Xác Định khả năng chịu lực của nền Đất Đáy móng nông an toàn và hiệu quả Ở khu vực thành phố thủ dầu một

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KIẾN TRÚC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT ĐÁY MÓNG NÔNG AN TOÀN VÀ HIỆU QUẢ Ở KHU VỰC

PHẦN MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

Thực tế hiện nay có rất nhiều công trình đã xảy ra sự cố trong và sau quá trình xây dựng như nghiêng, nứt, sụt lún thậm chí đổ sập hoàn toàn Những sự cố này gây nguy hiểm và tốn kém cho xã hội về cả vật chất lẫn con người

Hình 1.1 Nhà 4 tầng bị nghiêng, gần cầu Phú Long (Lái Thiêu, TP Thuận An )

Hình 1.2 Nhà 4 tầng, tầng trệt đã bị sập, cả căn nhà dịch chuyển khỏi nền móng khoảng 3 mét và nghiêng về phía nhà kế bên (Phú Tân, TP Thủ Dầu Một, Bình

Các công trình nêu trên có phần khung không bị ảnh hưởng quá nhiều, đa phần đều giữ được kết cấu khung nguyên vẹn, chủ yếu bị ảnh hưởng do phần nền móng không đảm bảo Nếu không xét đến nguyên nhân do thi công thì vấn đề nằm ở khâu thiết kế nền móng Một trong những vấn đề quan trọng khi thiết kế nền móng là xác định khả năng chịu lực của nền đất dưới đáy móng Có rất nhiều lí thuyết xác định khả năng chịu lực của nền đất dưới đáy móng của nhiều tác giả khác nhau dẫn đến những lựa chọn chưa hợp lí

Hiện nay có một số công trình dân dụng trên địa bàn tỉnh Bình Dương nói chung và Thành phố Thủ Dầu Một nói riêng có hiện tượng nền móng lún không đều gây ra hiện tượng nứt kết cấu, gây thấm dột, và lún vươt mức cho phép, phải tháo dỡ công trình Nguyên nhân là: đề xuất giải pháp móng không phù hợp với khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nên gây ra sụt lún công trình

Nhóm nghiên cứu đã đề xuất đề tài nghiên cứu “Xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông an toàn và hiệu quả ở khu vực thành phố Thủ Dầu Một ” Đề tài mang tính cấp thiết vì tốc độ đô thị hóa Thành phố Thủ Dầu Một rất nhanh, mỗi đơn vị thiết kế đều đưa ra nhiều giá trị khả năng chịu lực của công trình khác nhau, nơi dư thừa gây lãng phí, nơi tính toán thiếu làm cho giải pháp móng của công trình không an toàn Vì vậy đề tài nghiên cứu thành công sẽ giúp cho các các công ty thiết kế - xây dựng, sinh viên, kỹ sư ngành xây dựng và các ngành liên quan, những người làm xây dựng ở thành phố Thủ Dầu Một có cái nhìn cụ thể, trực quan, đầy đủ và đánh giá được chính xác các lý thuyết tính toán trên khi áp dụng cho móng nông Đồng thời tiết kiệm được thời gian thiết kế.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

Xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông an toàn và hiệu quả ở khu vực thành phố Thủ Dầu Một

 Xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông theo nhiều tác giả

 Đề xuất phương pháp xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông an toàn và hiệu quả ở khu vực thành phố Thủ Dầu Một

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông an toàn và hiệu quả ở khu vực thành phố Thủ Dầu Một

Nền móng công trình xây dựng khu vực thành phố Thủ Dầu Một

Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

 Những công trình thực tế đã xảy ra sự cố ở thành phố Thủ Dầu Một;

 Các tài liệu thiết kế nền móng công trình xây dựng;

 Lý thuyết tính toán xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông theo nhiều tác giả;

 Các tiêu chuẩn nền móng hiện hành;

 Các thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của nền đất

 Phương pháp lý thuyết: Xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông theo nhiều tác giả;

 Phương pháp thí nghiệm trong phòng: Xác định các chỉ tiêu cơ lý của nền đất khu vực nghiên cứu;

 Phương pháp phân tích – so sánh : Phân tích – so sánh kết quả khả năng chịu lực nền đất đáy móng nông;

 Phương pháp chọn lựa: Lựa chọn “Giá trị khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông ” hợp lý, hiệu quả, an toàn

