Thống kê địa chất
Phần 1 Công trình: KHU NHÀ Ở TÂN QUY ĐÔNG Địa điểm : Phường Tân Phong – Quận 7 – TP.HCM ********************************************************** I. MỞ ĐẦU: Công tác khoan khảo sát địa chất phục vụ cho việc thiết kế xây dựng công trình Khu nhà ở Tân Qui Đông tại phường Tân Phong – Quận 7 – TP.HCM đã được thực hiện từ ngày 25/08/2000 đến 30/08/2000. Khối lượng đã khảo sát gồm 3 hố khoan, mỗi hố sâu 35,0m. Tổng độ sâu đã khoan là 105m với 53 mẫu đất nguyên dạng dùng để thăm dò địa tầng và thí nghiệm xác định tính chất cơ lý của các lớp đất. II. CẤU TẠO ĐỊA CHẤT: Từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu đã khảo sát là 35.0m, nền đất tại đây được cấu tạo bởi 2 lớp đất và 1 lớp thấu kính, thể hiện trên các hình trụ hố khoan và mặt cắt địa chất công trình, theo thứ tự từ trên xuông dưới như sau: 1. Hố khoan số 1: Lớp đất số 1: Chiều sâu từ : 0.0m – 13.4m Số mẫu thử : 6 Mô tả đất : Bùn sét lẫn hữu cơ vân cát bụi, màu xám đến xám xanh, trạng thái rất mềm. Lớp đất số 2a: Chiều sâu từ : 13.4m – 15.3m Số mẫu thử : 1 Mô tả đất : Sét lẫn bột, trạng thái dẻo mềm. Lớp đất số 2c: Chiều sâu từ : 15.3m – 19.1m Số mẫu thử : 2 Mô tả đất : Sét lẫn bột và ít cát, trạng thái nửa cứng. Lớp đất thấu kính: Chiều sâu từ : 19.1m – 20.9m Số mẫu thử : 1 Mô tả đất : Sét pha nhiều cát, trạng thái nửa cứng. Lớp đất số 2b: Chiều sâu từ : 20.9m – 35.0m Số mẫu thử : 8 Mô tả đất : Sét lẫn bột, cát, trạng thái dẻo cứng. 2. Hố khoan số 2: Lớp đất số 1: Chiều sâu từ : 0.0m – 13.1m Số mẫu thử : 6 Mô tả đất : Bùn sét lẫn hữu cơ, vân cát bụi, trạng thái rất mềm. Lớp đất số 2b: Chiều sâu từ : 13.1m – 15.3m Số mẫu thử : 1 Mô tả đất : Sét lẫn bột, màu xám xanh đốm vàng nâu đ ỏ nhạt, trạng thái dẻo cứng. Chiều sâu từ : 21.4m – 22.8m Số mẫu thử : 1 Mô tả đất : Sét lẫn bột vân cát mịn, màu xám nhạt, vân nâu vàng, trạng thái dẻo cứng. Chiều sâu từ : 26.5m – 35.0m Số mẫu thử : 4 Mô tả đất : Sét lẫn bột và ít cát, màu xám, trạng thái dẻo cứng Lớp đất số 2c: Chiều sâu từ : 15.3m – 18.8m Số mẫu thử : 2 Mô tả đất : Sét lẫn bột và ít cát, trạng thái nửa cứng. Chiều sâu từ : 22.8m – 26.5m Số mẫu thử : 2 Mô tả đất : Sét lẫn bột, màu xám nhạt vân nâu đỏ vàng, trạng thái nửa cứng. Lớp đất thấu kính: Chiều sâu từ : 18.8m – 21.4m Số mẫu thử : 1 Mô tả đất : Sét pha nhiều cát, màu vàng nâu đốm xám trắng, trạng thái dẻo cứng. 3. Hố khoan số 3: Lớp đất số 1: Chiều sâu từ : 