đánh giá điều kiện địa chất công trình và tính toán móng cọc cho công trình nhà ở tại phường thảo điền, quận 2

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ vii TÓM TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC .4 1.2 GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên – kinh tế - xã hội quận 1.2.2 Đặc điểm địa chất khu vực 1.2.3 Một số vấn đề chung – móng 13 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 PHƢƠNG PHÁP TÌM KIẾM VÀ THAM KHẢO TÀI LIỆU 16 2.2 PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT HIỆN TRƢỜNG 16 2.3 PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM TRONG PHỊNG 17 2.4 PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP, XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ VIẾT BÁO CÁO 19 CHƢƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 20 3.1 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH KHU VỰC THI CƠNG 20 3.1.1 Đặc điểm địa hình – địa mạo .20 3.1.2 Cấu trúc địa chất 20 3.1.3 Điều kiện thủy văn - địa chất thủy văn 21 3.1.4 Tính chất lý đất đá 22 3.1.5 Hiện tƣợng địa chất cơng trình động lực 24 3.1.6 Vật liệu xây dựng 24 3.1.7 Điều kiện khai thác thi công 25 3.1.8 Tác động đến môi trƣờng 25 3.2 GIẢI PHÁP MÓNG 25 3.2.1 Tính tốn khả đặt móng cọc khoan nhồi 25 3.2.2 Tính tốn khả đặt móng cọc ép 33 3.2.3 Tóm tắt kết 41 3.2.4 Đề nghị giải pháp móng cho cơng trình 42 iv KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC v DANH MỤC BẢNG Bảng Chỉ tiêu lý lớp đất số .22 Bảng Chỉ tiêu lý lớp đất số 2a 23 Bảng 3 Chỉ tiêu lý lớp đất số .23 Bảng Chỉ tiêu lý lớp đất số .23 Bảng Chỉ tiêu lý lớp đất số .24 Bảng Xác định cf fi li 27 Bảng Bán kính ảnh hƣởng sử dụng cọc khoan nhồi 32 Bảng Xác định cf fi li 34 Bảng Bán kính ảnh hƣởng sử dụng cọc ép 39 Bảng 10 Độ lún lớp phân tố lớp 41 Bảng 11 Ƣu nhƣợc điểm cọc khoan nhồi - cọc ép 42 vi DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ Biểu đồ Ứng suất thân ứng suất gây lún .32 Biểu đồ Ứng suất thân ứng suất gây lún .40 Hình 1 Bản đồ hành Quận (Nguồn: www.quan2.hochiminhcity.gov.vn) Hình Mặt bố trí cọc khoan nhồi móng 28 Hình Móng khối quy ƣớc 29 Hình 3 Mặt bố trí cọc ép móng 36 Hình Mơ hình khối móng quy ƣớc 37 vii TÓM TẮT Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình tính tốn móng cọc cho cơng trình nhà phƣờng Thảo Điền, quận thể đƣợc phần khó khăn thuận lợi gặp q trình thi công Đồ án thể đƣợc yếu tố thực đánh giá điều kiện địa chất cơng trình cho khu vực: yếu tố địa hình địa mạo, đặc điểm địa tầng, thủy văn - địa chất thủy văn… Với điều kiện địa chất khu vực nghiên cứu có lớp đất yếu dày từ 13.8 14.5m tải trọng cơng trình 8000kN phƣơng án móng cọc giải pháp hợp lý phù hợp cho cơng trình Qua q trình tính tốn thiết kế móng dựa theo tài liệu địa chất khu vực sinh viên lựa chọn đƣợc giải pháp móng phù hợp cho cơng trình xây dựng Cơng trình nên áp dụng giải pháp móng cọc khoan nhồi có đƣờng kính D600, số lƣợng cọc cho hố móng MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Dẫn đầu nƣớc tốc độ thị hố TP Hồ Chí Minh diễn không gian rộng lớn nội vùng ven TP Hồ Chí Minh Bên cạnh mặt tích cực thị hóa mang lại: Cơ sở vật chất – kỹ thuật đƣợc cải thiện đáng kể, đời sống nhân dân không ngừng đƣợc nâng cao; vơ số mối đe dọa bộc lộ hay tìm ẩn, rình rập đến kinh tế, mơi trƣờng sống ngƣời Cụ thể nhƣ: Ơ nhiểm mơi trƣờng sống, ùn tắc tai nạn giao thông, mà trọng điểm vấn đề nhà Những tòa nhà cao tầng hay khu dân cƣ mọc lên nhằm giải vấn đề tồn động Quy mơ xây dựng lan rộng đến khu vùng mà trƣớc đƣợc đánh giá khơng thích hợp cho xây dựng có khu vực quận Ở quận có cấu trúc địa chất phức tạp nhƣ lớp đất yếu có bề dày lớn (có lên đến 16m) ảnh hƣởng đến ổn định độ an tồn cơng trình đặt trực tiếp cơng trình lên mà khơng có giải pháp móng phù hợp Do việc khảo sát đánh giá điều kiện địa chất khu vực nhằm tìm giải pháp móng tối ƣu cho cơng trình đất có lớp đất yếu dày cần thiết Vì vậy, đề tài “Đánh Giá Điều Kiện Địa Chất Cơng Trình Và Tính Tốn Móng Cọc Cho Cơng Trình Nhà Ở Tại Phƣờng Thảo Điền, Quận 2, TP.HCM” điều phải làm tiến hành xây dựng cơng trình địa bàn quận 2 MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình - Tính tốn móng cọc cho cơng trình NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nội dung nghiên cứu - Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình khu vực nghiên cứu o Làm sáng tỏ đặc điểm địa hình - địa mạo, điều kiện thủy văn - địa chất thủy văn, cấu trúc địa chất, tính chất lý vị trí xây dựng cơng trình o Xác định tƣợng địa chất cơng trình động lực xảy sau giai đoạn thi công o Những thuận lợi, khó khăn q trình thi công, nguồn vật liệu xây dựng nhƣ tác động đến mơi trƣờng thực cơng trình - Tính tốn kiến nghị giải pháp móng cọc phù hợp với cơng trình xây dựng Phạm vi nghiên cứu Cơng trình nhà phƣờng Thảo Điền, Quận 2, TP Hồ Chí Minh PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phƣơng pháp tìm kiếm tham khảo tài liệu - Phƣơng pháp khảo sát trƣờng - Phƣơng pháp thí nghiệm phòng - Phƣơng pháp thống kê - xử lý số liệu - Phƣơng pháp tổng hợp viết báo cáo - Phƣơng pháp tính tốn thiết kế móng CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC Móng cọc đƣợc sử dụng sớm từ khoảng 1200 năm trƣớc, ngƣời dân thời kỳ đồ đá Thụy Sỹ biết sử dụng cọc gỗ cắm xuống hồ nông để xây dựng nhà hồ cạn (Sower, 1979) Cũng thời kỳ này, ngƣời ta đóng cọc gỗ xuống vùng đầm lầy để chống quân xâm lƣợc, ngƣời ta đóng cọc gỗ để làm tƣờng chắn đất, dùng thân cây, cành để làm móng nhà… Trên giới, móng cọc bê tông đúc sẵn trƣớc đƣợc áp dụng từ 60 năm trƣớc nhƣng Việt Nam khoảng 20 năm gần đƣợc phát triển áp dụng rộng rãi Các nhà khoa học Nga có cơng lớn việc phát triển loại móng lý thuyết nhƣ kỹ thuật thi công Ở Việt Nam vào đầu năm 1990 cho cơng trình cầu Việt Trì (Phú Thọ) nhƣng lý thuyết tính tốn thiết kế bao gồm nội dung dự tính sức kháng, độ lún… lại phát triển chậm Năm 1960 – 1970, thơng qua chƣơng trình nghiên cứu cọc khoan nhồi với quy mô lớn, tốn nhiều cơng sức chi phí Whitaker & Cooke (1966), Reese (1978) Kullawy (1989) giúp nhà nghiên cứu hiều rõ làm việc thực tế cọc khoan nhồi Ở Việt Nam, hai thập kỷ qua, với phát triển kết cấu hạ tầng có quy mơ lớn (cầu, nhà cao tầng…) đất yếu đô thị, móng cọc khoan nhồi trở thành giải pháp móng cọc thƣờng đƣợc lựa chọn 1.2 GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.2.1 Đặc điểm tự nhiên – kinh tế - xã hội quận Vị trí địa lý Quận năm quận nằm phía Đơng Bắc TP Hồ Chí Minh (hình 1.1), có tọa độ địa lý giới hạn khoảng: - Vĩ độ Bắc: 10o44‟27‟‟ đến 10o49‟14‟‟ - Kinh độ Đơng: 106o42‟21‟‟ đến 106o48‟35‟‟ Hình 1 Bản đồ hành Quận (Nguồn: www.quan2.hochiminhcity.gov.vn) Với vị trí này, Quận có: - Phía Bắc tiếp giáp Quận Thủ Đức - Phía Nam giáp sơng Sài Gòn ngăn cách với Quận 7, sơng Nhà Bè, ngăn cách với Huyện Nhơn Trạch, Tỉnh Đồng Nai - Phía Đơng giáp Quận - Phía Tây theo thứ tự từ Bắc xuống Nam lần lƣợt ngăn cách với Quận Bình Thạnh, Quận 1, Quận sơng Sài Gòn Khí hậu Quận nhƣ TP Hồ Chí Minh nằm khu vực nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, có mùa mƣa – mùa khơ rõ rệt Mùa mƣa thắng đến cuối tháng 11 với hƣớng gió hƣớng Tây Nam Lƣợng mƣa phân bố khơng có khuynh hƣớng tăng dần theo trục Tây Nam – Đông Bắc Mùa khô tháng 12 đến cuối tháng năm sau với hƣớng gió hƣớng gió mùa Đơng Bắc Vào mùa khơ, lƣợng mƣa thấp chí có tháng khơng có mƣa Lƣợng xạ cao Nhiệt độ khơng khí trung bình 27oC Nhiệt độ tháng cao thấp chênh khoảng 3oC Độ ẩm tƣơng đối khơng khí bình qn năm khoảng 79.5% Dân cƣ Quận đƣợc thành lập ngày 01 tháng 04 năm 1997 sở tách từ 05 xã Bình Trƣng, Thạnh Mỹ Lợi, Cát Lái, An Khánh, An Phú thuộc huyện Thủ Đức theo Nghị định số 03/NĐ-CP ngày 06/01/1997 Chính phủ Hiện Quận đƣợc chia thành 11 phƣờng gồm: An Phú, Thảo Điền, An Khánh, Bình An, Thủ Thiêm, An Lợi Đơng, Bình Trƣng Đơng, Bình Trƣng Tây, Thạnh Mỹ Lợi Cát Lái Tổng cộng 140.621 ngƣời Mật độ dân cƣ: 2,827 ngƣời/km2, chủ yếu dân tộc Kinh Kinh tế Tổng diện tích tự nhiên Quận 5.017ha Ngày thành lập, diện tích đất nơng nghiệp chiếm 2.543,8ha Địa hình Quận vùng trũng, bị nhiễm phèn, mặn thƣờng ngập nƣớc lúc triều cƣờng, nên sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn, muốn có suất hiệu cao phải đầu tƣ lớn Song lại có vị trí thuận lợi để hình thành khu thị Có tiềm quỹ đất xây dựng, mật độ dân cƣ thƣa thớt Ngày 07 tháng 02 năm 1998, Ủy ban nhân dân thành phố ban hành Quyết định số 6577/QĐ-UB-QLĐT phê duyệt quy hoạch chung Quận đến năm 2020, theo quy hoạch chức động lực phát triển chủ yếu “Trung Tâm Dịch Vụ - Thƣơng Mại – Cơng Nghiệp – Văn Hóa – Thể Dục Thể Thao” với quy mô dân số ổn định khoảng 600,000 dân 1.2.2 Đặc điểm địa chất khu vực A Đặc điểm địa tầng Dựa theo kết nghiên cứu thành lập đồ địa chất khoáng sản TP Hồ Chí Minh tỷ lệ 1:50.000 Liên Đồn Bản Đồ Địa Chất Miền Nam cho thấy khu vực nghiên cứu có diện lớp đất đá theo thứ tự từ cổ đến trẻ: Giới Mesozoi (MZ) Các trầm tích Mesozoi hầu nhƣ khơng lộ khu vực nghiên cứu phần lớn gặp chúng đáy với lỗ khoan sâu i Hệ Jura-Thống giữa- Điệp La Ngà (J2ln) Các trầm tích điệp La Ngà gặp lỗ khoan sâu 60m (Thủ Đức) 250m (Nhà Bè) Các trầm tích đƣợc đại diện trầm tích lục nguyên bao gồm: cát kết, bột kết, sét kết màu xám xanh, xám đen phân lớp mỏng có chứa vơi Các Trong đó: Fquy ƣớc - Diện tích khối móng (m2); i – Dung trọng tự nhiên lớp đất thứ “i” (kN/m3) hi - Bề dày lớp đất thứ “i” Gcọc - Trọng lƣợng cọc (3 34) ( ) Trong đó: ncọc - Số lƣợng cọc đài u – Chu vi cọc Lcọc - Chiều dài cọc bê tông – Dung trọng bê tông (kN); Lấy bê tông = 25 (kN/m3) Vậy ta có: ( )  Áp lực tiêu chuẩn khối móng quy ƣớc ( (3 35) )  Cƣờng độ tiêu chuẩn đáy móng Theo TCVN 9632 – 2012, sức chịu tải tiêu chuẩn đất đƣợc tính theo cơng thức sau: ( ) (3 36) Trong đó: ktc - hệ số tin cậy, dựa vào thí nghiệm trực tiếp mẫu đất nơi xây dựng ktc = 1, theo tài liệu gián tiếp (khơng thí nghiệm trực tiếp) dùng bảng dựa vào kết thống kê ktc = 1.1; ktc = m1, m2 - hệ số điều kiện làm việc đất hệ số điều kiện làm việc nhà công trình có tác dụng qua lại với nền, lấy theo bảng A, B, D – hệ số không thứ nguyên lấy theo PL5 bảng tra 1.1 phụ thuộc vào trị tính tốn góc ma sát II II = 28047‟, A = 1.05, B = 5.19, D = 7.62 BM - bề rộng đáy móng (m) HM - chiều sâu đặt móng (m) 38 ‟ - trị trung bình trọng lƣợng thể tích đất nằm phía độ sâu đặt móng (kN/m3)   ⁄ (  (3 37) )  - trị trọng lƣợng thể tích đất nằm trực tiếp dƣới đáy móng (kN/m3);  = 10.9 (kN/m3) c- trị tính tốn lực dính đơn vị đất nằm trực tiếp dƣới đáy móng (kN/m3) Thay số vào cơng thức trên, ta có: ⁄ ( ) So sánh với điều kiện: P = 408.53 (kN/m2)