TỔNG QUAN CÁC LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT ĐÁY MÓNG NÔNG THEO NHIỀU TÁC GIẢ

Lý thuyết xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông theo tác giả trong nước: Theo TCVN 9362 – 2012: Thiết kế nền nhà và công trình

Công thức xác định: gh tt 1 2 ( d f tb tt ) tc

+ m1 và m2 lần lượt là hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình có tác dụng qua lại với nền:

Bảng 1.1.1 Hệ số điều kiện làm việc của nền đất và hệ số điều kiện làm việc của nhà hoặc công trình

Hệ số m 2 đối với nhà và công trình có sơ đồ kết cấu cứng với tỷ số giữa chiều dài của nhà (công trình) hoặc từng đơn nguyên với chiều cao L/H trong khoảng:

4 và lớn hơn 7,5 và nhỏ hơn Đất hòn lớn có chất nhét là cát và đất cát không kể đất phấn và bụi

- No nước 1,1 1,0 1,2 Đất hòn lớn có chất nhét là sét và đất sét có chỉ số sệt Is ≤

Như trên có chỉ số sệt

* Đối với nhà có sơ đồ kết cấu mềm thì hệ số m2 lấy bằng 1

* Khi tỷ số chiều dài trên chiều cao của nhà công trình nằm giữa các trị số nói trên thì hệ số m2 xác định bằng nội suy

 ktc là hệ số tin cậy:

 Kết quả thí nghiệm trực tiếp các mẫu đất tại nơi xây dựng thì ktc = 1;

 Theo tài liệu gián tiếp (không thí nghiệm trực tiếp) dùng các bảng dựa vào kết quả thống kê thì ktc = 1,1

 φ là góc ma sát trong của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng

+ A, B và D là các hệ số chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong được xác định như sau:

+ b là giá trị cạnh ngắn - bề rộng - của móng

+ Df là giá trị độ sâu đặt móng so với cao độ mặt nền thiết kế

 là trọng lượng thể tích đất từ đáy móng lên mặt đất thiết kế + γd là trọng lượng thể tích đất nằm phía dưới đáy móng

+ Ctt là trị tính toán của lực dính của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng

+ Ctc là trị tiêu chuẩn của lực dính đơn vị của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng

Lý thuyết xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông theo tác giả ngoài nước

Công thức xác định: ( cot ) 1 sin tan cot

 c là lực dính của đất nằm trực tiếp dưới đáy móng

 γtb là trọng lượng thể tích đất từ đáy móng lên mặt đất thiết kế

 Df là độ sâu đặt móng so với cao độ mặt nền thiết kế

 Móng băng: P gh  0.5 N  tb b N  q  tb D f  N c c

 Móng vuông: P gh  0.4N   tb b N q  tb D f 1.3N c c

 Móng tròn: P gh  0.3N   tb b N q  tb D f 1.3N c c

 b là cạnh ngắn - bề rộng - của đáy móng

N N N  là hệ số khả năng chịu lực phụ thuộc vào góc ma sát trong được xác định như sau:

(Trường hợp φ=0 độ thì Nc=1.5π+1)

Bảng 1.2.1 Hệ số khả năng chịu lực phụ thuộc vào góc ma sát trong theo

Terzaghi φ (độ) Nq Nc Nγ φ (độ) Nq Nc Nγ

 Lực tác dụng theo phương đứng gh c c c tb f q q q 0.5 tb

 Lực tác dụng theo phương nghiêng gh c c c tb f q q q 0.5 tb

 B là cạnh ngắn - bề rộng - của đáy móng

 L là cạnh dài - bề dài - của đáy móng

 N N N  , q , c là hệ số khả năng chịu lực phụ thuộc vào góc ma sát trong được xác định như sau:

 s  , s q , s c là hệ số yếu tố hình dạng được xác định như sau:

 d  , d q , d c là hệ số yếu tố độ sâu được xác định như sau:

 i i i  , q , c là hệ số yếu tố độ nghiêng được xác định như sau:

Công thức xác định: gh c c c c c c tb f q q q q q q 0.5 tb

 s  , s q ,s s c , ' c là hệ số yếu tố hình dạng được xác định như sau:

 d  , d q , d d c , ' c là hệ số yếu tố độ sâu được xác định như sau:

 i i i i  , , , ' q c c là hệ số yếu tố độ nghiêng được xác định như sau:

 g  , g q , g c , g' c là hệ số yếu tố mặt đất (dựa trên độ dốc) được xác định như sau:

 b b b b  , q , c , ' c là hệ số yếu tố cơ bản (đế nghiêng) được xác định như sau:

Công thức xác định: gh c c c c c c tb f q q q q q q 0.5 tb

 s  , s q ,s s c , ' c là hệ số yếu tố hình dạng được xác định như sau:

 d  , d q , d d c , ' c là hệ số yếu tố độ sâu được xác định như sau:

 i i i i  , , , ' q c c là hệ số yếu tố độ nghiêng được xác định như sau:

 g  , g q , g c , g ' c là hệ số yếu tố mặt đất (dựa trên độ dốc) được xác định như sau:

 b b b b  , q , c , ' c là hệ số yếu tố cơ bản (đế nghiêng) được xác định như sau:

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT ĐÁY MÓNG NÔNG THEO HỒ SƠ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT

Thu thập hồ sơ báo cáo khảo sát địa chất ở khu vực thành phố Thủ Dầu Một

Nhóm sử dụng số liệu địa chất do CÔNG TY TNHH Tư Vấn Kiểm Định Xây Dựng

Bình Dương (Phường Định Hòa, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương) cung cấp

2.1.1 Địa điểm 1: Phường Phú Cường, Thành phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình

Bảng 2.1.1 Thống kê kết quả thí nghiệm đất trong phòng của địa điểm 1

Số th í n ghi ệm Số h iệu ma ãu Độ s âu m ẫu lấ y (m )

Sạn sỏi Cát Bột Sét

Lớp 1 Bùn sét lẫn hữu cơ màu xám xanh, xám đen trạng thái chảy

TÍNH CHẤT VẬT LÝ GIỚI HẠN

ATTERBERG Độ ẩ m Dun g tr ọn g tư ù n hiờn Dun g tr ọn g k hụ Dun g tr ọn g đ ẩy n ổi T ỷ tr ọn g Hệ s ố rỗ ng b an đầu Độ r ỗn g Độ bóo h ũa Hạn độ c hả y Hạn độ d ẻo C hỉ số dẻo Độ s ệt

1 Bùn sét lẫn hữu cơ màu xám xanh, xám đen trạng thái chảy

Heọ soỏ roóng e (ứng với từng cấp tải trọng)

Heọ soỏ neựn luựn a (cm²/kG) (ứng với từng cấp tải trọng)

MODUN T O ÅNG BI Ế N DẠ NG

0 50 0 kG /cm² 1 00 0 kG /cm² 2 00 0 kG /cm² 4 00 0 kG /cm² 0.0

THÍ NGHIEÄM CAÉT Ứng suất cắt (kG/cm²) (ứng với từng cấp tải trọng)

0 50 k G /cm² 1 00 k G /cm² 2 00 k G /cm² độ C kG /cm 2

2.1.2 Địa điểm 2: Phường Chánh Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Lớp 1 Bùn sét màu xám xanh, xám đen, lẫn hữu cơ trạng thái chảy

ATTERBERG Độ ẩ m Dun g tr ọn g tư ù n hiờn Dun g tr ọn g k hụ Dun g tr ọn g đ ẩy n ổi T ỷ tr ọn g Hệ s ố rỗ ng b an đầu Độ r ỗn g Độ bóo h ũa Hạn độ c hả y Hạn độ d ẻo C hỉ số dẻo Độ s ệt

Bùn sét màu xám xanh, xám đen, lẫn hữu cơ trạng thái chảy

0 50 k G /cm² 1 00 k G /cm² 2 00 k G /cm² độ C kG /cm 2

2.1.3 Địa điểm 3: Phường Hòa Phú, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Số th í n ghi ệm Số h iệu m ẫu Độ s âu m ẫu lấ y (m )

Lớp 1 Sét pha màu xám xanh, xám trắng, nâu đỏ, nâu vàng, đôi chỗ lẫn sạn sỏi, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng

ATTERBERG Độ ẩ m Dun g tr ọn g tư ù n hiờn Dun g tr ọn g k hụ Dun g tr ọn g đ ẩy n ổi T ỷ tr ọn g Hệ s ố rỗ ng b an đầu Độ r ỗn g Độ bó o hũ a Hạn độ c hả y Hạn độ d ẻo C hỉ số dẻo Độ s ệt

1 Sét pha màu xám xanh, xám trắng, nâu đỏ, nâu vàng, đôi chỗ lẫn sạn sỏi, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng

Số th í ngh iệm Số hi ệu m ẫu Độ sâu m ẫu lấy (m )

Tính toán xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng cho các địa điểm đã

