Nghiên cứu giải pháp nền móng hợp lý cho công trình nhà từ 3 đến 6 tầng khu vực huyện bình chánh tp hồ chí minh

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA …………………………………… CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHỈA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ……………………………… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN : NGUYỄN MINH PHONG NGÀY , THÁNG , NĂM SINH : 16/12/1973 CHUYÊN NGHÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU PHÁI : NAM NƠI SINH : TÂY NINH MÃ SỐ : 31.10.02 KHÓA : 13 I)TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NỀN MÓNG HP LÝ CHO CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ ĐẾN TẦNG KHU VỰC HUYỆN BÌNH CHÁNH – TP.HỒ CHÍ MINH II)NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1) NHIỆM VỤ : Nghiên cứu giải pháp móng hợp lý cho công trình nhà từ đến tầng khu vực Huyện Bình Chánh – TP.Hồ Chí Minh cọc BTCT tiết diện nhỏ giếng cát thóat nước kết hợp với gia tải trước (SD ) 2) NỘI DUNG: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan vấn đ liên quan đến đ tài nghiên cứu Chương : Khái quát vùng đất yếu TP Hồ Chí Minh khu vực huyện Bình Chánh Chương : Nghiên cứu phương pháp tính tóan khả chịu tải cho công trình nhà từ 3-6 tầng đất yếu khu vực huyện Bình Chánh- TP Hồ Chí Minh Chương :Nghiên cứu phương pháp tính tóan biến dạng đất yếu công trình nhà từ 36 tầng khu vực huyện Bình Chánh TPHCM Chương : Tính toán ứng dụng cho công trình cụ thể khu vực huyện Bình Chánh ,TP.Hồ Chí Minh Các nhận xét , kết luận kiến nghị kết nghiên cứu III) NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV) NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V ) HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẨN KHOA HỌC : CÁN BỘ HƯỚNG DẨN GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG TS.LÊ BÁ VINH CÁN BỘ HƯỚNG DẨN TS LÊ BÁ VINH CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn Thạc Só hội đồng chuyên nghành thông qua ngày… tháng …… năm 2006 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Tên đề tài : Nghiên cứu giải pháp móng hợp lý cho công trình nhà từ 3-6 tầng đất yếu huyện Bình Chánh TPHCM Đa số khu vực huyện Bình Chánh có địa chất phức tạp không thuận lợi cho việc xây dựng công trình Cường độ chịu tải đất kém,chiều dày đất bùn sét dẽo-nhão có chiều dày từ 10-30 m Do cần phải có giải pháp móng hợp lý cho công trình 3-6 tầng huyện Bình ChánhTPHCM Dựa yêu cầu luận văn nghiên cứu : Tổng quan số vấn đề nghiên cứu , số thành công thất bại việc xử lý đất yếu móng công trình Nghiên cứu thu thập số mặt cắt địa chất điển hình khu vực huyện Bình Chánh tính tóan tiêu lý đất Nghiên cứu cấu tạo hợp lý số giải pháp gia cố đất yếu cho công trình để lựa giải pháp tính tóan khả chịu tải công trình phương pháp gia cố đất yếu giếng cát thóat nước thẳng đứng ( SD ) phương pháp cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ cho công trình từ 3-6 tầng Nghiên cứu tính biến dạng khả chịu tải đất công trình p dụng tính tóan cho công trình cụ thể điều kiện địa chất điển hình khu vực huyện Bình chánh.TPHCM MỤC LỤC MỞ ĐẦU Đặt vấn đề cần nghiên cứu Giới hạn đề tài trang PHẦN I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Chương 1: Nghiên cứu tổng quan vấn đề liên quan đến đề tài nghiên cứu 1.1 