Đang tải... (xem toàn văn)
Mục Lục Trang Chương I: Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu xây dựng 4 1.1.Đặc điểm địa hình, địa mạo 4 1.2. Địa tầng và các tính chất cơ lí của các lớp đất đá 5 1.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn 16 Chương II: DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH 18 2.1.Đặc điểm của công trình xây dựng 18 2.2. Phân tích khả năng phát sinh các vấn đề địa chất công trình 18 2.2.1.Luận chứng giải pháp móng công trình 19 2.2.2. Thiết kế sơ bộ móng 20 2.2.2.1. Lựa chọn kích thước đài cọc và các thông số của cọc. 20 2.2.2.2. Tính toán chi tiết 20 2.3.4 Tính toán số lượng cọc trong đài và kích thước đài 23 2.3.5 Kiểm tra cọc 25 2.4. Kiểm tra độ lún của móng cọc 30 Chương III: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH NHÀ C2 33 3.1. Khối lượng các công tác đã tiến hành ở giai đoạn thiết kế cơ sở 33 3.2. Nhiệm vụ của công tác khảo sát địa chất công trình ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật 33 3.2.1. Những vấn đề còn tồn tại 33 3.2.2 Nhiệm vụ 34 3.3. Luận chứng nhiệm vụ thiết kế 35 3.3.1 Nội dung, khối lượng và phương pháp tiến hành các dạng công tác khảo sát địa chất công trình 35 3.3.1.1 Thu thập tài liệu 35 3.3.2 Công tác trắc địa 36 3.3.2.1 Mục đích 36 3.3.2.2.Khối lượng công việc 36 3.2.2.3.Phương pháp tiến hành 36 3.4. Công tác khoan thăm dò 38 3.4.1. Mục đích 38 3.4.2. Nguyên tắc bố trí mạng lưới, chiều sâu hố khoan 38 3.4.3 Khối lượng công trình thăm dò 43 3.4.4. Chọn phương pháp khoan và máy khoan 44 3.4.5. Kỹ thuật thi công khoan 45 3.4.6. Yêu cầu theo dõi và mô tả khoan 46 3.4.7. Đề phòng sự cố và an toàn lao động 46 3.4.8. Chỉnh lý tài liệu khoan 47 3.5. Công tác lấy mẫu 47 3.5.1. Mẫu lưu trữ 47 3.5.2. Mẫu đất đá thí nghiệm 48 3.5.3. Mẫu nước 50 3.6. Công tác thí nghiệm trong phòng. 51 3.6.1. Mục đích 51 3.6.2. Phương pháp tiến hành 51 3.7. Thí nghiệm ngoài trời 53 3.7.1.Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) 54 3.7.1.1. Mục đích: 54 3.7.1.2. Vị trí thí nghiệm 54 3.7.1.3. Khối lượng 54 3.7.1.4. Sơ đồ thí nghiệm 54 3.7.1.5. Tiến hành thí nghiệm 55 3.7.1.6. Chỉnh lý tài liệu thí nghiệm 55 3.7.2. Thí nghiệm xuyên tĩnh 57 3.7.2.1. Mục đích 57 3.7.2.2. Vị trí thí nghiệm 58 3.7.2.3. Khối lượng 58 3.8. Công tác chỉnh lý tài liệu và viết báo cáo 63 3.8.1. Mục đích 63 3.8.2. Nội dung chỉnh lý 64 3.8.3. Nội dung báo cáo địa chất công trình 64 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH ĐỒ ÁN MÔN HỌC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH Đề tài: “ Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà C2 thuộc khu đô thị dịch vọng, Cầu Giấy, Hà Nội Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật- thi công công trình ” SV: NGUYỄN VĂN HƯỜNG MSSV: 1321020123 LỚP: ĐCTV- ĐCCT A K58 GVHD: Th.S: BÙI VĂN BÌNH Th.S: PHÙNG HỮU HẢI Hà Nội, Năm 2017 NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 MỞ ĐẦU Trong công công nghiệp hóa-hiện đại hóa nước ta có bước phát triển mạnh mặt kinh tế, xã hội Tập trung