đã thu thập hồ sơ địa chất

2.2.1 Địa điểm 1: Phường Phú Cường, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

2.2.1.1 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012

 Giả sử móng có kích thước 1 x 1 m

- Ở độ sâu -2 m, đất bùn sét lẫn hữu cơ có chỉ số sệt > 0.5 => m1 = 1.1, m2 = 1

- Dựa vào các kết quả thí nghiệm tiếp các mẫu đất tại nơi xây dựng => ktc =1

- Ở độ sâu -2 m, φ = 2 o =2 độ = 0.035 rad => A, B và D được xác định như sau:

- Ở độ sâu -2 m, γd = 16.5 kN/m3, γtb = 16.5 kN/m3

- Ctc = 6.9 kN/m2 => Ctt =Ctc x n = 6.9 x 0.9 =6.21 kN/m2

1 tt f tt gh d tb tc

Bảng 2.2.1.1 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-

Hình 2.2.1.1 Biểu đồ thể hiện Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo

2.2.1.2 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Prandtle (1921)

Bảng 2.2.1.2 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Prandtle Độ sâu

Giá trị khả năng chịu lực (kN/m2)

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT TÍNH TOÁN THEO TCVN 9362-2012

2.2.1.3 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Terzaghi (1943)

 Giả định móng có kích thước 1 x 1 m

=> Nq, Nc được xác định như sau:

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT TÍNH TOÁN THEO PRANDTL

Bảng 2.2.1.3 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Terzaghi Độ sâu

2.2.1.4 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Meyerhof (1963)

=> Nq, Nc, Nγ được xác định như sau:

=> sc, sq, sγ được xác định như sau: y = -0.0472x + 2.0056 R² = 0.9594 -7

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT TÍNH TOÁN THEO TERZAGHI

=> dc, dq, dγ được xác định như sau:

Bảng 2.2.1.4 Hệ số khả năng chịu lực phụ thuộc vào góc ma sát theo

Bảng 2.2.1.5 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Meyerhof Độ sâu

2.2.1.5 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Hansen (1970)

=> sc, sq, sγ được xác định như sau:

=> dc, dq, dγ được xác định như sau: y = -0.0196x - 0.0567 R² = 0.9667 -7

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT TÍNH TOÁN THEO MEYERHOF

- Không có độ nghiêng => ic = iq = iγ =1, gc = gq = gγ =1, bc = bq = bγ =1

Bảng 2.2.1.7 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Hansen Độ sâu

2.2.1.6 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Vesic (1973,1975)

=> dc, dq, dγ được xác định như sau: y = -0.038x + 1.6453 R² = 0.951 -7

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA ĐẤT NỀN TÍNH TOÁN THEO HANSEN

Bảng 2.2.1.8 Hệ số khả năng chịu lực phụ thuộc vào góc ma sát theo Vesic Độ sâu (m) N q N c N γ s c s q s γ d c d q d γ

Bảng 2.2.1.9 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Vesic Độ sâu

2.2.2 Địa điểm 2: Phường Chánh Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương 2.2.2.1 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012

- Ở độ sâu -2 m, đất bùn sét lẫn hữu cơ có chỉ số sệt > 0.5 => m1 = 1.1, m2 = 1

- Ở độ sâu -2 m, φ = 2 o 14=2.23 độ = 0.039 rad => A, B và D được xác định như sau:

- Ở độ sâu -2 m, γd = 16.6 kN/m3, γtb = 16.6 kN/m3 y = -0.0379x + 1.6538 R² = 0.95 -7

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT

- Ctc = 3.1 kN/m2 => Ctt =Ctc x n = 3.1 x 0.9 = 2.79 kN/m2

1 f tb tt tt gh d tc

 Giả định móng có kích thước 1 x 1 m

=> sc, sq, sγ được xác định như sau: y = -0.0175x - 0.8894 R² = 0.9568 -7

=> dc, dq, dγ được xác định như sau: y = -0.0317x - 0.0039 R² = 0.9548 -7

2.2.3 Địa điểm 3: Phường Hòa Phú, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương 2.2.3.1 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012

- Ở độ sâu -2 m, đất sét pha có chỉ số sệt < 0.5 => m1 = 1.2, m2 = 1

- Ở độ sâu -2 m, φ = 17 o 26.43 độ = 0.304 rad => A, B và D được xác định như sau:

- Ctc = 19.5 kN/m2 => Ctt =Ctc x n = 19.5 x 0.9 = 17.55 kN/m2 y = -0.0317x + 0.0223 R² = 0.9546 -7

