Lựa chọn giải pháp nền móng công trình cho khu vực huyện quế võ, tỉnh bắc ninh (tt)

VŨ QUỐC CHỨC LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH CHO KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN Bắc Ninh - 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚ

VŨ QUỐC CHỨC

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH CHO

KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

Bắc Ninh - 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

VŨ QUỐC CHỨC KHÓA 2015-2017

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH CHO

KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN

Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS VƯƠNG VĂN THÀNH

Bắc Ninh - 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại Khoa sau đại học trường Đại học Kiến trúc Hà Nội dưới dự hướng dẫn khoa học của thầy giáo PGS.TS Vương Văn Thành

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sau sắc đối với PGS.TS Vương Văn Thành

đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu, định hướng khoa học và động viên tác giả trong quá trình nghiên cứu, hoàn hiện luận văn và ngâng cao năng lực nghiên cứu khoa học

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các Thầy cô giáo, các cán bộ Khoa Sau Đại học Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình về mọi mặt trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này!

Đề tài nghiên cứu của Luận văn liên quan đến nhiều vấn đề phức tạp trong địa kỹ thuật, nên khó tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được những nhận xét, góp ý của thầy, cô giáo để đề tài nghiên cứu được hoàn thiện hơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Vũ Quốc Chức

MỤC LỤC Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục bảng, biểu

Danh mục hình minh họa

MỞ ĐẦU

* Sự cần thiết của đề tài: 1

* Mục đích nghiên cứu: 2

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 2

* Nội dung nghiên cứu: 2

* Phương pháp nghiên cứu: 2

* Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài: 2

NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN QUẾ VÕ 4

1.1 Nguyên tắc chung về thiết kế nền móng và kỹ thuật thi công nền

móng [12] 4

1.1.1 Các tài liệu cơ sở phục vụ công tác thiết kế nền móng 4

1.1.2 Trình tự các bước tính toán, thiết kế nền móng: 4

1.1.3 Công tác khảo sát địa kỹ thuật: 5

1.2 Các giải pháp nền móng thông dụng [11, 12, 13] 7

1.2.1 Các loại móng nông 7

1.2.2 Các loại móng cọc 13

1.2.3 Các giải pháp xử lý nền 16

1.3 Tình hình và thực trạng thiết kế thi công nền móng công trình xây dựng tại Quế Võ 21

1.3.1 Các nhu cầu 21

1.3.2 Thực trạng 22

1.3.3 Các vấn đề tồn tại trong xây dựng nền móng công trình tại huyện Quế Võ 25

CHƯƠNG II PHÂN KHU ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ 28

2.1 Khái niệm chung về điều kiện phát triển các công trình xây dựng của huyện Quế Võ - tỉnh Bắc ninh 28

2.1.1 Định hướng phát triển không gian đô thị huyện Quế Võ, Bắc Ninh 28

2.1.2 Đặc điểm địa hình khu vực Bắc Ninh và huyện Quế Võ [14] 29

2.1.3 Cấu trúc địa chất công trình khu vực Huyện Quế Võ [3] 30

2.1.4 Điều kiện địa chất thủy văn khu vực Huyện Quế Võ 35

2.1.5 Đặc tính cơ lý địa chất công trình của các phức hệ đất đá 37

2.2 Phân khu địa chất công trình khu vực huyện Quế Võ 48

2.2.1 Nguyên tắc phân khu 48

2.2.2 Đặc tính địa chất công trình của các khu (Các dạng cấu trúc nền) 52

CHƯƠNG III GIẢI PHÁP NỀN MÓNG HỢP LÝ CHO KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ 62

3.1 Nguyên tắc chung 62

3.1.1 Khái niệm về giải pháp nền móng hợp lý 62

3.1.2 Nguyên tắc lựa chọn giải pháp nền móng hợp lý 62 3.2 Luận chứng giải pháp nền mónghợp lý cho khu vực huyện Quế Võ 64

3.2.1 Đề xuất các giải pháp nền móng khả thi 64 3.2.2 So sánh kinh tế - kỹ thuật các giải pháp nền móng khả thi và xác lập phương án hợp lý 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

* Kết luận: 1

* Kiến nghị: 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG, BIỂU

Số hiệu

Bảng 2.1 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý của sét pha màu xám nâu,