phát triển sở hạ tầng yếu tố quan trọng sở then chốt cho phát triển kinh tế nước nhà Bởi thế, tốc độ xây dựng nước ta ngày phát triển mạnh mẽ, với việc nghiên cứu địa chất công trình ngày đòi hỏi nhiều yêu cầu mức độ kỹ thuật cao Một công trình muốn tồn lâu dài, vĩnh cửu cần phải đặt móng vững Do mà việc tính toán ổn định công trình móng khác quan trọng, đất có cường độ nhỏ nhiều so với vật liệu xây dựng công trình Vì mà công tác tính toán, thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật - thi công xây dựng đặc biệt coi trọng Trong thời gian học giáo trình: “ Các phương pháp nghiên cứu khảo sát địa chất công trình chuyên môn”, nhằm giúp sinh viên nắm vững nội dung cần thiết để đánh giá ổn định công trình trình tự khảo sát, nghiên cứu, thiết kế móng cho công trình xây dựng khác Bộ môn Địa chất công trình giao cho em làm đồ án môn học Địa chất công trình chuyên môn Với đề tài:: “ Đánh giá điều kiện địa chất công trình nhà C2 thuộc khu đô thị dịch vọng, Cầu Giấy, Hà Nội Thiết kế khảo sát địa chất công trình phục vụ cho thiết kế kỹ thuật- thi công công trình ” Nội dung đồ án gồm phần sau: MỤC LỤC Phần Mở đầu Chương I: Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu xây dựng Chương II: Dự báo vấn đề địa chất công trình khu xây dựng Chương III: Thiết kế phương án khảo sát địa chất công trình Phần Kết luận Các phụ lục kèm theo: Phụ lục 1: Sơ đồ bố trí công trình khảo sát Phục lục 2: Các mặt cắt ĐCCT khu vực nhà C2 NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 Phụ lục 3: Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất Tuy nhiên thời gian làm đồ án kiến thức em hạn chế nên dù cố gắng song không tránh khỏi thiếu sót Em mong bảo, nhận xét, đóng góp ý kiến thầy môn Địa chất công trình đặc biệt thầy giáo ThS Bùi Văn Bình để đồ án em hoàn chỉnh Em xin chân thành cám ơn giúp đỡ thầy ! Sinh viên thực NGUYỄN VĂN HƯỜNG NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 Chương I: Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu xây dựng Nhà C2 thuộc khu Đô thị Dịch Vọng, Cầu Giấy, Hà Nội, giai đoạn khảo sát sơ tiến hành khảo sát với hố khoan ( K6 với hố sâu khoảng 20m ) Công trình khu nhà là: Nhà tầng có tải trọng 160 tấn/trụ Qua hố khoan khảo sát ĐCCT ta vẽ mặt cắt gồm: • • Tuyến mặt cắt I-I qua hố khoan K6 K5 Tuyến mặt cắt II-II qua hố khoan K6 K2 Điều kiện địa chất công trình (ĐCCT) tổng hợp yếu tố địa chất tự nhiên ảnh hưởng đến công tác thiết kế, xây dựng sử dụng công trình Nội dung điều kiện ĐCCT bao gốm tổng hợp yếu tố địa chất khác nhau: • • • • • • • Địa hình địa mạo; Địa tầng tính chất lý loại đất đá; Cấu tạo địa chất đặc điểm kiến tạo; Địa chất thủy văn; Các trình tượng địa chất động lực công trình; Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên; Trong giai đoạn nghiên cứu khả thi, sau thu thập đầy đủ tài liệu thông tin từ nguồn tài liệu công bố Các giai đoạn công tác khảo sát ĐCCT sơ tiến hành lập sơ tài liệu thực tế, khảo sát ĐCCT công trình bố trí mạng lưới công trình khoan thăm dò Số lỗ khoan bố trí nhà gồm lỗ khoan Lấy mẫu, thí nghiệm xác định tiêu lý đất; • Dựa vào kết công tác khảo sát thí nghiệm xác định tiêu lý, tiến hành đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực dự kiến xây dựng sau: 1.1.