Đánh giá điều kiện địa chất công trình khu vực cầu bến nghé, quận 1, TP HCM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN BÙI TRỌNG NHÂN ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ XỬ LÝ NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH CỐNG KIỂM SỐT TRIỀU KHU VỰC CẦU BẾN NGHÉ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƢ ĐỊA CHẤT HỌC Mã ngành: 52440201 TP HỒ CHÍ MINH - 12/2017 TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG TP.HCM KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ XỬ LÝ NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH CỐNG KIỂM SỐT TRIỀU KHU VỰC CẦU BẾN NGHÉ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Sinh viên thực hiện: Bùi Trọng Nhân MSSV: 0250100080 Khóa: 2013 - 2017 Giảng viên hƣớng dẫn: ThS Nguyễn Văn Cửu TP HỒ CHÍ MINH – 12/2017 TRƢỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa: ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN Bộ mơn: KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT Họ tên: BÙI TRỌNG NHÂN MSSV: 0250100080 Ngành: ĐỊA CHẤT HỌC Lớp: 02_ĐHĐC_ĐKT Đầu đề đồ án: Nhiệm vụ: Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình khu vực cầu Bến Nghé, Quận 1, TP.HCM Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 22/8/2017 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 03/12/2017 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: ThS Nguyễn Văn Cửu Ngƣời hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) Nội dung yêu cầu đƣợc thông qua môn Ngày tháng năm Chủ nhiệm môn (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Để có đồ án tốt nghiệp em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến q thầy, thuộc Khoa Địa chất Khống sản trƣờng đại học Tài nguyên Và Môi trƣờng Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy hƣớng dẩn thuộc Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam quan tâm, giúp đỡ động viên em trình triển khai, nghiên cứu hoàn thành đề tài :“ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ CHO CƠNG TÁC XỬ LÝ NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH CỐNG KIỂM SỐT TRIỀU KHU VỰC CẦU BẾN NGHÉ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH” Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến thầy ThS Nguyễn Văn Cửu tận tình hƣớng dẫn truyền đạt kiến thức khoa học để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Xin cảm ơn đến Trƣờng đại học Tài Nguyên Và Môi Trƣờng tạo điều kiện cho em có mơi trƣờng học tập rèn luyện thuận lợi bốn năm đại học Một lần em xin chân thành cảm ơn đơn vị cá nhân hết lòng quan tâm tới nghiệp đào tạo đội ngũ cán Khoa Địa chất Khoáng sản Em mong nhận đƣợc đóng góp, góp ý q Thầy, Cơ bạn Xin chân thành cảm ơn ! SVTH Bùi Trọng Nhân MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC 1.2 GIỚI THIỆU KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.2.1 Vị trí địa lý 1.2.2 Đặc điểm quy mô dự án 1.2.3 Đặc điểm địa hình 1.2.4 Đặc điểm khí hậu 1.2.5 Đặc điểm chế độ thủy văn 10 1.2.6 Đặc điểm địa chất khu vực 10 1.3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 16 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 PHƢƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU 17 2.2 PHƢƠNG PHÁP KHẢO SÁT THỰC ĐỊA 18 2.3 PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP VÀ VIẾT BÁO CÁO 20 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21 3.1.1 Địa hình – địa mạo 21 3.1.2 Cấu trúc địa chất 21 3.1.3 Tính chất lý 22 3.1.4 Địa chất thủy văn 26 3.1.5 Hiện tƣợng địa chất cơng trình động lực 27 3.1.6 Điều kiện vật liệu xây dựng 27 3.1.7 Điều kiện thi công 28 3.1.8 Kết luận 28 3.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NỀN MĨNG CHO CƠNG TRÌNH 29 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 i DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Nhiệt độ trung bình tháng năm (Trạm Tân Sơn Hòa) (0C) Bảng 1.2 Bảng thống kê lƣợng mƣa trung bình Trạm Tân Sơn Hòa)(mm) Bảng 3: Độ ẩm trung binh qua tháng Bảng 4: Lƣợng nƣớc bốc .9 Bảng 5: Phân bố tần suất gió theo hƣơng thịnh hành (%) Bảng 6: Các phân vị địa tầng khu vực quận Bình Thạnh 11 Bảng 2.1 Tọa độ vị trí lỗ khoan .18 Bảng 3.1 Phân bố đất lớp hố khoan 22 Bảng 3.2 Phân bố đất lớp hố khoan 23 Bảng 3.3 Phân bố đất lớp hố khoan 23 Bảng 3.4 Phân bố đất lớp hố khoan 24 Bảng 3.5 Phân bố đất lớp hố khoan 24 Bảng 3.6 Chỉ tiêu lý đặc trƣng lớp đất 25 Bảng 3.7 : Bảng mức độ đánh giá điều kiện thuận lợi khu vực nghiên cứu 29 Bảng 3.8: Bảng so sánh ƣu nhƣợc điểm cọc khoan nhồi cọc ép 30 Bảng 9: Ma sát đất cọc 35 ii DANH MỤC HÌNH Hình Cơng trình cống kiểm sốt đƣợc tiến hành xây dựng Hình 1.1 Vị trí khảo sát cống kiểm soát triều cƣờng cầu Bến Nghé .4 Hình lƣợng mƣa trung bình giai đoạn 2011-2015 Hình 3: Độ ẩm trung bình giai đoạn 2011- 2015 Hình 2.1 Hiện trạng xây dựng cơng trình cống kiểm sốt 19 Hình 2.2 Điều kiện làm việc kênh Bến Nghé .19 Hình 2.3 Phƣơng án tƣờng chắn nƣớc vào cơng trình thi cơng 20 Hình 2.5 Thi cơng xây dƣng cọc khoan nhồi sơng .20 iii TĨM TẮT ĐỒ ÁN Trong đồ án này, sinh viên tập trung nghiên cứu tài liệu điều kiện địa chất cơng trình khu vực Bến Nghé TP.HCM để đƣa nhận xét, đánh giá tổng quan điều kiện địa chất cơng trình khu vực Cùng với kết công tác khoan khảo sát, sinh viên áp dụng quy định tính tốn, thiết kế móng từ sách tiêu chuẩn Việt Nam Nhằm đề xuất giải pháp móng thích hợp cho cơng trình xây dựng cống kiểm soát triều Đồ án: “ĐÁNH GIÁ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHỤC VỤ CHO CƠNG TÁC XỬ LÝ NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH CỐNG KIỂM SỐT TRIỀU KHU VỰC CẦU BẾN NGHÉ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH” Gồm chƣơng: Chƣơng : Tổng quan Trong chƣơng trình bày nội dung đặc điểm tự nhiên, đặc điểm địa chất khu vực sở lý thuyết Chƣơng : Phƣơng pháp nghiên cứu Trong chƣơng trình bày chi tiết phƣơng pháp đƣợc sử dụng để thực đồ án Chƣơng : Kết Trong chƣơng 3, phần thứ đánh giá điều kiện địa chất cơng trình, đánh giá mức độ thuận lợi khó khăn cơng tác thi cơng Phần thứ hai tính tốn, thiết kế móng cho cơng trình khu vực nghiên cứu iv MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Để giải vấn đề thoát nƣớc, từ năm 2001, TP HCM quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nƣớc địa bàn Chủ yếu áp dụng giải pháp nâng cấp cống thoát nƣớc, san kiểm sốt triều cục Q trình thị hóa, biến đổi khí hậu, thiếu vốn nguyên nhân khiến công tác chống ngập TP HCM chƣa hiệu Trong dự án giải ngập triều cƣờng khu vực thành phố Hồ Chí Minh gồm có cống lớn bao gồm cống kiểm soát triều Bến Nghé, Tân Thuận, Phú Xuân, Mƣơng Chuối, Cây Khô, Phú Định đê bao ven sơng Sài Gòn từ Vàm Thuật đến Sông Kinh – giai đoạn Với tổng kinh phí gần 10.000 tỷ đồng Cống kiểm sốt triều cƣờng khu cực cầu Bến Nghé địa bàn quận đƣợc xây dựng với kinh phí khoảng 230 tỷ đồng nhằm giảm ngập cho khu trung tâm thành phố Theo đề cƣơng thi tuyển thiết kế kiến trúc dự án cống kiểm soát triều Bến Nghé vừa đƣợc UBND TP.HCM phê duyệt, cống nằm rạch tên, đoạn ngã ba sông Sài Gòn đến ngã ba Rạch Đơi dài khoảng 3,1 km Cống dự kiến gồm phần kết cấu nhƣ thủy công đập ngăn nƣớc: trụ pin, cừ chống thấm, dầm đỡ van, gia cố bảo vệ lòng dẫn; kết cấu cửa van điều tiết nƣớc thiết bị điều khiển; kết cấu nối tiếp hai bờ; khu quản lý cơng trình; kết cấu kè bảo vệ phía hạ lƣu cơng trình Bên cạnh cống đƣợc xây dựng trạm bơm có cơng suất 12 m3/giây Hình Cơng trình cống kiểm sốt đƣợc tiến hành xây dựng Trƣớc tình hình đó, việc nghiên cứu tìm biện pháp để xử lý móng cống kiểm sốt phù hợp với cơng trình nhu cầu đời sống nhiệm vụ thiết yếu MỤC TIÊU CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình phục vụ cơng tác xử lí móng cống kiểm sốt triều NỘI DUNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Nội dung nghiên cứu Xác định tiêu lí đất nền; Phân tích hệ tầng khu vực nghiên cứu; Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn; 3.2 Phạm vi nghiên cứu Điều kiện địa chất cơng trình cống kiểm soát triều khu vực cầu Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU  Phƣơng pháp thu thập tài liệu Tìm kiếm thu thập tài liệu nghiên cứu có sẵn khu vực cần nghiên cứu: địa tầng, lịch sử nghiên cứu, địa chất cơng trình, tình hình kinh tế, xã hội, khí hậu - khí tƣợng, địa chất thủy văn,…  Phƣơng pháp khảo sát thực địa; Thực lộ trình khảo sát, buổi thực địa khoản thời gian trƣớc thực cơng trình nghiên cứu, đƣa nhận xét nhìn nhận đặc điểm, điều kiện tự nhiên phạm vi nghiên cứu đề tài  Phƣơng pháp tổng hợp viết báo cáo Tổng hợp tài liệu hố khoan, nghiên cứu loại đồ, tài liệu báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Nhà cao tầng Tổng Hội Địa Chất Việt Nam, Liên Hiệp Địa Kỹ Thuật Nền Móng Cơng Trình thực hiện, tham khảo tài liệu học đất, phƣơng pháp xử lý nền, đề tài nghiên cứu cơng bố có nội dung liên quan Từ kết thí nghiệm đặc trƣng lý mẫu đất ghi biểu thí nghiệm, bảng tổng hợp kết phân chia lớp đất Xác định đƣợc trị tiêu chuẩn trị tính tốn tiêu lý lớp đất theo tiêu chuẩn TCVN 9153-2012 Đất xây dựng – phƣơng pháp chỉnh lý thống kê kết xác định đặc trƣng đƣợc ghi bảng sau: Bảng 3.6 Chỉ tiêu lý đặc trƣng lớp đất TT Lớp Lớp (Bùn (Sét sét) pha) Hạt sét Lớp Lớp Lớp (Cát) (Sét) (Cát) 29 14 10 41,4 19,7 2,0 48,6 2,3 Hạt bụi 23,0 6,6 4,7 32,1 2,7 Hạt cát 35,6 66,9 89,9 19,3 87,4 0,0 6,8 3,4 0,0 7,5 W,% 76,48 23,81 20,52 21,64 19,37 tc w 1,517 1,993 2,030 2,053 2,062 1,537 2,009 2,052 2,068 2,081 0,860 1,610 1,686 1,688 1,728 2,661 2,679 2,670 2,724 2,672 Đặc trƣng lý Số mẫu thí nghiệm i Thành phần cỡ hạt P, % Hạt sỏi sạn Độ ẩm tự nhiên Khối lƣợng thể tích tự nhiên Khối lƣợng thể tích bảo hồ Khối lƣợng thể tích , g/cm bh , g/cm tc c , g/cm3 khô Khối lƣợng riêng Độ bão hòa G, % 97,1 96,0 93,5 95,9 94,7 Độ rỗng n, % 67,7 39,9 36,9 38,0 35,3 25 10 Hệ số rỗng 2,096 0,664 11 Giới hạn chảy WL , % 55,98 29,29 41,65 12 Giới hạn dẻo Wp , % 34,31 17,06 22,44 13 Chỉ số dẻo Ip 21,67 12,24 19,21 14 Độ sệt B 1,95 0,55 -0,04 o K, 15 Hệ số thấm 0,585 5,90E- 2,16E- 1,04E- cm/s 06 05 03 Qu, 16 17 Nén đơn trục kG/cm Thí nghiệm nén cố Pc, kết kG/cm2 SPT 1,94E- 1,73E06 03 0,725 0,47 0,91 1.4 8,3 15,5 1,33 28 N 0,547 3,33 Xuyên tiêu chuẩn 18 0,614 31,3 Căn vào tiêu lý lớp đất khu vực nghiên cứu cho thấy Lớp đất yếu chủ yếu nằm lớp đất bùn sét Dƣới lớp đất yếu lớp đất cát, cát pha sét, sét, sét pha, sét đan xen có khả chịu lực tốt Trong thiết kế nên đặt móng lớp đất 3.1.4 Địa chất thủy văn Qua tài liệu lỗ khoan địa chất cho thấy: mực nƣớc ngầm thƣờng nằm gần mặt đất (nhỏ 1.2m có nơi nhỏ 2m cách mặt đất), có quan hệ áp lực với dòng chảy sơng Sài Gòn nên chế độ thủy văn sông thay đổi theo thời tiết triều dâng lên, xuống làm cho mực nƣớc ngầm thay đổi theo Với điều kiện đó, đất đá cấu tạo kênh ln ln bão hòa nƣớc Trong đất, hạt đất chịu tác dụng áp lực đẩy làm giảm trị số ứng suất pháp tác dụng lên hạt đất, từ làm cho cƣờng độ kháng cắt đất giảm Khả chịu tải trọng cơng trình giảm Do phải có biện pháp thi cơng mống tầng đất sâu có khả chịu lực tốt Ít ảnh hƣởng bở chế độ thủy văn 26 3.1.5 Hiện tƣợng địa chất cơng trình động lực Hiện tƣợng lầy hóa Lầy biểu diện lớp đất ẩm (thừa ẩm) đƣợc phủ lớp than bùn với chiều dày tối thiểu vài chục cm (tuỳ theo trạng thái khô hay chƣa khô) Tất trƣờng hợp thừa ẩm khác coi lầy hố Q trình q trình lún mặt đất có liên quan lẫn Lầy làm giảm sức chịu tải đất gây lún ngƣợc lại, với lún đất, địa hình bị hạ thấp, khả thâm nhập thủy triều, khả tiêu thoát nƣớc mặt giảm Nếu lún không đều, cơng trình mặt nhƣ nhà cửa, đƣờng xá, cầu cống, kênh mƣơng cơng trình ngầm nhƣ hệ thống cấp thoát nƣớc, hệ thống điện, hệ thống cáp điện ngầm bị phá hủy Thành phần chủ yếu lớp đất bùn, bùn sét chứa nhiều hữu cơ, thực vật động vật khác Thủy triều xâm nhập vào gây bão hòa nƣớc, thừa ẩm làm thay đổi tính chất lý chúng dẫn tới lầy hóa Hiện tƣờng phổ biến xảy rộng rãi khu vực gần sông, kênh Hiện tƣợng lún Q trình thị hóa nhanh chóng địa bàn quận làm tăng tải trọng công trình, với đặc điểm địa chất lớp đất có sức chịu tải yếu, gây lún mặt đất làm biến dạng cơng trình Hiện tƣờng lún nhiều lớp bùn sét, sét pha có bề dày trung bình 6,1m chiếm diện tích lớn vùng Lớp khả nén lún mạnh kết dẫn đến biến dạng cơng trình, phá huỷ cơng trình xây dựng Do cần tiến hành khảo sát để hiểu rõ đất để có giải pháp móng hợp lý 3.1.6 Điều kiện vật liệu xây dựng Do khu vực nghiên cứu thuộc Quận Thành phố Hồ Chí Minh nên nguồn cung cấp vật liệu xây dựng với khối lƣợng lớn cho công tác thi công cống kiểm soát triều cƣờng gặp nhiều hạn chế mặt khoảng cách nhƣ vận chuyển phƣơng tiện giao thơng Nguồn vật liệu chủ yếu cơng trình từ mỏ đá quanh khu vực Đồng Nai, Bình Dƣơng nhƣ : mỏ Tân Cang, mỏ Phƣớc Tân, mỏ Ấp Miểu thuộc địa phận tỉnh Đồng Nai 27 3.1.7 Điều kiện thi cơng Do cơng trình cống kiểm sốt triều khu vực Bến Nghé, thành phố Hồ Chí Minh nằm kênh Bến Nghé, hạng mục cơng trình nằm hồn tồn mặt kênh Nên cơng tác thí nghiệm trƣờng nhƣ thi cơng xây dựng cơng trình gặp nhiều khó khăn nhƣ: Khoan khảo sát, lấy mẫu đƣợc thực bề mặt kênh Cần có giải pháp khoan mặt nƣớc hợp lý, tốn thời gian cơng sức Các cơng tác xử lí nên móng gặp nhiều khó khăn nhƣ xử lý trạng nƣớc mặt tràn vào hố khoan cọc nhồi, trình đổ bê tơng nƣớc, cần nhiều kỷ thuật, máy móc tiên tiến, nhân lực Cần xây tƣờng thép chặn nƣớc tràn vào khu vực thi công 3.1.8 Kết luận Khu vực khảo sát đất đá trải qua trình biến đổi nén chặt tự nhiên Từ bề mặt đến độ sâu đáy hố khoan khảo sát, đất đƣợc cấu tạo lớp chính, cụ thể nhƣ sau: Lớp 1: Bùn sét, xám xanh, trạng thái chảy Lớp đất yếu khơng có tính xây dựng cơng trình Lớp 2: Sét pha cát đôi chỗ kẹp cát, lẫn laterit, màu xám nâu đỏ, xám xám vàng, trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng Lớp đất trung bình, có tính xây dựng Lớp 3: Cát, tím nhạt, kết cấu chặt vừa, đôi chỗ lẫn sạn sỏi Lớp đất tƣơng đối tốt thích hợp với giải pháp móng nơng cơng tình có tải trọng nhỏ trung bình Lớp 4: Sét, màu nâu đỏ loang xám trắng, trạng thái nửa cứng đến cứng Lớp đất tƣơng đối tốt thích hợp với giải pháp móng sâu cơng tình có tải trọng nhỏ - trung bình Lớp 5: Cát hạt mịn - trung, màu xám ghi, xám vàng, xám trắng, đôi chỗ lẫn sạn sỏi, kết cấu chặt Lớp đất tƣơng đối tốt, nhiên cần khảo sát sâu để xác định bề dày lớp trƣớc thiết kế đặt mũi cọc 28 Bảng 3.7 : Bảng mức độ đánh giá điều kiện thuận lợi khu vực nghiên cứu ( dựa hƣớng dẫn kỹ thuật lập đồ ĐCCT 1:50000, 1:25000) Mô tả Địa hình: địa hình phẳng, mặt Địa hình – Địa đƣợc giải tỏa mạo Địa mạo: lớp thứ nhât thuộc trầm tích holocen Khu vực nghiên cứu có cấu trúc địa chất có Cấu trúc địa chất lớp nhƣ sau: bùn sét, sét, cát, sét Địa chất thủy Mực nƣớc ngầm gần mực nƣớc mặt, ảnh văn hƣởng trực tiếp nƣớc mặt sông Khu vực nghiên cứu nằm lớp bùn Tính chất lý dày tới 6,7m Các lớp sét pha cát Khu vực ngiên cứu có nhiều tƣợng động Địa chất động lực xảy nhƣ: lún nhiều, sạt lở, nƣớc lực học chảy vào móng Nơi cung cấp vật liệu xây dựng xa với Vật liệu xây khu vực nghiên cứu, giao thông không thuận dựng lợi Yếu tố Mức độ Tƣơng đối thuận lợi Tƣơng đối thuận lợi Không thuận lợi Tƣơng đối thuận lợi Không thuận lợi Không thuận lợi Điều kiện thi công Thi cơng chủ yếu sơng, gặp nhiều khó khăn Khơng thuận lợi Tác động môi trƣờng Mức độ tác động đến môi trƣờng xung quanh không cao Tƣơng đối thuận lợi 3.2 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NỀN MÓNG CHO CƠNG TRÌNH Căn vào điều kiện địa chất chung khu vực nghiên cứu kết khảo sát, thí nghiệm cho thấy đất khu vực nghiên cứu thuộc trầm tích hệ Đệ Tứ có nguồn gốc sông biển hỗn hợp Đất lớp đất bùn sét, thuộc phụ thống có sức chịu tải kém, tính nén lún cao, khơng thích hợp cho việc đặt móng cơng trình, lớp chiều dày phân bố không đồng nhất, chiều dày lớp mỏng, kiện cho phép bóc bỏ lớp đất Dƣới lớp đất yếu đất thuộc trầm tích cổ Pleitoxen gồm lớp đất: cát, cát pha sét, sét, sét đan xen có khả chịu lực tốt Trong thiết kế nên đặt móng lớp đất 29 Đối với cơng trình có tải trọng lớn, chịu lực ngang thƣờng xuyên chịu tác động lực rung động cần sử dụng cọc để truyền tải trọng cơng trình xuống vùng đất có khả chịu lực tốt Việc sử lý cọc, cần đƣợc tính tốn để xác định đƣờng kính, chiều dài số lƣợng cọc theo tải tải trọng cơng trình đồng thời thi cơng cần phải thí nghiệm nén thử cọc xác định lại sức chịu tải hiệu chỉnh phạm vi gia cố hợp lý Bảng 3.8: Bảng so sánh ƣu nhƣợc điểm cọc khoan nhồi cọc ép Cọc khoan nhồi  Cọc khoan nhồi có tiết diện chi phí rẻ nhiều so với cọc ép sức chịu tải với cọc khoan nhồi  Việc thi công êm, hạn chế Khả chịu lực cao so gây tiếng ồn, không với cơng nghệ khác, thích gây chấn động cho hợp với cơng trình lớn, tải cơng trình lân cận trọng nặng  Có độ an tồn thiết kế điểm  Đảm bảo tiến độ thi công, độ sâu mũi cọc lớn nhiều so lớn nhiều so với cọc ép Ƣu Cọc ép  Kỹ thuật thi công ngày vƣợt trội, việc định thi công cao, kết cấu thép dài hƣớng nhƣ nối cọc liên tục 11.7m, bê tông đƣợc đổ không phức tạp liên tục từ đáy hố khoan lên  Việc kiểm tra chất lƣợng tạo khối cọc bê tông đúc cọc dễ dàng thuận tiện, liền khối nên tránh đƣợc tình đoạn cọc đƣợc ép trạng chấp nối tổ hợp thử dƣới lực ép cọc nhƣ cọc ép, cọc đóng, xác định đƣợc sức chịu tải tăng khả chịu lực độ cọc qua lực ép cuối bền móng cơng trình cơng nghiệp, tòa nhà cao tầng, …  Độ nghiêng lệch cọc nằm giới hạn cho phép, bên cạnh tận dụng đƣợc hết 30 khả chịu lực vật liệu, số lƣợng cọc đài nên việc bố trí đài cọc cơng trình đƣợc dễ  Khơng gây tiếng ồn, chấn động mạnh, làm ảnh hƣởng tới môi trƣờng sinh hoạt xung quanh  Thiết bị thi công cồng kềnh,  Không thi công đƣợc cọc thiết bị khoan cọc nhồi đƣờng có sức chịu tải lớn, vậy, kính lớn u cầu cơng nghệ số lƣợng cọc ép chi phí cao đài nhiều so với  Trong suốt trình thi công cọc khoan nhồi Nếu số nằm sâu dƣới lòng đất, lƣợng cọc lớn đƣợc khuyết tật dễ xảy không ép vào đất gây biến kiểm tra trực tiếp đƣợc, khó xác dạng khơng mong muốn đinh chất lƣợng sản phẩm Vì giảm khả chịu tải thế, việc đổ liền khối tồn đất  Cọc bị ép lệch Nhƣợc chiều sâu phải đƣợc kiểm soát, điểm phụ thuộc chủ quan vào trình độ chiều dày lớp đất yếu mà kỹ thuật, khả tổ chức, kinh cọc xuyên qua dày nghiệm chuyên môn nhà thầu đơn vị thi công để đảm bảo chất lƣợng cọc khoan nhồi  Chi phí cho thiết bị kiểm tra chất lƣợng cọc tƣơng đối cao, thí nghiệm thử tải cọc phức tạp, dễ xảy cố Vì chi phí thiết kế thi cơng cọc khoan nhồi cao nhiều với cọc ép => Dựa vào bảng đánh giá mức ƣu điểm nhƣợc điểm cọc nhồi cọc ép trên, để thích hợp với điều kiện thi cơng khu vực nghiên cứu ta lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi để tính tốn 31 Tải trọng dự kiến cơng trình theo đơn vị thiết kế Cơng Ty TNHH Trung Nam BT 1547 nhà thầu phụ P = 850 (tấn) Tính tốn Ta tính tốn giải pháp móng cho cơng trình theo phƣơng pháp:  Sức chịu tải theo tiêu lý đất  Sức chịu tải theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard Penetration Test) Với tải trọng ƣớc tính cơng trình P = 850 (tấn), chia làm móng = 2550 (kN) Chọn cọc khoan nhồi với thông số nhƣ sau:  Đƣờng kính cọc D = 0,8m  Bê tơng cọc M400  Độ dài cọc: Trong đó: Lmin: chiều dài tối thiểu cọc Hl: chiều dày lớp đất yếu bên Ln: chiều dài phần cọc nằm lớp đất tốt, chọn Ln ≥ 3D => chọn L = 14,5m  Độ sâu hạ cọc 14,5m (thỏa mãn điều kiện chiều dài phần cọc nằm lớp đất tốt lớn lần đƣờng kính cọc) Sức chịu tải theo lý đất Công thức xác định sức chịu tải cọc (TCVN 10304 – 2014) Trong đó: : Tính tốn sức chịu tải trọng nén : Tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén : Hệ số tin cậy theo đất a) Trƣờng hợp cọc treo chịu tải trọng nén móng cọc đài thấp có đáy đài nằm lớp đất tốt, cọc chống chịu nén không kể đài thấp hay đài cao lấy = 1,4 Riêng trƣờng hợp móng cọc chịu nén dƣới cột, cọc 32 đóng ép chịu tải 600 kN, cọc khoan nhồi chịu tải 2500 kN lấy = 1,6 b) Trƣờng hợp cọc treo chịu tải trọng nén móng cọc đài cao, đài thấp có đáy đài nằm rên lớp đất biến dạng lớn, nhƣ cọc treo hay cọc chống chịu tải trọng kéo trƣờng hợp móng cọc đài cao hay đài thấp, trị số lấy phụ thuộc vào số lƣợng cọc móng nhƣ sau:  Móng có 21 cọc ………………… = 1,40  Móng có 11 đến 20 cọc ………………… = 1,55  Móng có 06 đến 10 cọc ………………… = 1,65  Móng có 01 đến 05 cọc ………………… = 1,75 c) Trƣờng hợp bãi cọc có 100 cọc, nằm dƣới cơng trình có độ cứng lớn, độ lún giới hạn khơng nhỏ 30 cm lấy = 1, sức chịu tải cọc xác định thí nghiệm thử tải tĩnh Trong trƣờng hợp ta lấy Và: ∑ Trong đó: : hệ số điều kiện làm việc cọc, cọc tựa đất dính với độ bão hồ G < 0,9 đất hoàng thổ lấy ; với trƣờng hợp khác : cƣờng độ sức kháng đất dƣới mũi cọc : diện tích cọc tựa lên đất, lấy diện tích tiết diện ngang mũi cọc đặc, cọc ống có bịt mũi; diện tích tiết diện ngang lớn phần cọc đƣợc mở rộng diện tích tiết diện ngang khơng kể lõi cọc ống không bịt mũi : chu vi tiết diện ngang thân cọc : hệ số điều kiện làm việc đất dƣới mũi cọc, lấy nhƣ sau : cho trƣờng hợp dùng phƣơng pháp đổ bê tông dƣới nƣớc trụ đƣờng dây tải điện không hệ số lấy theo dẫn Điều 14 TCVN 10304 – 2014 Đối với trƣờng hợp khác : cƣờng độ sức kháng trung bình lớp đất thứ “i” thân cọc, lấy theo Bảng phụ lục : chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ “i” 33 : hệ số điều kiện làm việc đất thân cọc, phụ thuộc vào phƣơng pháp tạo lỗ điều kiện đổ bê tông – xem Bảng phụ lục Và: Trong đó: : hệ số khơng thứ nguyên phụ thuộc vào trị số góc ma sát tính tốn  đất đƣợc lấy theo Bảng phụ lục nhân với hệ số chiết giảm 0,9 : dung trọng tính tốn đất dƣới mũi cọc : dung trọng tính tốn trung bình (tính theo lớp) đất nằm mũi cọc : đƣờng kính cọc đóng ép nhồi, cọc khoan nhồi cọc ống : chiều dài cọc Dung trọng tính tốn đất dƣới mũi cọc: Dung trọng tính tốn trung bình (tính theo lớp) đất nằm mũi cọc: ∑ ∑ Với Tra phụ lục ta có hệ số sau: Diện tích ngang cọc khoan nhồi với : Chu vi tiết diện ngang cọc là: Ta thay thay số vào công thức ta đƣợc: 34 ⁄ Sức chịu tải cực hạn thành cọc ma sát với đất: Ta chia lớp đất thành phân tố đồng nhất, bề dày mội lớp phân tố , với : Bảng 9: Ma sát đất cọc Lớp Độ sâu từ Lớp phân Bề dày li tố (m) 0,5 2,16 2 5,4 10,8 7,4 10,8 9,4 10,8 11,4 10,8 13,4 10,8 15,4 10,8 17,4 10,8 0,8 18,2 49,92 35,94 20,2 51,68 93,02 22,2 53,44 96,20 0,4 22,6 25,52 9,19 2 24,6 25,92 46,66 26,6 26,48 47,66 đến B mặt (m) 2,15 0,33 0,55 Tổng ma sát 396,43 Sức chịu tải cực hạn thành cọc ma sát với đất gây ra: ∑ Sức chịu tải tiêu chuẩn cọc: 35 ( ) Sức chịu tải cho phép cọc theo tính chất lý đất là: Xác định số lƣợng cọc: Với k: hệ số xét đến ảnh hƣởng mô men M0 trọng lƣợng đài, k =1,2-2  Chọn n = để bố trí cọc Sức chịu tải theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard Penetration Test) Theo công thức Meyerhof (1976): ∑ (kN) Trong đó: : sức chịu tải cọc, đơn vị tính (kN) cho cọc đóng , cho cọc đóng, cho cọc khoan nhồi cho cọc khoan nhồi : số nhát búa SPT trung bình mũi cọc : số nhát búa SPT trung bình lớp đất thứ i cọc qua : diện tích tiết diện ngang cọc : chiều dày lớp đất thứ i cọc qua : chu vi thân cọc Hệ số an tồn ( ) tính sức chịu tải cọc theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn lấy từ 2-3 Ta lấy hệ số an toàn (kN) Với số cọc là: Với k: hệ số xét đến ảnh hƣởng mô men M0 trọng lƣợng đài, k =1,2-2 36  Chọn số cọc n = để bố trí cọc So sánh: Giữa cách tính tốn theo tiêu lý đất theo thí nghiệm SPT (Standard Penetration Test) Dựa vào kết tính đƣợc từ cánh tính trên, ta thấy độ chênh lệch kết không đáng kể Khi chọc cọc cách tính theo lý đất theo thí nghiệm SPT (Standard Penetration Test)  Vậy nên ta sử dụng biện pháp cọc treo cọc khoan nhồi với , chiều dài cọc L = 14,5m 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC Thông qua đồ án tốt nghiệp, so với mục tiêu yêu cầu đề tài, sinh viên giải đƣợc số vấn đề sau: - Đánh giá đƣợc điều kiện địa chất cơng trình cơng trình nghiên cứu: + Nhận đƣợc nhƣng thuận lợi khó khăn cơng tác xây dựng cơng trình khu vực nghiên cứu khu vực lân cận + Xác định đƣợc diện địa tầng, đặc điểm đặc trƣng khu vực - Đề xuất đƣợc giải pháp móng phù hợp với cơng trình: + Thiết kế đƣợc kích thƣớc cọc chọn độ sâu hạ cọc: D = 0,8m, L = 14,5m + Tính toán đƣợc sức chịu tải cọc khoan nhồi cơng tình nghiên cứu NHƢNG VẤN ĐỀ CÕN TỒN TẠI Trong suốt thời gian thực đề tài, có nhiều cố gắng nhƣng nhìn chung đề tài nhiều vấn đề chƣa đƣợc giải nhƣ: - Những thơng số tính tốn hạn chế mặt số liệu khả làm việc nên thiếu phân tích chuyên sâu tính đặc trăng khu vực - Kiến thức nhiều hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót - Khả trình bày nhiều vấn đề - Kinh nghiệm thực tế hạn chế nên đề tài mang mặng tính lý thuyết 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hồng Thị Thanh Thủy, Thiềm Quốc Tuấn – Sổ tay thí nghiệm địa kỹ thuật, nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh, 2014 [2] Hồng Văn Hn, Hồ Lƣơng Tụy (2001), Đặc điểm thủy văn sông Sài Gòn Đồng Nai khu vực Tp.HCM, Báo cáo khoa học tuyển tập Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam [3] Lê Văn Chƣơng (2002), Thủy văn cơng trình, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [4] Liên đồn Địa chất Cơng trình - Địa chất Thủy văn miền Nam (1995), Báo cáo điều tra địa chất đô thị Tp.HCM tỷ lệ 1:50.000 [5] M.V.Tsurinov (1975), Sách tra cứu địa chất cơng trình, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] N.A Txƣtôvich (1997), Cơ học đất, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội [7] Tạ Đức Thịnh, Nguyễn Huy Phƣơng (2002), Cơ học đất, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [8] TCVN 4195 – 2012 : Xác định khối lƣợng riêng [9] TCVN 4196 – 2012 : Xác định độ ẩm [10] TCVN 4197 – 2012 : Xác định giới hạn chảy giới hạn dẻo [11] TCVN 4198 – 2014 : Xác định thành phần hạt [12] TCVN 4202 – 2012 : Xác định khối lƣợng thể tích [13] Trần Thanh Giám (1999), Địa kỹ thuật, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội [14] V.Đ Lomtadze (1979), Địa chất động lực cơng trình, Nhà xuất Đại học Trung học Chuyên nghiệp, Hà Nội [15] Viện Khoa học Thủy lợi Miền Nam - “BÁO CÁO KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT” - “GIẢI QUYẾT NGẬP DO TRIỀU KHU VỰC TP HCM CÓ XÉT ĐẾN YẾU TỐ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU (GIAI ĐOẠN 1)” TP.HCM, 2015, tập 23 39 ... vực nghiên cứu; Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn; 3.2 Phạm vi nghiên cứu Điều kiện địa chất cơng trình cống kiểm sốt triều khu vực cầu Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh... trung nghiên cứu tài liệu điều kiện địa chất cơng trình khu vực Bến Nghé TP. HCM để đƣa nhận xét, đánh giá tổng quan điều kiện địa chất cơng trình khu vực Cùng với kết công tác khoan khảo sát,... đề điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn khu vực Tp Hồ Chí Minh đƣợc nhiều nhà nghiên cứu nƣớc quan tâm thu đƣợc kết tƣơng đối thống điều kiện địa chất cơng trình khu vực nội thành Tp