Bảng 2.2 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý của cát mịn đến trung 38

Bảng 2.3 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý của sét pha nhẹ xen kẹp

các ổ cát màu xám nâu, xám ghi dẻo chảy 39

Bảng 2.4 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý của sét màu nâu, xám ghi

Bảng 2.5 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý của sét nâu đỏ, xám vàng,

Bảng 2.6 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý của cát hạt mịn xám vàng,

Bảng 2.7 Giá trị trung bình chỉ tiêu cơ lý của cát hạt trung đến thô

lẫn sạn sỏi màu xám trắng, xám vàng 44 Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất đá hố khoan của mô hình dạng 1 64 Bảng 3.2 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất đá hố khoan của mô hình dạng 2 66 Bảng 3.3 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất đá hố khoan của mô hình dạng 3 70 Bảng 3.4 So sánh chi phí kinh tế giữa cọc khoan nhồi và cọc ly tâm 77

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA

Số hiệu

Hình 1.2 Thi công gia cố nền móng bằng cọc tre 20

Hình 1.3 Các vết nức tường trụ sở làm việc huyện 28

Hình 2.1 Bản đồ hành chính huyện Quế Võ 55

Hình 2.2 Bản vẽ chi tiết quy hoạch chung xây dựng đô thị phố mới,

huyện Quế Võ giai đoạn năm 2008:2025 56 Hình 2.4 Sơ đồ vị trí hố khoan khảo sát khu vực huyện Quế Võ 57

Hình 2.5 Bản đồ phân vùng địa chất Quế Võ 58

Hình 2.6 Cấu trúc địa chất các dạng nền - dạng 1 59

Hình 2.7 Cấu trúc địa chất các dạn nền - dạng 2 60

Hình 2.8 Cấu trúc địa chất các dạn nền - dạng 3 61

* Sự cần thiết của đề tài:

Trong những năm gần đây, tốc độ phát triển xây dựng của nước ta rất nhanh Công tác quy hoạch xây dựng tại các thành phố, các khu cụm xây dựng là một vấn đề được quan tâm và tiến hành nghiên cứu có hệ thống Để các công trình xây dựng đảm bảo tính ổn định và có hiệu quả kinh tế cao thì công tác thiết kế, tính toán lựa chọn giải pháp nền móng hợp lý là hết sức quan trọng Nếu không có các biện pháp xử lý thích hợp thậm chí còn dẫn đến công trình bị mất ổn định toàn khối dẫn đến lún sụt, sụp đổ công trình

Ở nước ta, vấn đề xử lý đất yếu cho đến nay vẫn chưa có một đánh giá mang tính toàn diện về tình hình xây dựng và khai thác nền đất yếu, chưa có các đối chiếu giữa lý thuyết và thực tế thi công như độ lún, độ ổn định trượt, trồi hay nghiên cứu về sự thay đổi các chi tiết cơ lý của lớp đất yếu sau ki được xử lý

Đối với huyện Quế Võ, địa hình của huyện nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền núi và đồng bằng, gồm 3 vùng đồi núi, đồng bằng, vùng bãi Trong

vùng có một số núi sót như núi Dạm (núi đá vôi) Trong huyện có sông

Đuống và sông Cầu chảy qua phía Đông của huyện Huyện có vùng là đồng bằng châu thổ, bằng phẳng, độ cao trung bình là 4m Để đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa, theo Quy hoạch tổng thể của thành phố Bắc Ninh nói chung và huyện Quế Võ nói riêng Trong tương lai Quế Võ sẽ trở thành một khu đô thị mới của tỉnh Bắc Ninh

Để đảm bảo chất lượng, hiệu quả của công trình khi đưa vào khai thác,

sử dung theo đúng công năng thiết kế thì một vấn đề luôn được quan tâm, đặt lên hàng đầu chính là sự ổn định của nền móng công trình Giải pháp nền móng phải phù hợp với điều kiện địa chất và quy mô xây dựng công trình

cho khu vực huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh là cần thiết và có ý nghĩa thực tế

* Mục đích nghiên cứu:

Nghiên cứu và đưa ra các giải pháp nền móng hợp lý các công trình cho khu vực huyện Quế Võ, phù hợp với định hướng quy hoạch, phát triển kinh tế