Những tượng cố công trình cần nghiên cứu liên quan đến đề tài Công trình nhà chung cư , quận ,Bình Thạnh TPHCM 2.Công trình khách sạn La Thành – Hà Nội 1.2 Một số ứng dụng thành công việc xữ lý đất yếu Công trình xi lô Trà Nóc – cần Thơ 2.Công trình chung cư Phạm Viết Chánh , quận Bình Thạnh TPHCM 1.3.Nhận xét 10 11 PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương 2: Nghiên cứu vùng đất yếu TPHCM khu vực huyện Bình Chánh 2.1.Nguồn gốc địa chất 13 2.2 Đặc trưngcơ lý đất yếu 13 2.3.Khái quát cấu tạo địa chất công trình khu vực TPHCM 17 2.3.1.Nguồn gốc hình thành 17 2.3.2 Sự phân bố lọai đất TPHCM 17 2.3.3 Mặt cắt địa chất khu vực TPHCM 20 2.4 đặc điểm địa chất khu vực cần nghiên cứu huyện Bình Chánh.TPHCM 21 2.5 Thống kê đặc trưng lý tính tóan lớp đất theo qui trình45-78 2000 25 Chương : Nghiên cứu giải pháp cấu tạo hợp lý xử lý móng cho công trình nhà từ 3-6 tầng điều kiện đất yếu huyện Bình Chánh 3.1 Giải pháp gia cố móng giếng cát thóat nước kết hợp với gia tải Trước 31 3.2 Phương pháp cọc BTCT tiết diệ n nhỏ 36 3.3 Phương pháp gia cường đất yếu cọc đất – vôi / ximăng 38 3.4 Lựa chọn phương án tính tóan ứng dụng gia cố móng cho công trình nhà từ 3-6 tầng đất yếu khu vực huyện Bình Chánh.TPHCM 40 Chương 4: Nghiên cứu phương pháp tính tóan khả chịu tải cho công trình nhà từ 3-6 tầng đất yếu huyện Bình Chánh TPHCM 4.1 Phương pháp giếng cát thóat nước kết hợp gia tải trước 41 Phương pháp tính toán sức chịu tải đất dựa giả thiết cân giới hạn điểm 41 Phương pháp tính toán sức chịu tải đất dựa mức độ phát triễn vùng biến dạng dẽo ( qui phạm Việt Nam QPXD 45-78 ) 44 Sức chịu tải đất điều kiện không thoát nước 45 Ảnh hưởng mực nước ngầm lên sức chịu tải sau có thoát nước 46 Sức chịu tải đất theo kết xuyên động ( SPT ) 46 Sức chịu tải đất theo kết xuyên tónh ( CPT ) 47 4.2 Phương pháp cọc BTCT tiết diện nhỏ 47 Sức chịu tải cọc theo điều kiện đất 48 Sức chịu tải cọc theo điều kiện vật liệu cọc 51 Nghiên cứu ảnh hưởng ma sát âm cọc BTCT 52 Các phương pháp xác định sức chịu tải cọc trường 53 a) Thí nghiệm xuyên tónh CPT 53 b) Thí nghiệm xuyên động SPT 54 c) Phương pháp thí nghiệm tải trọng tónh ép dọc trục 56 ( TCVN 269: 1220 ) 5 Nghiên cứu ảnh hưởng hệ số nhóm khả chịu tải móng cọc BTCT tiết diện nhỏ 4.3 Một số hình ảnh biện pháp thi công gia cố đất yếu công trình 58 58 Chương : Nghiên cứu phương pháp tính tóan biến dạng đất yếu công trình nhà từ 3-6 tầng khu vực huyện Bình Chánh TPHCM 5.1.Phương pháp tính tóan biến dạng đất yếu công trình từ 3-6 tầng gia cố giếng cát (SD ) 63 1.Xác định vùng hoạt động biến dạng cố kết giếng cát thoát 63 nước kết hợp với gia tải trước ( Ha ) Xác định biến dạng đất công trình gia cố giếng cát 67 a) Xác định tổng độ lún cố kết nén chặt ( Sf ) 67 b) Xác định độ lún cố kết theo thời gian ( St ) ( lý thuyết cổ điển ) 68 c) Xác định độ lún cố kết theo thời gian ( Sw ) dựa lý thuyết 73 cố kết vào biến đổi độ ẩm – độ chặt d) Tính toán độ lún biến dạng từ biến theo thời gian ( Sη ) 75 5.2 Phương pháp tính toán biến dạng đất yếu công trình 3-6 tầng gia cố móng cọc BTCT tiết diện nhỏ Tính toán độ lún móng cọc đất theo nhiều lớp Tính toán độ lún móng cọc đồng Tính toán độ lún nhóm cọc xuyên qua lớp đất yếu tựa vào lòng đất tương đối chặt 78 78 80 Chương : Tính tóan ứng