Nghiên cứu thiết kế và ứng dụng các loại móng sâu cho khu vực quận 2

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRỊNH VĨNH DUY NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ ỨNG DỤNG CÁC LOẠI MÓNG SÂU CHO KHU VỰC QUẬN CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Mà SỐ NGÀNH: 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 07 Năm 2006 ĐH Quốc Gia TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o Tp HCM, ngày 06 tháng 07 năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ Và Tên Học Viên: Ngày tháng năm sinh: Chuyên ngành: Trịnh Vónh Duy 10/11/1978 Công Trình Trên Đất Yếu Phái: Nam Nơi sinh: Đồng Tháp MSHV: 00904234 I - TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ ỨNG DỤNG CÁC LOẠI MÓNG SÂU CHO KHU VỰC QUẬN II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1- NHIỆM VU: Nghiên Cứu Thiết Kế Và ng Dụng Các Loại Móng Sâu Cho Khu Vực Quận 2- NỘI DUNG: CHƯƠNG 1: CHƯƠNG 2: CHƯƠNG 3: Tổng Quan Về Tình Hình Sử Dụng Móng Cọc Cho Nhà Cao Tầng Tại TPHCM Cơ Sở Lý Thuyết Tính Toán Cọc Các Phương Pháp Kiểm Tra Chất Lượng - Sức Chịu Tải Của Cọc Thí nghiệm trường CHƯƠNG 4: Ứng Dụng Giải Pháp Móng Cọc Vào Công Trình Trong Khu Vực Quận CHƯƠNG 5: Mô Phỏng Nén Tónh Cọc Bằng Phần Mềm Plaxis ¾ Nhận Xét, Kết Luận Và Kiến Nghị III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày 06 tháng 02 năm 2006 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 06 tháng 07 năm 2006 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS.VÕ PHÁN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS.VÕ PHÁN BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH TS.VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày tháng năm 2006 PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Sau tháng làm việc hướng dẫn thầy T.S Võ Phán, gặp nhiều khó khăn việc thu thập tài liệu, thu thập kiến thức thực tế Nhưng với giúp đỡ tận tình thầy, em hoàn thành luận văn thời hạn Em xin gửi lời cảm ơn tới: ™ Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh ™ Ban Chủ Nhiệm Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng ™ Phòng Đào Tạo Sau Đại Học ™ Ban Giảng Viên Lớp Công Trình Trên Đất Yếu ™ Gia Đình Và Bạn Bè, Những Người Đã Giúp Đỡ Em Trong Qúa Trình Học Tập Đặc biệt em xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến: ™ Thầy TS VÕ PHÁN Người hướng dẫn nhiều, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành luận văn Em xin kính chúc sức khoẻ đến quý thầy cô Tp.HCM Ngày 06/07/2006 Học Viên Thực Hiện Trịnh Vónh Duy TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế ứng dụng loại móng sâu cho khu vực Quận 2” Trước xu phát triển hội nhập quốc tế, chủ trương thành phố cho xây dựng khu dân cư trung tâm thương mại bán đảo Thủ Thiêm Đây vùng đất thuộc lưu vực sông Sài gòn sông Đồng Nai nên cấu tạo địa chất vùng phức tạp, gồm lớp bùn sét có chiều dày lớn nên ảnh hưởng đến việc xây dựng công trình Trước tình hình việc chọn giải pháp móng cho công trình, đặc biệt nhà cao tầng vấn đề quan tâm Một giải pháp sử dụng loại móng cọc để xuyên qua tầng đất yếu Hiện nay, việc tính toán sức chịu tải cọc có nhiều phương pháp cho kết phân tán Một phương pháp tin cậy phương pháp thử tónh trường Tuy nhiên phương pháp tốn tốn thời gian Trên sở công trình cụ thể khu vực Quận 2, tác giả chọn phương pháp tính toán lý thuyết gần với kết nén tónh Nghiên cứu qui trình sản xuất thiết kế cọc ống dự ứng lực để ứng dụng cho khu vực Quận Dựa vào địa chất quận 2, lý thuyết tính toán cọc, ta sử dụng cọc phù hợp kinh tế Mô nén tónh cọc phần mềm Plaxis, xem xét so sánh biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị với thực tế SUMMARY OF THESIS Title: “ Do research on designing and applicating deep foundations at District 2” In the days of developing and intergrating, one of the important policies of government is constructing new city at Thu Thiem This area lies on the ground between Sai Gon River and Dong Nai River so the geology is very complicated, the muddy ground is thick, building contructions has many difficulties As the result of that, finding out the suitable footings for constructions, especially many – storied buildings, is a significant problem One of the most suitable solution is using piles Although there are many methods to find out bearing capacity of piles, the results of them are dispersed One of the most reliable methods is static load test at site However, it takes much time and high cost Founding on some buildings at District 2, author chooses method to calculate bearing capacity of pile which will have the results equivalent to the static load test - Studying on manufacturing procedure and designing prestressed concrete pile to apply for the constructions at District - Following the geology of District 2, theory for caculating piles, we choose which piles are the most suitable and economical - Simulating the static compressing pile process by Plaxis, comparing load – displacement relation with ones in practice MỤC LỤC Trang Mở đầu Chương Tổng quan tình hình sử dụng móng cọc cho nhà cao tầng Thành phố Hồ Chí Minh 1.1 Khái quát đất yếu TP Hồ Chí Minh loại móng cọc 1.1.1 Nguồn gốc hình thành 1.1.2 Sự phân bố loại đất thành phố Hồ Chí Minh 1.1.3 Địa chất công trình khu vực Quận 1.1.4 Thống kê đặc trưng lý tính toán lớp đất theo qui trình 45 – 78 năm 2000 12 1.1.5 Các loại móng cọc 14 1.2 Các ưu điểm khuyết điểm chọn loại cọc cho công trình 17 1.3 Các cố xảy cho công trình sử dụng móng cọc Phân tích nguyên nhân gây cố 18 1.3.1 Một số cố công trình nước giới 18 1.3.2 Nguyên nhân gây coá 22 1.4 Những vấn đề tồn gây cố 23 1.5 Xác lập nhiệm vụ nghiên cứu ứng dụng móng cọc hợp lý 27 Chương Cơ sở lí thuyết tính toán cọc 28 2.1 Sức chịu tải dọc trục cọc theo vật liệu 28 2.2 Sức chịu tải dọc trục cọc theo đất 30 2.2.1 Tính sức chịu tải cọc theo tiêu học đất phương pháp tónh học 31 2.2.2 Tính sức chịu tải cọc theo tiêu trạng thái đất – phương pháp thống kê 49 2.2.3 Xác định sức chịu tải cọc theo tiêu cường độ đất 56 2.3 Cọc ống 60 2.3.1 Quy trình chế tạo cọc ống dự ứng lực 62 2.3.2 Lý thuyết tính toán mát ứng suất theo tiêu chuẩn ACI AASHTO 67 2.3.3 Tính toán khả chịu tải cọc ống dự ứng lực theo vật liệu 80 2.4 Nhận xét 84 Chương Các phương pháp kiểm tra chất lượng - sức chịu tải cọc thí nghiệm trường 85 3.1 Các phương pháp kiểm tra độ nguyên dạng kết cấu 85 3.1.1 Phương pháp thử động biến dạng nhỏ PIT 87 3.1.2 Phương pháp siêu âm 90 3.1.3 Phương pháp tia Gamma 95 3.2 Các phương pháp kiểm tra sức chịu tải cọc 96 3.2.1 Kiểm tra sức chịu tải cọc theo kết nén tónh 96 3.2.2 Kiểm tra sức chịu tải cọc theo công thức đóng cọc 99 3.2.3 Kiểm tra sức chịu tải cọc theo kết thí nghiệm xuyên 102 3.2.4 Phương pháp thử động biến dạng lớn (PDA) 106 3.2.5 Phương pháp thí nghiệm hộp tải trọng Osterberg 107 3.2.6 Phương pháp thí nghiệm tónh động Statnamic 113 3.3 Thí nghiệm trường 114 3.3.1 Phương pháp nén tónh 114 3.4 Nhận xét 121 Chương ng dụng giải pháp móng cọc vào công trình khu vực Quận 123 4.1 So saùnh phân tích kết tính toán với kết thử tónh cọc công trình thực tế khu vực Quận 123 4.1.1 Biệt thự An Phú Quận 123 4.1.2 Cao oác An Khang 123 4.1.3 Chung cö 20 tầng An Hoà 124 4.1.4 Chung cư cao cấp qui hoạch An Khánh II 125 4.1.5 Chung Cư 16 tầng lô A – B 126 4.1.6 Khu dân cư Thạnh Mỹ Lợi – Chung cư lô A 126 4.1.7 Nhà máy dược phaåm 127 4.1.8 Khu chung cư cao tầng orchard garden .127 4.2 Ứng dụng vào việc tính toán móng cọc vào công trình So sánh tính kinh tế phương cọc cho nhà cao tầng Quận 128 4.2.1 Các phương án móng sử dụng cho nhà 15 tầng 129 4.2.2 Các phương án móng sử dụng cho nhà 25 tầng 141 4.2.3 So sánh kinh tế loại cọc 150 4.3 Nhận xét 152 Chương Mô nén tónh cọc phần mềm plaxis 153 Kết luận kiến nghị 167 Tài liệu tham khảo 169 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Thành phố Hồ Chí Minh trung tâm kinh tế lớn nước, có đầu mối giao thông đường biển, đường sông quan trọng vùng cực nam nam Trung Bộ nước hầu hết với nước khu vực châu Á Thái Bình Dương Về đường Thành phố Hồ Chí Minh dễ dàng liên lạc với Campuchia, Thái Lan qua đường xuyên Á, với toàn vùng cao nguyên trung phần nam Lào qua quốc lộ 13 Thành phố trung tâm khoa học kỹ thuật chuyển giao công nghệ đại trung tâm giao dịch, thương mại, dịch vụ du lịch, tài ngân hàng khu vực châu Á Thái Bình Dương quốc tế Trước xu phát triển nay, sở hạ tầng sở vật chất phục vụ cho nhu cầu ăn sinh hoạt làm việc thành phố thiếu thốn, tình hình dân số ngày tăng Vì sách phát triển thành phố xây dựng khu dân cư thành lập khu trung tâm quận Khu vực quận với địa giới phần lớn giáp sông lớn sông Đồng Nai sông Sài Gòn nên phần lớn đất quận đất yếu Với định hướng xây dựng quận thành trung tâm đô thị vấn đề xây dựng khu trung tâm thương mại đại chung cư cao tầng để phục vụ nhân dân cấp bách Trước tình hình việc tìm giải pháp móng cho nhà cao tầng thuộc vùng đất yếu vấn đề quan tâm Theo số liệu tổng kết năm qua, công trình xây dựng vùng đất yếu, kinh phí cho biện pháp xử lý móng chiếm 15 – 30% giá thành toàn công trình Trong trường hợp đặc biệt, tỷ lệ lên tới 40 – 60% 2 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu luận văn: - Phân tích tính toán để chọn phương pháp tính toán lý thuyết phù hợp so với kết nén tónh trường ( phương pháp đánh giá tin cậy so với làm việc thực tế cọc), cho khu vực Quận – TPHCM - Nghiên cứu qui trình sản xuất thiết kế cọc ống dự ứng lực để ứng dụng cho khu vực Quận - Dựa vào địa chất quận 2, lý thuyết tính toán cọc, ta sử dụng cọc phù hợp kinh tế - Mô nén tónh cọc phần mềm Plaxis, xem xét so sánh biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị với thực tế Phương pháp nghiên cứu lựa chọn: ¾ Nghiên cứu lý thuyết: - Nghiên cứu sở lý thuyết phương pháp tính toán sức chịu tải cọc thông qua tiêu lý đất, kết thí nghiệm đất trường - Nghiên cứu lý thuyết cấu kiện bê tông ứng suất trước, từ áp dụng cho việc tính toán cọc ống ứng suất trước ¾ Nghiên cứu thực nghiệm: - Trên sở phân tích số liệu kết thực nghiệm có so sánh với sở lý thuyết Ýù nghóa khoa học giá trị thực tiễn luận văn: - Dưới lãnh đạo uỷ ban nhân dân Thành Phố việc qui hoạch chung đồ án qui hoạch TP HCM nói chung khu vực Quận nói riêng đến năm 2020 xây dựng khu trung tâm thành phố bán đảo Thủ Thiêm khu dân cư để giải nhu cầu giãn dân quận nội thành, việc xây dựng ... TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ VÀ ỨNG DỤNG CÁC LOẠI MÓNG SÂU CHO KHU VỰC QUẬN II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1- NHIỆM VU: Nghiên Cứu Thiết Kế Và ng Dụng Các Loại Móng Sâu Cho Khu Vực Quận 2- NỘI DUNG:... thể khu vực Quận 2, tác giả chọn phương pháp tính toán lý thuyết gần với kết nén tónh Nghiên cứu qui trình sản xuất thiết kế cọc ống dự ứng lực để ứng dụng cho khu vực Quận Dựa vào địa chất quận. .. móng cọc vào công trình So sánh tính kinh tế phương cọc cho nhà cao tầng Quận 128 4 .2. 1 Các phương án móng sử dụng cho nhà 15 tầng 129 4 .2. 2 Các phương án móng sử dụng cho nhà 25 tầng