- xã hội của huyện

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu: Nền và móng các công trình xây dựng dân dụng

và công nghiệp

- Phạm vi nghiên cứu: Địa chất khu vực huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

* Nội dung nghiên cứu:

- Thu thập, phân tích và đánh giá tổng quan về địa chất khu vực huyện Quế Võ và các giải pháp nền móng đã thực hiện

- Tìm giải pháp nền móng hợp lý cho các công trình xây dựng dân dụng phù hợp với điều kiện địa chất của Quế Võ

* Phương pháp nghiên cứu:

- Tổng hợp các tài liệu địa chất của khu vực

- Điều tra, khảo sát thực tiễn

- Biện luận các giải pháp tương ứng với các vùng - khu địa chất

- Tính toán, kiểm tra các giải pháp nền móng hiện tại của các công trình,

so sánh với các giải pháp đề xuất, kiến nghị

* Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài:

Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là cơ sở tin cậy:

- Cho các nhà đầu tư, các đơn vị tư vấn thiết kế đưa ra các giải pháp hợp

lý đối với các dự án đầu tư xây dựng trên địa bàn huyện Quế Võ

thẩm tra, thẩm định và phê duyệt các vấn đề liên quan đến nềm móng công trình trên địa bàn, đảm bảo đầu tư dự án hiệu quả

- Bổ sung các văn bản pháp quy liên quan đến quản lý chất lượng quy hoạch, lập dự án đầu tư, thiết kế, thi công và khai thác các công trình xây dựng trong địa bàn huyện

* Cơ sở tài liệu chủ yếu của luận văn:

- Thực trạng sử dụng các giải pháp nền móng ở huyện

- Định hướng quy hoạch phát triển không gian đô thị huyện Quế Võ đến năm 2030

- Tài liệu khảo sát địa chất, thiết kế nền móng các loại công trình xây dựng khác nhau hiện có tại Quế Võ

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

* Kết luận:

- Khu vực huyện Quế Võ với đặc điểm địa hình nằm trong vùng trung du gồm 2 vùng đồng bằng và vùng bãi Địa chất Đệ tứ của khu vực huyện Quế

Võ bên cạnh quy luật chung của đồng bằng Bắc Bộ bởi yếu tố biến đổi khí hậu toàn cầu, còn có vai trò rất quan trọng của hệ thống sông Hồng và sông Đáy mà hoạt động của sông Đáy đối với sự hình thành và tồn tại các thành phần trầm tích hiện đại là một đặc trưng cơ bản tạo ra sự khác biệt của lịch sử phát triển địa chất ở khu vực huyện Quế Võ

- Lãnh thổ huyện Quế Võ có dạng địa hình đồng bằng nằm trong lưu vực sông Hồng và sông Đáy Địa hình tương đối bằng phẳng hơi nghiêng theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, cao độ trung bình khoảng 7m Hình thành nên

bề mặt địa hình đó bao gồm 2 kiểu địa hình, đó là địa hình tích tụ trẻ phân bố phần phía Tây và địa hình tích tụ bóc mòn hỗn hợp phân bố ở phần phía Đông của huyện, ranh giới giữa 2 dạng địa hình này là hệ thống đê Sông Đáy

Kết hợp giữa địa hình và quy hoạch, định hướng phát triển không gian của Quế Võ đến năm 2025; Phục vụ cho công tác thiết kế nền móng, có thể phân chia khu vực huyện Quế Võ thành 3 mô hình cấu trúc nền

- Các giải pháp nền móng hợp lý có thể tóm tắt như ở bảng sau cho từng dạng cấu trúc nền đã phân chia:

Giải pháp móng Dạng cấu trúc nền

Dạng 1 Dạng 2 Dạng 3 Móng đơn 1÷2 tầng 1÷2 tầng X

Móng băng 3 tầng 3÷4 tầng X

Gia cố nền bằng cọc tre X 1÷2 tầng Gia cố nền bằng đệm cát X 3 tầng Móng cọc BTCT 5÷10 tầng 5÷10 tầng 4÷10 tầng

