SV: Đoàn Văn Toàn lớp:DCTV-DCCT k54 Mở đầu Trong thời đại kinh tế xà hội phát triển mạnh mẽ nh với Hà nội không ngừng phát triển Cùng với phát triển mật độ dân số thành phố Hà Nội ngày tăng Kèm theo vấn đề nhà trở nên cấp thiết đặc biệt giai đoạn nay.Mặt khác điều kiƯn kinh tÕ vµ diƯn tÝch l·nh thỉ níc ta việc xây dựng chung c cao tầng giải pháp phù hợp hiệu Với sinh viên ngành ĐCTV - ĐCCT làm quen bớc khảo sát ĐCCT xây dựng hạng mục công trình quan trọng Do học kỳ học môn học địa chất công trình chuyên môn thầy Tô Xuân Vu giảng dạy Với phơng châm học đôi với hành nhằm giúp sinh viên nắm vững thêm kiến thức đà học, đà đợc thầy Tô Xuân Vu giao cho đồ án môn học Địa chất công trình chuyên môn với đầu nh sau: Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà A1 A2(A3,A4,B1,B2 B3,B4)thuộc khu trung c phờng Kim Giang ,Thanh Xuân Hà Nội.Thiết kế khảo sát công trình nhà B4 phục vụ cho thiết kế thi công công trình Qua thời gian làm việc hớng dẫn thầy Tô Xuân Vu ,tôI đà hoàn thành đồ án với nội dung nh sau: Mở đầu Chơng I : Đánh giá điều kiện địa chất công trình Chơng II :Dự báo vấn đề địa chất công trình Chơng III :Thiết kế phơng án khảo sát địa chất công trình Kết luận Qua xin chân thành cảm ơn thầy Tô Xuân Vu đà hơng dẫn để tôI hoàn thành đồ án môn học Chơng I: Đánh giá điều kiện địa chất công trình Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang SV: Đoàn Văn Toµn líp:DCTV-DCCT k54 Theo thiÕt kÕ nhµ B4 thc khu trung c Kim Giang Thanh Xuân Hà Nội nhà có quy mô 12 tầng ,tải trọng 480 tấn/trụ Dựa vào kết khảo sát công tác thí nghiệm đà tiến hành đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực nhà B4 nh sau: I.1:Đặc điểm địa hình địa mạo Qua quan sát tài liệu ta thấy :Địa hình khu xây dựng đà đợc san lấp phẳng.Cao độ địa hình không thay đổi,dao động từ +6,0m đến 6,1m.Bề mặt địa hình biến đổi mạnh Đất mặt khu vực nghiên cứu lớp đất san lấp -sét pha,sét lẫn gạch vụn,phế thải xây dựng,thành phần trạng thái không đều.vật liệu đợc chuyển đến trình san lấp mặt Mặt khác khu xây dựng nằm vùng ngoại thành Hà Nội có mặt thuận lợi trình thi công I.2: Địa tầng tính chất lý đất đá Dựa vào tài liệu khoan khảo địa chất công trình sơ cho biết địa tầng gồm lớp, phân bố từ xuống dới nh sau: Lớp : Đất san lấp - sét pha, sét lẫn gạch vụn, phế thải xây dựng, thành phần trạng thái không Lớp : Sét pha màu nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng Lớp : Sét pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm Lớp : sét pha màu nâu xám, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy Lớp : Bùn sét pha lẫn hữu màu xám ghi, xám đen Lớp : Sét màu nâu vàng, đỏ, xám xanh loang lổ, trạng thai dẻo cứng Lớp : Cát hạt nhỏ màu nâu xám xanh, trạng thái chặt, N30=42 Lớp : Cuội sỏi lẫn cát màu xám vàng, nâu, trạng thái chặt, N30>100 I.3 Tính chất lý Trong bảng kết thí nghiệm tiêu lý lớp đất có tài liệu kết tính đợc trực tiếp, số tiêu lý cần đợc tính toán phòng thí nghiệm, bao gồm: Khối lợng thể tích khô c: c= γw 1+0 , 01 W (g /cm ) ; (1-1) + Trong đó: Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang SV: Đoàn Văn Toàn c lớp:DCTV-DCCT k54 - Khối lợng thể tích khô (g /cm ) ; γw - Khèi lỵng thĨ tÝch đất trạng thái tự nhiên (g/cm ) ; W - Độ ẩm tự nhiên đất (%) Hệ số lỗ rỗng tự nhiên đất e0: e 0= γs γc −1 ; + Trong ®ã: - (1-2) γs Khối lợng riêng đất (g /cm ) Độ lỗ rỗng đất n: n=1 c s ; + Trong đó: n - Độ lỗ rỗng (%) §é b·o hßa G: G= (1-3) , 01 W γ s e0 ; (1-4) ChØ sè dỴo IP: IP = WL – WP (%); + Trong ®ã: WL - Độ ẩm giới hạn chảy (%); WP - Độ ẩm giới hạn dẻo (%) Độ sệt IS: I S= (1-5) WW P IP ; (1-6) Mô đum tổng biến dạng đất E0 (TCXD 45- 78): - §èi víi ®Êt dÝnh: E0 =β 1+e a1−2 mk (kG/cm ) ; Đồ án địa chất công trình chuyên môn (1-7) Trang SV: Đoàn Văn Toàn lớp:DCTV-DCCT k54 + Trong đó: E0 - Mô đum tổng biến dạng (kG/cm ) ; - Hệ số để chun tõ kh«ng në h«ng thÝ nghiƯm nÐn lón sang nén xảy thực tế, đợc lấy tùy thuộc vào loại đất; e0 - Hệ số lỗ rỗng ban đầu đất; 2 a1-2- Hệ số nén lún đất ứng với cấp áp lực cm /kG - cm /kG mk - HÖ sè chuyển đổi từ kết tính E0 theo thí nghiệm nén trục phòng thí nghiệm kết tÝnh E theo thÝ nghiƯm nÐn tÜnh ngoµi trêi Giá trị phụ thuộc vào trạng thái đất hệ số rỗng Nếu đất trạng thái dẻo chảy đến trạng thái chảy (Is> 0,75) mk = Bảng I.1.Bảng tra giá trị Tên đất C¸t 0,76 C¸t pha 0,72 SÐt pha 0,57 SÐt 0,43 Bảng I.2.Bảng tra mk ứng với e0 Loại đất C¸t pha 0,45 4,0 0,55 4,0 0,65 3,5 SÐt pha 5,0 5,0 4,5 mk øng víi e 0,75 0,85 3,0 2,0 4,0 3,0 0,95 - 1,05 - 2,5 2,0 SÐt 6,0 6,0 5,5 5,5 4,5 - Đối với đất rời: + Môđun tổng biến dạng đợc tính theo công thức: E0 = a + C.(6+N) kG/cm2 (1-8) Trong ®ã: HƯ sè a = 40 N > 15 vµ a = N < 15 Với N giá trị SPT lớp đất, C hệ số phụ thuộc loại đất đợc xác định theo bảng I.3 Bảng I.3: Bảng tra giá trị C Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang SV: Đoàn Văn Toàn Loại đất Đất loại sét lớp:DCTV-DCCT k54 Cát mịn C¸t võa C¸t to HƯ sè C 3.0 3.5 4.5 7.0 Sức chịu tải quy ớc lớp đất R0 (TCXD 45- 78): - Đối với đất dính: Ralignl ¿ ¿ ¿ = m1 m2 k t/c ( Ab γ w +Bh γ ' +CD)¿ C¸t lÉn sái sạn Sỏi sạn lẫn cát 10.0 12.0 (kG/cm ) w (1-9) + Trong đó: A, B, D - Các hệ số đợc tính theo công thức sau: A, B, D - Các hệ số đợc tính theo công thức sau: ,25 π A= cot gϕ +ϕ− π B=1+ π cot gϕ+ ϕ− ; π D= π cot gϕ cot gϕ +ϕ− ; π ; kt/c - HƯ sè tin cËy m1 m2 + §èi víi cát sỏi, bÃo hòa nớc: k t/c =0,8 m1 m2 + Đối với cát bụi, bÃo hòa nớc: m1 m2 + Trờng hợp lại: w k t/c k t/c ; =0,6 ; =1 - Khèi lỵng thĨ tích lớp đất nằm dới đáy móng (kG/cm ) ; ' γ w - Khèi lỵng thĨ tÝch trung bình lớp đất nằm đáy mó (kG/cm ) , lÊy γ ' =γ w w ; C - Lùc dÝnh kÕt (kG/cm ) ; h - Chiều sâu chôn móng quy ớc; Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang SV: Đoàn Văn Toàn lớp:DCTV-DCCT k54 b - Chiều rộng đáy móng quy ớc, lấy h = b = 1m - Đối với đất rời: + Sức chịu tải quy ớc đất rời đợc xác định theo tiêu chuẩn TCVN 45-78 Bảng I.4: Bảng tra giá trị R0 đất rời Loại đất Ro (kG/cm2) Đất lớn - Đất cuội (dăm) lẫn cát - Đất sỏi (sạn) từ mảnh vụn Đá kết tinh Đá trầm tích Đất cát Chặt - Cát thô không phụ thuộc vào độ ẩm - Cát thô vừa không phụ thuộc vào độ ẩm - Cát mịn: + ẩm +ẩm no nớc - C¸t bơi: + Ýt Èm + Èm + No níc 1.5 Gãc ma s¸t cđa đất rời đợc tính theo công thức: = 12 N + 15 (Độ) Chặt vừa 2.5 1.5 1.0 (1-10) + Trong đó: N giá trị SPT lớp (búa) Theo kết khoan khảo sát ĐCCT sơ cho biết địa tầng gồm lớp phân bố từ xuống nh sau: Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang SV: Đoàn Văn Toàn lớp:DCTV-DCCT k54 Theo kết công tác khoan khảo sát Địa chất công trình, thí nghiệm cho thấy cấu trúc khu vực dự kiến xây dựng công trình gồm lớp ®Êt theo thø tù tõ trªn xng díi nh sau: Lớp 1: Đất lấp Lớp đất lấp (1), đợc hình thành trình san lấp tạo mặt xây dựng Phía lớp sét pha, sét lẫn gạch vụn, phế thải xây dựng, thành phần hỗn tạp trạng thái không đều, chiều dày trung bình lớp 1,4m Lớp phân bố mặt ý nghĩa mặt xây dựng nên không tiến hành láy mẫu thí nghiệm Lớp 2: Sét pha màu nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng Lớp nằm phía dới lớp 1, gặp hố khoan độ sâu 1,5m (HK1), 1,5m (HK2), 1,3m (HK3), 1,4m (HK4) 1,3m (HK5) Bề dày lớp thay đổi từ 2,2 đến 2,9m Thành phần sét pha màu nâu, nâu gụ, trạng thái dẻo cứng Chiều dày trung bình lớp 2,46m Bảng I.5: Bảng tiêu lý lớp Giá trị trung bình STT Các tiêu lý Ký hiệu Đơn vị Độ ẩm tự nhiên W % Khối lợng thể tích tự nhiên g/cm Khối lợng riêng g/cm 2,688 Khối lợng thể tích khô w s c 21,2 1,93 1,59 Hệ số rỗng e0 g/cm _ Hệ số bÃo hòa Độ lỗ rỗng Giới hạn ch¶y G n Wl % % % 82,6 40,8 30,10 10 11 12 13 14 Giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Lực dính kết Góc ma sát HƯ sè nÐn lón Wp Ip Is C a1-2 % % _ 16,20 14,0 0,35 0,228 Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang kG/cm Độ cm/kG 0,69 1526 0,031 SV: Đoàn Văn Toàn lớp:DCTV-DCCT k54 15 Môđun tổng biến dạng E0 kG/cm 143,65 16 Sức chịu tải quy ớc R0 kG/cm 1,64 Lớp 3: Sét pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm Líp n»m phÝa díi líp 2, n»m ë ®é s©u 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 sét pha màu xám nâu, xám ghi, trạng thái dẻo mềm Chiều dày trung bình lớp: 3,58m Bảng I.6: Bảng tiêu lý lớp STT Tên tiêu Đơn vị Ký hiệu Giá trị Độ ẩm tự nhiên % W 29,9 Khối lợng thể tích tự nhiên g/cm3 1,78 Khối lợng riêng g/cm3 2,68 Khối lợng thể tích khô g/cm3 c 1,4 Độ ẩm giới hạn chảy % Wl 34,85 Độ ẩm giới hạn dẻo % Wp 21,68 ChØ sè dỴo % Ip 13,18 Độ sệt Is 0,62 Hệ số rỗng tự nhiên e0 0,96 10 Độ lỗ rỗng % N 49 11 §é b·o hßa % G 83,79 12 Lùc dÝnh kÕt kG/cm2 C 0,19 13 Góc ma sát Độ 10o58’ 14 HƯ sè nÐn lón cm2/kG a1-2 0,041 15 Môđun tổng biến dạng kG/cm2 E0 72,62 R0 1,18 16 Sức chịu tải quy ớc kG/cm2 Lớp 4: Sét pha màu nâu xám, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang SV: Đoàn Văn Toàn lớp:DCTV-DCCT k54 Lớp nằm phía dới lớp 3, gặp hố khoan độ sâu 6m (HK4); 6,5m (HK5) Bề dày lớp thay đổi từ 1,4 đến 2,2m Thành phần sét pha màu nâu xám, nâu gụ, trạng thái dẻo chảy Chiều dày trung bình lớp 1,8m Bảng I.7: Bảng tiêu lý lớp STT Tên tiêu Đơn vị Ký hiệu Giá trị Độ ẩm tự nhiên % W 33,1 Khối lợng thể tích tự nhiên g/cm3 1,72 Khối lợng riêng g/cm3 2,68 Khối lợng thể tích khô g/cm3 c 1,29 Độ ẩm giới hạn chảy % Wl 34,75 Độ ẩm giới hạn dẻo % Wp 24,15 ChØ sè dỴo % Ip 10,6 Độ sệt Is 0,84 Hệ số rỗng tự nhiên e0 1,08 10 Độ lỗ rỗng % n 51,84 11 §é b·o hßa % G 82,22 12 Lùc dÝnh kÕt kG/cm2 c 0,13 13 Góc ma sát Độ 7o09’ 14 HƯ sè nÐn lón cm2/kG a1-2 0,059 15 Môđun tổng biến dạng kG/cm2 E0 21,86 16 Sức chịu t¶i quy íc kG/cm2 R0 0,77 Líp 5: Bïn sÐt pha lẫn hữu màu xám ghi, xám đen Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang SV: Đoàn Văn Toàn lớp:DCTV-DCCT k54 Lớp nằm phía dới lớp 4, nằm độ sâu 8m (HK1); 9,2m (HK2); 7,5m (HK3); 8,2m (HK4); 7,9m (HK5) BỊ dµy líp thay đổi từ 30,3 đến 33,6m Thành phần bùn sét pha lẫn hữu màu xám ghi, xám đen Chiều dày trung bình lớp: 32,52 Bảng I.8: Bảng tiêu lý lớp STT Tên tiêu Đơn vị Ký hiệu Giá trị Độ ẩm tự nhiên % W 44,8 Khối lợng thể tích tự nhiên g/cm3 1,62 Khối lợng riêng g/cm3 2,66 Khối lợng thể tích khô g/cm3 c 1,12 Độ ẩm giới hạn chảy % Wl 43,73 Độ ẩm giới hạn dẻo % Wp 29,47 Chỉ số dẻo % Ip 14,27 Độ sệt Is 1,08 Hệ số rỗng tự nhiên e0 1,38 10 Độ lỗ rỗng % n 57,96 11 Độ bÃo hòa % G 86,32 12 Lùc dÝnh kÕt kG/cm2 c 0,088 13 Gãc ma sát Độ 4049 14 Hệ số nén lún cm2/kG a1-2 0,099 15 Môđun tổng biến dạng kG/cm2 E0 10,37 16 Sức chịu tải quy ớc kG/cm2 R0 0,54 Lớp 6: Sét màu nâu vàng, đỏ, xám xanh loang lổ, trạng thái dẻo cứng Lớp nằm phía dới lớp 5, nằm độ sâu 41m (HK1); 39,5m (HK2); 40,2m (HK3); 41,2m (HK4); 41,5m (HK5) BỊ dµy thay đổi từ 1,2 đến 1,8m Thành phần Đồ án địa chất công trình chuyên môn Trang 10