dụng cho công trình cụ thể khu vực huyện Bình Chánh TPHCM 6.1 Cấu tạo công trình 82 6.2 Tổng tải tác dụng lên móng 82 6.3 Các tiêu lý dùng tính tóan công trình 84 6.4 Tính tóan ứng dụng cho cọc BTCT tiết diện nhỏ 86 6.4.1 Tính tóan cho móng giửa trục B 86 6.4.2 Tính tóan cho móng giửa trục D 91 6.5 Ứng dụng tính tóan gia cố móng công trình giếng cát 6.5.1 Phương án 6.5.2 Phương án 6.6 Nhận xét 94 94 97 101 PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương 7: Các nhận xét , kết luận kiến nghị kết nghiên cứu 7.1 Nhận xét kết luận 7.2 Kiến nghị 102 104 MỞ ĐẦU : 1) ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Huyện Bình Chánh.TP.Hồ Chí Minh (nay tách thành quận Bình Tân H.Bình Chánh ) huyện ngoại thành có tốc độ phát triển đô thị cao năm gần Do mức đầu tư thành phố cho huyện xây dựng tăng cao ,hàng loạt công trình tiến hành xây dựng : trường học , bệnh xá , trung tâm văn hóa … tiến hành xây dựng để đáp ứng với nhu cầu phát triển Huyện Bình Chánh bao gồm 15 xã thị trấn Phía nam huyện giáp với huyện tỉnh Long An Bên Lức , Tân Kim , Phước Lý ,H.Nhà Bè TPHCM….Phía bắc giáp với H.Đức Hoà Tỉnh L.AN, H ngoại thành nội thành TPHCM Hốc Môn , Củ Chi, Q8 ,Q6… Với vị trí địa lý tốc độ phát triển việc xây dựng nha øcao tầng 3-6 tầng để phục vụ cho khu dân cư , giãn dân đơn vị hành chánh nhà nước ….là điều thiếu Huyện Bình Chánh có địa chất phức tạp không thuận lợi cho việc xây dựng công trình Cường độ chịu tải đất kém,chiều dày đất bùn sét dẻonhão có chiều dày từ 10-30 m Do cần phải có giải pháp móng hợp lý cho công trình 3-6 tầng huyện Bình Chánh-TPHCM 2) PHƯƠNG HƯỚNG CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu giải pháp móng hợp lý cho công trình nhà từ 3-6 tầng giải pháp cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ giếng cát thóat nước kết hợp với gia tải nén trước ( SD ) - Nghiên cứu đề nghị giải pháp cấu tạo móng hợp lý cho công trình nhà từ 3-6 tầng - Nghiên cứu chọn lựa phương pháp tính toán móng hợp lý cho công trình nhà từ 3-6 tầng - Tính toán ứng dụng cho công trình cụ thể 3) GIỚI HẠN ĐỀ TÀI - Tài liệu nghiên cứu - Thời gian thực đề tài ngắn CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 NHỮNG HIỆN TƯNG SỰ CỐ CÔNG TRÌNH CẦN NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI Trong xây dựng công trình sai phạm nghiêm trọng thường sai phạm thuộc móng công trình, tác hại chúng làm sụp đổ công trình , việc sửa chữa , khắc phục sai phạm khó khăn Kết cấu móng lại phụ thuộc vào tính chất đất bên , biến dạng đất tải trọng công trình dẫn đến phá họai móng toàn công trình bên , biến dạng kết cấu công trình bên không ảnh hưởng đến kết cấu móng bên Trong trình xây dựng công trình , trạng thái đất bắt đầu thay đổi , đặt biệt lớp đất nằm bên đế móng , tức vùng chịu ứng suất nén lớn Trong trình sử dụng công tình, đất tiếp tục biến dạng thời gian dài ngừng hẳn Những biến dạng không đất nguyên nhân gây hư hỏng công trình Những hư hõng gây biến dạng công trình thường nhiều nguyên nhân : chủ yếu khâu khảo sát địa chất công trình, thiết kế kỹ thuật; không nắm rõ địa chất khu vực thiết kế móng chưa hợp lý cho công trình Bên cạnh nguyên nhân khác : lỗi sử dụng , thi công nguyên nhân khách quan khác Dưới số cố công trình xãy : 1.1.1 Sự cố công trình nhà chung cư quận ,Bình Thạnh Tp.Hồ Chí Minh Công trình Bình Thạnh cao tầng , kết cấu khung BTCT chịu lực , đặt đất yếu gia cố cọc cừ tràm có chiều dài 4, 5m Đất bùn sét yếu có chiều dày lớn , sâu 22m Sau xây dựng xong công trình , tốc độ lún đạt 1mm/ngày đêm, độ nghiêng công trình theo phương thẳng đứng 450 mm Tại vị trí điểm c ( Hình 1.1.1) công trình có độ lún lớn tòan công trình bị nghiêng góc nửa nhà bên trái Kết đo lún điểm c vòng tháng ( từ tháng 4/1995 đến 10/1995 ) đạt trị số 300mm Công trình có nguy bị phá họai lúc Tòan trạng công trình điều kiện đất ( Hình 1.1.1 ) Nguyên nhân & biện pháp xử lý : Sau thời gian nghiên cứu , người ta tìm nguyên nhân gây cố công trình sau : • Giải pháp móng không thích hợp với điều kiện đất ,bùn sét yếu có chiều dày lớn , cọc cừ tràm ngắn Có tượng đất bị phá hỏng , biến dạng dẽo • Sự có mặt công trình lân cận nằm bên phải công trình làm cho đất khu vực có xu hướng tốt lên, đượïc cố kết công trình có trước Biện pháp xử lý cho công trình tiến hành sau : • Tầng công trình gia cường nhằm tăng thêm độ cứng cho hệ khung; • Xây dựng hệ thống cho tòan công trình Các lỗ chờ để ép cọc neo thực ; • Ép cọc BTCT tiết diện nhỏ 25x25 cm dài 20 m , khả chịu tải mổi cọc 30 Tấn , khu vưcï bên trái nhà , nơi có độ lún nhiều ép trước; • Các cọc tiết diện giai đọan bên phải nhà ép theo sơ đồ thiết kế • Liên kết cọc ép giai đọan vào móng công trình ; • Quan trắc độ lún , dịch chuyễn ngang đo độ nghiêng công trình; • Khi độ lún bên khu vực cân , công trình không bị nghiêng , cọc ép giai đọan gắn kết với công trình; 10 • Sau năm gia cường , công trình ổn định dừng lún 0.45m +22.4m +0.0m -2.0m Cọc cừ tràm 4.5m -22.0m Bùn sét yếu Cát pha D C 5.5m C 5.5 m B 5.5m A 4.2m 4.2m 4.2m 105 C c : số nén xác định thí nghiệm , C c = 0,12 e o : hệ số rỗng ban đầu đất phạm vi H a ,theo thí nghiệm e o = 0,686 p o : ứng suất tiền cố kết, p o = 1,2kg/cm2 ∆ p : ứng suất trung bình tải trọng gây ra: ∆p = 23.12 + 8.27 = 15.7T / m 2 Theo công thức độ lún tổng thể móng : Sf = 0.12 ⎛ 12 + 15.7 ⎞ 4.75 * log⎜ ⎟ = 0.12 + 0.686 ⎝ 12 ⎠ 5.4.2 Tính toán cho móng biên (Trục D) : Theo tính sức chịu tải cọc theo tiêu lý đất Qa =20,77T A.Tính toán số lựợng cọc : 106 3000 600 800 2000 600 600 800 800 600 BỐ TRÍ CỌC BTCT TIẾT DIỆN NHỎ MÓNG TRỤC GIỬA ( TRỤC D ) Số lượng tính theo công thức : n= N tt 104.12 = =5 Qa 20.77 Chọn số lượng cọc : cọc B.Xác định tải trọng tác dụng lên cọc : Tải trọng tác dụng lean cọc tính theo công thức sau : N tt M.x i Nc = + n ∑ x 2i Trong : x i : Tọa độ trục hoành cọc thứ i Tính toán cho cọc nguy hiểm : N 1c = 104.12 14 * 0.8 + = 19.62T 107 Vậy ta có : N 1c = 19.62 < Q a = 20,77T C Xác định khả chịu tải nhóm cọc : Q anh = c1u * N c (b1 ) + 4c 2u * b1 * L e c1u = 0.98 T/m Nc = L e = 16.5m c 2u : 2.92T/m2 b1 =1.8m Q anh = 312.4T Theo hoạt động nhóm cọc : Theo hoạt động cọc : Khoảng cách cọc khoảng m = 5B Với B : bề rộng cọc Tra theo bảng Whitaker ta có G e =0.85 Sức chịu tải nhóm cọc xác định theo công thức sau : Q anh = G e * n * Q a = 0.85 * * 20.77 = 105.93T Vaäy : Q anh = 105.93T > 104.12T đạt yêu cầu D Xác định chiều sâu nén lún : Kích thước khối móng quy ước : Bqd =1.0 + 2*1.31 = 3.62 m Lqd =1.8 + 2*1.31 = 4.42 m Tải trọng tác dụng đáy móng quy ứơc : 108 Nqd =104.12+2*17*3.62+4.42=648.13T Áp lực tải trọng đáy móng quy ước : Pqd = N qd Fqd = 648.13 = 40.51T / m 3.62 * 4.42 Ứn gsuất gay lún đáy móng quy ước : σ gl = Pqd − ∑ y d h = 40,51 − (2 * 1.9 + 16.2 * 1,341 + 2.3 * 1,74) = 11T / m Ứng suất thân đất đáy móng quy ước : σ z = *1.9 + 16.2 * 1,341 + 2.3 *1,74 = 29.521T / m Lập bảng xác định chiều nén lún H a : Z 2z/B Lqd / Bqd Hệ số K o σ gl σz 0,824 1,648 2,472 3,296 4,12 0,4 0,8 1,2 1,6 1.15 1.15 0.966 0.823 0.641 0.484 0.368 1115,26 10.63 5.32 4.04 Tắt lún σ gl = 0.2 σ z 29.52 30.95 32.38 33.81 35.24 36.67 Tắc lún E Dự toán độ lún cho móng cọc BTCT tiết diện nhỏ : Dự toán độ lún ổn định tổng thể móng xác định theo công thức sau : Sf = Trong : ⎡ p o+ ∆ p cc H a log ⎢ + eo ⎢⎣ Po ⎤ ⎥ ⎥⎦ 109 C c : số nén xác định thí nghiệm , C c = 0,12 e o : hệ số rỗng ban đầu đất phạm vi H a ,theo thí nghiệm e o = 0,686 p o : ứng suất tiền cố kết, p o = 1,2kg/cm2 = 12 t/m2 ∆ p : ứng suất trung bình tải trọng gay ∆p = 11 + 5,81 = 9.33t / m 2 Theo công thức độ lún tổng thể móng : Sf = 0,12 ⎡12 + 9.33 ⎤ * 4,12 * log ⎢ = 0,073m + 0,686 ⎣ 12 ⎥⎦ 5.5 ỨNG DỤNG TÍNH TÓAN GIA CỐ NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH BẰNG GIẾNG CÁT ( SD ) 5.5.1 Phương án : 1)Chọn cấu tạo giếng cát - Chọn đường kính giếng cát : d = 40cm - Khỏang cách giếng cát L = 1.5m ( bố trí theo dạng hình tam giác ) - Chiều cao tải trọng phụ ( gia tải nén trước cát có trọng lượng tự nhiên γw = 1.8T/m2 ) : h = 4m - Diện tích giếng cát bố trí S = bxl =18x32 = 576 m2 - Ứng suất nén trước gia tải : ∆p = 1.8x4 = 7.2T/m2 - Ứng suất gây lún đáy móng : σgl = 7.2-2x2 = 3.2 T/m2 - Ứng suất tải trọng thân đáy móng : σz = 2x2 = 4T/m2 110 - Chiều dài giếng cát Ha = 14m ( tính tóan theo chiều sâu họat động thóat nước giếng vị trí Z= Ha có σ z bt ≥ 10σ gl ) Được xác định theo bảng sau : Z(m ) 2Z/b Ko l/b σ gl (T/m2 ) σ z bt ( T/m2 ) 3.6 7.2 10.8 14 0.4 0.8 1.2 1.55 1.77 1.77 0.97 0.862 0.71 0.634 3.2 3.1 2.76 2.27 2.02 8.82 13.64 18.46 24 σ z bt ≥ 10σ gl (tắt lún ) 2) Xác định tổng độ lún ổn định cố kết đất yếu công trình gia tải nén trước chưa gia cố giếng cát : Sf S(f ) = ⎛ P + ∆P ⎞ Cc ⎟⎟ xH a x log⎜⎜ o + eo P o ⎝ ⎠ H a : Chiều dày vùng họat động thóat nước Cc : Chỉ số nén xác định thí nghiệm Cc = 0.827 T/m2 Po : ng suất tiền cố kết Po = 0.45 T/m2 ∆p : Ứng suất nén trước gia tải ; ∆p = 7.2T/m2 e0 : Hệ số rỗng ban đầu đất phạm vi H a , theo thí nghiệm ea = 2.44 S(f ) = 0.827 ⎛ 4.5 + 7.2 ⎞ x14x log⎜ ⎟ = 1.4m + 2.44 ⎝ 4.5 ⎠ 3) Xác định độ lún cố kết theo thời gian gia tải nén trước St ( chưa gia cố giếng cát ) sau thời gian :t= tháng , t=12 tháng Tv = Trong : Cv t H2 • Tv : Yếu tố thời gian theo phương thóat nước thẳng đứng 111 • H : Vùng họat động thóat nước ( biên ; H= 14/2 = 7m ) Vì không đo hệ số thấm ngang nên ta lấy giá trị Ch = Cv • Ch : Hệ số cố kết theo phương ngang hướng tâm • Cv : Hệ số cố kết theo phương thẳng đứng a)Trường hợp t=6 tháng : Ch = Cv= 0.97x10-4cm2/s = 0.3m2/thaùng Tv = 0.3 * = 0.036 tra bảng quan hệ Uv- Tv theo Casagrande 1938 vàTaylor 72 1948Ỉ Uv(6) = 21.25% Uv(6) : Mức độ cố kết theo phương thẳng đứng thời gian tháng Độ lún cố kết sơ cấpgia tải nén trước chưa gia cố giếng cát sau thaùng : St(6) = Uv x Sp = 21.25% x 1.4 = 0.3m a)Trường hợp t=12 tháng : Ch = Cv= 0.97x10-4cm2/s = 0.3m2/thaùng Tv = 0.3 * 12 = 0.073 tra bảng quan hệ Uv- Tv theo Casagrande 1938 vàTaylor 72 1948Ỉ Uv(12) = 30% Tổng độ lún cố kết sơ cấpgia tải nén trước chưa gia cố giấng cát sau 12 tháng : St(12) = Uv x Sp = 30% x 1.4 = 0.42m 4) Tính tổng độ lún cố kết theo thời gian sau gia tải nén trước có gia cố giếng cát a)Trường hợp t=6 tháng : 112 Th : Yếu tố thời gian theo phương thóat nước hướng tâm Th = Ch De t De : Đường kính có hiệu giếng cát ; De = 1.05L = 1.05 x 1.5 = 1.575m n : Hệ số ảnh hưởng ; n = Th = D e 1.575 = = 3.94 d 0.3 * = 0.725 1.575 từ n = 3.94 , Th = 0.725 tra baûng quan hệ Th - Uh Ỉ Uh = 99% Theo Carillo ; Tổng mức độ cố kết theo thời gian U ∑ U ∑ = − (1 − U v )(1 − U h ) = − (1 − 0.21)(1 − 0.99) = 99% > 90% -> đạt yều cầu cố kết theo thời gian Độ lún cố kết theo thời gian gia tải nén trước có gia cố giếng cát sau thời gian tháng : SSD t ( ) = U ∑ xS ( p ) = 99% x1.4 = 1.38m 5.5.2 Phương án : 1)Chọn cấu tạo giếng cát - Chọn đường kính giếng cát : d = 40 cm - Khỏang cách giếng cát L = 2.5m (bố trí theo lưới tam giác ) - Chiều cao tải trọng phụ ( gia tải nén trước cát có trọng lượng tự nhiên γw = 1.8T/m2 ) : h = 4m 2) Tính tổng độ lún cố kết sơ cấp sau gia tải nén trước có gia cố giếng cát 113 a)Trường hợp t=6 tháng : Th : Yếu tố thời gian theo phương thóat nước hướng tâm Th = Ch De t De : Đường kính có hiệu giếng cát ; De = 1.05L = 1.05 x 2.5 = 2.625m n : Hệ số ảnh hưởng ; n = Th = D e 2.625 = = 6.56 d 0.3 * = 0.26 2.625 từ n = 6.56 , Th = 0.26 tra bảng quan hệ Th - Uh Ỉ Uh =55.1% Theo Carillo ; Tổng mức độ cố kết theo thời gian U ∑ U ∑ = − (1 − U v )(1 − U h ) = − (1 − 0.21)(1 − 0.551) = 64.4% < 90% -> không đạt yều cầu cố kết theo thời gian Độ lún cố kết theo thời gian gia tải nén trước có gia cố giếng cát sau thời gian tháng : SSD t ( ) = U ∑ xS ( p ) = 64.4% x1.4 = 0.9m a)Trường hợp t=12 tháng : Th : Yếu tố thời gian theo phương thóat nước hướng tâm Th = Ch De t De : Đường kính có hiệu giếng cát ; De = 1.13L = 1.05 x 2.5 = 2.625m n : Hệ số ảnh hưởng ; n = Th = 0.3 * 12 = 0.52 2.625 D e 2.625 = = 6.56 d 114 từ n = 6.56 , Th = 0.52 tra bảng quan hệ Th - Uh Ỉ Uh = 97.3% Theo Carillo ; Tổng mức độ cố kết theo thời gian U ∑ U ∑ = − (1 − U v )(1 − U h ) = − (1 − 0.55)(1 − 0.973) = 98.78% > 90% -> đạt yều cầu cố kết theo thời gian Độ lún cố kết theo thời gian gia tải nén trước có gia cố giếng cát sau thời gian tháng : SSD t (12 ) = U ∑ xS ( p ) = 98.78% x1.4 = 1.38m Bảng tổng kết kết tính tóan gia cố đất yếu công trình giếng cát : Phương án : d=40cm , L=1.5m , gia tãi nén trước có h= 4m t=6 tháng t= 12 tháng U∑ 99% đạt yêu cầu SD S t (m) 1.39 Phương án : d=40cm , L=2.5m , gia tãi nén trước có h= 4m t=6 tháng t=12 tháng 64.4% không 98.78% đạt đạt yêu cầu yêu cầu 1.38 Qua tính tóan phương án gia cố đất yếu giếng cát ta chọn cách bố trí , thi công giếng cát cho trường hớp sau : • d=40cm , L=1.5m , gia tãi nén trước có h= 4m , thời gian gia tải t = tháng • d=40cm , L=2.5m , gia tãi nén trước có h= 4m , thời gian gia tải t = 12 tháng 115 Bảng tổng kết vật liệu chi phí giá thành ( tham khảo ) cho phương án gia cố đất yếu cho trường hợp: Phương án 1: cọc BTCT tiết diện 20x20 cm , chiều dài cọc L= 18.2m Vật liệu Khối lïng Đơn vị Đơn giá Thành tiền(đ) Cọc BTCT : 20x20 cm 3.775 m 200.000 755.000.000 BTCT đài