Móng cọc khoan nhồi >20 tầng >20 tầng >20 tầng

Ghi chú: Những ô ký hiệu (X) kiến nghị không sử dụng giải pháp đó

- Đối với giải pháp móng sâu nên sử dụng móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, khi tính toán thiết kế cần phải lựa chọn các giải pháp móng cọc khác nhau (tiết diện cọc, chiều sâu mũi cọc, nguyên lý làm việc của cọc…) đáp ứng yêu cầu về mặt kỹ thuật, xác định suất mang tải của từng loại cọc để từ đó đánh giá được tính kinh tế cho từng loại cọc Nên sử dụng cọc có kích thước tiết diện nhỏ nhất có thể và ứng với chiều dài cọc

- Đối với nhà công nghiệp chỉ nên sử dụng móng cọc để đảm bảo khả năng chống lật cho móng

Giải pháp móng cọc nhồi chỉ nên áp dụng cho những công trình có tải trọng lớn mà giải pháp móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn không đáp ứng được

Một số giải pháp nền móng công trình do tác giả nghiên cứu và đề xuất trên là cơ sở cho các chủ đầu tư, các đơn vị tư vấn tham khảo ban đầu để lựa chọn được nhanh chóng giải pháp nền móng hợp lý cho công trình khi lập dự

án đầu tư

* Kiến nghị:

- Hiện tại huyện Quế Võ có mật độ dân cư chưa đồng đều, có khu vực dân cư tập trung đông đúc, có khu vực thưa thớt, do đó khi thiết kế thi công móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn có thể lựa chọn phương pháp ép cọc đối với khu dân cư đông đúc để tránh ảnh hưởng đến những công trình lân cận và lựa chọn phương pháp đóng cọc đối với khu dân cư ít, giảm kinh phí thi công

- Chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế lựa chọn giải pháp nền móng công trình cần đề cập đén nhiều phương án khác nhau, tính toán mức độ đáp ứng

điều kiện tính toán) để so sánh, lựa chọn được phương án tối ưu

- Một số khu đô thị mặt bằng mới san lấp với chiều sâu lớn, do vậy cần phải khảo sát địa chất kỹ lưỡng, chọn giải pháp nền móng thích hợp mới tiến hành xây dựng

- Với các công trình dân dụng từ 3-5 tầng, trước khi xây dựng phải có khảo sát địa chất mới đưa ra giải pháp móng hợp lý với từng khu vực địa chất, tránh việc xây dựng tự phát, chỉ dựa vào kinh nghiệm xây dựng của người thợ

* Hướng nghiên cứu:

Lập cơ sở dữ liệu về các số liệu địa chất cho toàn bộ huyện Quế Võ trên

cơ sở phân vùng chi tiết (lớn hơn 3 vùng đã thực hiện) và đề xuất các giải pháp cụ thể hơn cho từng khu vực

1 Nguyễn Ngọc Bích, Lê Thị Thanh Bình, Vũ Đình Phụng (2005), “Đất xây dựng, địa chất công trình và kỹ thuật cải tạo đất trong xây dựng”,

tr.159-171, 293-312, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

2 Trung tâm Kiểm định chất lượng và Kinh Tế Xây dựng Bắc Ninh

(2014), Báo cáo kết quả khảo sát địa chất các công trình trên địa bàn thị trấn

Phố Mới, xã Chi Lăng, xã Phương Liễu huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

3 Công ty cổ phần Tư vấn đầu tư và Xây dựng Bắc Ninh (2012), Báo

cáo kết quả khảo sát địa chất các công trình trên địa bàn xã Nhân Hòa, xã Việt Thống, xã Quế Tân, xã Việt Hùng huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

4 Công ty cổ phần nước và môi trường Việt Nam (Viwase) (2015), Báo

cáo kết quả khảo sát địa chất các công trình trên địa bàn xã Hán Quảng, xã Cách bi, xã Đào Viên, xã Việt Hùng huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

5 Công ty TNHH tư vấn đầu tư và xây dựng Kim Tự Tháp (2016), Báo

cáo kết quả khảo sát địa chất các công trình trên địa bàn xã Bằng An, xã Yên Giả, xã Châu Phong huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh

6 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Dũng (1998), “Cơ học đất”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

7 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái (2006), “Móng cọc - Phân tích và thiết kế”, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

8 Tiêu chuẩn Việt Nam 10304 (2014), “Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế”, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

9 Tiêu chuẩn Việt Nam 9362 (2012), “Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình”, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

10 Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, Uông Đình Chất (2005),

“Nền và móng các công trình dân dụng - công nghiệp”, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội