Nghiên cứu, dự báo các vấn đề về địa chất công trình cho hố móng sâu trên một số kiểu cấu trúc nền điển hình ở khu vực thành phố thanh hoá

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN ĐÌNH THẮNG NGHIÊN CỨU, DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH CHO HỐ MĨNG SÂU TRÊN MỘT SỐ KIỂU CẤU TRÚC NỀN ĐIỂN HÌNH Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ THANH HÓA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN ĐÌNH THẮNG NGHIÊN CỨU, DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH CHO HỐ MĨNG SÂU TRÊN MỘT SỐ KIỂU CẤU TRÚC NỀN ĐIỂN HÌNH Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ THANH HĨA Chun ngành: Địa chất cơng trình Mã số: 60.44.65 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS: ĐỖ MINH TOÀN GS.TSKH: ĐẶNG HỮU ƠN HÀ NỘI - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Đình Thắng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHÁT SINH ĐỐI VỚI HỐ MÓNG ĐÀO SÂU, CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH 1.1 Nhà cao tầng, hố móng sâu cho nhà cao tầng 1.2 Các vấn đề địa chất công trình phát sinh thi cơng hố móng sâu 11 1.2.1 Vấn đề ổn định trượt thành hố móng 12 1.2.2 Vấn đề trồi đáy hố móng 13 1.2.3 Vấn đề bục đáy hố móng 14 1.2.4 Vấn đề cát chảy, xói ngầm 15 1.2.5 Vấn đề nước chảy vào hố móng 17 1.3 Các phương pháp tính tốn đảm bảo ổn định trượt đất thành hố móng 18 1.3.1 Phương pháp giả thiết mặt trượt trụ tròn 18 1.3.2 Phương pháp tra bảng M.N Goldstein 20 1.3.3 Phương pháp xây dựng mặt nghiêng ổn định N.N Maxlov 21 1.4 Các giải pháp phịng chống nước chảy vào hố móng 23 1.4.1.Giải pháp thoát nước mặt 23 1.4.2 Hạ thấp mực nước hệ thống giếng điểm 26 1.5 Một số giải pháp đảm bảo ổn định thành hố móng đào sâu 27 1.5.1 Giải pháp chắn giữ cọc đất xi măng 27 1.5.2.Giải pháp chắn giữ cọc hàng 34 1.5.3.Giải pháp chắn giữ tường liên tục đất 36 1.5.4.Giải pháp chắn giữ chống 39 1.5.5.Giải pháp chắn giữ neo đất 42 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐCCT VÀ PHÂN CHIA CÁC KIỂU CẤU TRÚC NỀN KHU VỰC THÀNH PHỐ THANH HÓA 45 2.1 Đặc điểm điều kiện ĐCCT khu vực thành phố Thanh Hóa 45 2.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên dân cư 45 2.1.2 Đặc điểm trầm tích Đệ tứ khu vực thành phố Thanh Hóa 47 2.1.3 Các tính chất lý đất đá theo ĐCCT 50 2.1.4 Đặc điểm Địa chất thủy văn 60 2.1.5 Các tượng địa chất động lực cơng trình 62 2.2 Phân chia kiểu cấu trúc khu vực thành phố Thanh Hóa 64 2.2.1 Mục đích phân chia cấu trúc khu vực thành phố Thanh Hóa 64 2.2.2 Nguyên tắc phân chia cấu trúc khu vực thành phố Thanh Hóa 64 2.2.3 Phân chia cấu trúc khu vực thành phố Thanh Hóa 67 CHƯƠNG DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐCCT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ỔN ĐỊNH CHO HỐ MÓNG SÂU TRÊN MỘT SỐ KIỂU CẤU TRÚC NỀN ĐIỀN HÌNH Ở KHU VỰC THÀNH PHỐ THANH HÓA 75 3.1 Dự báo vấn đề ĐCCT đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực thành phố Thanh hóa 75 3.1.1 Đặt vấn đề: 75 3.1.2 Dự báo, đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực thành phố Thanh Hóa 76 3.2 Tính tốn ổn định cho thành hố móng cấu trúc phụ dạng IB2-2 81 3.2.1 Đặc điểm cơng trình 81 3.2.2 Đặc điểm địa chất 81 3.2.3 Tính tốn thiết kế hệ thống chống đỡ hố móng 83 KẾT LUẬN 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài: Đi với phát triển đất nước, thành phố Thanh Hóa có thay đổi rõ rệt, nhiều khu đô thị mới, khu nhà cao tầng xây dựng Hầu hết nhà cao tầng có tầng hầm để tăng diện tích sử dụng, tiết kiệm đất đai, giảm chiều cao Móng cơng trình loại móng sâu, phải chịu tác dụng trực tiếp tải trọng cơng trình cịn phải chịu tác động đặc biệt môi trường địa chất xung quanh Do vậy, việc thiết kế, thi cơng chúng cần phải có xem xét, nghiên cứu riêng biệt Cho đến nay, thành phố Thanh Hóa chưa có cơng trình nghiên cứu cách đầy đủ, có hệ thống vấn đề Địa chất cơng trình (ĐCCT) hố móng đào sâu của nhà cao tầng ổn định thành đáy hố móng, nước chảy vào hố móng Tất vấn đề gây ảnh hưởng lớn đến công tác thi công ổn định cơng trình lân cận Do “Nghiên cứu, dự báo vấn đề Địa chất cơng trình cho hố móng sâu số kiểu cấu trúc điển hình khu vực thành phố Thanh Hóa” vấn đề cấp thiết có ý nghĩa thực tiễn quan trọng Mục đích nghiên cứu đề tài Làm sáng tỏ vấn đề ĐCCT phát sinh thi cơng hố móng sâu cho nhà cao tầng xây dựng số kiểu cấu trúc điển hình khu vực thành phố Thanh Hóa, từ kiến nghị phương pháp đánh giá biện pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Các vấn đề ĐCCT phát sinh thi cơng hố móng sâu số kiểu cấu trúc giải pháp đảm bảo ổn định cho hố móng đào sâu Phạm vi nghiên cứu: diện tích bao gồm thành phố Thanh Hóa, chiều sâu nghiên cứu đến giới hạn ảnh hưởng việc thi cơng hố móng sâu (tương ứng với tầng hầm, chiều sâu đến 20m) Nhiệm vụ nghiên cứu - Làm sáng tỏ kiểu cấu trúc đặc trưng khu vực thành phố Thanh Hóa; - Xác định dự báo số vấn đề ĐCCT phát sinh thi cơng xây dựng tầng hầm nhà cao tầng kiểu cấu trúc điển hình khác khu vực thành phố Thanh Hóa; - Đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định cho hố móng sâu nhà cao tầng khu vực thành phố Thanh Hóa Nội dung nghiên cứu đề tài Để đạt nhiệm vụ đặt ra, nội dung luận án tập trung nghiên cứu nội dung sau: - Tổng quan vấn đề ĐCCT phát sinh hố móng đào sâu; - Nghiên cứu đặc điểm ĐCCT - ĐCTV phân chia kiểu cấu trúc khu vực thành phố Thanh Hóa phục vụ dự báo vấn đề ĐCCT cho hố móng sâu nhà cao tầng; - Bước đầu tính tốn, dự báo vấn đề ĐCCT cho hố móng sâu số kiểu cấu trúc điển hình; - Kiến nghị giải pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu Phương pháp nghiên cứu Để nghiên cứu nhiệm vụ trên, đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Địa chất truyền thống : thu thập tài liệu có, thực địa, khoan lấy mẫu thí nghiệm bổ sung; - Thực nghiệm : tiến hành số thí nghiệm phịng ngồi trời để bổ sung tài liệu nghiên cứu; - Thống kê tốn học; - Tính tốn: sử dụng phương pháp khác để dự báo vấn đề ĐCCT như: tính tốn ổn định thành hố móng, lượng nước chảy vào hố móng,… Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết nghiên cứu tài liệu có ý nghĩa thực tế, sử dụng tham khảo lập phương án khảo sát, thiết kế thi cơng hố móng sâu; Tài liệu nghiên cứu góp phần làm sáng tỏ điều kiện địa chất cơng trình phục vụ cho việc qui hoạch xây dựng nhà cao tầng có thiết kế tầng hầm Cơ sở tài liệu đề tài - Các tài liệu cơng bố nước ngồi nước đề cập thiết kế, thi cơng hố móng đào sâu, đặc biệt tài liệu tính toán dự báo ổn định giải pháp đảm bảo ổn định cho hố móng đào sâu; - Tài liệu nghiên cứu đặc điểm ĐCCT - ĐCTV khu vực thành phố Thanh Hóa Liên Đồn Địa chất thủy văn - Địa chất cơng trình miền Bắc thực ; - Tài liệu nghiên cứu trầm tích Đệ tứ, địa hình, địa mạo khu vực thành phố Thanh Hóa; - Các tài liệu khảo sát địa chất cơng trình, thí nghiệm trường cho nhiều dạng cơng trình xây dựng với quy mơ khác Viện Quy hoạch Phát triển đô thị, Sở Xây dựng, Sở Tài nguyên Môi trường, Công ty Cổ phần tư vấn đầu tư xây dựng Vinaconex 18 Thanh Hóa, Liên đồn Địa chất thủy văn - Địa chất cơng trình miền Bắc … thực Trong trình thực luận văn, tác giả tiến hành nghiên cứu bổ sung công tác đo vẽ địa chất cơng trình, khoan, lấy mẫu, thí nghiệm, quan trắc… Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm phần Mở đầu, Chương, phần Kết luận, trình bày 101 trang với 44 hình,19 bảng biểu Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc người hướng dẫn PGS.TS Đỗ Minh Toàn GS.TSKH Đặng Hữu Ơn - Trường Đại học Mỏ - Địa chất tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, bảo cung cấp tài liệu cho tác giả suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn toàn thể Thầy Cô giáo Bộ môn Địa chất cơng trình, phịng Sau Đại học trường Đại học Mỏ - Địa chất nhiệt tình truyền thụ kiến thức, giúp đỡ tác giả suốt trình học tập trường Tác giả gửi lời cảm ơn đến Viện Quy hoạch Phát triển đô thị tỉnh Thanh Hóa, Sở Xây dựng tỉnh Thanh Hóa, Cơng ty Cổ phần tư vấn đầu tư xây dựng Vinaconex (Vinaconex 18), Liên đoàn Địa chất thủy văn Địa chất cơng trình miền Bắc, đặc biệt Sở Tài ngun Mơi trường tỉnh Thanh Hóa (nơi tác giả cơng tác) nhiệt tình cung cấp tài liệu giúp đỡ tác giả q trình hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH PHÁT SINH ĐỐI VỚI HỐ MÓNG ĐÀO SÂU, CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH 1.1 Nhà cao tầng, hố móng sâu cho nhà cao tầng Nhà cao tầng khái niệm có tính tương Quốc gia, địa phương thời điểm, phụ thuộc vào điều kiện kinh tế, kỹ thuật xã hội Căn vào chiều cao số tầng nhà có nhiều quan điểm đưa định nghĩa nhà cao tầng (Bảng 1.1) Bảng 1.1 Độ cao khởi đầu nhà cao tầng số nước Tên nước Độ cao khởi đầu Trung Quốc Nhà 10 tầng 10 tầng trở lên, kiến trúc khác ≥ 28m, (theo tiêu chuẩn JGJ3-2002) Liên Xô (cũ) Mỹ Pháp Anh Nhật Bản Tây Đức Bỉ Nhà 10 tầng 10 tầng trở lên, kiến trúc khác tầng 22-25m tầng Nhà > 50m, kiến trúc khác > 28m 10 tầng, 24,3m 11 tầng, 31m ≥ 22m (từ mặt nhà) 25m (từ mặt đất nhà) Theo Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế: Ngôi nhà mà chiều cao yếu tố định điều kiện thiết kế, thi công sử dụng khác với ngơi nhà thơng thường gọi nhà cao tầng Căn vào chiều cao số tầng nhà, Ủy ban Nhà cao tầng Quốc tế phân nhà cao tầng loại: + Nhà cao tầng loại 1: -16 tầng (cao 50m); + Nhà cao tầng loại 2: 17-25 tầng (cao 75m); + Nhà cao tầng loại 3: 26 - 40 tầng (cao 100m); + Nhà cao tầng loại 4: 40 tầng trở lên (gọi nhà siêu cao tầng) 92 Hinh3.11.Phương ứng suất chính( đào đến 6m) Hình.3.12.Véc tơ tổng chuyển vị đất ( đào đến 6m) Hình 3.13.Chuyển vị đứng đất qua mặt cắt đáy hố đào ( đào đến 6m) 93 Hinh3.14.Biểu đồ chuyển vị ngang tường ( đào đến 6m) Hinh3.15.Biểu đồ mô men tường ( đào đến 6m) Hinh 3.16.Biểu đồ lực cắt tường ( đào đến 6m) 94 Hình 3.17.Biểu đồ lực dọc tường( đào đến 6m) Bảng 3.7 Bảng kết tính tốn Kết Tên tiêu Véc tơ tổng chuyển vị đất Chuyển vị ngang cừ thép Mô men tường Lực cắt tường Lực dọc tường Đơn vị Giá trị lớn đào đến 6m 10-3 m 36,27 10-3 m 12,14 kNm/m kN/m kN/m 390,26 194,39 27,55 Ký hiệu M N Q 3.Đánh giá kết - Để kiểm tra ổn định kết cấu cừ, ta tham khảo tiêu chuẩn Việt Nam( 22TCN200-89), cừ phải đảm bảo cường độ chịu kéo chuyển vị ngang - Điều kiện cường độ chịu kéo:  k.m.M max M   R y (Theo tiêu chuẩn 22TCN200-89) W W 95 Trong đó: K=1,1 – Hệ số tin cậy (trong điều kiện nước) m=1,15- Hệ số làm việc   Vậy 1,1.1,15.39026000  12923,53  29500( N / cm) 3820 thỏa mãn điều kiện cường độ - Hệ số an toàn mét chiều dài cọc ván thép : K 29500  2,28 12923,53 - Trạng thái giới hạn (nhóm II): f max   c  f    c 2L 300 Trong :  c = 0,95 , cho kết cấu cơng trình tạm L : Chiều dài cọc ván thép f max - Là chuyển vị lớn cọc ván thép  f max = 1,214 (cm)  0,95  2.15  9,5(cm) 300 Thỏa mãn điều kiện chuyển vị Nhận xét: Kết cấu cừ thép thiết kế đảm bảo điều kiện ổn định Kết tính tay theo điều kiện ổn định lật cho phép xác định chiều sâu cắm cừ, phần mềm PLAXIS cho ta kết tương đối toàn diện điều kiện làm việc cừ hệ thống neo ứng xử tồn đất phạm vi tồn hố móng, giúp ta đánh giá kiểm tra lại điều kiện làm việc ổn định kết cấu 96 KẾT LUẬN Qua kết nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng khu vực thành phố Thanh Hóa, rút số kết luận sau: * Nhà cao tầng ngày xây dựng nhiều giới Việt Nam, đặc biệt thành phố lớn, hầu hết nhà cao tầng có hố móng đào sâu Thành phố Thanh Hóa hầu hết thành phố lớn khác, nhà cao tầng thường tập trung khu đất nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn, dân cư đông đúc, giao thông chen lấn, điều kiện để thi cơng cơng trình hố móng khơng thuận lợi Vì vậy, việc lựa chọn, thiết kế thi công giải pháp đảm bảo ổn định hố móng đào sâu nhà cao tầng quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến ổn định cơng trình cơng trình lân cận * Các vấn đề ổn định hố móng đào sâu gồm: trượt thành hố móng, trồi đáy hố móng, bục đáy hố móng, cát chảy, xói ngầm nước chảy vào hố móng * Các giải pháp đảm bảo ổn định thành hố móng đào sâu chủ yếu sử dụng là: chắn giữ cừ thép, chắn giữ cọc đất xi măng, chắn giữ cọc hàng, chắn giữ tường liên tục đất, chắn giữ chống, neo đất, chắn giữ đinh đất Với hố móng đào sâu nhà cao tầng tùy thuộc vào điều kiện địa chất cơng trình, quy mơ hố đào, cơng trình lân cận hố móng, điều kiện kinh tế điều kiện thi cơng cơng trình mà lựa chọn giải pháp chắn giữ hố móng khác * Điều kiện địa chất cơng trình khu vực thành phố Thanh Hóa phức tạp, đất không đồng nhất, biến đổi nhiều, gây khó khăn cho cơng tác thiết kế, thi cơng hố móng đào sâu Dựa có mặt lớp đất yếu, độ sâu phân bố, chiều dày, số lượng lớp đất phạm vi nghiên cứu điều kiện địa chất thủy văn, cấu trúc đất khu vực thành phố Thanh Hóa chia thành kiểu, phụ kiểu, dạng phụ dạng cấu trúc + Kiểu I: đặc trưng có mặt lớp đất yếu (lớp bùn sét pha, xám ghi, xám đen nguồn gốc trầm tích hỗn hợp sông biển maQ21-2th) + Kiểu II: đặc trưng khơng có lớp bùn yếu 97 + Phụ kiểu IA: lớp đất yếu nằm sát mặt đất (bỏ qua lớp đất lấp) + Phụ kiểu IB: lớp đất yếu nằm sâu mặt đất, nằm lớp sét pha trạng thái dẻo mềm + Dạng IA1: có lớp đất yếu nằm lớp sét pha dẻo mềm mỏng (1-2,2)m nguồn gốc trầm tích biển mQ 12th, chiều dày lớp đất yếu dày (tối đa lên tới 19m) Kiểu cấu trúc có lớp + Dạng IA2: lớp đất yếu nằm mặt đất (bỏ qua lớp đất lấp) Trong dạng có lớp đất yếu nguồn gốc trầm tích hỗn hợp sơng biển maQ21-2th nằm xen kẹp lớp sét pha dẻo mềm, chiều dày lớp đất yếu mỏng (1.9-2)m Kiểu cấu trúc có lớp + Dạng IB1: lớp đất yếu nằm lớp sét pha dẻo mềm nguồn gốc trầm tích biển mQ12th có bề dày lớn (8-8,6)m Cấu trúc gồm lớp đất + Dạng IB2: lớp đất yếu nằm xen kẹp lớp đất tốt Cấu trúc có từ lớp đất trở lên + Phụ dạng IB2-1 : khơng có tầng chứa nước áp lực nhẹ + Phụ dạng IB2-2 : có mặt tầng chứa nước áp lực nhẹ * Dự báo vấn đề địa chất cơng trình đề xuất giải pháp ổn định thành hố móng cho kiểu cấu trúc khu vực thành phố Thanh Hóa + Dạng cấu trúc IA1 Khi khai đào hố móng xảy tượng: trượt thành hố móng, nước chảy vào hố móng Giải pháp ổn định hố móng đào sâu: bơm nước mặt, cọc đất xi măng + Cấu trúc dạng IA2 Khi khai đào hố móng xảy tượng: trượt thành hố móng; nước chảy vào hố móng; trồi đáy hố móng Giải pháp ổn định hố móng đào sâu: Bơm hút nước mặt; cừ ván thép; cọc đất xi măng; cọc hàng; tường đất + Cấu trúc dạng IB1 98 Khi khai đào hố móng xảy tượng: trượt thành hố móng; nước chảy vào hố móng; trồi đáy hố móng Giải pháp ổn định hố móng đào sâu: Bơm hút nước mặt; cừ ván thép kết hợp hệ thống neo chống; cọc đất xi măng + Cấu trúc phụ dạng IB2-1 Khi khai đào hố móng xảy tượng: trượt thành hố móng; nước chảy vào hố móng; trồi đáy hố móng Giải pháp ổn định hố móng đào sâu: Bơm hút nước mặt; cừ ván thép kết hợp hệ thống neo chống; tường đất; cọc hàng; cọc đất xi măng + Cấu trúc phụ dạng IB2-2 Khi khai đào hố móng xảy tượng: trượt thành hố móng; nước chảy vào hố móng; trồi đáy hố móng; bục đáy hố móng Giải pháp ổn định hố móng đào sâu: Hệ thống bơm hút nước giếng điểm, lỗ khoan kim kết hợp bơm hút nước mặt; cừ ván thép kết hợp hệ thống neo chống; cọc đất xi măng * Căn vào đặc điểm phụ dạng cấu trúc IB2-2, chiều sâu hố móng giả định tầng hầm (chiều sâu 6m), chiều rộng hố móng 30m x 30m, vấn đề ổn định điều kiện thi công Tác giả để xuất giải pháp chắn giữ thành hố móng tường cừ thép có neo, lực neo 250KN Qua kết tính tốn tay kiểm tra lại phần mềm PLAXIS, cho thấy tường chắn tường cừ thép kết hợp với neo đảm bảo ổn định 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Văn Bát (1998), Bài giảng cao học - Địa chất đệ tứ, tân kiến tạo chuyển động kiến tạo đại Việt Nam Đoàn Văn Cánh, Phan Ngọc Cừ, Bài giảng cao học - Địa chất thủy văn xây dựng công trình ngầm Lê Anh Dũng (1995), “Thi cơng hố đào sâu”, Tuyển tập khoa học công nghệ NTC95 Đỗ Đình Đức (2001), Thi cơng hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng đô thị Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật Nguyễn Bá Kế (2002), “Thiết kế thi cơng hố móng sâu”, Nhà xuất xây dựng Vũ Cao Minh (1984), “Cấu trúc địa cơ”, Tài liệu Hội nghị Khoa học toàn quốc Địa kĩ thuật lần thứ 11 Vũ Cao Minh, Nguyễn Quốc Thắng, Trần Tư (1984), “Cơ sở mơ hình hóa địa học Địa chất - Địa kĩ thuật”, Tài liệu Hội nghị Khoa học toàn quốc Địa kĩ thuật lần thứ 11 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Thông (2003), Cơ học đất, Nhà xuất giáo dục Đặng Hữu Ơn, Đào Duy Nhiên, Nguyễn Khắc Văn (1990), “Phương pháp thí nghiệm giải đốn tài liệu thí nghiệm thấm vùng có cơng trình khai thác”, Tuyển tập KHKT khảo sát xây dựng 1960 đến 1900 10 Phan Trường Phiệt (2001), Áp lực đất tường chắn đất, Nhà xuất xây dựng 11 Nguyễn Huy Phương, Tạ Đức Thịnh (2005), Bài giảng cao học - Các phương pháp tính tốn cơng nghệ cải tạo, xử lý 12 Nguyễn Huy Phương, Tạ Đức Thịnh (2005), Bài giảng cao học - Các phương pháp tính tốn cơng nghệ thi cơng móng 100 13 Nguyễn Huy Phương, Tạ Đức Thịnh (2004), Giáo trình học đất 14 Nguyễn Văn Quảng (2006), Nền móng nhà cao tầng, Nhà xuất khoa học kỹ thuật 15 Nguyễn Văn Quảng (2006), Nền móng tầng hầm nhà cao tầng, Nhà xuất xây dựng 16 Nguyễn Văn Quảng, Đỗ Đình Đức (1999), “Nghiên cứu biến dạng đất đào hố sâu”, Tạp chí xây dựng tháng tháng năm 1999 17 TCXD 194 : 2006, Nhà cao tầng - Công tác khảo sát Địa kỹ thuật 18 Nguyễn Thanh (1984), “Giải pháp móng khơng phù hợp cấu trúc địa chất đất yếu nguyên nhân chủ yếu gây biến dạng cơng trình xây dựng lãnh thổ đồng Việt Nam”, Tài liệu Hội nghị Khoa học toàn quốc Địa kĩ Thuật lần thứ 11, Hà Nội 19 Nguyễn Thanh (1984), “Về việc phân loại thành lập đồ cấu trúc cơng trình xây dựng Việt Nam”, Tài liệu Hội nghị Khoa học toàn quốc Địa kĩ Thuật lần thứ 11, Hà Nội 20 Lê Trọng Thắng (2003), Bài giảng cao học - Các phương pháp thí nghiệm đất đá nguyên khối 21 Lê Đức Thắng (2000), Nền móng, Nhà xuất xây dựng 22 Đỗ Minh Toàn (2004), Bài giảng Cao học - Sự hình thành đặc tính địa chất cơng trình đất 23 Nguyễn Viết Tình, Phạm Văn Tỵ (1994), “Kết nghiên cứu bước đầu tính bất đồng trầm tích hồ - đầm lầy tầng Hải Hưng (blQIV1-2hh1) khu vực thành phố Hà Nội”, Báo cáo khoa học Hội nghị khoa học lần thứ 11 Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 24 Nguyễn Viết Trung (2002), Hướng dẫn thiết kế kết cấu cọc ván thép 25 Phạm Văn Tỵ (1991), “Sự biến đổi tính chất lý đất đá Việt Nam mối quan hệ với mức độ thành đá biến chất chúng”, Tuyển tập cơng trình khoa học, tập XVII Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 101 26 Phạm Văn Tỵ (1994), “Đánh giá đặc điểm cấu trúc địa chất tầng phủ khu vực thành phố Hà Nội theo quan điểm bảo vệ môi trường địa chất”, Báo cáo khoa học Hội Nghị khoa học lần thứ 11 Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 27 Phạm Văn Tỵ (1999), Bài giảng Cao học - Cơ sở phương pháp hệ nghiên cứu địa chất cơng trình 28 V.D Lomtadze (1978), Địa chất cơng trình - Thạch luận cơng trình, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 29 V.D Lomtadze (1982), Địa chất cơng trình - Địa chất động lực cơng trình, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 30 V.D Lomtadze (1993), Địa chất cơng trình chun mơn, Nhà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 31 R Whitlow (1997), Cơ học đất, người dịch : Nguyễn Uyên Trịnh Văn Cương, Nhà xuất giáo dục I Có phân bố lớp đất yếu IA Phụ kiểu IB IB 2-2 IB2-1 Phụ dạng Đặc điểm phụ kiểu, dạng phụ dạng cấu trúc Khơng có lớp đất yếu Sét pha, lẫn laterit phong hóa từ đá gốc Tàn tích thực vật Đặc điểm - Cấu trúc đất gồm: lớp - Không phân bố lớp đất yếu Sét kết, sét bột kết tuổi Ocdovic sớm Cát hạt mịn, trạng thái chặt vừa ( trầm tích hỗn hợp sơng biển tuổi Pleistoxen amQ 1vp1-2) Sét pha dẻo mềm (trầm tích hỗn hợp sông biển tuổi Pleistoxen amQ 1vp 1-2) Địa tầng Bảng 2.9: Phân chia kiểu cấu trúc khu vực thành phố Thanh Hóa Địa tầng Khác nhau: Đặc điểm chung: lớp đất yếu nằm gần mặt - Dạng IA : + Cấu trúc gồm: lớp + Chiều dày lớp đất yếu lớn (tối đa 19m) + Lớp đất yếu nằm (bùn sét) nằm lớp sét pha dẻo mềm - Dạng IA 2: + Cấu trúc đất gồm: lớp + Lớp đất yếu nằm xen kẹp lớp đất tốt +Chiều dày lớp đất yếu mỏng + Lớp đất yếu nằm mặt (bỏ qua lớp đất lấp) Đặc điểm chung: Lớp đất yếu phân bố sâu (dưới lớp sét pha dẻo mềm chiều dày lớn) Khác nhau: - Dạng IB : + Cấu trúc đất gồm: lớp + Chiều dày lớp đất yếu lớn - Dạng IB : + Cấu trúc đất từ (3-4) lớp + Chiều dày lớp đất yếu trung bình + Lớp đất yếu nằm xen kẹp lớp đất tốt * Phụ dạng IB 2-1 : Không có tầng chứa nước áp lực nhẹ + Cấu trúc đất gồm: lớp + Cấu trúc đất gồm: lớp 1-2 GHI CHÚ * Phụ dạng IB 2-2 : Có mặt tầng chứa nước áp lực nhẹ Sét pha dẻo mềm (Trầm tích biển tuổi Holocene mQ th) Đất nhân sinh IB IB IA IA1 Dạng Bùn sét pha (Trầm tích hỗn hợp sông biển tuổi Holocene maQ th) Kiểu II Kiểu I Phụ dạng IA2 Địa tầng + Chồi đáy hố móng + Nước chảy vào hố móng + Trượt thành hố móng Các vấn đề ĐCCT phát sinh: + Nước chảy vào hố móng + Trượt thành hố móng Các vấn đề ĐCCT phát sinh: Dự báo vấn đề ĐCCT phát sinh thi cơng hố móng sâu + Bơm hút nước mặt để tháo khơ hố móng + Ổn định thành hố móng: - Thi cơng (1-2) tầng hầm: giải pháp cừ ván thép, cọc đất xi măng, tường đất - Thi công từ tầng hầm trở lên: giải pháp cọc xi măng đất, cừ ván thép kết hợp chống neo + Bơm hút nước mặt để tháo khơ hố móng + Giải pháp cọc đất xi măng cho (1-5) tầng hầm Đề xuất ổn định hố móng sâu Bảng 3.1: Dự báo vấn đề ĐCCT đề xuất giải pháp ổn định hố móng sâu Dạng IA1 Phụ kiểu IA Kiểu Phụ dạng I Dạng IB2-2 IB2-1 Phụ kiểu IB IB2 Kiểu Địa tầng Dự báo vấn đề ĐCCT phát sinh thi công hố móng sâu Các vấn đề ĐCCT phát sinh: + Trượt thành hố móng + Nước chảy vào hố móng + trồi đáy hố móng Các vấn đề ĐCCT phát sinh: + Trượt thành hố móng + Nước chảy vào hố móng + trồi đáy hố móng + Bục đáy hố móng Đề xuất ổn định hố móng sâu + Ổn định thành hố móng: - Thi cơng tầng hầm: tường đất, cọc hàng, cừ thép - Thi công tầng hầm: cừ ván thép - Thi công tầng hầm trở lên: Cọc đất xi măng + Bơm hút nước mặt để tháo khô hố móng + Ổn định thành hố móng: - Thi cơng (1-2) tầng hầm: tường cừ thép, cọc đất xi măng - Thi công tầng hầm trở lên : cọc đất xi măng + Tháo khơ hố móng - Bơm hút nước mặt - Bơm hút nước hệ thống giếng điểm lỗ khoan kim Phụ dạng I Dạng IB Phụ kiểu IB Kiểu Địa tầng Dự báo vấn đề ĐCCT phát sinh thi cơng hố móng sâu Các vấn đề ĐCCT phát sinh: + Trượt thành hố móng + Nước chảy vào hố móng + trồi đáy hố móng Đề xuất ổn định hố móng sâu + Ổn định thành hố móng: - Thi cơng tầng hầm: giải pháp cừ ván thép kết hợp hệ thống neo chống - Thi công từ tầng hầm trở lên: giải pháp cọc đất xi măng + Bơm hút nước mặt để tháo khô hố móng BẢNG 2.10: BẢNG TỔNG HỢP CHỈ TIÊU CƠ LÝ CÁC LỚP ĐẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ THANH HÓA B G n j e0 Cường độ chịu tải Ip C a1-2 N E1-2 RH Mềm rời Cát hạt mịn trạng thái chặt vừa 124 apQ11-2hn Cuội sỏi đa khoáng 159 Cát pha trạng thái dẻo 198 Sét pha trạng thái dẻo chảy maQ11-2th Trầm tích mềm dính Khơng có liên kết cứng amQ1vp 1-2 Búa 34 18.7 25 145 1.22 8.1 4.5 4.2 1.4 30015’ 17030’ 2.8 2.65 48.7 40.3 11 2.7 2.04 1.74 18.50 13.70 4.8 0.67 83.38 35.43 0.549 20000’ 0.133 0.007 160 1.2 245 51.1 31.9 17 2.71 1.94 1.5 30.5 21.1 9.4 0.85 98.4 44.52 0.802 6000’ 0.078 0.03 35 0.5 Bùn sét pha xám đen, xám ghi 215 25.6 56 19 2.66 1.65 1.14 27.2 41.4 14.2 1.22 89 0.078 0.177 15 0.39 36.4 20.5 Độ 8.5 45.4 16.4 % KG/cm g/cm3 % Wp KG/cm WL Mô đuyn b d gc Góc nghỉ ướt Khơ Góc Góc ma nghỉ sát khô KG/cm gw Độ Hệ số rỗng rỗng D Giới Độ Chỉ hạn Độ sệt bão số dẻo dẻo hòa Chỉ số SPT TN Giới hạn chảy Hệ số nén lún Khối lượng thể tích Khối lượng riêng cm /kG Sét