cọc 186 m 1.400.000 260.000.000 Tổng cộng : 1.015.000.000 Phương án 2: giếng cát có đường kính d=0.4m , chiều dài D=14m , khỏang cách L= 1.5m Giếng cát d=0.4m , 4.032 m 55.000 221.760.000 D=14m , L=1.5m Đệm cát dày 2m 1824 m3 80.000 145.920.000 Móng băng+ đà gân 271 m 1.500.000 406.500.000 móng Tổng cộng : 774.180.000 Phương án 3: giếng cát có đường kính d=0.4m , chiều dài D=14m , khỏang cách L= 2.5m Giếng caùt d=0.4m , 1620 m 55.000 89.100.000 D=14m , L=2.5m Đệm cát dày 2m 1824 m3 80.000 145.920.000 Móng băng+ đà gân 271 m 1.500.000 406.500.000 móng Tổng cộng : 641.520.000 5.6 NHẬN XÉT : Dựa vào kết tính tóan cụ thể cho công trình với địa chất điển hình khu vực xã Tân Kiên huyện Bình Chánh TPHCM Học viên có nhận xét sau: - Gia cố đất yếu cho công trình nhà từ 3-6 tầng khu vực có địa chất từ 10-20m dùng cọc BTCT tiết diện nhỏ hợp lý đảm bảo khả chịu lực giá thành kinh tế 116 - Khi gia cố đất có chiều dày công trình từ 20-30 m lựa chọn giải pháp ta cần quan tâm vấn đề sau : Khi số tầng công trình từ 3-4 tầng , mặt công trình rộng, chiều sâu san lấp lớn , thời gian thi công dài nên dùng phương pháp giếng cát thóat nước kết hợp với gia tải trước hợp lý Không nên dùng phương pháp cọc BTCT tiết diện nhỏ chiều dài cọc lớn nên giá thành thi công cao - Khi gia cố đất có chiều dày công trình từ 10-20 m chiều cao tầng từ 5-6 tầng , chiều cao san lấp nhỏ , chiều rộng công trình không lớn , đòi hỏi trình thi công nhanh nên áp dụng phương pháp cọc BTCT tiết diện nhỏ để thi công 117 CÁC NHẬN XÉT , KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU * NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu : tổng quan , đăc trưng lý đất yếu , cấu tạo phương pháp gia cố đất yếu , tính tóan phương pháp gia cố đất yếu, tính tóan biến dạng -sức chịu tải đất tính tóan ứng dụng cụ thể cho công trình , học viên rút kết luận nghiên cứu sâu phát triển sau: Nghiên cứu tổng quan : nghiên cứu số hư hỏng công trình đất yếu Rút nhận xét số nguyên nhân hư hỏng công trình : Thiếu hiểu biết đầy đủ điều kiện địa chất công trình, có sai sót lớn việc khảo sát móng , tính tóan móng Mà nguyên nhân gây hư hỏng đất yếu độ lún móng nhiều , lún lệch hay lún xoắn gây biến dạng nghiêm trọng dẫn đến phá họai công trình Đăc trưng lý đất yếu : nghiên cứu đất yếu TPHCM khu vực huyện Bình Chánh-TPHCM Thu thập số mặt cắt địa chất điển hình khu vực huyên Bình Chánh –TPHCM, từ chọn phương pháp gia cố đất yếu móng công trình nhà từ 3-6 tâng khu vực huyện Bình Chánh TPHCM Nghiên cứu cấu tạo hợp lý phương pháp gia cố đất yếu : nghiên cứu cấu tạo phương pháp giếng cát thóat nùc kết hợp gia tải trước (SD) , phương pháp cọc BTCT tiết diện nhỏ phương pháp cọc đất – vôi /ximăng Dưa vào cấu tạo đề phương pháp tính tóan cho việc gia cố yếu móng công trình nhà từ – tầng huyện Bình Chánh-TPHCM Nghiên cứu tính tóan phương pháp gia cố đất yếu : nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính tóan giếng cát thóat nước kết hợp gia tải trước (SD) , cọc BTCT tiết diện nhỏ Tính tóan cọc BTCT tiết diện nhỏ có xét đến 118 hệ số nhóm ảnh hưởng ma sát âm Tính tóan giếng cát có xét đến độ lún cố kết gia cố theo thời gian Nghiên cứu tính tóan ứng dụng cho công trình cụ thể: tính tóan ứng dụng cho công trình nhà năm tầng đất yếu gia cố móng theo