Đặc điểm địa hình, địa mạo Nhà C2 thuộc khu đô thị Dịch Vọng Cầu Giấy thành phố Hà Nội, nằm kiểu địa hình đồng tích tụ, cấu tạo trầm tích có nguồn gốc sông với thành phần sét, sét pha, cát pha…Địa hình khu xây dựng chủ yếu đất canh NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 tác, nhìn chung địa hình tương đối phẳng Cao độ địa hình biến đổi khoảng từ +6,3m đến + 6,6m Mặt vị trí khu vực khảo sát tương đối phẳng, thuận lợi cho công tác vận chuyển máy móc, thiết bị công tác khảo sát trường 1.2 Địa tầng tính chất lí lớp đất đá Dựa vào tài liệu khoan khảo sát, tài liệu thí nghiệm trường, tài liệu thí nghiệm phòng, chia khu xây dựng thành 11 lớp Trên sở số liệu tiêu lý lớp đất nền, tính hai tiêu thể khả chịu tải lớp đất mô đun tổng biến dạng (E 0, kG/cm2) sức chịu tải quy ước (R0, kG/cm2) a Với đất loại sét • Mô đun tổng biến dạng E0 tính theo công thức: 1+ e Eβo = m a1−2 k ( kG/cm2) (1.1) Trong đó: β hệ số xét đến điều kiện nở hông hạn chế, giá trị lấy tuỳ thuộc vào loại đất Cụ thể lấy theo bảng 1.1 Bảng 1.1: Bảng tra hệ số β Cát Cát pha Sét pha Sét 0,8 0,74 0,62 0,4 Tên đất β e1: Hệ số rỗng đất ứng với cấp áp lực P = 1(kG/cm2) e0 : Hệ số rỗng ban đầu đất a1-2: Hệ số nén lún đất ứng với cấp áp lực 1.2 (kG/cm2) mk: Hệ số chuyển đổi từ kết tính E0 theo thí nghiệm nén trục phòng kết tính E0 theo thí nghiệm nén tĩnh trời Với đất có trạng NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 thái từ dẻo chảy đến chảy (Is> 0,75) mk=1, đất có trạng thái từ dẻo mềm đến cứng mk xác định theo bảng 1.2 bảng 1.2: Giá trị mk ứng với e0 loại đất Hệ số rỗng e0 0.45 0.55 0.65 0.75 0.85 Cát pha 4.0 4.0 3.5 3.0 2.0 Sét pha 5.0 5.0 4.5 4.0 3.0 Sét 6.0 6.0 5.5 -Sức chịu tải quy ước R0 tính theo công thức: Loại đất R0= m[(A.b + B.h).γw + c.D] 0.95 2.5 5.5 ( kG/cm2 ) 1.05 2.0 4.5 (1.2) Trong đó: m: Hệ số điều kiện làm việc công trình, lấy m = A, B, D : Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong, ϕ b : Chiều rộng móng quy ước, lấy 100 cm h : Chiều sâu đặt móng quy ước, lấy 100 cm c : Lực dính kết đất đáy móng (kG/cm2) γw : Khối lượng tích tự nhiên đất (g/cm3) b Với đất rời • Mô đun tổng biến dạng E0 tính theo công thức E0 = a + C (N + 6) (kG/cm2) (1.3) Trong đó: Hệ số a = 40 N >15 a = N 50 NGUYỄN VĂN HƯỜNG Rất chặt 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 54 Xác định ranh giới lớp đất đá : Kết xuyên tiêu chuẩn cho phép xác định ranh giới lớp đất đá, theo chiều sâu thí nghiệm cách lập biểu đồ quan hệ giá trị xuyên tiêu chuẩn với chiều sâu thí nghiệm 3.7.2 Thí nghiệm xuyên tĩnh 3.7.2.1 Mục đích Thí nghiệm xuyên tĩnh thực để làm rõ tính đồng địa tầng, đặc tính biến dạng sức chịu tải đất nền, dự tính sức chịu tải cọc đơn vv Thí nghiệm thực lớp đất dính đất rời không chứa cuội sỏi Mục đích thí nghiệm cung cấp thêm