§Æc ®iÓm ®Þa lý tù nhiªn, ®Þa chÊt khu vùc nghiªn cøu ®å ¸n m«n häc ®Þa chÊt c«ng tr×nh ®Þa kü thuËt Më §ÇU Trêng §¹i häc Má §i¹ chÊt Hµ Néi lµ trung t©m ®µo t¹o ra nh÷ng kü s chuyªn nghiªn cøu vÒ t[.]
đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ thuật Mở ĐầU Trờng Đại học Mỏ - Điạ chất Hà Nội trung tâm đào tạo kỹ s chuyên nghiên cứu trái đất ngành Địa chất công trình - Địa kỹ thuật, nhằm sâu nghiên cứu đặc tính học đất đá nhằm đảm bảo tồn cho loại công trình liên quan đến vỏ trái đất để phục vụ nhu cầu phát triển xà hội Hàng năm trờng đại học Mỏ Địa Chất không ngừng đào tạo kỹ s ĐCCT - ĐKT Qua gần năm học tập trờng với môn học sở đến chúng em đà đợc học môn học ĐịA CHấT CÔNG TRìNH CHUYÊN MÔN Đây môn học tổng hợp liên quan đến hầu hết môn đà học, hệ thống hóa công tác nghiên cứu cụ thể cho loại công trình, giai đoạn cụ thể Nó môn học mang tính chuyên môn, sở để làm tài liệu địa chất công trình, công việc kỹ s ĐCCT làm việc, để đảm bảo chất lợng sinh viên củng cè lý thuyÕt, nhanh chãng ¸p dung thùc tÕ Bé môn địa chất công trình đà có kế hoạch cho chúng em học môn đia chất công trình chuyên môn kết hợp với việc làm đồ án môn học với đề tài: Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà A thuộc khu chung c cao tầng Ngô Tất Tố, quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho giai đoạn thiết kế kỹ thuật-lập vẽ thi công. Dới hớng dẫn thầy giáo TS :Tô Xuân Vu Nội dung đồ án Phần lời : Mở đầu Chơng I : Đánh giá điều kiện ĐCCT khu vực xây dựng khu chung c cao tầng Ngô Tất Tố Chơng II : Dự báo vấn đề ĐCCT Chơng III : Thiết kế phơng án khảo sát ĐCCT Kêt luận Bản vẽ: - Các mặt cắt ĐCCT : - Bảng tổng hơp tiêu lý : - Sơ đồ bố trí thi công thăm dò tỷ lệ : 1:200 Do cã sù h¹n chÕ kiÕn thøc cịng nh kinh nghiệm thực tế chuyên môn, nên đồ án Em có nhiều sai sót Kính mong thầy giáo, cô giáo môn góp ý, hớng dẫn Em xin chân thầnh cảm ơn Sinh viên : Đăng Văn Nam lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ thuật Sinh viên Đặng Văn Nam Sinh viên : Đăng Văn Nam lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ thuật Chơng I Đánh giá điều kiện địa chất công trình Trong giai đoạn nghiên cứu khả thi, sau đà thu thập đầy đủ tài liệu thông tin từ nguồn tài liệu đà công bố Các giai đoạn công tác khảo sát ĐCCT sơ đà tiến hành lập sơ tài liệu thực tế, khảo sát ĐCCT công trình bố trí mạng lới công trình khoan thăm dò Số lỗ khoan bố trí nhà gồm 06 lỗ khoan Lấy mẫu,thí nghiệm xác định tiêu lý đất Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Dựa vào kết công tác khảo sát thu thập đợc, tiến hành đánh giá điều kiện ĐCCT khu vực khảo sát nh sau 1.1 Đặc điểm địa hình địa mạo: Dựa vào sơ đồ tài liệu thực tế khảo sát ĐCCT Khu chung c cao