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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI VŨ QUỐC CHỨC LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH CHO KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DD&CN Bắc Ninh - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI VŨ QUỐC CHỨC KHÓA 2015-2017 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH CHO KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình DD&CN Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DD&CN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VƯƠNG VĂN THÀNH Bắc Ninh - 2017 LỜI CẢM ƠN Luận văn hoàn thành Khoa sau đại học trường Đại học Kiến trúc Hà Nội dự hướng dẫn khoa học thầy giáo PGS.TS Vương Văn Thành Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sau sắc PGS.TS Vương Văn Thành tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu, định hướng khoa học động viên tác giả q trình nghiên cứu, hồn luận văn ngâng cao lực nghiên cứu khoa học Tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy cô giáo, cán Khoa Sau Đại học Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội bạn đồng nghiệp giúp đỡ, dẫn tận tình mặt q trình học tập hồn thành luận văn này! Đề tài nghiên cứu Luận văn liên quan đến nhiều vấn đề phức tạp địa kỹ thuật, nên khó tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận nhận xét, góp ý thầy, giáo để đề tài nghiên cứu hoàn thiện Tác giả xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ LUẬN VĂN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Quốc Chức MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng, biểu Danh mục hình minh họa MỞ ĐẦU * Sự cần thiết đề tài: * Mục đích nghiên cứu: * Đối tượng phạm vi nghiên cứu: * Nội dung nghiên cứu: * Phương pháp nghiên cứu: * Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài: NỘI DUNG CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP NỀN MĨNG CHO CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP TẠI HUYỆN QUẾ VÕ 1.1 Nguyên tắc chung thiết kế móng kỹ thuật thi cơng móng [12] 1.1.1 Các tài liệu sở phục vụ cơng tác thiết kế móng 1.1.2 Trình tự bước tính tốn, thiết kế móng: 1.1.3 Công tác khảo sát địa kỹ thuật: 1.2 Các giải pháp móng thơng dụng [11, 12, 13] 1.2.1 Các loại móng nơng 1.2.2 Các loại móng cọc 13 1.2.3 Các giải pháp xử lý 16 1.3 Tình hình thực trạng thiết kế thi cơng móng cơng trình xây dựng Quế Võ 21 1.3.1 Các nhu cầu 21 1.3.2 Thực trạng 22 1.3.3 Các vấn đề tồn xây dựng móng cơng trình huyện Quế Võ 25 CHƯƠNG II PHÂN KHU ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ 28 2.1 Khái niệm chung điều kiện phát triển cơng trình xây dựng 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 huyện Quế Võ [14] 29 2.1.3 Cấu trúc địa chất cơng 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 lý địa chất cơng trình phức hệ đất đá 37 2.2 Phân khu địa chất cơng trình khu vực huyện Quế Võ 48 2.2.1 Nguyên tắc phân khu 48 2.2.2 Đặc tính địa chất cơng trình 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 giải pháp móng hợp lý 62 3.1.2 Nguyên tắc lựa chọn giải pháp móng hợp lý 62 3.2 Luận chứng giải pháp mónghợp lý cho khu vực huyện Quế Võ 64 3.2.1 Đề xuất giải pháp móng khả thi 64 3.2.2 So sánh kinh tế - kỹ thuật giải pháp móng khả thi xác lập phương án hợp lý 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận: * Kiến nghị: TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tên ký hiệu Đơn vị H Bề dày lớp đất (m) R Sức chịu tải quy ước (kG/cm2) (kG/cm2) E Mô đun biến dạng (kG/cm2) (kG/cm2) Ci Lực dích kết (kG/cm2) (kG/cm2) Yw Khối lượng thể tích tự nhiên (kG/cm3) (kG/cm3)  Góc ma sát (độ) IL Độ sệt (m) (độ) DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu Tên bảng, biểu bảng Bảng 2.1 Giá trị trung bình tiêu lý sét pha màu xám nâu, xám xanh dẻo cứng Bảng 2.2 Giá trị trung bình tiêu lý cát mịn đến trung Bảng 2.3 Bảng 2.4 Bảng 2.5 Bảng 2.6 Bảng 2.7 Giá trị trung bình tiêu lý sét pha nhẹ xen kẹp ổ cát màu xám nâu, xám ghi dẻo chảy Giá trị trung bình tiêu lý sét màu nâu, xám ghi đơi chỗ xám xanh Giá trị trung bình tiêu lý sét nâu đỏ, xám vàng, loang lổ Giá trị trung bình tiêu lý cát hạt mịn xám vàng, xám nâu Giá trị trung bình tiêu lý cát hạt trung đến thô lẫn sạn sỏi màu xám trắng, xám vàng Trang 37 38 39 41 42 43 44 Bảng 3.1 Chỉ tiêu lý lớp đất đá hố khoan mơ hình dạng 64 Bảng 3.2 Chỉ tiêu lý lớp đất đá hố khoan mô hình dạng 66 Bảng 3.3 Chỉ tiêu lý lớp đất đá hố khoan mơ hình dạng 70 Bảng 3.4 So sánh chi phí kinh tế cọc khoan nhồi cọc ly tâm 77 DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Số hiệu Tên hình hình Trang Hình 1.1 Cọc xi măng – đất 18 Hình 1.2 Thi cơng gia cố móng cọc tre 20 Hình 1.3 Các vết nức tường trụ sở làm việc huyện 28 Hình 2.1 Bản đồ hành 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 dạng - dạng 59 Hình 2.7 Cấu trúc địa chất dạn - dạng 60 Hình 2.8 Cấu trúc địa chất dạn - dạng 61 MỞ ĐẦU * Sự cần thiết đề tài: Trong năm gần đây, tốc độ phát triển xây dựng nước ta nhanh Công tác quy hoạch xây dựng thành phố, khu cụm xây dựng vấn đề quan tâm tiến hành nghiên cứu có hệ thống Để cơng trình xây dựng đảm bảo tính ổn định có hiệu kinh tế cao cơng tác thiết kế, tính tốn lựa chọn giải pháp móng hợp lý quan trọng Nếu khơng có biện pháp xử lý thích hợp chí dẫn đến cơng trình bị ổn định tồn khối dẫn đến lún sụt, sụp đổ cơng trình Ở nước ta, vấn đề xử lý đất yếu chưa có đánh giá mang tính tồn diện tình hình xây dựng khai thác đất yếu, chưa có đối chiếu lý thuyết thực tế thi công độ lún, độ ổn định trượt, trồi hay nghiên cứu thay đổi chi tiết lý lớp đất yếu sau ki xử lý Đối với huyện Quế Võ, địa hình huyện nằm vùng chuyển tiếp miền núi đồng bằng, gồm vùng đồi núi, đồng bằng, vùng bãi Trong vùng có số núi sót núi Dạm (núi đá vơi) Trong huyện có sơng Đuống sơng Cầu chảy qua phía Đơng huyện Huyện có vùng đồng châu thổ, phẳng, độ cao trung bình 4m Để đẩy nhanh trình cơng nghiệp hóa, đại hóa, theo Quy hoạch tổng thể thành phố Bắc Ninh nói chung huyện Quế Võ nói riêng Trong tương lai Quế Võ trở thành khu đô thị tỉnh Bắc Ninh Để đảm bảo chất lượng, hiệu công trình đưa vào khai thác, sử dung theo cơng thiết kế vấn đề ln quan tâm, đặt lên hàng đầu ổn định móng cơng trình Giải pháp móng phải phù hợp với điều kiện địa chất quy mơ xây dựng cơng trình 2 Xuất phát từ yếu tố trên, đề tài: Giải pháp móng cơng trình cho khu vực huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh cần thiết có ý nghĩa thực tế * Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu đưa giải pháp móng hợp lý cơng trình cho khu vực huyện Quế Võ, phù hợp với định hướng quy hoạch, phát triển kinh tế - xã hội huyện * Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - Đối tượng nghiên cứu: Nền móng cơng trình xây dựng dân dụng công nghiệp - Phạm vi nghiên cứu: Địa chất khu vực huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh * Nội dung nghiên cứu: - Thu thập, phân tích đánh giá tổng quan địa chất khu vực huyện Quế Võ giải pháp móng thực - Tìm giải pháp móng hợp lý cho cơng trình xây dựng dân dụng phù hợp với điều kiện địa chất Quế Võ * Phương pháp nghiên cứu: - Tổng hợp tài liệu địa chất khu vực - Điều tra, khảo sát thực tiễn - Biện luận giải pháp tương ứng với vùng - khu địa chất - Tính tốn, kiểm tra giải pháp móng cơng trình, so sánh với giải pháp đề xuất, kiến nghị * Ý nghĩa khoa học tính thực tiễn đề tài: Kết nghiên cứu luận văn sở tin cậy: - Cho nhà đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế đưa giải pháp hợp lý dự án đầu tư xây dựng địa bàn huyện Quế Võ 3 - Cho quan quản lý đầu tư chất lượng cơng trình xây dựng thẩm tra, thẩm định phê duyệt vấn đề liên quan đến nềm móng cơng trình địa bàn, đảm bảo đầu tư dự án hiệu - Bổ sung văn pháp quy liên quan đến quản lý chất lượng quy hoạch, lập dự án đầu tư, thiết kế, thi công khai thác cơng trình xây dựng địa bàn huyện * Cơ sở tài liệu chủ yếu luận văn: - Thực trạng sử dụng giải pháp móng 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 móng loại cơng trình xây dựng khác có Quế Võ THƠNG BÁO Để xem phần văn 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 Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận: - Khu vực huyện Quế Võ với đặc điểm địa hình nằm vùng trung du gồm vùng đồng vùng bãi Địa chất Đệ tứ khu vực huyện Quế Võ bên cạnh quy luật chung đồng Bắc Bộ yếu tố biến đổi khí hậu tồn cầu, có vai trò quan trọng hệ thống sông Hồng sông Đáy mà hoạt động sông Đáy hình thành tồn thành phần trầm tích đại đặc trưng tạo khác biệt lịch sử phát triển địa chất khu vực huyện Quế Võ - Lãnh thổ huyện Quế Võ có dạng địa hình đồng nằm lưu vực sơng Hồng sơng Đáy Địa hình tương đối phẳng nghiêng theo hướng Tây Bắc – Đơng Nam, cao độ trung bình khoảng 7m Hình thành nên bề mặt địa hình bao gồm kiểu địa hình, địa hình tích tụ trẻ phân bố phần phía Tây địa hình tích tụ bóc mòn hỗn hợp phân bố phần phía Đơng huyện, ranh giới dạng địa hình hệ thống đê Sơng Đáy Kết hợp địa hình quy hoạch, định hướng phát triển không gian Quế Võ đến năm 2025; Phục vụ cho công tác thiết kế móng, phân chia khu vực huyện Quế Võ thành mơ hình cấu trúc - Các giải pháp móng hợp lý tóm tắt bảng sau cho dạng cấu trúc phân chia: Giải pháp móng Dạng cấu trúc Dạng Dạng Dạng Móng đơn 1÷2 tầng 1÷2 tầng X Móng băng tầng 3÷4 tầng X Gia cố cọc tre X 1÷2 tầng Gia cố đệm cát X tầng Móng cọc BTCT 5÷10 tầng 5÷10 tầng 4÷10 tầng Móng cọc ly tâm Móng cọc khoan nhồi 10÷20 tầng 10÷20 tầng 10÷20 tầng >20 tầng >20 tầng >20 tầng Ghi chú: Những ô ký hiệu (X) kiến nghị không sử dụng giải pháp - Đối với giải pháp móng sâu nên sử dụng móng cọc bê tơng cốt thép đúc sẵn, tính tốn thiết kế cần phải lựa chọn giải pháp móng cọc khác (tiết diện cọc, chiều sâu mũi cọc, nguyên lý làm việc cọc…) đáp ứng yêu cầu mặt kỹ thuật, xác định suất mang tải loại cọc để từ đánh giá tính kinh tế cho loại cọc Nên sử dụng cọc có kích thước tiết diện nhỏ ứng với chiều dài cọc - Đối với nhà công nghiệp nên sử dụng móng cọc để đảm bảo khả chống lật cho móng Giải pháp móng cọc nhồi nên áp dụng cho cơng trình có tải trọng lớn mà giải pháp móng cọc bê tơng cốt thép đúc sẵn khơng đáp ứng Một số giải pháp móng cơng trình tác giả nghiên cứu đề xuất sở cho chủ đầu tư, đơn vị tư vấn tham khảo ban đầu để lựa chọn nhanh chóng giải pháp móng hợp lý cho cơng trình lập dự án đầu tư * Kiến nghị: - Hiện huyện Quế Võ có mật độ dân cư chưa đồng đều, có khu vực dân cư tập trung đơng đúc, có khu vực thưa thớt, thiết kế thi cơng móng cọc bê tơng cốt thép đúc sẵn lựa chọn phương pháp ép cọc khu dân cư đông đúc để tránh ảnh hưởng đến cơng trình lân cận lựa chọn phương pháp đóng cọc khu dân cư ít, giảm kinh phí thi cơng - Chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế lựa chọn giải pháp móng cơng trình cần đề cập đén nhiều phương án khác nhau, tính tốn mức độ đáp ứng tính khả thi, yêu cầu kỹ thuật hiệu kinh tế (tiến độ thi công đủ điều kiện tính tốn) để so sánh, lựa chọn phương án tối ưu - Một số khu đô thị mặt san lấp với chiều sâu lớn, cần phải khảo sát địa chất kỹ lưỡng, chọn giải pháp móng thích hợp tiến hành xây dựng - Với cơng trình dân dụng từ 3-5 tầng, trước xây dựng phải có khảo sát địa chất đưa giải pháp móng hợp lý với khu vực địa chất, tránh việc xây dựng tự phát, dựa vào kinh nghiệm xây dựng người thợ * Hướng nghiên cứu: Lập sở liệu số liệu địa chất cho toàn huyện Quế Võ sở phân vùng chi tiết (lớn vùng thực hiện) đề xuất giải pháp cụ thể cho khu vực CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Ngọc Bích, Lê Thị Thanh Bình, Vũ Đình Phụng (2005), “Đất xây dựng, địa chất cơng trình kỹ thuật cải tạo đất xây dựng”, tr.159171, 293-312, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Trung tâm Kiểm định chất lượng Kinh Tế Xây dựng Bắc Ninh (2014), Báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình địa bàn thị trấn Phố Mới, xã Chi Lăng, xã Phương Liễu huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh Công ty cổ phần Tư vấn đầu tư Xây dựng Bắc Ninh (2012), Báo cáo kết khảo sát địa chất công trình địa bàn xã Nhân Hòa, xã Việt Thống, xã Quế Tân, xã Việt Hùng huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh Công ty cổ phần nước môi trường Việt Nam (Viwase) (2015), Báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình địa bàn xã Hán Quảng, xã Cách bi, xã Đào Viên, xã Việt Hùng huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh Công ty TNHH tư vấn đầu tư xây dựng Kim Tự Tháp (2016), Báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình địa bàn xã Bằng An, xã Yên Giả, xã Châu Phong huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Dũng (1998), “Cơ học đất”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Vũ Cơng Ngữ, Nguyễn Thái (2006), “Móng cọc - Phân tích thiết kế”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiêu chuẩn Việt Nam 10304 (2014), “Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế”, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Tiêu chuẩn Việt Nam 9362 (2012), “Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình”, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 10 Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng, Uông Đình Chất (2005), “Nền móng cơng trình dân dụng - công nghiệp”, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 11 Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Hữu Kháng (1996), “Hướng dẫn đồ án móng”, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 12 Trang Web http://vi.wikipedia.org, bách khoa toàn thư mở, mục giới thiệu Quế Võ, Bắc Ninh 13 Đồn Thế Tường, Lê Thuận Đang (2004), “Thí nghiệm đất móng cơng trình”, tr.155-198, 232-235, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội 14 Nguyễn Uyên (2006), “Khảo sát địa chất để thiết kế loại cơng trình”, tr.5-165, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 15 Trần Văn Việt (2008), “Cẩm nang dùng cho kỹ sư điạ kỹ thuật”, tr.216-304, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 16 Vương Văn Thành (1995), “Bài giảng Cơ học đất”, Nhà xuất Xây dựng Hà Nội 17 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Dũng (1998), “Cơ học đất”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội; 18 Vương Văn Thành, Nguyễn Đức Nguôn, Phạm Ngọc Thắng (2012), “Tính tốn thực hành Nền Móng cơng trình xây dựng dân dụng” 19 Nguyễn Uyên, Nguyễn Văn Phương, Nguyễn Định Nguyễn Xn Diến (2002), “Địa chất cơng trình”, Nhà xuất Xây Dựng  ... tắc lựa chọn giải pháp móng hợp lý 62 3.2 Luận chứng giải pháp mónghợp lý cho khu vực huyện Quế Võ 64 3.2.1 Đề xuất giải pháp móng khả thi 64 3.2.2 So sánh kinh tế - kỹ thuật giải pháp. .. 2015-2017 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH CHO KHU VỰC HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình DD&CN Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH... định móng cơng trình Giải pháp móng phải phù hợp với điều kiện địa chất quy mơ xây dựng cơng trình 2 Xuất phát từ yếu tố trên, đề tài: Giải pháp móng cơng trình cho khu vực huyện Quế Võ tỉnh Bắc