0.0m – 15.6m Số mẫu thử : 7 Mô tả đất : Bùn sét lẫn hữu cơ, vân cát buị, trạng thái rất mềm. Lớp đất số 2b: Chiều sâu từ : 15.6m – 18.5m Số mẫu thử : 2 Mô tả đất : Sét lẫn bột, màu xám xanh đốm nâu đỏ vàng,trạng thái dẻo cứng. Chiều sâu từ : 21.0m – 23.1m Số mẫu thử : 1 Mô tả đất : Sét lẫn ít cát, màu vàng nâu vân xám trắng, trạng thái dẻo cứng. Chiều sâu từ : 26.8m – 35.0m Số mẫu thử : 5 Mô tả đất : Sét lẫn bột và ít cát, màu xám, trạng thái dẻo cứng Lớp đất thấu kính: Chiều sâu từ : 18.5m – 21.0m Số mẫu thử : 1 Mô tả đất : Sét pha nhiều cát, màu vàng nâu vân xám trắng, trạng thái dẻo cứng. Lớp đất số 2c: Chiều sâu từ : 23.1m – 26.8m Số mẫu thử : 2 Mô tả đất : Sét lẫn bột, màu xám, trạng thái nửa cứng. Phần 2 I.MỤC ĐÍCH: Mục đích của thống kê số liệu thí nghiệm nhằm tìm giá trị có tính đại diện với độ tin cậy nhất định cho một đơn nguyên đất nền, cũng như phân chia hợp lý các đơn nguyên địa chất dựa theo hệ số biến động của từng số hạng trong tập hợp thống kê. II.THỐNG KÊ SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT: Trong quá trình khảo sát địa chất, ứng với mỗi lớp địa chất ta tiến hành lấy nhiều mẫu ở độ sâu khác nhau và ở các hố khoan khác nhau nên chúng cần được thống kê để đưa ra một chỉ tiêu duy nhất của giá trị tiêu chuẩn A tc và giá trị tính toán A tt phục vụ cho việc tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn khác nhau. 1. Phân chia đơn nguyên địa chất : 1.a. Hệ số biến động: Chúng ta dựa vào hệ số biến động để phân chia đơn nguyên, một lớp đất công trình khi tập hợp các giá trị cơ lý có hệ số biến động đủ nhỏ. Hệ số biến động có dạng như sau: A Giá trị trung bình của một đặc trưng : n A A n i 1 Độ lệch toàn phương trung bình : n i AA n 1 2 1 1 với : A i : Giá trị riêng của đặc trưng từ một thí nghiệm. n : Số lượng mẫu thí nghiệm. 1.b. Qui tắc loại trừ sai số: Trong tập hợp mẫu của một lớp đất có hệ số biến động ≤ [] thì đạt còn ngược lại thì ta phải loại trừ các số liệu có sai số lớn. Nếu hệ số biến động không thoả thì phải chia lại lớp đất. Trong đó []: hệ số biến động, cho phép, tra bảng trong QPXD 45-78 tùy thuoc vào từng loại đặc trưng. Đặc trưng của đất Hệ số biến động cho phép [ ] Tỷ trọng hạt 0.01 Trọng lượng riêng 0.05 Độ ẩm tự nhiên 0.15 Giới hạn Atterberg 0.15 Module biến dang 0.30 Chỉ tiêu sức chống cắt 0.30 Cường độ nén một trục 0.40 Loại bỏ sai số A i nếu | A i - A tb | ≥ v xĩ cm Trong đó ước