tầng Ngô Tất Tố đợc xây dựng quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh Địa hình khu vực xây dựng đà đợc san lấp tơng đối phẳng, độ chênh cao không đáng kể, dao động khoảng 0,4 0,5m Cao độ trung bình +3,8m Cao độ lỗ khoan 0,0m 1.2 Địa tầng tính chất lý đất đá : Viềc xử lí mẫu lấy từ 06 lỗ khoan giai đoạn trớc (những lớp có số mẫu tiêu đợc lấy theo giá trị trung bình, lớp có số mẫu > tiêu lý đợc tính toán theo phơng pháp xác xuất thống kê).Theo kết khoan khảo sát ĐCCT giai đoạn nghiên cứu khả thi, địa tầng đất khu vực xây dùng bao gåm líp theo thø tù trªn xng dới * Mô đun tổng biến dạng xác định theo c«ng thøc: E0 = β 1 mk , a1 (kG/cm2) E0 : Mô đun tổng biến dạng ( kG/cm2); : hệ số có xét đến nở hông đất, phụ thuộc vào loại đất; o : hệ số rỗng đất; a1-2: hệ số nén lún (cm2/kG); mK : hƯ sè qui ®ỉi tõ thÝ nghiƯm phòng trời, phụ thuộc vào loại đất đợc tính theo bảng sau: 0.43 0.62 0.74 0.76 Tên đất Sét Sét pha Cát pha Cát Nếu Is 0.75 th× lÊy mk =1 NÕu Is 0.75 lấy theo bảng sau mk ứng với o Sinh viên : Đăng Văn Nam lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học Loại đất Cát pha Sét pha Sét địa chất công trình - ®Þa kü thuËt 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 0.95 1.05 4.0 4.0 3.5 3.0 2.0 - - 5.0 5.0 4.5 4.0 3.0 2.5 2.0 - - 6.5 6.0 5.5 5.5 4.5 Sức chịu tải quy ớc cho phép xác định theo c«ng thøc : Ro = m(A.b + B.h)γ +D.C, A, B, D : hƯ sè phơ thc vµo gãc ma sát đất, tra bảng 2-2 móng; h : chiỊu s©u qui íc h = 1m; b : chiỊu réng khèi mãng qui íc b = 1m; : khối lợng thể tích trung bình; c : lùc dÝnh kÕt cđa ®Êt; m : hƯ sè ®iỊu kiện làm việc (m = 1) Tổng hợp tài liệu khảo sát, ta chia đất thành líp nh sau: Líp 1: Líp ®Êt lÊp: Líp ®Êt lấp (1), đợc hình thành trình san lấp tạo mặt xây dựng Phía lớp sét pha, sét lẫn phế thải xây dựng, thành phần hỗn tạp trạng thái không đều, chiều dày lớp 1,5m Lớp phân bố mặt ý nghĩa mặt xây dựng nên không tiến hành láy mẫu thí nghiệm Lớp 2: Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám nâu, xám đen, trạng thái chảy Chiều dày trung bình lớp : 14,5m Bảng tiêu lí lớp : STT Các tiêu lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB Độ Èm tù nhiªn W % 81,7 10 Khèi lỵng thĨ tÝch tù nhiên Khối lợng thể tích khô Khối lợng riêng Hệ số rỗng tự nhiên Độ lỗ rỗng Độ bÃo hoà Giới hạn chảy Giới hạn dẻo Chỉ số dẻo c c s o n G Wl Wp Ip g/cm3 g/cm3 g/cm3 1,47 0,81 2,61 2,22 69 96 72,4 38,6 33,8 Sinh viên : Đăng Văn Nam % % % % % lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ tht 11 12 §é sƯt Lùc dÝnh kÕt IS C 13 14 15 16 Gãc ma s¸t HƯ sè nén lún Sức chịu tải quy ớc Môđun tổng biến dạng *Mô đun tổng biến dạng: Với = 0,43 E0 = β a 1-2 Ro Eo 1 a1 mk kG/ cm2 1,28 0,065 ®é cm2/kG