phương án : cọc BTCT tiết diện nhỏ giếng cát - Phương án cọc BTCT tiết diện nhỏ ( 20x20cm) ; mũi cọc cắm sâu vào tầng đất cứng 2m đưa đến đủ khả chịu lực , làm giảm đáng kể độ lún công trình Sau tính tóan độ lún tổng cộng cuối côïng trình 7.6cm (móng giửa trục B) 7.3cm ( móng biên trục D ) chấp nhận Khi tính tóan khả chịu tải nhóm cọc : công thức thực nghiệm thiên an tòan Đồng thời công thức xác định khả chịu tải nhóm cọc theo tiêu cớlý đất áp dụng với đất sét đất dính , đất cát đất rời cần nghiên cứu đưa công thức khác - Phương pháp giếng cát thóat nước thẳng đứng : tính tóan bố trí giếng cát với hai phương án ; • Phương án : d=40cm , L=1.5 , H=4m , thời gian gia tảit = t= tháng • Phương án : d=40cm , L=2.5 , H=4m , thời gian gia tảit = 12 tháng Độ lún cố kết ổn định tổng cộng hai phương án 1,3m Mức độ cố kết phương án U ∑ = 99% phương án U ∑ = 98.78% đạt yêu cầu ổn định đất công trình Lựa chọn giải pháp: a) Giếng cát thóat nước kết hợp gia tải trước (SD ) bố trí dàn trãi cho công trình 3-6 tầng hợp lý đối vối công trình sau: - Công trình có mặt lớn , diện truyền tải rộng , công trình móng 119 - Công trình có chiều dày lớp đất yếu lớn Công trình có chiều cao san lấp lớn Ngòai giải pháp giếng cát thóat nùc kết hợp gia tải trước có ưu điểm khác vật liệu thi công rẻ , biện pháp thi công đơn giản tạo độ lún cố kết tức thời cho công trình san lấp bên công trình Khuyết điểm phương pháp gia cố giếng cát phải tránh xây dựng công trình khu vực có xáo trộn dòng chãy gây tượng cát chãy làm cho ổn định công trình Thời gian thi công giếng cát dài b) Giải pháp cọc BTCT tiết diện nhỏ bố trí gia cho đất công trình 3-6 tầng hiệu ,vì khả chịu tải cọc lớn , cọc BTCT truyền tải xuống lớp đất tốt nên đảm bảo độ ổn định cho công trình cao Đối với khu vực có chiều dài lớp đất yếu lớn , mặt công trình rộng , chiều cao san lấp lớn , công trình Từ 3-4 tầng ( nhà công nghiệp , trung tâm văn hóa , siêu thị… ) giải pháp cọc BTCT tiết diện nhỏ dùng để gia cố đất không kinh tế giá thành thi công cao * KIẾN NGHỊ CÁC KẾT QUẢ NGHỊÊN CỨU : - Tiếp tục nghiên cứu xác định hệ số nhóm cọc BTCT tiết diện đất cát Cần nghiên cứu khả chịu tải nhóm BTCT tiết diện nhỏ thực tế thí nghiệm tónh trường - Giải pháp giếng cát thoát nước kết hợp với gia tải trước (SD) biện pháp hiệu kinh tế Hiện phương pháp sử dụng cho công trình địa bàn huyện Bình Chánh thời gian gia tải ổn định đất yếu dài , độ ổn định công trình gia cố không cao cọc BTCT Do cần phải có nhiều theo dõi nghiên cứu nhiều công trình thực tế độ lún cố kết công trình xây dựng gia cố giếng cát để có biện pháp thiết kế tính tóan an tòan cho công trình ... dày từ 10 -30 m Do cần phải có giải pháp móng hợp lý cho công trình 3- 6 tầng huyện Bình Chánh- TPHCM 2) PHƯƠNG HƯỚNG CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu giải pháp móng hợp lý cho công trình nhà từ 3- 6 tầng giải. .. móng cho công trình nhà từ 3- 6 tầng đất yếu khu vực huyện Bình Chánh. TPHCM 40 Chương 4: Nghiên cứu phương pháp tính tóan khả chịu tải cho công trình nhà từ 3- 6 tầng đất yếu huyện Bình Chánh TPHCM... : Nghiên cứu giải pháp móng hợp lý cho công trình nhà từ 3- 6 tầng đất yếu huyện Bình Chánh TPHCM Đa số khu vực huyện Bình Chánh có địa chất phức tạp không thuận lợi cho việc xây dựng công trình