Bảng 2.2.3.1 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 Độ sâu

- Ở độ sâu -2 m, γd = 19.5 kN/m3, γtb = 19.5 kN/m3 y = -0.016x + 2.0341 R² = 0.9035

=> sc, sq, sγ được xác định như sau: y = -0.0031x + 0.5791 R² = 0.8767

=> dc, dq, dγ được xác định như sau: y = -0.0044x + 1.4609 R² = 0.6992

Bảng 2.2.3.8 Hệ số khả năng chịu lực phụ thuộc vào góc ma sát theo Vesic Độ sâu

Tính toán xác định độ lún của móng nông khi sử dụng các giá trị Khả năng chịu lực của nền đất theo nhiều tác giả

Dựa vào điều kiện cân bằng giữa áp lực truyền xuống đáy móng và khả năng chịu lực của nền đất đáy móng như sau: tb gh p  p Ta lấy / tb gh p p n để tính toán lún cho móng nông theo trình tự:

 Áp lực gây lún: p gl  p tb  tb D f

 Ứng suất gây lún: ( ) z gl   i k o   i p gl

+ S là độ lún của móng nông;

+  z i là áp lực gây lún trung bình của lớp phân tố i ;

+ hi là chiều dày của lớp phân tố i ;

+ Ei là mô đun biến dạng của lớp đất chứa phân tố i ;

+ βi là hệ số không thứ nguyên ;

+ μi là hệ số nở hông của lớp đất chứa phân tố i ;

+ σ(z)gl là ứng suất gây lún ở từng lớp đất;

+ σ(z)bt là ứng suất bản thân ở từng lớp đất;

+ ptb là áp lực trung bình truyền xuống đáy móng ;

+ pgh là khả năng chịu lực của nền đất đáy móng;

+ n là hệ số an toàn ( lấy bằng 1.2);

+ pgl là áp lực gây lún ở từng lớp đất;

+ ko là hệ số để tính ứng suất nén dưới tâm diện truyền tải hình chữ nhật khi chịu tải phân bố đều;

 Df là độ sâu đặt móng so với cao độ mặt nền thiết kế;

 γi là trọng lượng thể tích của lớp đất i;

2.3.1 Địa điểm 1: Phường Phú Cường, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

- Đặt móng ở độ sâu -2 m, có γi 50 kN/m 3 , E = 730 kN/m 2

- Với Khả năng chịu lực của nền đất đáy móng tính toán theo TCVN 9362-2012:

 Áp lực trung bình: / 63.71 / 1.2 53.09 / 2 tb gh p p n  kN m

 Áp lực gây lún: p gl  p tb  tb D f  53.09 16.50 2    20.09  kN m / 2 

 Ứng suất gây lún: ( ) z gl  k p o gl  0.114 20.09   2.290  kN m / 2 

Bảng 2.3.1 Độ lún của móng nông khi sử dụng các giá trị Khả năng chịu lực của nền đất theo nhiều tác giả ở địa điểm 1

2.3.2 Địa điểm 2: Phường Chánh Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

2.3.3 Địa điểm 3: Phường Hòa Phú, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

 Ứng suất gây lún: ( ) z gl  k p o gl  0.114 163.41 18.629    kN m / 2 

CHƯƠNG 3 THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG XÁC ĐỊNH CHỈ TIÊU CƠ LÝ

VÀ TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA NỀN ĐẤT ĐÁY MÓNG NÔNG

Lấy mẫu đất tại hiện trường

Nhóm đã tiến hành lấy mẫu đất tại hiện trường ở 3 địa điểm khác nhau và cách xa nhau trong thành phố Thủ Dầu Một để đem đi thí nghiệm tại PHÒNG NGHIÊN CỨU NỀN MÓNG & ĐỊA KỸ THUẬT, VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM (Phường Thuận Giao, TP Thuận An, Tỉnh Bình Dương) Ở mỗi một địa điểm nhóm sinh viên đã tiến hành lấy 3 mẫu đất ở 3 vị trí:

 Vị trí có độ sâu -0.500m so với cao trình mặt đất tự nhiên

Phương pháp lấy mẫu: Đào tới độ sâu cần lấy mẫu và tiến hành đóng để lấy mẫu đất nguyên dạng

 Ống lấy mẫu bằng nhựa PVC đường kính 9cm, chiều dài ống 30cm Một đầu ống mẫu được mài sắc để dễ cắt xuống đất

 Xẻng, xà ben dùng để đào hố tạo mặt cắt có độ sâu phù hợp với độ sâu cần lấy mẫu

 Búa, nắp chụp ống lấy mẫu dùng để đóng ống lấy mẫu và lấy mẫu nguyên vẹn

 Dụng cụ đựng mẫu và bao bọc đánh dấu mẫu

 Dao dùng để gạt lớp đất trên ống mẫu tạo mặt cắt bằng phẳng

Quy trình lấy mẫu đất:

 Xác định vị trí cần lấy mẫu

 Đào hố có kích thước 80x80 cm đến độ sâu -0.500 m và tiến hành lấy mẫu thứ nhất

 Đặt đầu được mài sắc của ống mẫu xuống vị trí cần lấy mẫu và đặt nắp chụp lên đầu kia ống lấy mẫu Dùng búa đóng ống lấy mẫu xuống cho đến khi đầu kia của ống lấy mẫu chạm tới cao trình -0.500m của hố đất

 Dùng xẻng đào lớp đất xung quanh đưa ống lấy mẫu ra khỏi đất Lấy ống mẫu nguyên vẹn không để đất trong mẫu bị nứt, gãy

 Dùng dao gọt bằng 2 đầu ống mẫu sau đó ghi thông tin về mẫu rồi dán lên ống mẫu

 Dùng bao nilon bọc mẫu và dán keo kín mẫu giúp cho mẫu giữ được độ ẩm

 Tiếp tục đào và lấy mẫu tương tự ở độ sâu -1.0 m và -1.5 m

3.1.1 Địa điểm 4: Đại lộ Bình Dương, phường Phú Thọ, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Một số hình ảnh lấy mẫu thí nghiệm:

Hình 3.1.1.1 Lấy mẫu đất thí nghiệm tại độ sâu -1.0 m và -1.5 m

Hình 3.1.1.2 Bọc kín mẫu đất thí nghiệm

3.1.2 Địa điểm 5: Đường D1, KCN Đại Đăng, Phường Phú Mỹ, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Hình 3.1.2.1 Lấy mẫu đất thí nghiệm tại độ sâu -0.5m và -1.000m

3.1.3 Địa điểm 6: Đường Trường Sa, Phường Phú Mỹ, TP Thủ Dầu Một, Bình Dương

Hình 3.1.3.1 Đóng ống mẫu và đào lấy ống mẫu đất thí nghiệm

Hình 3.1.3.2 Lấy mẫu đất ở độ sau -1.000m và -1.500m

Hình 3.1.3.3 Bọc kín mẫu đất thí nghiệm

Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của nền đất

Sau khi đã lấy được 9 mẫu đất ( 3 vị trí mỗi vị trí lấy 3 mẫu) nhóm tiến hành đem mẫu lên PHÒNG NC NỀN MÓNG & ĐỊA KỸ THUẬT, VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI MIỀN NAM (Thuận Giao, Thuận An, Bình Dương) để thực hiện các thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất

Hình 3.2.1 Các mẫu đất được mang đến trung tâm thí nghiệm

Trước khi làm thí nghiệm chúng ta cần tiến hành tháo lớp bì nilon bọc mẫu và đánh dấu các mẫu để không bị nhầm Và tiến hành cắt mẫu thành nhiều phần nhỏ dùng cho nhiều thí nghiệm khác nhau

Hình 3.2.2 Tháo mẫu đất ra khỏi ống mẫu

Hình 3.2.3 Chia mẫu đất thành nhiều phần để thực hiện nhiều thí nghiệm

Hình 3.2.4 Đánh dấu các mẫu đất để thực hiện nhiều thí nghiệm

Hình 3.2.5 Thí nghiệm xác định thành phần hạt

Hình 3.2.6 Thí nghiệm xác định tính nén lún

Hình 3.2.7 Thí nghiệm xác định tỉ trọng

Hình 3.2.8 Cân khối lượng từng dao vòng

Hình 3.2.9 Thí nghiệm xác định sức chống cắt

Hình 3.2.10 Thí nghiệm xác định giới hạn chảy

Hình 3.2.11 Thí nghiệm xác định giới hạn dẻo

Kết quả thí nghiệm và xử lý kết quả

Số hiệu mẫu Độ sâu

Sỏi sạn Sand - Cát Silt - Bụi Clay

Thô Trung Mịn Thô Mịn

CHỈ TIÊU VẬT LÝ ATTERBERG LIMITS

Dung trọng Độ ẩm Wet Sat Dry T.trọng Đ.BH Đ.rỗng HSR Chảy Dẻo CSD Độ sệt

Cường độ chống cắt Góc ms Lực dính Void Ratio - Hệ số rỗng ứng với cấp áp lực t 1 t 2 t 3 tg(j) j C e 0.25 e 0.5 e 1 e 2 e 4 e 8

(m) kG/cm 2 kG/cm 2 kG/cm 2 độ kG/cm 2 0 0.5 1 2 4 8

CHỈ TIÊU LỰC HỌC PHÂN LOẠI ĐẤT

Hệ số nén lún ứng với cấp áp lực

(m) cm 2 /kG cm 2 /kG cm 2 /kG cm 2 /kG cm 2 /kG cm 2 /kG kG/cm 2

1 0.5m 0.091 0.068 0.037 0.034 0.013 27.85 Đất bụi nặng pha cát, dẻo thấp, màu nâu đỏ, dẻo cứng

3.3.2 Địa điểm 5: Đường D1, KCN Đại Đăng, Phường Phú Mỹ, TP Thủ Dầu Một,

Sỏi sạn Sand - Cát Silt - Bụi Clay

1 0.5m 0.052 0.039 0.024 0.010 0.006 38.41 Đất bụi nặng pha cát, dẻo thấp, màu nâu vàng, dẻo cứng

3.3.3 Địa điểm 6: Đường Trường Sa, Phường Phú Mỹ, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh

Sand - Cát Silt - Bụi Clay

1 0.5m 0.097 0.065 0.036 0.031 0.011 28.53 Đất sét bình thường lẫn cát, dẻo thấp, màu nâu đỏ, xám trắng, dẻo cứng

Tính toán xác định khả năng chịu lực của nền đất đáy móng nông cho các địa điểm đã thu được kết quả thí nghiệm

điểm đã thu được kết quả thí nghiệm

3.4.1 Địa điểm 4: Đại lộ Bình Dương, phường Phú Thọ, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh

- Ở độ sâu -0.5 m, Đất bụi nặng pha cát, dẻo thấp, màu nâu đỏ, dẻo cứng có chỉ số sệt < 0.5 => m1 = 1.2, m2 = 1

- Ở độ sâu -0.5 m, φ = 12 o 18 3 độ = 0.215 rad => A, B và D được xác định như sau:

- Ở độ sâu -0.5 m, γd = 18.1 kN/m3, γtb = 18.1 kN/m3

- Ctc = 18.4 kN/m2 => Ctt =Ctc x n = 18.4 x 0.9 56 kN/m2

Bảng 3.4.1.1 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 Độ sâu

3.4.2 Địa điểm 5: Đường D1, KCN Đại Đăng, Phường Phú Mỹ, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

- Ở độ sâu -0.5 m, Đất bụi nặng pha cát, dẻo thấp, màu nâu đỏ, dẻo cứng có chỉ số sệt < 0.5 => m1 = 1.2, m2 = 1

- Ở độ sâu -0.5 m, γd = 20 kN/m3, γtb = 20 kN/m3 y = -0.0034x + 0.53 R² = 0.8959 -1.6

- Ở độ sâu -0.5 m, γd = 20 kN/m3, γtb = 20 kN/m3

=> sc, sq, sγ được xác định như sau: y = -0.0367x + 14.355 R² = 0.7969 -1.6

=> dc, dq, dγ được xác định như sau: y = -0.005x + 1.2766 R² = 0.0671 -1.6

3.4.3 Địa điểm 6: Đường Trường Sa, Phường Phú Mỹ, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

- Ở độ sâu -0.5 m, Đất sét bình thường lẫn cát, dẻo thấp, màu nâu đỏ, xám trắng, dẻo cứng có chỉ số sệt < 0.5 => m1 = 1.2, m2 = 1

 Giả sử móng có kích thước 1 x 1 m y = -0.019x + 2.459 R² = 0.9975 -1.6

- Giả sử móng có kích thước 1 x 1 mỞ độ sâu -0.5 m, φ = 15 o 13 22 độ 0.266 rad => Nγ =1.59 y = -0.0157x + 3.7472 R² = 1 -1.6

=> sc, sq, sγ được xác định như sau: y = -0.0061x + 2.0021 R² = 0.9984 -1.6

=> dc, dq, dγ được xác định như sau: y = -0.006x + 2.1685 R² = 0.944 -1.6

Tính toán xác định độ lún của móng nông khi sử dụng các giá trị Khả năng chịu lực của nền đất theo nhiều tác giả