kG/cm2 kG/cm2 0,31 0,22 4,2 , mk = 1,0 thay sè ta có: E0 = 4,2 (KG/cm2) *Sức chịu tải qui íc : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy íc lÊy m =1 ; b = ; h = ; víi φ = 30 00’ A = 0,045 ;B = 1,185 ; D = 3,42; Thay sè ta cã: R0 = 0,22(kG/cm2) Líp 3: SÐt pha màu nâu xám, trạng thái dẻo mềm Chiều dày trung bình lớp : 14,0m Bảng tiêu lí lớp : STT Các tiêu lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB Độ ẩm tự nhiên Khối lợng thể tích tự nhiên W c % g/cm3 22,5 1,93 10 11 12 Khối lợng thể tích khô Khối lợng riêng Hệ số rỗng tự nhiên Độ lỗ rỗng Độ bÃo hoà Giới hạn chảy Giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Lực dính kết c s o n G Wl Wp Ip IS C g/cm3 g/cm3 kG/ cm2 1,58 2,72 0,722 41,9 84,8 27,8 16,9 10,9 0,51 0,200 13 14 15 16 Gãc ma s¸t Hệ số nén lún Sức chịu tải quy ớc Mô ®un tỉng biÕn d¹ng ®é cm2/kG kG/cm2 kG/cm2 18 0,024 1,7 184,6 *Mô đun tổng biến dạng: Với = 0,62 E0 = β a 1-2 Ro Eo 1 a1 % % % % % mk , mk = 4,15 thay sè ta cã: E0 = 184,6 (kG/cm2) *Sức chịu tải qui ớc : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy íc lÊy m =1 ; b = ; h = ; víi = 180 00 Sinh viên : Đăng Văn Nam A = 0,43 ; B = 2,73 ; D = 5,31; lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ thuËt Thay sè ta cã: R0 = 1,7(kG/cm2) Líp 4: Sét màu xám vàng, xám nâu, trạng thái nửa cứng Chiều dày trung bình lớp : 6,5m Bảng tiêu lí lớp : STT Các tiêu lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB Độ ẩm tự nhiên Khối lợng thể tích tự nhiªn W c % g/cm3 24,7 1,94 10 11 12 Khèi lỵng thĨ tích khô Khối lợng riêng Hệ số rỗng tự nhiên Độ lỗ rỗng Độ bÃo hoà Giới hạn chảy Giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Lực dính kết c s o n G Wl Wp Ip IS C g/cm3 g/cm3 kG/ cm2 1,56 2,71 0,737 42,4 90,8 43 22,8 20,2 0,09 0,35 13 14 15 16 Gãc ma sát Hệ số nén lún Sức chịu tải quy ớc Mô đun tổng biến dạng độ cm2/kG kG/cm2 kG/cm2 16 0,03 2,3 140,1 *Mô đun tổng biến dạng: Với β = 0,43 E0 = β % % % % % a 1-2 Ro Eo 1 a1 mk , mk = 6,05 thay sè ta cã: E0 = 140,1 (kG/cm2) *Sức chịu tải qui ớc : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc] Quy íc lÊy m =1 ; b = ; h = ; víi φ = 160 00’ A = 0,36 ; B = 2,43 ; D = 4,99; Thay sè ta có: R0 = 2,3(kG/cm2) Lớp 5: Cát pha màu xám sáng, trạng thái dẻo có chiều dày tb lớp : 2,0m Bảng tiêu lí lớp : STT Các tiêu lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB Độ ẩm tự nhiên Khối lợng thĨ tÝch tù nhiªn W c % g/cm3 18,4 1,90 Khèi lỵng thĨ tích khô Khối lợng riêng Hệ số rỗng tự nhiên Độ lỗ rỗng Độ bÃo hoà Giới hạn chảy Giới hạn dẻo c s o n G Wl Wp g/cm3 g/cm3 1,60 2,70 0,688 40,8 72,2 20,5 14,8 Sinh viªn : Đăng Văn Nam % % % % lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ thuật 10 11 