thông tin để thiết kế thi công phần ngầm có độ sâu không lớn 3.7.2.2 Vị trí thí nghiệm Thí nghiệm xuyên tĩnh sử dụng đất dính đất rời có hàm lượng hạt lớn 10 mm nhỏ 25 %.Bố trí hố xuyên dọc theo chu vi công trình, xen kẽ với lỗ khoan khảo sát,thăm dò, hố xuyên HX1 nằm K12 K13, hố xuyên HX2 nằm K10 K11 3.7.2.3 Khối lượng Xen kẽ hố khoan bố trí thêm lỗ khoan thí nghiệm xuyên tĩnh,nếu khoảng cách dày quá(dưới 20m) bố trí + Tiến hành hố xuyên với hố xuyên dự kiến đến độ sâu 25m Vậy tổng số mét xuyên 50 (m) Thiết bị sơ đồ thí nghiệm: Hiện nước ta thường dùng loại thiết bị xuyên tĩnh hình côn kiểu Gouda (Hà Lan) chạy động (xuyên máy) hay quay tay (xuyên tay) Thiết bị có thông số kỹ thuật sau: Mũi xuyên có góc nhọn mũi côn là: 60°; Đường kính đáy mũi xuyên: 35,7 mm; Tiết diện đáy mũi côn: 10 cm2; NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 55 Tiết diện ống đo ma sát: 150 cm2; Đường kính cần xuyên : 35,7 mm; Đường kính lỗ cần: 16mm; Đường kính cần trong: 14 mm; Chiều dài cần trong: 1000mm; Tiết diện pitong đầu đo: + Xuyên máy: 20 cm2; + Xuyên tay; 10 cm2; Đồng hồ đo áp lực: + Đất yếu dùng đồng hồ loại: – 16 kG.cm2; + Đất có độ bền trung bình dùng đồng hồ loại: – 120 kG/cm2; + Đất tốt dùng đồng hồ loại: – 600 kG/cm2; Đặc tính kỹ thuật cần xuyên: + Lực ấn tối đa: 10 tấn; + Lực kéo tối đa: 14 tấn; + Vận tốc xuyên: cm/s; + Vận tốc kéo lên: 5cm/s Hình 3.16 Sơ đồ thí nghiệm xuyên tĩnh CPT NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 56 1- Cọc neo; 2- Dầm; 3- Cần xuyên; 4,5- Đồng hồ đo áp lực; 6- Kích thủy lực; 7- Trụ định hướng Tiến hành thí nghiệm: Trước tiến hành xuyên tĩnh, cần kiểm tra toàn thiết bị, xác định xác vị trí xuyên thiết kế neo chắ vào đất, tránh để nhổ neo trình xuyên Tiến hành xuyên cách tăng áp lực xuyên lên đầu cần xuyên Tốc độ hạ xuyên 2cm/s, Độ sâu hạ xuyên đo trực tiếp cần tự ghi Nếu điều kiện thiết bị cho phép trình xuyên, đo liên tục thông số xuyên từ xuống Nếu thiết bị xuyên gián đoạn khoảng cách lần đo 20cm Quá trình xuyên phải liên tục, phép dừng xuyên để nối cần Khi xuyên phải thẳng, tránh xuyên chéo gây cong cần, kết xuyên không xác Các số liệu thí nghiệm ghi chéo vào sổ thí nghiệm trường: + Cột 1: Ghi độ sâu h (m) khoảng xuyên 20 cm; + Cột 2: Ghi số đọc sức kháng xuyên mũi côn X (kG/ cm2) + Cột 3: Ghi số đọc sức kháng xuyên tổng Y (kG/cm2) Chỉnh lý tài liệu thí nghiệm Trên sở số liệu thí nghiệm trường tiến hành tính toán sức kháng nén mũi xuyên qc ma sát thành đơn vị fs độ sâu thí nghiệm: - Sức kháng mũi xuyên qc: + Đối với xuyên máy: qc = , kG/cm2; - Ma sát thành đơn vị fs: + Đối với xuyên máy: fs = , kG/cm2; Trong đó: Qc- lực tác dụng kích lên đáy mũi xuyên, kg; Fc – diện tích tiết diện đáy mũi xuyên, cm2; Qs – lực tác dụng lên ống đo ma sát, cm2; Fs – diện tích bề mặt ống đo ma sát, cm2; Tỷ sức kháng xuyên Fr: Fr = NGUYỄN VĂN HƯỜNG 1321020123 ĐCTV- ĐCCT A K58 57 Bảng 3.17 phân loại đất theo qc Fr (Theo TCVN 9352:2012) Loại đất Cát hạt thô trung Cát hạt mịn Cát bụi, cát pha Sét pha Sét Qc,kG/cm2 >90