ntc = 780T;
G - Trọng lợng đài và phần đất trên đài tính theo công thức:
G = Fsb * tb*hd (II-4)
Trong đó:
hd - Chiều sâu đáy đài, hd = 2,0m;
tb - Khối lợng thể tích trung bình của đài và đất trên đài, tb = 2,2T/m3;
Fsb - Diện tích sơ bộ của đài, Fsb = 9,5 m2;
Thay số vào công thức (II-4) ta đợc:
G = 11.2,2.2 = 48,4 TThay số vào công thức (II-3) ta có:
nc > 1,5.(780+48,4)/673 = 1,84
Để đảm bảo cho các cọc làm việc một cách an toàn ta lấy nc = 2 cọc
* Sơ đồ bố trí cọc trong đài
1 m 1,5 m
3 m 4,5 m
Trang 17ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
* Kiểm tra lực tác dụng lên cọc
Lực tác dụng lên cọc phải thoả mãn điều kiện sau:
P0max P tt
Ta có : Pomax = Ptt /n
n : Số lượng cọc trong đài ; n = 2
390 2
780
max
P (T) < Ptt = 673 (T),Như vậy cọc làm việc bình thường
* Kiểm tra cường độ của đất nền dưới mũi cọc
Để kiểm tra cường độ của nền đất tại mũi cọc, coi đài cọc và phần đấtgiữa các cọc là một móng khối quy ước, kích thước móng khối quy ước phụthuộc vào góc mở trong đó đươc tính theo công thức :
được tính theo công thức : =
4
tb
Trang 18ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Diện tích đáy móng khối quy ước tính theo công thức
' '
0
56 1 4
Trong đó : TB là góc ma sát trung bình các lớp đất mà cọc đi qua
l : Là chiều sâu từ đáy đài đến mũi cọc,
Thay các giá trị vào công thức ta có:
Aq =1 +2 48 0,035 =4,36 (m)
=> Fqu = (4,36)2 =19,00(m2)
* Ap lực thực tế trung bình dưới đáy móng khối
Để kiểm tra cường độ đất nền ở mũi cọc, ta coi đài cọc, cọc và phần đấtxung quanh cọc là khối móng quy ước được giới hạn bởi : = 1056’ Khi đó tảitrọng thẳng đứng tác dụng lên móng khối quy ước là:
Ptc
qu = Ptt + Gq,
Gq: Trọng lượng của khối móng quy ước (T):
Gq= Fqu hq q ;
q : khối lượng thể tích của khối móng quy ước q = 2,2 (T/m2);
hq : chiều sâu của móng khối quy ước, kể từ mặt đất đến mũi cọc là:
hq= 48 + 2 =50(m),
G = 19.50.2,2 = 2090 (T/ m2)
Trang 19ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
.
2 1
2
1 A b B h cD Ktc
m m
m1 : hệ số điều kiện làm việc của đất nền, m1 = 1;
m2 : hệ số điều kiện làm việc của công trình, m2 = 1;
Ktc : hệ số tin cậy phụ thuộc vào phơng pháp thí nghiệm, Ktc = 1;
γ1 : khối lượng thể tích trung bình của lớp đất dưới đáy cọc(γ1 = 2,2T/m3);
γ2 : khối lượng thể tính trung bình của đất trên đáy cọc (γ2 = 1,9T/m3);
b : chiều rộng móng quy ước: b = 4,36 (m);
h : chiều sâu móng quy ước: h = 50 (m );
c : lực dính của đất dưới đáy móng khối quy ước, c = 0 T/m2;
A,B,D - các hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào góc ma sát trong củađất với =400, tra bảng ta có:
A = 1,15 B = 5,59 D = 7,95
Thay số: Rtc = ( 1,15.2,2.4,36 + 5,59.1,9.50 + 7,95.0) = 542 (T/m2) Như vậy điều kiện δtc < Rtc hoàn toàn thoả mãn, tải trọng công trình truyềnxuống không bị phá huỷ đất nền
Trang 20ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
* Kiểm tra độ chọc thủng đài cọc.
[] : ứng suất cắt cho phép của vật liệu làm đài cọc;
Ta chọn bê tông làm đài cọc mác 500# Do vậy
[] = 215 ( / )
10
2150 10
2
m T
R bt
U chu vi tiết diện cọc, u = 3,14 m;
h2 Đoạn chiều dày của đài mà cọc không xuyên qua (h2 = 1,2m);Thay vào công thức ta có :
2 , 1 14 , 3
811
m T
Vậy đài làm việc trong điều kiện không bị chọc thủng
II Vấn đề biến dạng lún công trình:
Sau khi xây dựng, dưới tác dụng của tải trọng bản thân công trình với tảitrọng của đài cọc và cọc Làm cho công trình bị lún Do vậy, ta cần phải tínhđược độ lún của công trình Nhằm đánh giá mức độ nguy hại tới công trình, sosánh và chon giải pháp thi công hợp lý
+ Độ lún được tính với tải trọng tiêu chuẩn ( tải trọng tĩnh )
Trang 21ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
= 132,3 – 48.1,9 = 41,1 (T/m2)
+ Độ lún được tính theo công thức:
S = i
i i n
i : ứng suất phụ thêm trung bình của lớp thứ i(T/m2);
Ei: Môđun biến dạng của đất tự nhiên chứa lớp thứ i(T/m2);
hj::Chiều dày lớp chia (m);
Mà ta có : z K0P gl; bt γ2.H + γ1.z
Trong đó: K0- hệ số tra bảng phụ thuộc l/b và z/b
Ta chia nền đất dưới đáy móng khối quy ước thành các lớp bằng nhau vàbằng b/8,72= 4,36/8,72=0,5m:
,
0
Vậy S = 0 cm < 8 cm
Trang 22ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA KỸ THUẬT
Như vậy giải pháp móng cọc khoan nhồi như trên sử dùng tốt cho nhà 15tầng vì thoả mãn điều kiện lún của công trình.Vậy công trình làm việc trongđiều kiện ổn định về lún
III Vấn đề nước chảy vào hố móng
Đây là một vấn đề khá phổ biến đối với các công trình xây dựng và ít cócông trình tránh khỏi vấn đề này Đối với công trình 15 tầng nhà B2 và nhà B3khu chung cư phường Kim Giang, Thanh Xuân, Hà Nội, cũng không tránh khỏihiện tượng trên vì hố móng được đào qua lớp 1 là lớp đất san lấp, nước ngầmtồn tại trong lớp đất này Vì vậy cần có biện pháp hút nước cũng như gia cốthành hố móng hợp lý nhằm phục vụ tốt cho thi công công trình
Tóm lại : Với các giải pháp móng như trên thì vấn đề ĐCCT xảy ra đối
với công trình 15 tầng nhà B2 và nhà B3 khu chung cư phường Kim Giang,Thanh Xuân, Hà Nội, sẽ không có gì phức tạp nữa Có thể thi công công trìnhtrên diện tích đã khảo sát