lượng độ lệch: 1 )( n AA tbi cm nếu n > 25 n AA tbi cm )( nếu n ≤ 25 với v hệ số phụ thuộc vào số lượng mẫu thí nghiệm. Bảng thống kê chỉ số v với độ tin cậy hai phía = 0.95 Số lượng mẫu n Giá trị v Số lượng mẫu n Giá trị v Số lượng mẫu n Giá trị v 6 2.07 21 2.80 36 3.03 7 2.18 22 2.82 37 3.04 8 2.27 23 2.84 38 3.05 9 2.35 24 2.86 39 3.06 10 2.41 25 2.88 40 3.07 11 2.47 26 2.90 41 3.08 12 2.52 27 2.91 42 3.09 13 2.56 28 2.93 43 3.10 14 2.60 29 2.94 44 3.11 15 2.64 30 2.96 45 3.12 16 2.67 31 2.97 46 3.13 17 2.70 32 2.98 47 3.14 18 2.73 33 3.00 48 3.14 19 2.75 34 3.01 49 3.15 20 2.78 35 3.02 50 3.16 2. Thống kê các đặc trưng tiêu chuẩn: 2.1. Đại lượng vật lý (W, , e): Xác định bằng phương pháp trung bình cộng: n i itc A n A 1 1 2.2. Đại lượng cơ học (C, ): Xác định bằng phương pháp bình phương cực tiểu của quan hệ tuyến tính của c tan Lực dính đơn vị tiêu chuẩn c tc và góc ma sát trong tiêu chuẩn tc được xác định theo công thức sau : )( 1 11 2 1 ii n i i n i i n i i tc c )( 1 tan 111 n i i n i ii n i i tc n với 2 11 2 )( n i i n i i n 3. Thống kê các đặc trưng tính toán: Nhằm mục đích nâng cao độ an toàn cho ổn định của nền chịu tải, một số tính toán ổn định của nền được tiến hành vơi các đặc trưng tính toán . Trong QPXD 45-78, các đặc trưng tính toán của đất được xác định theo công thức sau : d tc tt k A A Trong đó : A tc là giá trị đặc trưng đang xét : k d là hệ số an toàn về đất : k d =các đặc trưng của đất ngoại trừ lực dính (c), góc ma sát trong (), trọng lượng đơn vị () và cường độ chịu nén một trục tức thời có hệ số an toàn đất đuợc xác đinh như sau: 1 1 d k Trong đó : là chỉ số độ chính xác được xác định như sau: -Với trọng lượng riêng và cường độ chịu nén một trục R c : n t %100 tc A n i itc y n 1 2 )( 1 1 n i ci tc cR RR n 1 2 )( 1 1 -Với lực dính (c) và hệ số ma sát tan tAA tctt t với %100 tc A n i ic 1 2 1 *** ; n tan 2 1 )tan( 2 1 i tctc n i i c n *** Trong đó: t hệ số phụ thuộc vào xác suất tin cậy , tra bảng Khi tính nền theo biến dạng (TTGH2) thì = 0.85 Khi tính nền theo cường độ (TTGH1) thì = 0.95 Bảng tra hệ số t Bậc tự do (n-1) với R, Bậc tự do (n-2) với C, Hệ số t ứng với xác suất tin cậy bằng 0.85 0.90 0.95 0.98 0.99 2 1.34 1.89 2.92 4.87 6.96 3 1.25 1.64 2.35 3.45 4.54 4 1.19 1.53 2.13 3.02 3.75 5 1.16 1.48 2.01 2.74 3.36 6 1.13 1.44 1.94 2.63 3.14 7 1.12 1.41 1.90 2.54 3.00 8 1.11 1.40 1.86 2.49 2.90 9 1.10 1.38 1.83 2.44 