12 Chỉ số dẻo Độ sệt Lực dính kết Ip IS C 13 14 15 16 Gãc ma s¸t Hệ số nén lún Sức chịu tải quy ớc Mô đun tổng biến dạng *Mô đun tổng biến dạng: Với β = 0,74 E0 = β % a 1-2 Ro Eo 1 a1 mk kG/ cm2 5,7 0,63 0,073 ®é cm2/kG kG/cm2 kG/cm2 26 0,018 1,5 229 , mk = 3,3 thay sè ta cã: E0 = 229 (kG/cm2) *Sức chịu tải qui ớc : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy íc lÊy m =1 ; b = ; h = ; víi φ = 260 00’ A = 0,84 ; B = 4,37 ; D = 6,90; Thay sè ta cã: R0 = 1,5(kG/cm2) Lớp 6: Sét pha màu xám vàng, xám trắng, trạng thái dẻo cứng Chiều dày trung bình lớp : 11,5m Bảng tiêu lí lớp : STT Các tiêu lý Ký hiệu Đơn vị Giá trị TB Độ ẩm tự nhiên Khối lợng thể tích tự nhiên W c % g/cm3 20,5 1,95 10 11 12 Khối lợng thể tích khô Khối lợng riêng Hệ số rỗng tự nhiên Độ lỗ rỗng Độ bÃo hoà Giới hạn chảy Giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Lực dính kết c s o n G Wl Wp Ip IS C g/cm3 g/cm3 kG/ cm2 1,62 2,71 0,673 40,2 82,5 29,5 17 12,5 0,28 0,40 13 14 15 16 Gãc ma s¸t HƯ sè nén lún Sức chịu tải quy ớc Mô đun tổng biến dạng độ cm2/kG kG/cm2 kG/cm2 20 0,020 228 *Mô đun tổng biến dạng: Với = 0,62 E0 = β a 1-2 Ro Eo 1 a1 % % % % % mk , mk = 4,4 thay sè ta cã: E0 = 228 (kG/cm2) *Søc chÞu t¶i qui íc : R0 = m[(A.b + B.h ) γ + Dc], Quy íc lÊy m =1 ; b = ; h = ; Sinh viªn : Đăng Văn Nam lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - ®Þa kü tht víi φ = 200 00’ A = 0,51 ; B = 3,06 ; D = 5,66; Thay số ta có: R0 = 3(kG/cm2) 2.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn : Mực nớc dới đất quan sát hố khoan khảo sát sơ 0,7m Nớc chủ yếu tồn lớp đất lấp Nguồn cung cấp nớc ma, nớc mặt nớc sinh hoạt Trong giai đoạn khảo sát sơ cha lấy mẫu nớc để phân tích thành phần hoá học nớc 2.4 Các tợng địa chất động lực công trình: 2.4.1 Hiện tợng sụt lún mặt đất Khu vực thành phố Hồ Chí Minh nơi bơm hút nớc sử dụng sinh hoạt tơng đối lớn, điều sễ dẫn đến phát triển trình tợng địa chất khác Trong tơng lai dẫn dến tợng hạ thấp mực nớc ngầm, làm tăng chiều dày đới thông khí ,đất biển đổi dần trạng thái vật lý chúng, làm đất cố kết nhanh cuối bị sụt lún mặt đất Vì phải có biện pháp khai thác nguồn nớc nh quan trắc thờng xuyên để đảm bảo ổn định nguồn nớc 2.4.2.Hiện tợng trợt Do đất cấu tạo lớp đất yếu, bên cạnh đặc trng kỹ thuật lớp đất lại khác nhau, biến đổi chiều dày nên tồn mặt trợt Vì xảy trợt sâu Nhận xét: Từ đánh giá ĐCCT cho thấy cấu trúc đất vị trí xây dựng công trình có đặc điểm chủ yếu sau: - Lớp đất lấp có thành phần trạng thái không đồng - Lớp lớp đất yếu, có sức chịu tải nhỏ, biến dạng lớn cần ý phải chọn giải pháp móng công trình - Lớp 4, có sức chịu tải biến dạng trung bình, phù hợp với công trình có tải trọng vừa nhỏ - Lớp có sức chịu tải