- Đặt móng ở độ sâu -1.5 m, có γi 54 kN/m 3 , E = 3328 kN/m 2

 Áp lực gây lún: p gl  p tb  tb D f  161.84 18.54 1.5    134.03  kN m / 2 

3.5.2 Địa điểm 5: Đường D1, KCN Đại Đăng, Phường Phú Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

3.5.3 Địa điểm 6: Đường Trường Sa, Phường Phú Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

PHÂN TÍCH - SO SÁNH KẾT QUẢ SAU KHI TÍNH TOÁN BẰNG CÁC LÝ THUYẾT

Địa điểm 1: Phường Phú Cường, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Bảng 4.1.1 Tổng hợp kết quả tính toán Khả năng chịu lực của nền đất theo nhiều tác giả ở địa điểm 1

Khả năng chịu lực của nền đất theo nhiều tác giả (kN/m2) Độ sâu

TCVN 9362-2012 Prandtl Terzaghi Meyerhof Hansen Vesic

Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 cho giá trị nhỏ nhất

Ta lập bảng tỉ số Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo từng tác giả còn lại với Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 Ta được bảng tỉ số như sau:

Bảng 4.1.2 Tỉ số Khả năng chịu lực của nền đất theo nhiều tác giả ở địa điểm 1 Độ sâu

2012 Prandtl Terzaghi Meyerhof Hansen Vesic

Bảng 4.1.3 Độ lún của móng nông khi sử dụng các giá trị Khả năng chịu lực của nền đất theo nhiều tác giả ở địa điểm 1 Độ lún của móng nông (cm) Độ sâu đặt móng (m)

Hình 4.1 Biểu đồ so sánh Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo nhiều tác giả ở địa điểm 1

 Mỗi độ sâu khác nhau lại cho ra những giá trị Khả năng chịu lực của nền đất khác nhau Độ sâu càng tăng thì độ chênh lệch của các giá trị tính toán theo từng tác giả càng lớn

 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 cho giá trị nhỏ nhất

 Độ lún của móng nông khi sử dụng các giá trị Khả năng chịu lực của nền đất theo TCVN 9362-2012 cho giá trị nhỏ nhất

 Các giá trị tính toán theo TCVN 9362-2012 này an toàn nhất nhưng chưa phải giá trị hợp lý và hiệu quả nhất

 Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Terzaghi cho giá trị xấp xỉ trung bình giữa các tác giả

 Độ lún của móng nông khi sử dụng các giá trị Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo Terzaghi cho giá trị xấp xỉ trung bình giữa các tác giả

KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA ĐẤT NỀN TÍNH TOÁN

Linear (TCVN 9362-2012) Linear (Terzaghi) Linear (Prandtl) Linear (Meyerhof)

 Các giá trị tính toán theo Terzaghi này xấp xỉ trung bình, ổn định và chênh lệch không đáng kể theo độ sâu nên an toàn, hợp lý và hiệu quả nhất.

Địa điểm 2: Phường Chánh Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương 115

 Các giá trị tính toán theo Terzaghi này xấp xỉ trung bình, ổn định và chênh lệch không đáng kể theo độ sâu nên an toàn, hợp lý và hiệu quả nhất

Địa điểm 3: Phường Hòa Phú, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Địa điểm 4: Đại lộ Bình Dương, phường Phú Thọ, TP Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Địa điểm 5: Đường D1, KCN Đại Đăng, Phường Phú Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 cho giá trị nhỏ nhất Lập bảng tỉ số Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo từng tác giả còn lại với Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 Ta được bảng tỉ số như sau:

Địa điểm 6: Đường Trường Sa, Phường Phú Mỹ, Thành Phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương

Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 cho giá trị nhỏ nhất Lập bảng tỉ số Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo từng tác giả còn lại với Khả năng chịu lực của nền đất tính toán theo TCVN 9362-2012 Ta được bảng tỉ số như sau:

Tiêu đề	Xác Định Khả Năng Chịu Lực Của Nền Đất Đáy Móng Nông An Toàn Và Hiệu Quả Ở Khu Vực Thành Phố Thủ Dầu Một
Tác giả	Phạm Thị Quỳnh Mai, Phạm Viết Thái, Phan Thành Nhân, Lê Nguyễn Tuấn Anh
Trường học	Trường Đại Học Thủ Dầu Một
Chuyên ngành	Kiến trúc
Thể loại	Đề Tài Khoa Học Và Công Nghệ Cấp Trường
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Bình Dương

Định dạng
Số trang	134
Dung lượng	4,23 MB