2.82 10 1.10 1.37 1.81 2.40 2.76 11 1.09 1.36 1.80 2.36 2.72 12 1.08 1.36 1.78 2.33 2.68 13 1.08 1.35 1.77 2.30 2.65 14 1.08 1.34 1.76 2.28 2.62 15 1.07 1.34 1.75 2.27 2.60 16 1.07 1.34 1.75 2.26 2.58 17 1.07 1.33 1.74 2.25 2.57 18 1.07 1.33 1.73 2.24 2.55 19 1.07 1.33 1.73 2.23 2.54 20 1.06 1.32 1.72 2.22 2.53 25 1.06 1.32 1.71 2.19 2.49 30 1.05 1.31 1.70 2.17 2.46 40 1.05 1.30 1.68 2.14 2.42 60 1.05 1.30 1.67 2.12 2.39 I.THỐNG KÊ ĐỊA CHẤT: LỚP ĐẤT SỐ 1 : I.1. Các chỉ tiêu vật lý(W, w , s, e): a.Độ ẩm (W) : STT Kh mẫu Chiều sâu lấy mẫu (m) Wi (%) (Wi-Wtb) (%) (Wi-Wtb) 2 Ghi chú 1 1_1 1.5-2.0 92.6 10.7158 114.828144 Nhận 2 1_3 3.5-4.0 87.3 5.4158 29.3307756 Nhận 3 1_5 5.5-6.0 86.8 4.9158 24.1649861 Nhận 4 1_7 7.5-8.0 79.6 -2.2842 5.21761773 Nhận 5 1_9 9.5-10.0 76.0 -5.8842 34.6239335 Nhận 6 1_11 11.5-12.0 74.1 -7.7842 60.5939335 Nhận 7 2_1 1.5-2.0 94.6 12.7158 161.691302 Nhận 8 2_3 3.5-4.0 90.4 8.5158 72.5186704 Nhận 9 2_5 5.5-6.0 83.8 1.9158 3.67024931 Nhận 10 2_7 7.5-8.0 84.5 2.6158 6.84235457 Nhận 11 2_9 9.5-10.0 78.3 -3.5842 12.8465651 Nhận 12 2_11 11.5-12.0 75.9 -5.9842 35.8107756 Nhận 13 3_1 1.5-2.0 89.0 7.1158 50.6344598 Nhận 14 3_3 3.5-4.0 85.9 4.0158 16.1265651 Nhận 15 3_5 5.5-6.0 82.6 0.7158 0.51235457 Nhận 16 3_7 7.5-8.0 77.1 -4.7842 22.8886704 Nhận 17 3_9 9.5-10.0 74.7 -7.1842 51.6128809 Nhận 18 3_11 11.5-12.0 72.3 -9.5842 91.8570914 Nhận 19 3_13 13.5-14.0 70.3 -11.5842 134.193934 Nhận Giá trị trung bình: W tb =81.8842 Ước lượng độ lệch: cm =6.99611 V = 2.75 ( n=19 ) v* cm =19.2393 Độ lệch toàn phương trung bình: =7.18782 Hệ số biến động: = /W tb =0.08778 < [ ]=0.15 Giá trị tính toán:W tt =W tc = W tb = 81.8842 (%) b.Dung trọng tự nhiên ( w ): STT Kh mẫu Chiều sâu lấy mẫu (m) w (KN/m 3 ) ( wi - wtb ) ( KN/m 3 ) ( wi - wtb ) 2 Ghi Chú 1 1_1 1.5-2.0 14.25 -0.50579 0.255823 Nhận 2 1_3 3.5-4.0 14.48 -0.27579 0.0760598 Nhận 3 1_5 5.5-6.0 14.31 -0.44579 0.1987283 Nhận 4 1_7 7.5-8.0 14.60 -0.15579 0.0242704 Nhận 5 1_9 9.5-10.0 15.01 0.254211 0.064623 Nhận 6 1_11 11.5-12.0 15.32 0.564211 0.3183335 Nhận 7 2_1 1.5-2.0 14.21 -0.54579 0.2978861 Nhận 8 2_3 3.5-4.0 14.43 -0.32579 0.1061388 Nhận 9 2_5 5.5-6.0 14.67 -0.08579 0.0073598 Nhận 10 2_7 7.5-8.0 14.5 -0.25579 0.0654283 Nhận 11 2_9 9.5-10.0 14.75 -0.00579 3.352E-05 Nhận 12 2_11 11.5-12.0 15.14 0.384211 0.1476177 Nhận 13 3_1 1.5-2.0 14.35 -0.40579 0.1646651 Nhận 14 3_3 3.5-4.0 14.41 -0.34579 0.1195704 Nhận 15 3_5 5.5-6.0 14.9 0.144211 0.0207967 Nhận 16 3_7 7.5-8.0 15.05 0.294211 0.0865598 Nhận 17 3_9 9.5-10.0 15.09 0.334211 0.1116967 Nhận 18 3_11 11.5-12.0 15.44 0.684211 0.468144 Nhận 19 3_13 13.5-14.0 15.45 0.694211 0.4819283 Nhận Giá trị trung bình: tb = 14.75579 ( KN/m 3 ) Ước lượng độ lệch : cm = 0.398396 V = 2.75 ( n=19 ) V* cm = 1.095588 Độ lệch toàn phương trung bình: =0.409313 Hệ số biến động: : = / tb =0.027739 <[ ] = 0.05 Giá trị tiêu chuẩn : tc = tb =14.75579 Giá trị tính toán: )1(* tctt với n t * Trong đó: n : số lần thí nghiệm (n=19) T: Hệ số tra bảng ,tuỳ thuộc vào n. Tính theo trang thái giới hạn I: =0.95 ==>T =1.73 ==> 011.0 19 027739.0*73.1 * n t ==> ]918.14593.14[)011.01(*75579.14)1(* tctt (KN/m 3 ) Tính theo trang thái giới hạn II: =0.85 ==>T =1.07 ==> 0068.0 19 027739.0*07.1 * n t ==> ]856.14665.14[)0068.01(*75579.14)1(* tctt (KN/m 3 ) c. Dung trọng đẩy nổi ( s ): STT Kh mẫu Chiều sâu lấy mẫu (m) s (KN/m 3 ) ( si - stb ) ( KN/m 3 ) ( si - stb ) 2 Ghi Chú 1 1_1 1.5-2.0 4.56 -0.44 0.1954571 Nhận 2 1_3 3.5-4.0 4.76 -0.24 0.058615 Nhận 3 1_5 5.5-6.0 4.72 -0.28 0.0795834 Nhận 4 1_7 7.5-8.0 5.01 0.01 6.233E-5 Nhận 5 1_9 9.5-10.0 5.26 0.26 0.0665097 Nhận 6 1_11 11.5-12.0 5.43 0.43 0.1830939 Nhận 7 2_1 1.5-2.0 4.49 -0.51 0.2622518 Nhận 8 2_3 3.5-4.0 4.67 -0.33 0.1102939 Nhận 9 2_5 5.5-6.0 4.92 -0.08 0.0067413 Nhận 10 2_7 7.5-8.0 4.84 -0.16 0.0262781 Nhận 11 2_9 9.5-10.0 5.10 0.10 0.0095834 Nhận 12 2_11 11.5-12.0 5.31 0.31 0.0947992 Nhận 13 3_1 1.5-2.0 4.67 -0.33 0.1102939 Nhận 14 3_3 3.5-4.0 4.77 -0.23 0.0538729 Nhận 15 3_5 5.5-6.0 5.03 0.03 0.0007781 Nhận 16 3_7 7.5-8.0 5.24 0.24 0.0565939 Nhận 17 3_9 9.5-10.0 5.33 0.33 0.107515 Nhận 18 3_11 11.5-12.0 5.33 0.33 0.107515 Nhận 19 3_13 13.5-14.0 5.60 0.60 0.3574781 Nhận Giá trị trung bình: tb =5.00 ( KN/m 3 ) Ước lượng độ lệch : cm =0.3152 V = 2.75 ( n=19 ) V* cm = 0.8667 Độ lệch toàn phương trung bình: = 0.3238 Hệ số biến động: : = / tb = 0.0647 Giá trị tiêu chuẩn : tc = tb = 5.00 ( KN/m 3 ) Giá trị tính toán: )1(* tctt với n t * Trong đó: n : số lần thí nghiệm (n=19) T: Hệ số tra bảng ,tuỳ thuộc vào n. Tính theo trang thái giới hạn I: =0.95 ==>T =1.73 ==> 0257.0 19 0647.0*73.1 * n t ==> ]1285.58715.4[)0257.01(*00.5)1(* tctt (KN/m 3 ) Tính theo trang thái giới hạn II: =0.85 ==>T =1.07 ==> 0159.0 19 0647.0*07.1 * n t ==> ]0795.59205.4[)0159.01(*00.5)1(* tctt (KN/m 3 )