tơng đối lớn phù hợp với công trình có tải trọng vừa lớn Sinh viên : Đăng Văn Nam lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ thuật Chơng II dự báo vấn đề địa chất công trình Vấn đề địa chất công trình vấn đề bất lợi mặt ổn định, phát sinh trình xây dựng sử dụng công trình Do vấn đề địa chất công trình phụ thuộc vào điều kiện địa chất tự nhiên mà phụ thuộc mục đích xây dựng Tùy thuộc vào đặc điểm địa chất loại công trình khác phát sinh vấn đề địa chất công trình khác Vì việc nghiên cứu vấn đề địa chất công trình có ý nghĩa quan trọng cho phép dự báo bất lợi xảy xây dựng sử dụng công trình Từ đề giải pháp hợp lý bảo đảm công trình ổn định kinh tế Công trình : Nhà A khu chung c cao tầng Ngô Tất Tố, quận Bình Thạnh, thành phố Hồ Chí Minh với tầng (280 T/trụ) đà đợc tiến hành khảo sát địa chất giai đoạn sơ với hố khoan Theo kết đánh giá ĐCCT khu đất xây dựng có cấu trúc đất gồm lớp đất nh đà nêu Sinh viên : Đăng Văn Nam lớp địa chất công trình - k49 đồ án môn học địa chất công trình - địa kỹ thuật Với cấu trúc nh xây dựng công trình phát sinh vấn đề địa chất nh sau: + Vấn đề sức chịu tải đất + Vấn đề biến dạng lún đất Nh vấn đề dự báo ĐCCT khu nhà A đợc dự báo cụ thể vấn đề sau: I.Vấn đề khả chịu tải đất Với quy mô, tải trọng thiết kế lớn, vị trí xây dựng công trình có cấu trúc đất chủ yếu lớp bùn sét nông có chiều dày lớn, sức chịu tải nhỏ Đối với tải trọng 280T/trụ nhà A đặt móng nông xảy tợng lún mạnh gây ảnh hởng đến ổn định công trình Do phơng án móng cọc cho công trình hợp lý nhất, chiều sâu lớp chịu tải tốt khoảng 17,0m đến 18,0m giải đợc vấn đề sức chịu tải đất nền, đảm bảo ®iỊu kiƯn ỉn ®Þnh cịng nh vÊn ®Ị lón cđa công trình Công việc thiết kế móng cho công trình cần tiến hành qua bớc sau: - Chọn độ sâu đặt đài độ sâu mũi cọc - Chọn loại cọc, kích thớc cọc - Xác định sức chịu tải cọc theo vật liệu cọc theo đất - Xác định số lợng cọc móng, xác định kích thớc đài - Tính toán kiểm tra nội lực móng cọc - Xác định sức chịu tải - Tính toán theo biến dạng - Tính toán độ bền cấu tạo đài cọc Qua ta thấy: Đối với khu nhà Tầng với tải trọng lớn (Ptc = 280T/trụ) lớp đất phía không chịu đợc tải trọng công trình, chiều dày lớp không lớn Nhng lớp lớp đất tơng đối tốt chịu đợc tải trọng công trình Căn vào đặc điểm đặc tính lý lớp đất nh đặc điểm quy mô công trình, dự kiến thiết kế móng cọc ma sát cho nhà tầng Mũi cọc đặt lớp Sét pha màu xám, xám trắng, trạng thái dẻo mềm Chọn chiều sâu đặt móng Mũi cọc đợc thiết kế nằm lớp 3, có R0 = 1,7kG/cm2, có Môđun tổng biến dạng E0 = 184,6 kG/cm2, đủ điều kiện ổn định nh sức chịu tải móng Căn vào cấu trúc khu vực nghiên cứu tải trọng công trình 280T/ Sinh viên : Đăng Văn Nam 10 lớp địa chất công trình - k49